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芯辊进给速度对环件热辗扩工艺的影响规律研究

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环形铸坯热辗扩成形微观组织演变规律研究

环形铸坯热辗扩成形微观组织演变规律研究
益 ， 有 大 的 发 展 潜 力 和广 阔 的 应 用 前 景 。 具
立 的 铸 态 ４ Ｃ Ｍｏ钢 材 料 模 型 和 动 态 再 结 晶 演 化 模 ２ ｒ 型 ， 用 有 限 元 模 拟 方 法 ， 究 分 析 了 环 形 铸 坯 在 热 采 研
辗扩 成形 过程 中的微 观组 织演变 和芯 辊进 给速度 对
一
ｅｐ ｘ（
）
＝ ７ ０． ５
＝一ｘ［ ． （ 生 ） １ｅ － ６ 等 ｐ ０９ 】
。＝ ．３ × Ｏ ３ｏ１ ｏ ４ ｘ （ ！ ｓ３７ ６ ｌ － ４ ｄ ￣］ ｐ ｅ ｄ ＝ ．５ × ０￣ｏ４ 。 ｍ ｌ ｘ （＝！ １４ ５ １ ２ ￣ —ｂ ｅ ｐ —— ｄ ９ ） ）
式 中 ： — — 峰值应 变 ；
囊
ｓ
表 １ 模 拟 计 算 参 数
参 数 数 值
＿
厂
一
动 态 再 结 晶分 数 ；
容 易 发 生 动 态 再 结 晶 ， 粒 尺 寸 细 化 明 显 ； 当 增 大 芯 辊 的 进 给 速 度 ， 利 于 扩 大 动 态 再 结 晶 区 域 和 获 得 细 晶 适 有 小均 匀的再 结 晶晶粒 ， 够 改善 环件微 观组 织 的大小和分 布 。 能
关 键 词 ： 械 制 造 ； 态 再 结 晶 ； 辗 扩 ； 形 铸 坯 机 动 热 环
加 热 和 冷 却 过 程 中 的静 态 再 结 晶 晶 粒 组 织 演 变 机 理 和 规 律 进 行 了 系 统 的研 究 ，从 而 实 现 了 热 加 工 过 程 晶 粒 组 织 的 预 测 和 控 制 。环 件 辗 扩 方 面 的 微 观 组 织 演变研究 也取 得 了一些 进展 ， Ｘｕ等 研 究 了碳 钢 环 热 辗 扩 过 程 中 几 个 截 面 上 微 观 组 织 的 大 小 和 分 布 阎； 欧 新 哲 模 拟 分 析 了锻 坯 辗 扩 过 程 中工 艺 参 数 对 微 观

材料参数对环件冷辗扩工艺的影响规律研究

材料参数对环件冷辗扩工艺的影响规律研究

第24卷2005年第7期7月机械科学与技术MECHAN I C AL SC I E NCE AND TECHNOLOGY Vol .24July No .72005收稿日期:20040802基金项目:国家自然科学基金重点项目(50335060)与国家杰出青年科学基金项目(50225518)资助作者简介:郭良刚(1974-),男(汉),江西,博士研究生E 2mail:glgglg66@163.com郭良刚文章编号:100328728(2005)0720839205材料参数对环件冷辗扩工艺的影响规律研究郭良刚,杨　合,吴跃江,詹　梅,李宏伟(西北工业大学材料学院,西安　710072)摘　要:基于ABAQUS 软件环境,采用弹塑性动态显示有限元法,通过三维数值模拟研究揭示了几个重要的材料参数(硬化指数、屈服强度和弹性模量)对环件冷辗扩过程中环件端面质量、轴向宽展、辗扩力、辗扩力矩以及金属流动特性的影响规律,并从金属塑性成形原理和塑性加工力学等角度对这些规律进行了合理的解释,从而获得了何种材料性能适应冷辗扩成形的认识,为环件冷辗扩在实际应用中材料和设备的选择提供了依据,对揭示冷辗扩成形机理也具有十分重要的意义。

关　键　词:冷辗扩;材料参数;弹塑性动态显示有限元中图分类号:TG38 文献标识码:AResearch on I nfluence of M a ter i a l Param eters on Cold R i n g Rolli n g ProcessG UO L iang 2gang,Y ANG He,WU Yue 2jiang,Z HAN Mei,L I Hong 2wei(College ofMaterials Science and Engineering,North western Polytechnical University,Xi ′an 710072)Abstract:I n this paper,the influence la w of several i m portant material para meters on the quality of end 2p lane of ring,side s p read,r oll f orce,r oll moment and metal fl ow characteristic in cold ring r olling p r ocess has been exp l ored thr ough the numerical si m ulati on based on the elastic 2p lastic dyna m ic FE M un 2der the ABAQUS s oft w are envir on ment .The research results,which have been exp lained rati onally,can be served as a basis for choosing material and ring r olling m ill,and can p lay a significant r oll in revealing the f or m ing mechanis m of the cold ring r olling p r ocess .Key words:Cold ring r olling;Material para meters;Elastic 2p lastic dyna m ic FE M (finite ele ment method ) 环件冷辗扩,是利用旋转着的形辊(模具)对冷态下的环形毛坯局部连续加压,使环坯在回转过程中产生壁厚减薄、直径扩大、截面轮廓成形的连续局部塑性成形工艺,是目前加工各种精密无缝环形零件的先进制造技术,具有节能、节材、优质、高效、低噪等优点而日益广泛应用于轴承、汽车、航空航天等工业领域。

基于FEM的辗环工艺芯辊进给速度曲线优化

基于FEM的辗环工艺芯辊进给速度曲线优化
芯 辊 进 给 速 度 曲 线 能 保 证 辗 扩 过 程 中 始 终 有 理 想 的 每 转 压 下 量 ， 而 降 低 缺 陷 的 发 生 ， 高 零 件 质 量 。 最 后 从 提
结 合 具 体 零 件 进 行 了数 值 模 拟 验 证 ， 证 结 果 理 想 。 验 关 键 词 ： 械 制 造 ； 给 速 度 ； 辊 ； 环 ； 化 机 进 芯 辗 优
整 ， 每转压 下量 始终 有一个稳 定 的理想 值 。因此 ， 使
芯 辊 进 给 速 度 与 瞬 时 环 坯 直 径 存 在 耦 合 关 系 ， 不 能
事 先 求 得 嘲 目前 ， 产 中 可 通 过 伺 服 机 构 借 助 于 计 。 生 算 机 进 行 实 时 调 整 ［， 大 大 提 高 了 设 备 成 本 。 此 ， ４但 １ 为 本 文 提 出 通 过 反 向最 小 余 量 法 ，借 助 于 有 限 元 数 值 模 拟来优 化芯辊 进 给速度 曲线 。
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文 章 编 号 ：６ ２ ０ ２ （０ ７ ０ — ０ ４ ０ １ ７ — １ １ ２ ０ ）４ ０ ７ — ３
基于 Ｆ Ｍ 的辗环工艺芯辊进给速度曲线优化 Ｅ
王 双 林 ’ 初 冠 南 ， 王 。 （． １ 日照 职 业 技 术 学 院 ， 东 山 红 。 傅 明 冲 日照 ２ ６ ２ ； ７ ８ ６
Ｓ！ ０ ｑ团圈 Ｐ ， 卿Ｎ ，Ａ Ｃ
曲 线 值 ） 零 来 修 正 芯 辊 进 给 速 度 曲线 的 方 法 。 体 为 具 计算 方法 ： 设 某 一 辗 扩 过 程 中 采 用 恒 定 的 芯 辊 进 给 速 度
’ ． ‘
≤
’ ． ．
△ｈ． △ｈ ≤
Ａｈ＝ ２２ ｒ ／ ） ［ ｖ （ ＂Ｒ２１ ２ ｒ ／ ） ｚ Ｖ （ ７ ＝Ａｈ ／ ２ｎ ）（ ７ ＇

数控碾环机环件轧制工艺动作研究及其实现

数控碾环机环件轧制工艺动作研究及其实现
acceptable．So，the new ring rolling process is significant and valuable to true production in
the factory．
Key Words：ring rolling mill；theory of fing rolling；ring rolling process；PLC
工艺的机械设备在设计方面是可以实现的，操作不是很复杂，成本也是在可接受的范围
之内。因此本文提出的这一新型环件轧制工艺具有很高的实际意义和应用价值。
关键词：碾环机；环件轧制；轧制工艺；PLC
数控碾环机环件轧制工艺动作研究及其实现
Study on the Ring Rolling Process ofNumerical Ring Rolling Mill
各工业发达国家纷纷投入大量人力、物力开发研究，寻求能够节能、节材的塑性成形新
工艺、新方法。在塑性加工中，根据工具与工件的运动形式，可归纳为回转塑性成形和
非回转塑性成形。其中，工件和成形工具(模具)中任一个旋转或两者都旋转的形式，统
称为回转塑性成形。环件轧制就是一种回转塑性成形【ll。
环件轧制(又称环件辗扩或扩孔、辗环)是借助辗环机使环件壁厚减小、直径扩大、
the numerical ring rolling mill，and according to the new ring rolling process，does a detailed
design for every mechanism．The ring rolling mill mechanism includes active roller
机不仅效率低下，占用大量人力资源，更主要的是环件质量不容易保证，更换环件、定

热辗中摩擦系数对环件圆度影响的仿真模拟

热辗中摩擦系数对环件圆度影响的仿真模拟

方 程式 （ ） 以表 示 为 ： ４可
ｖ
。＝ 一 ： ＝
一 。 。
… … …… … … … （ ） … … ５
在 轧制 中 ，环件 与 抱辊接 触 点 的运动 轨迹 可 以近
似 地认 为是 直线 运动 ， 图 ２ 这样 可 以得 出其 在运 动 见 ，
方 向上 的 速 度 为 ：
压 结束 后 的体积 ，则 ：
一
抱辊是 随环件 的转 动和直径 的扩展而运 动 的 ， 它包
括平动 和 自身转 动两种运动方 式 ，本 文只研究 其平动 。
因 为抱辊 始终 和环 件进 行 接触 ，所 以它 平 动的速 度可 以用 其与 环件 接触 点 的平 动速 度来代 替 。 设 Ｄ、 、 分 别 为环件 轧 制 中的外 径 、内径 和壁 ｄ Ｔ
模型 ， 在不 同的摩擦 系数下对其 运动进行 了仿真模 拟 ， 通过对运动过程中芯辊和驱动辊 的受 力进行分析 ， 从而
得 出环 件 的受 力 过 程 ， 后 得 出摩 擦 系 数 对 环 件 圆度 的影 响 ， 结 论 对 于 以 后 的 实 际 生 产 有 很 大 的 参 考 价 值 。 最 该 关 键 词 ： 热辗 ；摩 擦 系 数 ；计 算 机 模 拟
４ — 端 面 辊 ；５ — —— 抱 辊
图 １ 辗 扩成 形 示 意 图
同时设 Ｄ。ｄ 、 分 别 为环 件轧 制前 的初 始外 径 、 、 。Ｔ。 初 始 内径 和初 始壁 厚 。 由于轧制 中的宽展 可 以忽 略不
记 ，所 以根 据体 积 不变 原理 ，即辗 压前 的体 积等于 辗
￣ Ｖ ＣＳ Ｄ Ｏ 一 ‘ Ｖ （
一
） ） 。 ＋ ｃｓ
。

大型环件热辗扩数值模拟与实验研究

大型环件热辗扩数值模拟与实验研究
环件辗扩原理见图 １。驱动辊为主动辊， 沿固定 轴线做旋转运动， 驱动辊和环件之间的摩擦力带动 环件旋转； 芯辊为从动辊， 它在环件的作用下做旋转 运动并且连续进给， 趋近于大直径的驱动辊， 使环件 产生壁厚减薄、直径增大的变形。导向辊定位角为 ６０°［ ， ３， ４］ 两个导向辊以一定的约束力抱住环件， 起 定心和防振作用。环件反复通过驱动辊和芯辊构成 的孔型产生壁厚减薄、直径扩大的辗扩变形， 最终成 为具有一定几何尺寸和截面轮廓的环形零件。 ２ 环件辗扩数值模拟
图 ２ 中， 摩擦系数为 １．５， 芯辊进给速度为 １．５ ｍｍ／ｓ， 环件在圆整阶段由于摩擦系数设置较小， 驱动辊带动环件转动比较困难， 圆整进行不彻底， 自 环件与驱动辊接触部位向上等效应变很大。
图 ５ 中， 驱动辊与环件接触点的等效应变最大 值为 ２．１４， 其余部位基本均匀。 ３ 实验加工
采 用 初 速 度 为 ２．０ ｍｍ／ｓ 的 变 速 进 给 进 行 实 际 加工实验， 采用 Ｄ５３Ｋ－ ２０００ 型 ２ ０００ ｍｍ 辗环机闭 式轧制， 采用数控系统对整个轧制过程实时监控。轧 制过程如图 ６， 图 ７（ 见下页） ， 图 ８（ 见下页） 。
针对应用广泛的大型矩形截面环件采来自deform3d有限元软件分别选取不同摩擦系数进给速度对其辗扩过程进行数值模拟并进行加工实验找出了工艺参数的选取范围分析了轧制过程中产生的问题和缺陷为实际生产提供了依据
总第 １０８ 期 ２００７ 年第 ４ 期
文章编号： １６７２－ １１５２（ ２００７） ０４－ ００１９－ ０３
图 ７ 为稳定轧制阶段， 此阶段轧制比较顺利， 运 行平稳， 轧制过程和模拟基本一致。
图 ８ 为轧制完成效果， 由于毛坯端面存在原始
２００７年第 ４ 期

环件径向轧制变形规律

环件径向轧制变形规律
沈晓辉;阎军;章静;曹杰
【期刊名称】《钢铁研究学报》
【年(卷),期】2007(19)10
【摘要】使用有限元法对大变形率的环件径向轧制过程的金属变形进行研究,分析了环件轧制过程中内外径的变化规律、累积等效变形、径向流线分布规律及进给速度对其影响。

研究发现内外层金属的累积等效变形相对大小取决于变形程度、坯料原始尺寸及芯辊进给速度;同样尺寸的坯料和成品,芯辊进给速度越大,内层的累积等效变形越大;轧制结束后径向流线呈斜"W"形分布,进给速度越大,径向流线扭曲比越大。

还给出了简单实用的环件尺寸计算方法。

【总页数】5页(P29-33)
【关键词】环件轧制;变形规律;有限元
【作者】沈晓辉;阎军;章静;曹杰
【作者单位】安徽工业大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG333
【相关文献】
1.带外台阶法兰环件轧制的变形规律研究 [J], 赵玉民;华林;胡亚民
2.超大型环件径向轧制设备动梁受力分析和优化 [J], 谷瑞杰;张淑莲;杨大祥;高宏章;辛宏斌;成小乐
3.环件径向轧制进给系统设计 [J], 李路可;杨杰;张瑞珠
4.基于Simufact的大型环件轴-径向轧制参数对椭圆度的影响 [J], 成思福;阎晓燕;陈亚萍
5.阶梯孔环件轧制变形规律和尺寸计算 [J], 孙在进;华林
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环件辗扩加工的控制方法

图１ 所示为卧式辗扩成形系统的结构原理 图。电动机经变
Ｄ ；
粤＋ ｂ
ｄ＝ Ｄ 一２ｂ
速箱 ｌ 带动驱动辊 １ 转动。 Ｏ １ 芯辊 ９ 下端安装在滑块 ５ 上端 上，
时， 对环 件 ３ 施加 压力 ， 环件被旋转的驱动辊咬入 ， 进行 毛坯 的
Ｄ和 ｄ 分别对 时间求导 ， 到环件外径扩大速度 如和 环 得
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机 械 设 计 与 制ｅ ｉｎ ｃ ｉｅｖ ｓｇ
＆
Ｍａ ｕａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕ ｅ
第 ３期 ２０ ０ ６年 ３月
文章编号 ：０ １ ３９ （０６０ — ０ ４ Ｏ １０ — ９７２０ ）３ ０９ 一 ２
关键词 ： 辗扩； 模型；控制方法 【 ｂｔ ｃ】 Ｔｅ ａ ｅ ａ ｃｌ ｏｅｏ ｌｎ ｎ ａ ｅａｌｈｄ ｎ ｅ ｏｔ ｌ ｉｅ ｉ ａ Ａ ｓ ａｔ ｈ ｔ ｍ ｔａ ｍ ｄｌｆｒ ｌｇｒ ｇｗ ｓ ｓ ｂ ｓ ，ａｄｔ ｎ ｏ ｄ ｎ ｏ ｗ ｓ ｒ ｍ ｈ ｉ ｏｉ ｉ ｔ ｉｅ ｈ ｃ ｒ ｍ ｓ ｎ ｅ ｉ ｄ ｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｌ ｒ ｌｇｍ ｃｉ ａ ｇｅ ｅ，ｔＩ ｗｌ ｒ ｉ ｒｅ ｎｅ ｎ ｃｔｉ ｄｒ ｅ．Ｔｅ ￣ ｅ ｎ ｏｐ ｎ ｌｎ ａｈｎ ｗ ｓ ｕｇｓ ｄ ｔ ＾ ｉ ｐｏ ｄ ｆｒ ｃ ａ ｉｒ ｖ ｓ ｍ ｏ ｒ ａ ｏ ｏ ｉ ｆ ｅ ｓ ｔ Ｉ ， ｌ ｖ ｅ ｅ ｅ ｄ ｒｅａ 厂ｒ ｅｇｉ ｎ ｒ ｔｎ ｃ ｔ ｌ￣ ｅ ． ０ ｄｓ ｎ ｇａ ｐｏ ｉ ｏ ｒ ｔ ｉ ｎ ｄ ｏ ｍ ｏ ｏ ｎｏｓ ｍ ｆ
件 修整 ， 辗扩加工结束后 ， 芯辊向左作 回程运动 ， 当支架碰上机 身 ７上 的固定挡块 ８后 ，强制支架绕联接销作逆时针转动并抬 起。 以便成形环件的下料和下一个环件毛坯上料 。

热辗环变形区速度场规律有限元模拟


辗 环 变 形 规 律 有 着 直 接 的 影 响 ，边 界 速 度 直 接 关 系 到 辗 扩 力 、 扩 力 矩 、 件 端 面 质 量 、 部 应 变 分 布 辗 环 内 等力 能参数 【对 制定合 理 的辗环轧 制工 艺具 有指导 ２ ｊ ，
性 的意义 。
图 ２ 辗环划分网格模型
！ ２ Ｉ 口 ：
Ａ 区 Ｂ区 Ｃ区
制
０
模 拟 后 的 速 度 值 。 例 如 当 取 ：１ ｍｍ／ ， ＝ ｒｄｓ时 ， ｓｔ ３ａ ／ ｏ 得 到 ＡＢ 三 区 的 速 度 值 为 ｌ ｌ Ｃ Ｏ ｍｍ／ ， １ ｍｍ／ ， １ ｓ １４ ｓ １０ ｍｍ／。 这 样 的 数 值 有 九 组 。根 据 这 些 数 值 作 柱 状 图 ｓ
中 图 分 类 号 ： Ｇ３ ５ Ｔ ５
１ 前言
文 献 标 识 码 ： Ｂ
得 了 比较 理 想 的 结 果 和 数 据 。 建 立 三 维 网 格 模 型 如 图 ２所 示 ， 型 参 数 ： 辊 模 芯 直径 ３０ ８ ｍｍ， 高 ８ ０ ０ ｍｍ， 驱 动 辊 直 径 ８ ０ ４ ｍｍ， 高
范 围 内较 好 【 ６ 】 。
为 了研 究 不 同 的 芯 辊 进 给 速 度 和 驱 动 辊 角 速 度
对 于 辗 环 轧 制 过 程 的 影 响 作 用 ，特 选 取 几 个 有 代 表
性 的 速 度 值 进 行 模 拟 。如 表 １所 示 。 表 １ 辗环 模拟 速度给 定表
驱动辊速度 ｔ ３ ｄ ｏ ｒ／ ＝ａｓ
图６ 变形区速度场变化趋 势
２
图 ３ 辗 环 轧 制 过 程
１０ ０
５ Ｏ
ｌ ＝ ５ ■ｖ ０． ｌ ｌ ＝１ ｊ 一

驱动辊转速对环件轧制工艺影响规律研究

驱动辊转速对环件轧制工艺影响规律研究龚小涛;杨帆【摘要】针对环件轧制成形规律,以数值仿真和数学解析相结合的方法,以有限元分析软件ABAQUS为平台,建立弹塑性动态显式有限元模型,研究驱动辊转速对环件成形工艺的影响.研究表明,在环件轧制过程中,随着驱动辊转速的增加,每转进给量减小,外径部分金属轴向流动增加,环件自由端面形状系数FT增加,最大宽展系数增加,环件自由端面质量下降；在驱动辊转速增加过程中,轧制力和轧制力矩减小,对轧环机的力学性能要求降低.同时平均等效应变PEEQa增加,环件塑性变形程度增大,有利于提高环件力学性能,但同时变形不均匀程度也加大,内部质量缺陷的可能性增加.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2012(040)005【总页数】6页(P47-52)【关键词】驱动辊转速;环件轧制;鱼尾形状系数;等效塑性应变PEEQ;轧制力【作者】龚小涛;杨帆【作者单位】西安航空职业技术学院航空材料工程系,陕西西安710089;西安航空职业技术学院航空材料工程系,陕西西安710089【正文语种】中文【中图分类】TG335环件轧制又称环件辗扩或扩孔，是指借助辗环机，使环件壁厚减薄、直径扩大的连续局部塑性加工成形工艺，其工作原理图如图1所示。

驱动辊以角速度ω连续旋转，芯辊以速度υ向驱动辊方向不断进给，并在环件的带动下旋转，环件在驱动辊和芯辊的共同作用下壁厚减薄、直径扩大，导向辊以一定的约束力抱住环件起定心和稳定作用。

环件轧制具有加工质量好、生产效率高、生产成本低、材料利用率高等优点，是轴承环、齿轮环、法兰环、火车车轮及轮箍、燃气轮机环等产品的重要生产工艺方法，广泛应用在机械、汽车、火车、船舶、石油化工、航空航天、原子能等工业领域。

环件轧制过程与芯辊的进给速度、驱动辊旋转速度、毛坯尺寸、轧辊尺寸、摩擦条件等多个因素有关，其中孔型入口处和出口处的壁厚差即每转进给量Δh是衡量环件轧制的重要参数。

Δh太大，环件无法咬入，轧制无法进行;Δh太小，无法满足锻透性条件，环件毛坯转动但直径不扩大。

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能 减排 和清 洁生产 。
在 热辗 扩 过程 中 ， 工 艺 主参 数 一 芯 辊 进 给速 度 对 辗 扩 质 量 影 响 很 大 ，直 接 决 定 了 环 件 的直 径 增 长 速 度 和 导 向辊 中 心 的 旋 转 速 度 ，对 成 形 质 量 也 会 造
Байду номын сангаас
项 目： 国家 自然科学基金重点项 目（ ５ １ １ ３ ５ ０ ０ ７ ） ； 国家 自然科学基 金项 目 （ ５ １ ０ ７ ５ ２ ９ ０ ） ； 国 家 自然 科 学 基 金 青 年 项 目
随着 大 型环 件 、 法 兰在 工 业 、 航天 、 核 电等 高科
技领域 的广泛应 用 ， 环 件 的 需 求 量 日益 增 多 ， 对 环件
性能及 其 生产工 艺 的要求 也越来 越严 格 。 节 约能源 、
行研究 ， 只是 初 步 了解 了芯 辊 进 给 速 度 为 匀 速 时 ， 对
图 １ 环件径一 轴向辗扩原理 １ ． 驱动辊 ２ ． 环件 ３ ． 导 向辊 ４ ． 芯辊 ５ ． 端面辊
简介 ： 蔡 中祥（ １ ９ ８ ９ 一 ） ， 男， 硕 士在读 ， 主攻锻压设备理论与控制
射 、 热 对 流 散 失 也 会 增 多 。 所 以 环 件 的 外 表 面 和 内 表 面 相差 减 小 ， 温度 场 变形 更 加 均匀 。
１ 辗 扩 成 形 原 理 如 图 １所 示 为 辗 扩 成 形 原 理 图 。 驱 动 辊 １作 主
动旋 转运 动 ， 使 环 件 ２发 生 从 动 旋 转 ； 芯 辊 ４作 径 向
直 线 进 给 运 动 给 环 件 施 加 压 力 ， 同 时 随 工 件 作 旋 转 运 动 ； 轴 向端 面 辊 作 主 动 旋 转 和 向 后 跟 随 环 件 扩 大 运动， 导 向辊 以 一 定 的 力 抱 住 环 件 跟 随 其 长 大 运 动 。 在 这 种 情 况 下 ，环 件 经 过 驱 动 辊 和 芯 辊 连 续 旋 转 辗
冷 辗 扩 工 艺 的 影 响 ，还 有 张 锋 等 人 只 是 略 提 了 一 下 芯辊 为 变速 时 ， 来 改善 工 艺参 数 ， 提高 辗 扩质 量 ， 并 没 有 与 芯辊 为 匀速 的情况 进 行 详 细对 比分析 研 究 。 因此 ， 本 文 将 基 于 ＤＥ Ｆ ＯＲＭ 软 件 建 立 三 维 有 限 元 模 型， 对 铸 坯 Ｑ２ ３ ５ ￣法 兰 件 热 辗 扩 成 形 过 程 进 行 数 值 模 拟 ，详 细 分 析 研 究 不 同 匀 速 芯 辊 进 给 速 度 以 及 变
形 一 后 处 理 。该 生 产 工 序 流 程 冗 长 ，生 产 设 备 投 资 大， 生产 效率低 ； 能 源消耗 大 ， 环 境 污染大 。 铸锻 复合成 形技 术 和连铸 连轧 技术 的不 断研究
与应 用 ， 一 种短 流程 环件 生产 ２ １ ２ 艺 得 以提 出 ， 即金 属 环件 铸辗 复合 成形 ２ １ ２ 艺。 其 工艺 流程 为 ： 冶炼 铸造一 铸态 环件一 （ 加热 ） 热 辗 扩 成 形 一 后 处 理 。 新 的 生 产 工艺 缩 短 了工艺 流程 ， 降低 了成本 ， 提高 生产 率 和经 济效益 ； 减 少 了坯 料 加 热 次 数 ， 降低 能耗 ， 有 利 于节
文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ — ０ １ ２ １ （ ２ ０ １ ５） ０ ５ — ０ ０ ７ ２ — ０ ４
芯 辊 进 给 速 度 对 环 件 热 辗 扩 工 艺 的
影 响 规 律 研 究
蔡 中 祥 ，付 建 华 ，李 永 堂 ， 巨 丽
（ 太 原科 技大 学 金属 材料 成形 理论 与技 术 山西省 重点实 验 室， 山西 太 原 ０ ３ ０ ０ ２ ４）
摘 要 ：基 于 ＤＥ Ｆ ＯＲＭ 软 件 建 立 了三 维 有 限 元 模 型 ，对 铸 坯 Ｑ２ ３ ５ Ｂ 法 兰 件 热 辗 扩 成 形 过 程 进 行 数 值 模 拟， 揭 示 了不 同匀 速 和 变 速 的 芯 辊 进 给 速 度 对 环 件 热 辗 扩 过 程 中 等 效 应 变 场 、 温度场 、 辗 扩 力 以 及 金 属 流 动
中图分 类号 ： ＴＧ ３ ３ ３ ． １ ９
０ 引 言
文献标 识码 ： Ａ
ＤＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ３ Ｉ ６ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ０１ ２ １ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ５ ． ０ ２ ０
成 影 响 。因此 ， 有 必 要 对 芯 辊 进 给 速 度 进 行 研 究 。李 华 对芯 辊进 给速度 对环 件冷辗 扩工 艺 的影 响规律 进
速芯 辊进 给速度 对环 件热 辗扩 工艺 的影 响 。
降 低 成 本 、提 高 质 量 和 生 产 率 已 成 为 环 件 生 产 乃 至
装备制 造业 发展 的必 然趋 势 。 锻 造 环 件 常 用 的 生 产 工 序 为 ：冶 炼 坯 料 一 下 料一 加 热一 镦 粗一 拔 长 一 冲孔 一 （ 加 热 ）热 辗 扩 成
特 性的 影响规律 ， 并 从 金 属 塑 性 成 形 原 理 和 塑 性 加 工 力 学 等 角 度 对 这 些 规 律 进 行 了分 析 ， 为 铸 坯 环 件 热 辗 扩 在 实 际 应 用 中 芯 辊 进 给 速 度 的选 择 提 供 了理 论 依 据 ， 对揭 示热 辗扩 成形机 理也 具有 十分 重要 的意义 。 关 键词 ： 热辗扩 ； 进给 速度 ； 影响； 铸坯 ； Ｑ２ ３ ５ Ｂ法兰件 ； 数 值 模 拟
（ ５ １ ２ ０ ５ ２ ７ ０ ） ；高等 学校 博 士 学科 点专 项科研 基 金 项 目
（ ２ ０ １ １ １ ４ １ ５ １ ３ ０ ０ ０ １ ） ；山西省 回国 留学人 员科研 项 目
（ ２ ０ １ １ － ０ ８ ４ ） 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ３ — ２ ０