毛坯鑄件起著至關(guān)重要的作用
環(huán)件軋制是一種的零件軋制近凈成形工藝技術(shù),由于其連續(xù)局部多道次異步軋制成形的特點,具有省力、節(jié)能、節(jié)材、 (特別是具有良好的組織與表面質(zhì)量和 等技術(shù)優(yōu)勢,因而在航空、航天、風(fēng)電、高鐵與汽車等制造日益廣泛的應(yīng)用。
環(huán)件徑軸向軋制,通過徑軸向雙變形區(qū)材料的反復(fù)協(xié)調(diào)變形,可使環(huán)坯在長大過程中產(chǎn)生充分的塑性變形和體積轉(zhuǎn)移,結(jié)合合理的溫度控制,可獲得優(yōu)化的材料微觀組織,從而成形 環(huán)件,是一種的主要用于制造大型環(huán)件的零件軋制工藝。然而,在該工藝過程中,由于同時存在徑、軸向的雙向軋制,因此研究毛坯尺寸設(shè)計方法,以合理分配徑、軸向變形量,對于實現(xiàn)徑、軸向變形相互協(xié)調(diào),以成功建立環(huán)件徑軸向軋制過程、并同時獲得 的形狀尺寸與良好的組織性能的環(huán)件,起著至關(guān)重要的作用。
隨著航空、航天、風(fēng)電和汽車等高技術(shù)的發(fā)展,對各種材料及形狀、尺寸規(guī)格的環(huán)件及其軋制技術(shù)的需求日益迫切而廣泛。因此,學(xué)者采用試驗、理論解析和建模仿真的方法,對環(huán)件軋制理論和技術(shù)開展了持續(xù)而廣泛。開展了早期的試驗研究,分析討論了環(huán)件軋制過程中的軋制力與軋制力矩;采用希爾一般分析方法,研究預(yù)測了環(huán)件軋制中的寬展變形; 采用上限元技術(shù),預(yù)測了異型環(huán)件軋制過程的軋制力矩和變形模式;提出了一種環(huán)件冷輾軋芯輥進給速度的設(shè)計方法;采用理論解析和有限元仿真相結(jié)合的方法,研究建立了環(huán)件徑軸向軋制的剛度條件;了環(huán)件軋制三維有限元代碼"RING",實現(xiàn)了環(huán)件軋制過程的三維仿真;采用三維剛塑性有限元法,模擬揭示了T形環(huán)件軋制應(yīng)變、應(yīng)變速度分布及環(huán)件截面兒何變化等規(guī)律;提出了一種ALE方法以提高異形截面環(huán)件軋制過程的仿真計算效率;通過三維動態(tài)顯式有限元建模仿真,研究揭示了環(huán)件冷輾軋過程的三種塑性變形行為;模擬揭示了材料參數(shù)與工藝參數(shù)對環(huán)件冷輾軋過程的禍合影響規(guī)律;基于ABAQUS/Explicit建立了大型環(huán)件軋制熱力禍合三維有限元模型,并模擬揭示了欽合金大型環(huán)件熱軋過程熱力禍合變形行為;隨著數(shù)控輾環(huán)機的發(fā)展,柔性環(huán)件軋制工藝與技術(shù),已成為未來的重要創(chuàng)新發(fā)展方向之一。
然而,到目前為止,有關(guān)毛坯尺寸設(shè)計的研究鮮見報道。在以往研究中,一般都是直接給定毛坯尺寸,然后采用試驗、理論解析或者有限元仿真的方法,研究給定毛坯下軋制過程的工藝規(guī)律與變形行為,以實現(xiàn)工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。但實際上,環(huán)件軋制過程的工藝規(guī)律與變形行為,在很大程度上受到毛坯形狀尺寸的影響。因此,給定毛坯下的工藝過程不 優(yōu)、變形規(guī)律的普適性也不強,其關(guān)鍵原因就是沒有考慮毛坯的影響因素。再者,給定環(huán)坯條件下,很難直接獲得 終軋制環(huán)件的尺寸,往往需要進行后續(xù)的切削加工,去除大量材料,導(dǎo)致材料利用率,對于航空航天等制造,由于大量采用昂貴的欽合金、高溫合金等難變形材料,提高材料利用率,是迫切需要解決的問題。提出了一個簡單關(guān)系,用于設(shè)計矩形截面環(huán)件徑軸向軋制的毛坯,該方法可避免成形缺陷,但對于某一個環(huán)件的軋制,在給定芯輥直徑的前提下,只能設(shè)計 的環(huán)坯,且這個環(huán)坯也不 優(yōu)。
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