基于DEFORM的楔橫軋無料頭軋制過程數(shù)值模擬【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述機(jī)械設(shè)計制造及其自動化基于DEFORM的楔橫軋無料頭軋制過程數(shù)值模擬摘要：楔橫軋是一種高效，低耗，產(chǎn)品質(zhì)量好的軸類零件成形新工藝，新技術(shù)，是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)的組成部分。理論上某些方面還有待于進(jìn)一步的探討和研究。而有限元模擬技術(shù)有助于解決這些問題，但由于有限元模擬技術(shù)在楔橫軋成形模擬中的應(yīng)用正處于起步階段，其研究面較窄，人們對于階梯軸的楔橫軋成形仍采用傳統(tǒng)的實踐實驗法進(jìn)行研究。因此，進(jìn)行楔橫軋階梯軸成形過程的有限元仿真與分析，對于楔橫軋的理論發(fā)展和技術(shù)推廣有著重大的意義。關(guān)鍵詞：楔橫軋；無料頭；有限元一、研究歷史及研究現(xiàn)狀楔橫

2、軋是一種軸類零件成形新工藝，具有高效、節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外已得到較廣泛的應(yīng)用[10]。但是，隨著楔橫軋技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用范圍的增大，對楔橫軋技術(shù)的要求也就越來越高，如何進(jìn)一步提高材料利用率是促進(jìn)楔橫軋技術(shù)推廣的一個關(guān)鍵因素。盡管目前楔橫軋工藝比鍛造和切削工藝材料利用率都得以大大提高，但是楔橫軋軋制成形，由于目前現(xiàn)有成形技術(shù)都必須要有料頭，所以材料利用率一般都在90%以下。如果能夠去掉每個零件的料頭損失，實現(xiàn)無料頭軋制，則零件材料的利用率可達(dá)到90%以上，甚至可以實現(xiàn)少或無切削加工要求。由于楔橫軋軋制過程是金屬徑向壓下和軸向延伸的變形過程，

3、軋制端部尺寸時表層金屬比心部金屬軸向流動要快，如何保證表層流動快的金屬能返回而且和心部金屬同步，使軋件端部不產(chǎn)生凹心，是輥式楔橫軋成形無料頭軸類零件技術(shù)的一個關(guān)鍵。在解決如何保證楔橫軋軋制軸類件端部軋制不發(fā)生凹心，解決無料頭軋制關(guān)鍵問題的。無頭軋制的好處是：1.鋼材全長以恒定速度進(jìn)行軋制，生產(chǎn)率有較大提高；2.因?qū)︿摬娜L施加恒定張力，使鋼材斷面形狀波動減少，鋼材質(zhì)量改善，這點(diǎn)對熱軋扁平材生產(chǎn)特別重要；3.由于成品長度不受限制，根據(jù)交貨狀態(tài)要求剪切，成品率顯著提高；4.由于軋材運(yùn)行穩(wěn)定性提高，對熱軋帶鋼來說，有利于生產(chǎn)薄規(guī)格帶鋼；5.和單塊

4、軋制不同，鋼品嚙入次數(shù)減少，減小對軋輥沖擊，有利于提高軋輥壽命。第4頁共4頁楔橫軋是一種軸類零件成形新工藝、新技術(shù)，它是冶金軋制與機(jī)械鍛壓技術(shù)的交叉與發(fā)展。作者從事楔橫軋技術(shù)的研究、開發(fā)與推廣工作30多年，近幾年在國家自然科學(xué)基金資助下，對楔軋技術(shù)中一些基礎(chǔ)理論問題進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，本書是在上述工作基礎(chǔ)上完成的。本書是一本全面闡述楔橫軋技術(shù)的專著，主要內(nèi)容包括：軋制原理、變形機(jī)理、軋制理論、軋制力能參數(shù)、模具設(shè)計、模具設(shè)計、模具CAD/CAM、機(jī)械設(shè)備等。楔橫軋工藝自六十年代初問世以來受到世人矚目。首先由捷克斯洛伐克將輥式楔橫軋技術(shù)應(yīng)用

5、于工業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)汽車軸類零件和五金工具坯等【4,5】。六十年代后期，原東德將板式楔橫軋機(jī)也研究成功并投入工業(yè)生產(chǎn)，產(chǎn)品包括較大型汽車零件。這項技術(shù)在原蘇聯(lián)也得到應(yīng)用，除輥式、板式楔橫軋機(jī)外，還研制出單輥弧形式楔橫軋機(jī)，生產(chǎn)的品種有汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)及煤炭機(jī)械上的零件。日本三菱公司、MisubishiMotors公司也將板式、輥式楔橫軋機(jī)應(yīng)用于汽車軸類零件【6】。我國早在五十年代就開始楔橫軋的試驗，在六十年代初，重慶大學(xué)最早進(jìn)行楔橫軋汽車球銷的試驗研究工作，并獲得初步成功,但由于某些原因未能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。七十年代，東北大學(xué)、清華大學(xué)、上海鍛

6、壓機(jī)床三廠等單位先后開展楔橫軋技術(shù)研究，并取得了一定的成果，收到較好的經(jīng)濟(jì)效果【1】。八十年代以來，北京科技大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)、北京機(jī)電研究所、原機(jī)械部的濟(jì)南鑄鍛研究所、鄭州機(jī)械所等單位，先后開展楔橫軋的工藝與設(shè)備研究工作，并取得了很大進(jìn)展【8,9,10】。北京科技大學(xué)零件軋制中心，自七十年代以來，對楔橫軋技術(shù)進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究，為楔橫軋工藝在我國的推廣應(yīng)用做出了重要貢獻(xiàn)。主要工作如下：將楔橫軋機(jī)系列化并指定生產(chǎn)；幫助國內(nèi)建成并投產(chǎn)的楔橫軋生產(chǎn)線70多條；開發(fā)并投產(chǎn)的楔橫軋軸類品種400多種；在楔橫軋技術(shù)的理論研究上取得了重要成果；開發(fā)模具

7、設(shè)計系統(tǒng)軟件并已實用化【5】。吉林工業(yè)大學(xué)在楔橫軋變形理論與工藝開發(fā)上作了許多深入的研究。如研究了空心件楔橫軋的旋轉(zhuǎn)條件、壓扁失穩(wěn)條件與壁厚變化規(guī)律【11】,設(shè)計建設(shè)了我國第一條集中頻感應(yīng)加熱、精密楔橫軋與余熱淬火為一體的楔橫軋自動生產(chǎn)線,成為我國推廣應(yīng)用楔橫軋技術(shù)的樣板。北京機(jī)電研究所也在楔橫軋技術(shù)的研究與應(yīng)用方面做出了貢獻(xiàn)。根據(jù)制坯中往往需要變形量超過一次變形極限的實際情況,提出了楔橫軋二次變形量分析的理論公式與計算圖表,提出了精確截齊曲線的計算方法等，研究了空心件楔橫軋的旋轉(zhuǎn)條件和空心件楔橫軋中的壓扁失穩(wěn)。第4頁共4頁通過近幾年來的研

8、究、實踐，我國楔橫軋技術(shù)無論是在設(shè)備方面還是在工藝方面都取得了一定的進(jìn)展，現(xiàn)已成為世界上開發(fā)和投產(chǎn)楔橫軋產(chǎn)品最多的國家之一，專業(yè)化楔橫軋廠迅猛發(fā)展起來，并帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社