导盘位置对斜轧穿孔力能参数和扩径量的影响

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1、Vol.26No.1安徽工业大学学报（自然科学版）第26卷第1期January2009J.ofAnhuiUniversityofTechnology（NaturalScience)2009年1月文章编号：1671-7872（2009）01-0027-05导盘位置对斜轧穿孔力能参数和扩径量的影响李胜祗，段修刚，尹元德，周正平（安徽工业大学材料科学与工程学院，安徽马鞍山243002）摘要：运用MSC.superform2005有限元软件对锥形辊穿孔进行三维热力耦合有限元模拟，对管坯中心应力状态进行分析，发现锥形辊穿孔中心应力分布与桶形辊类似。研究导盘位置变化

2、对斜轧穿孔力能参数、内外扩径量的影响；分析导盘前置量和导盘距变化与斜轧穿孔轧制力、顶头力、导盘力和扩径量之间的关系，对了解锥形辊穿孔有重要意义。关键词：锥形辊穿孔；有限元模拟；导盘位置；力能参数；扩径量中图分类号：TG335.17文献标识码：AInfluenceofVariableGuideDisc-foreonForceParametersandExpandingDiameterinRotaryPiercingProcessLISheng-zhi,DUANXiu-gang,YINYuan-de,ZHOUZheng-ping(SchoolofMateri

3、alsScienceandEngineering,AnhuiUniversityofTechnology,Ma'anshan243002,China)Abstract:WiththeaidofFEsoftwareMSC.superform2005,3-Dcoupledthermo-mechanicalFEsimulationofconetypepiercingprocesswereconducted.Distributionstresswasstudiedwithinthecenteroftubebilletunderdifferentguidedisc

4、-fore.Itisfoundthatthedistributionstressincone-typepiercingissimilartobarrel-typepiercing.Moreover,theinfluenceofguidedisclocationonforceparametersandexpandingparametersarefurtherresearched.Relationsbetweenvariantofguidedisc-foreandguidedisc-distanceandrollingforce,plugforce,disc

5、forceareanalyzed.TheinfluenceofguidedisclocationonBothinternalexpandingdiameterandexternalexpandingdiameterareresearched.Therelationsbetweenguidedisc-fore,disc-distanceanddiameterexpandingareanalyzed.Itissignificanttounderstandcone-typepiercing.Keywords:cone-typepiercing;FEsimula

6、tion;guidedisclocation;forceparameters;amountofexpandingdiameter斜轧穿孔中常用的导向工具有导板、导盘。导板封闭性较好，但固定不动，在穿孔中阻碍轧件的轴向运动。导盘有主动导盘和被动导盘，实际生产中常用主动导盘。主动导盘在斜轧穿孔中起封闭孔型、限制轧件横[1]向变形并能依靠导盘的主动旋转产生的曳入力带动轧件轴向运动。通过导向工具的形状设计和位置调节优[2]化穿孔的孔型，改善毛管质量，提高穿孔效率、控制毛管的截面尺寸并提高管坯的可穿性。对斜轧穿孔导向工具的研究主要是针对曼氏穿孔机和狄舍尔穿孔机，如

7、应力应变的分布及其对孔腔形成的影响，温度场的分布等。对锥形辊穿孔应力应变研究很少，导盘前置量变化对斜轧穿孔力能参数、扩径量的影响至今没有文献报道。锥形辊穿孔受研究手段的限制很多，如传统研究方法周期长、费用高，缺乏直观性、灵活性、可靠性，常规物理模拟试验很难把握金属变形的全貌。笔者利用MSC.superform2005有限元软件对锥形辊穿孔进行数值模拟，分析锥形辊穿孔圆坯中心应力的应力状态，且与桶形辊穿孔圆坯中心应力进行比较，研究导盘位置变化对力能参数和扩径量的影响。收稿日期：2007-06-10作者简介:李胜祗(1955-)，男，安徽宣城人，博士，教授，

8、主要从事金属塑性成型理论研究和技术开发。28安徽工业大学学报（自然科学版）200