基于DEFORM的楔横轧无料头轧制过程数值模拟【文献综述】

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1、毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化基于DEFORM的楔横轧无料头轧制过程数值模拟摘要：楔横轧是一种高效，低耗，产品质量好的轴类零件成形新工艺，新技术，是当今先进制造技术的组成部分。理论上某些方面还有待于进一步的探讨和研究。而有限元模拟技术有助于解决这些问题，但由于有限元模拟技术在楔横轧成形模拟中的应用正处于起步阶段，其研究面较窄，人们对于阶梯轴的楔横轧成形仍采用传统的实践实验法进行研究。因此，进行楔横轧阶梯轴成形过程的有限元仿真与分析，对于楔横轧的理论发展和技术推广有着重大的意义。关键词：楔横轧；无料头；有限元一、研究历史及研究现状楔横

2、轧是一种轴类零件成形新工艺，具有高效、节材等优点，在国内外已得到较广泛的应用[10]。但是，随着楔横轧技术的不断推广和应用范围的增大，对楔横轧技术的要求也就越来越高，如何进一步提高材料利用率是促进楔横轧技术推广的一个关键因素。尽管目前楔横轧工艺比锻造和切削工艺材料利用率都得以大大提高，但是楔横轧轧制成形，由于目前现有成形技术都必须要有料头，所以材料利用率一般都在90%以下。如果能够去掉每个零件的料头损失，实现无料头轧制，则零件材料的利用率可达到90%以上，甚至可以实现少或无切削加工要求。由于楔横轧轧制过程是金属径向压下和轴向延伸的变形过程，

3、轧制端部尺寸时表层金属比心部金属轴向流动要快，如何保证表层流动快的金属能返回而且和心部金属同步，使轧件端部不产生凹心，是辊式楔横轧成形无料头轴类零件技术的一个关键。在解决如何保证楔横轧轧制轴类件端部轧制不发生凹心，解决无料头轧制关键问题的。无头轧制的好处是：1.钢材全长以恒定速度进行轧制，生产率有较大提高；2.因对钢材全长施加恒定张力，使钢材断面形状波动减少，钢材质量改善，这点对热轧扁平材生产特别重要；3.由于成品长度不受限制，根据交货状态要求剪切，成品率显著提高；4.由于轧材运行稳定性提高，对热轧带钢来说，有利于生产薄规格带钢；5.和单块

4、轧制不同，钢品啮入次数减少，减小对轧辊冲击，有利于提高轧辊寿命。第4页共4页楔横轧是一种轴类零件成形新工艺、新技术，它是冶金轧制与机械锻压技术的交叉与发展。作者从事楔横轧技术的研究、开发与推广工作30多年，近几年在国家自然科学基金资助下，对楔轧技术中一些基础理论问题进行了比较系统的研究，本书是在上述工作基础上完成的。本书是一本全面阐述楔横轧技术的专著，主要内容包括：轧制原理、变形机理、轧制理论、轧制力能参数、模具设计、模具设计、模具CAD/CAM、机械设备等。楔横轧工艺自六十年代初问世以来受到世人瞩目。首先由捷克斯洛伐克将辊式楔横轧技术应用

5、于工业生产，生产汽车轴类零件和五金工具坯等【4,5】。六十年代后期，原东德将板式楔横轧机也研究成功并投入工业生产，产品包括较大型汽车零件。这项技术在原苏联也得到应用，除辊式、板式楔横轧机外，还研制出单辊弧形式楔横轧机，生产的品种有汽车、拖拉机、电机及煤炭机械上的零件。日本三菱公司、MisubishiMotors公司也将板式、辊式楔横轧机应用于汽车轴类零件【6】。我国早在五十年代就开始楔横轧的试验，在六十年代初，重庆大学最早进行楔横轧汽车球销的试验研究工作，并获得初步成功,但由于某些原因未能应用于工业生产。七十年代，东北大学、清华大学、上海锻

6、压机床三厂等单位先后开展楔横轧技术研究，并取得了一定的成果，收到较好的经济效果【1】。八十年代以来，北京科技大学、吉林工业大学、北京机电研究所、原机械部的济南铸锻研究所、郑州机械所等单位，先后开展楔横轧的工艺与设备研究工作，并取得了很大进展【8,9,10】。北京科技大学零件轧制中心，自七十年代以来，对楔横轧技术进行较为系统的研究，为楔横轧工艺在我国的推广应用做出了重要贡献。主要工作如下：将楔横轧机系列化并指定生产；帮助国内建成并投产的楔横轧生产线70多条；开发并投产的楔横轧轴类品种400多种；在楔横轧技术的理论研究上取得了重要成果；开发模具

7、设计系统软件并已实用化【5】。吉林工业大学在楔横轧变形理论与工艺开发上作了许多深入的研究。如研究了空心件楔横轧的旋转条件、压扁失稳条件与壁厚变化规律【11】,设计建设了我国第一条集中频感应加热、精密楔横轧与余热淬火为一体的楔横轧自动生产线,成为我国推广应用楔横轧技术的样板。北京机电研究所也在楔横轧技术的研究与应用方面做出了贡献。根据制坯中往往需要变形量超过一次变形极限的实际情况,提出了楔横轧二次变形量分析的理论公式与计算图表,提出了精确截齐曲线的计算方法等，研究了空心件楔横轧的旋转条件和空心件楔横轧中的压扁失稳。第4页共4页通过近几年来的研

8、究、实践，我国楔横轧技术无论是在设备方面还是在工艺方面都取得了一定的进展，现已成为世界上开发和投产楔横轧产品最多的国家之一，专业化楔横轧厂迅猛发展起来，并带来了显著的经济效益和社