锥形细长轴三辊楔横轧模具设计与仿真研究.pdf

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1、机械设计与制造第4期242MachineryDesign&Manufacture2014年4月锥形细长轴三辊楔横轧模具设计与仿真研究李边境’，贾占江2刘志亮，王英杰。(1．燕山大学继续教育学院，河北秦皇岛066004；2．燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心，河北秦皇岛066004；3上海宝钢技术中心，上海210900)摘要：某新型可拆卸穿墙螺杆是一种锥形细长轴类零件，针对此类零件采用车削生产效率低且浪费材料的问题，研究了采用三辊楔横轧生产的可行性。利用刚塑性有限元软件DEFORM对锥形细长轴三辊楔横轧制过程进行了模拟。分析了组合轴在轧制过程中的应力场、应变场、速度

2、场和位移场。研究了展宽角、成形角以及轧件直径对轧制力能参数的影响规律，结果表明楔数和坯料直径影响较大。在楔数一定的情况下，毛坯直径是主要因素，展宽角次之，成形角对力能参数的影响最小。关键词：锥形细长轴；三辊楔横轧；DEFORM；数值模拟中图分类号：TH16；TG335．19文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)04—0242—04SlenderConeAxisThree-rollCrossWedgeRollingDieDesignandSimulationResearchLIBian-jing，JIAZhan-jiang，LIUZhi-liang2，WANGY

3、ing-jie。(1．SchoolofContinuingEducation，YanshanUniversity，HebeiQinhuangdao066004，China；2．NationalEngineeringResearchCenterforEquipmentandTechnologyofC．S．R．，YanshanUniversity，HebeiQinhuangdao066004，China；3．TheTechniqueCenter，BaoshanIronandSteelCo．，Ltd．，Shanghai210900，China)Abstract：Theresearc

4、hobjectisanewtyperemovablewallscrewwhichisaslenderconicalshaftparts．Suchpartsareprocessedbycuttingproduction．But，thismethodproductionefficiencyislowandwastematerials．hstudiesthefeasibilityofusingthree—rollcrosswe@erollingproduction．Thethree-rollcrosswedgerollingprocessofslenderconicalsh4tis

5、simulatedusingfiniteelementsoftwareDEFORM．Thestressfield，strainfield，dlacementfieldandvelocityfieldintherollingprocessofcompositeshaftWasanalyzed．Theinfluencelawofbroadeningangle，formingangleandrolledpiecediametertotherollingforcehadbeenstudied．Theresultsshowthatenumberandbilletdiameterhast

6、hegreatesteffect．tfthewe@ercertain，blankdiameterarethemainfactors，thesecondisbroadeningangle．Theafectofformingangleistheminimum．KeyWords：ConicalSlenderShafts；CrossWedgeRolling；MoldDesign；DEFORM；NumericalSimulation可行性，结果表明三辊楔横轧得到的锥形细长轴完全可以满足工1引言程要求。目前，锥形细长轴类零件在机械、建筑和五金工具等行业中得到广泛应用。楔横轧是目前先进制造

7、业的新工艺、新技术，主2零件图要用来生产各种轴类零件，是先进近净成形制造技术的重要组成研究对象为非对称细长轴，主要尺寸，如图1所示。由于轧部分，具有高效、节能、质量好、成本低等优点，其应用领域也在不辊直径受到限制，所以只可以采用对称力轧制凹，对于中间锥形部分，楔入点两侧断面收缩率都是变化的，为实现对称力轧制，故采断扩展。多楔楔横轧影响轧件成形的因素众多，准确掌握多楔用<／32的不对称楔轧制。由于该轴的断面收缩率均小于75％，楔横轧轧制过程中轧件的应变场信息、金属流动状况与端面移动不需要二次楔入轧制。量变