锥形细长阶梯轴的三辊楔横轧楔形设计及模拟分析.pdf

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1、第39卷第6期锻．技’2014年6月V0L39No．6FORGING＆S_『‘AMPlNGTECHNOLOGYJun．2014—+．‘．}一”+’‘+”+“、{特种成形}K“+．-+．+一+．-+一锥形细长阶梯轴的三辊楔横轧楔形设计及模拟分析李灵凤，刘才溢，刘志亮，贾占江(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)摘要：为了解决锥形细长阶梯轴车削加工困难的问题，针对可拆卸穿墙螺栓锥形细长阶梯轴类零件的三辊楔横轧成形工艺进行分

2、析研究。通过轴向轧制力理论计算和有限元模拟分析，得到了三辊楔横轧轧机在轧制非对称轴时的各楔起楔位置，并给出了适合的展宽角、楔数和坯料尺寸。分析了轧件在三辊楔横轧轧制工况下的非对称轴轧制成形过程中各阶段的应力场和应变场分布状况，以及轧件内部的材料流动速度场和位移场。得到了轧件各特征点的应力应变在整个轧制过程中随时间的连续变化规律。关键词：锥形细长阶梯轴；三辊楔横轧；楔形设计DOI：10．13330／j．issn．1000-3940．2014．06．013中图分类号：TG335．19文献标识码：A文章编号：10

3、00-3940(2014)06-0065-06Wedgedesignandsimulationanalysisofthree-rollcrosswedgerollingforconicalslendermulti．diametershaftLiLingfeng，LiuCaiyi，LiuZhiliang，JiaZhanjiang(1．SchoolofContinuingEducation，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，China；2．NationalEngineeri

4、ngResearchCenterforEquipment，TechnologyofC．S．R，YanshanUniversity，Qinhuangdao066O04，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemofprocessingdifficultiesinconicalslendermulti-diametershaftturning，thethree—rollcrosswedgerollingprocessofconicalslendermulti—diameter

5、shaftusedasremovablewallboltwasanalyzed．Throughthetheoreticalcalculationofaxi-alrollingforceandfiniteelementanalysis，theeachprimarywedgeposition，thesuitablebroadeningangle，thewedgenumberandtheblanksizeinnon·symmetryaxisrollingbythree—rollcrosswedgerollingm

6、illwereobtained．Thedistributionofstressandstrainfieldsforvariousstagesintheformingprocessofnon·-symmetryaxisrollingundertheconditionofthree·-rollcrosswedgerollingandthevelocityanddisplacementfieldsofmaterialflowinsidetherollingpartswereanalyzed，aswellasthe

7、stressandstraincontinuousvariationlawwithtimeforthefeaturepointsinthewholerollingprocess．Keywords：conicalslendermulti-diametershaft；three—rollcrosswedgerolling；wedgedesign楔横轧是成形回转类和阶梯轴类零件的最佳工准确掌握多楔楔横轧轧制过程中轧件的应变场信息、艺之一，其塑性变形发生在局部且连续变化，在先金属流动状况与端面移动量变化规律，对于认

8、识多进近净精密成形制造技术中具有重要地位。而多楔楔楔横轧轧制机理具有重要作用¨J。楔横轧是一个复杂的弹塑性大变形过程，影响轧件本文研究建筑上用做可拆卸穿墙螺栓的锥形细成形质量的因素很多，例如模具形状、工艺参数、长阶梯轴类零件，如图1所示。该零件的中间为锥毛坯形状、材料性能及温度等均有不同程度的影响。形轴，做成锥形以便于拆卸，阶梯轴能够很稳定的固定墙板，是一种新型的穿墙螺栓，这种穿墙螺栓能够反复使用，降低了工程成本