某異形環(huán)件軋制工藝中的殘余應(yīng)力研究.pdf

1、異形環(huán)件軋制工藝是在徑向軋輥和軸向軋輥的共同作用下,使環(huán)坯截面尺寸減小,截面輪廓成形,直徑擴(kuò)大的一種高效的塑性成形工藝。在異形環(huán)件實(shí)際生產(chǎn)中,其生產(chǎn)過程結(jié)合了多種材料加工工藝,即鐓粗、擴(kuò)孔、環(huán)軋、熱處理、機(jī)械加工等。生產(chǎn)中的每一步驟都會在材料內(nèi)部形成一定的殘余應(yīng)力,此殘余應(yīng)力一步步累加,最終殘留在成品環(huán)中,可能會引起成品環(huán)尺寸變化、結(jié)構(gòu)變形、裂紋等問題,造成產(chǎn)品報(bào)廢,嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率,浪費(fèi)大量材料。
　　為了研究環(huán)件生產(chǎn)過程中的殘

2、余應(yīng)力,本文選取某一異形環(huán)件生產(chǎn)過程進(jìn)行了分析。分析涉及了環(huán)件軋制全過程及后續(xù)熱處理,并在工藝鏈的各環(huán)節(jié)中保證環(huán)件的內(nèi)部應(yīng)力具有傳遞性,從而研究殘余應(yīng)力在異形環(huán)件生產(chǎn)流程中的發(fā)展演變以及各工藝參數(shù)對殘余應(yīng)力的影響。首先,在FORGE軟件中建立了完整的環(huán)件軋制過程的熱力耦合模型以及環(huán)件應(yīng)力釋放模型,通過使用不同參數(shù)對終軋過程進(jìn)行模擬,得到了不同軋制參數(shù)對殘余應(yīng)力的影響;然后,建立了環(huán)件熱處理過程的模型,分析了不同熱處理參數(shù)的影響;最后,為

3、了減小和控制環(huán)件軋制工藝產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,提出了對應(yīng)的優(yōu)化方案。
　　對該異形環(huán)件全工藝鏈的軋制及熱處理的模擬表明:該異形環(huán)件的殘余應(yīng)力分布狀態(tài)總體呈現(xiàn)軸向梯度,壁厚薄的部分的殘余應(yīng)力大于厚壁部分。環(huán)件軋制工藝參數(shù)對該異形環(huán)件殘余應(yīng)力的影響各不相同。其中,溫度對殘余應(yīng)力的影響比較大,在一定溫度范圍內(nèi),溫度越高越有利于殘余應(yīng)力的降低,而過高的溫度反而會提高殘余應(yīng)力;進(jìn)給速度和主軋輥的轉(zhuǎn)速只要滿足了軋制工藝所需的條件,在一定范圍內(nèi)對殘余