中小型環(huán)鍛件環(huán)坯和軋輥運動設計及微觀組織變化研究.pdf

1、與傳統(tǒng)工藝相比，中小型環(huán)鍛件徑軸向軋制技術(shù)具有成形載荷小、時間短等特點。與此同時，環(huán)鍛件軋制前環(huán)坯的設計對軋制中宏微觀的變化有重要影響，若設計不合理，極易出現(xiàn)缺陷，最終影響環(huán)鍛件質(zhì)量。而實際生產(chǎn)中要經(jīng)過長時間經(jīng)驗積累和多次試制才能確定環(huán)坯尺寸，成本較高。此外，環(huán)鍛件徑軸向軋制是一種宏微觀因素耦合的、多變量作用的、高難度的變形過程，而生產(chǎn)中多基于宏觀變化來控制成形過程，而沒有做到借助控制微觀組織變化來獲得優(yōu)異性能產(chǎn)品的目標。
　　目

2、前，針對中小型環(huán)鍛件環(huán)坯設計的研究已有報道，但是關(guān)于環(huán)坯的設計要求還不系統(tǒng)化，而且相關(guān)設計方法生產(chǎn)實用性差，而且已有的軋輥運動控制方法復雜性高、可控性差，因此亟需構(gòu)建一種便捷易用的環(huán)坯設計和軋輥運動控制方法;此外，實際生產(chǎn)中獲得的環(huán)坯多具有鼓形特征，而對此類鼓形截面環(huán)坯徑軸向軋制中的宏微觀變化研究甚少，尤其是涉及微觀組織變化，因此也亟需對此進行研究。本文以中小型環(huán)鍛件成形過程為研究對象，首先提出了矩形截面環(huán)坯的設計要求、設計思路和預測相

3、應環(huán)坯截面變化的幾何算法，基于此提出了芯輥、上錐輥兩個關(guān)鍵軋輥的運動控制方法。在此基礎上，應用軟件Simufact12.0構(gòu)建了矩形截面環(huán)坯徑軸向軋制有限元模擬模型，進行了模擬分析，并開展了相關(guān)生產(chǎn)驗證，結(jié)果表明:本文提出的矩形截面環(huán)坯設計方法、軋輥運動控制方法以及構(gòu)建的有限元模擬模型有一定的可行性。然后，考慮到實際制得環(huán)坯的鼓形特征，進而結(jié)合鼓形截面環(huán)坯的幾何特征提出了相應環(huán)坯設計思路、預測環(huán)坯截面變化的幾何算法和關(guān)鍵軋制運動控制方法

4、，并對鼓形截面環(huán)坯徑軸向軋制中的宏微觀變化進行了模擬分析，同時深入探討了徑向每圈壓入量、初軋環(huán)坯溫度、主輥與芯輥半徑比、主輥轉(zhuǎn)速四個工藝參數(shù)對環(huán)鍛件微觀組織的影響，并在此基礎上進行正交試驗，得出四因素對環(huán)鍛件微觀組織的影響效應大小:徑向每圈壓入量＞主輥轉(zhuǎn)速＞主輥與芯輥半徑比＞初軋環(huán)坯溫度。最后，結(jié)合正交試驗結(jié)果對鼓形截面環(huán)坯徑軸向軋制微觀組織的分布特點進行了生產(chǎn)驗證。
　　本文在有限元數(shù)值模擬仿真的基礎上，結(jié)合環(huán)鍛件徑軸向軋制的基