基于電場法的錐形法蘭環(huán)件軋制毛坯參數(shù)化設計與工藝研究.pdf

1、環(huán)件徑-軸雙向軋制工藝是通過徑向和軸向軋輥進給，使得環(huán)件截面成形，直徑擴大的無縫環(huán)件先進制造工藝。徑-軸向環(huán)件軋制主要用于生產大型和超大型直徑環(huán)件。與大型環(huán)件的傳統(tǒng)生產工藝比，大型環(huán)件的徑軸向軋制工藝具有生產效率高、生產成本低、環(huán)件產品質量精度高、節(jié)省材料和能量等特點，已經在航天航空、機械、冶金、火車、化工、能源等許多工業(yè)領域得到了廣泛的應用。
　　環(huán)件徑-軸向軋制工藝已經出現(xiàn)近兩百年，但由于其過程的復雜性，國內很多企業(yè)在環(huán)件軋制

2、工藝設計時仍然大量采用試錯方式，造成巨大的時間、人力和物力浪費。主要體現(xiàn)在：1）對于給定的環(huán)鍛件，環(huán)件毛坯設計無據可依，需要反復試制來確定毛坯形狀，開發(fā)周期長，效率低；2）環(huán)件軋制進給設計不當，軋制過程穩(wěn)定性差，廢品率高。尤其在異形截面環(huán)件軋制中，經常出現(xiàn)環(huán)件截面充型不足，環(huán)件直徑過大，環(huán)件徑向翹曲、折疊等缺陷。
　　為解決環(huán)件徑-軸向軋制工藝毛坯設計和進給設計問題，本文以一典型的錐形法蘭環(huán)為研究對象，開展了如下工作：
　　

3、①討論了基于電場法的材料預成形設計原理，首次將電場法應用于錐形法蘭環(huán)毛坯定性設計，通過電場模擬中的等勢線，定性獲取了錐形法蘭環(huán)毛坯截面形狀。
　　②將電場法獲得的定性毛坯截面參數(shù)化，采用中心復合試驗設計和有限元數(shù)值分析方法，獲得了以截面填充率為目標，以毛坯截面尺寸為變量的響應面，確定了合理環(huán)件毛坯尺寸范圍。
　?、鄯治隽隋F形法蘭環(huán)的截面填充規(guī)律、截面填充不滿缺陷及原因，在響應面的基礎上生成了環(huán)件毛坯截面填充缺陷分布圖。分析了

4、不同毛坯下軋制過程中軋制力和應變的變化情況，認為初始毛坯截面形狀對軋制力和應變的變化規(guī)律沒有明顯的影響。
　?、芴接懥瞬煌M給速度對環(huán)件截面填充、軋制力、環(huán)件變形均勻性和溫度均勻性的影響，認為大的進給速度有利于環(huán)件截面充型、環(huán)件變形均勻性和溫度均勻性的提高，但最大軋制力也會相應增加。
　?、荽_定了該錐形法蘭環(huán)的具體軋制工藝，包括毛坯尺寸和進給曲線，完成了環(huán)件軋制生產試制，從最終環(huán)件截面形狀和微觀組織驗證了該軋制工藝設計的合理