薄壁套筒鍛件拔長影響因素分析

發(fā)布時間：2021-04-22 人氣：

大型薄壁長套筒類鍛件在大型自由鍛領(lǐng)域中成形難度較大，主要體現(xiàn)在芯軸拔長過程中金屬沿軸向流動阻力大，拔長效率低，增加了鍛造時的加熱次數(shù)和動能消耗。目前，公司所生產(chǎn)的薄壁長套筒類鍛件壁厚范圍一般為110-150 mm，相對壁厚t/d<0.1（其中t為管模壁厚，d為內(nèi)孔直徑)，而且t/d值越小，芯軸拔長效率越低，越不利于鍛件拔長。以下對影響金屬流動的關(guān)鍵因素進(jìn)行了理論分析和仿真模擬。
模擬參數(shù)設(shè)置
利用三維仿真軟件對相關(guān)模擬參數(shù)進(jìn)行了設(shè)置，網(wǎng)格劃分時采用三維四面體單元，分析中采用熱機(jī)耦合的方法及剛粘塑性(簡稱粘塑性)有限元理論。
根據(jù)實際工藝過程,在以下模擬分析中取有限元計算參數(shù)為：芯軸視為剛性體，壞料初始網(wǎng)格數(shù)80000個，工件選材21CrMo10，坯料始鍛溫度1180℃，坯料與輔具接觸面間摩擦因子取m=0.3。

芯軸拔長成形過程分析
薄壁長套筒類鍛件進(jìn)行芯軸拔長時,壞料被上下砧壓縮的區(qū)域為變形區(qū)，左右兩側(cè)金屬為外端，變形區(qū)域分為A、B兩區(qū)，A區(qū)為直接受力區(qū)，B區(qū)為間接受力區(qū)，B區(qū)受力與變形主要由A區(qū)引起的。A區(qū)金屬沿軸向流動時借助外端的作用拉著B區(qū)金屬一起伸長;而A區(qū)金屬沿切向流動時受到外端限制，因此芯軸拔長時外端金屬起著重要作用。外端對A區(qū)金屬切向流動的限制越強(qiáng),越有利于變形區(qū)金屬的軸向伸長,反之則不利于變形金屬的軸向流動。
在實際生產(chǎn)中,薄壁長套筒類鍛件集中在中小規(guī)格,壁薄,相對壁厚小,極不利于芯軸拔長成形。因此，如何限制金屬切向流動、降低金屬軸向流動阻力顯得尤為重要。以下分別從拔長壓下量、V砧夾角及拔長送進(jìn)量3個關(guān)鍵因素進(jìn)行模擬分析。
不同拔長壓下量仿真分析
芯軸拔長過程中,每錘采用不同壓下量對還料變形影響情況進(jìn)行了仿真模擬,每錘壓下量分別采用90、140、190 mm，每次壓下后坯料旋轉(zhuǎn)45°。
模擬分析發(fā)現(xiàn)，壓下量較小時,內(nèi)孔畸變程度較小，隨著壓下量的增大，內(nèi)孔畸變程度相應(yīng)增大,內(nèi)孔出現(xiàn)折疊的趨勢愈發(fā)明顯。當(dāng)壓下量為90 mm時,坯料變形量較小,內(nèi)孔幾乎沒有出現(xiàn)畸變，近似圓形;壓下量為140 mm時,壞料內(nèi)孔出現(xiàn)較大畸變，但仍然呈規(guī)則形狀，近似橢圓形；壓下量為190mm時,壞料變形就較大,內(nèi)孔畸變增加,呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，且局部出現(xiàn)折疊的趨勢急劇增加。
綜合模擬仿真情況并結(jié)合生產(chǎn)實際分析，壓下量較小時易于保證鍛件質(zhì)量，但不利于鍛件拔長必然增加加熱次數(shù)、浪費動能，生產(chǎn)效率低；壓下量較大時，拔長效率高，但隨著壓下量的增大，內(nèi)孔容易出現(xiàn)折傷，鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定。因此對于這類小薄壁長套筒類鍛件成形成品階段每錘壓下量按照90-140 mm范圍內(nèi)進(jìn)行控制較為適宜。
不同V型砧夾角拔長仿真分析
薄壁長套筒類鍛件拔長過程中V站夾角對金屬流動影響較為明顯，通過對不同V砧角度進(jìn)行模擬分析發(fā)現(xiàn)，采用較小V砧夾角時，金屬軸向流動阻力較小,流動速率較快,隨著夾角的增大,軸向金屬流動速率急劇降低。采用95°夾角時,V砧對坯料徑向金屬流動限制作用較強(qiáng),流動阻力較大，更有利于金屬的軸向流動，***大流動速率約為0.971 mm/s;采用115°夾角時，V砧對坯料徑向金屬流動限制逐漸減弱，軸向金屬流動速度慢，***大流動速率約0.835 mm/s。
綜合上述分析,夾角較小時V砧對壞料徑向金屬流動限制較強(qiáng),提高了金屬軸向流動速率,但結(jié)合實際生產(chǎn)，過小的V砧夾角降低了工裝通用性，也不利于生產(chǎn)組織;夾角較大時金屬軸向流動速率慢，不利于拔長。因此對于中小薄壁長套筒類鍛件在工裝設(shè)計時V砧夾角按照100°-105°較為適宜。
不同拔長送進(jìn)量仿真分析
拔長送進(jìn)量對薄壁長套筒類金屬軸向流動影響較大，根據(jù)實際情況分別對拔長送進(jìn)量500、600、700、800、900 mm進(jìn)行模擬分析。
模擬分析發(fā)現(xiàn),采用較小送進(jìn)量時，金屬軸向流動速率影響較為明顯，隨著送進(jìn)量的增大，金屬流動速率逐漸減小，采用500 mm送進(jìn)量時,金屬軸向流動速度較快,由***小阻力定律可知,送進(jìn)量較小時，金屬與輔具的接觸面積相對較小,拔長時對切向金屬流動限制較強(qiáng),更利于金屬軸向流動,***大流動速率約為0.968 mm/s:采用900mm送透量時,金屬與輔具接觸面積較大,限制了金屬軸向流動，***大流動速率約為0.869 mm/s。

綜合上述模擬分析和實際生產(chǎn)情況,薄壁長套筒類鍛件成形成品階段拔長送進(jìn)量按照550-650 mm范圍較為適宜。
生產(chǎn)試制
結(jié)合以上分析，工藝參數(shù)和工裝輔具分別選取壓下量120 mm、送進(jìn)量 600 mm、V 型砧夾角100°進(jìn)行生產(chǎn)試制，具體生產(chǎn)試制過程經(jīng)生產(chǎn)試制，采用該工藝參數(shù)和工裝輔具，鍛件拔長效率大幅度提高，保證了鍛件質(zhì)量，鍛件合格率95%以上。
通過采用剛粘塑性有限元法對薄壁長套筒類鍛件拔長成形進(jìn)行仿真分析，研究結(jié)果表明：
運(yùn)用模擬手段研究了壓下量、V砧夾角和送進(jìn)量對薄壁長套類鍛件拔長影響規(guī)律,并結(jié)合經(jīng)驗和試驗獲得了合理的工藝參數(shù)。實際生產(chǎn)結(jié)果表明，分析提出的工藝參數(shù)很好地解決了拔長效率低的問題。

上一篇：超大型筒形鍛件制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

下一篇：錐形筒體鍛件的自由鍛造方法

相關(guān)推薦

鍛件: 筒類鍛件; 不銹鋼筒鍛件; 筒形鍛件; 缸體鍛件

品質(zhì): 質(zhì)量保證; 工藝流程; 生產(chǎn)設(shè)備

新聞中心

: 加微信享優(yōu)惠

聯(lián)系我們

手機(jī)：13293500000
電話：0350-6068888
微信：13293500000
郵箱：13293500000@163.com
地址：中國山西

山西中重重工集團(tuán)有限公司版權(quán)所有 2017-2027

Powered by RRZCMS　備案號：晉ICP備16011053號-7　

国产毛片久久-国产毛片精品国产一区二区三区-国产毛片精品-国产毛片基地-手机天堂av-手机免费在线观看av

薄壁套筒鍛件拔長影響因素分析

0350-6068888