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双法兰环型件碾环工艺的数值仿真研究文献综述

 2022-07-31 15:52:04  

文献综述

  1. 前言

法兰是化工、管道工程、风电行业等领域重要的环形零件 [1]。目前金属热态成形技术主要朝着轻量化、整体化、微型化、超大构件、柔性成形、自动化、超精密化等几个方向发展[2]。随着我国工业快速发展,我国锻造设备所存在的问题日益显现出来[3]。我国拥有自己产权的锻造设备目前水平仍然比较低,而发达国际的锻造目前已朝着现代化方向发展。近年来,又发展了和计算机、自动仓库等相结合的数控系统,因此,我国急需集中力量发展国内锻造设备,以争取在竞争平台上占有更多的份额[4]

碾环又叫扩孔,是环形零件特有的一种成型方法。其原理如图1所示。

碾压轮1与芯棍2旋转中心轴平行,碾环时,电动机通过减速箱驱动碾压轮1旋转,碾压轮通过它与环形件之间的摩擦力拽入毛坯并连续施压,环形坯料与平行于中心轴的芯棍之间的摩擦力带动芯棍转动,同时碾压轮与芯棍之间的中心距逐渐缩小,直至变形达到要求,经碾环变形的工件,截面积和径向厚度都减小,环形件外径和孔径都相应地增加。因此,碾环主要是径向压缩切向延伸的锻造过程[5]

环件轧制是一种生产无缝环件的特种加工工艺,它是通过局部连续轧制方法,将小直径厚截面的环形毛坯逐渐辗扩成大直径薄截面的环件,它具有省力,节能、节材、生产率高、生产成本低、产品范围广等显著特点,在工业领域有着广泛的应用[6]

碾环机碾锻齿圈和齿轮毛坯的锻造工艺主要有一下几个工序:墩粗、拔长、冲孔、扩孔。自由锻和碾环工艺的区别主要在扩孔这个工序上。自由一般采用马杠扩孔,碾环主要采用辗压扩孔。自由锻时碾环主要是采用马杠碾环。马杠碾环的应力应变情况近似拔长,与长轴拔长又有区别,它是环形坯料沿圆周方向的拔长,是局部加载,整体受力[7]

碾环加工的优点:

其一:能改进金属组织,前进力学性能这是因为锻压可以将坯猜中的硫松处压合,前进金属的致密度,可以使粗大的晶粒细化,可以使高合金工具钢中的碳化物被击碎,而且均匀地散布。

其二:锻压件的形状和标准接近于零件与直接切削钢材的成形方法对对比,不但能节省金属材料的消耗,而且也节省了切削加工工时,

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