楔横轧内直角台阶成形过程几何形态分析

结合楔横轧成形工艺中需要解决的突出问题,通过分析内直角台阶成形过程中几何形状的研究现状,考虑楔横轧内直角台阶成形过程中各主要几何影响因素,建立了符合实际的内直角台阶成形全过程的轧件表面几何模型及其数学表达式,推导出整个轧制过程中轧件的旋转半径公式.

楔横轧内直角台阶精确轧齐曲线的研究

在分析楔横轧内直角台阶成形过程中各种主要几何影响因素的基础上,建立了符合实际的内直角台阶成形阶段的几何模型和数学模型,并将楔横轧内直角台阶成形过程分为3个阶段。利用轧件表面各参数方程建立了各部分体积的求解积分式,计算出各阶段轧件螺旋斜锥体的体积,根据体积不变原理,得到精确的楔横轧直角台阶轧齐曲线。

楔横轧内直角台阶成形过程的数学模型

楔横轧内直角台阶成形过程非常复杂,导致数学模型也很复杂。在符合实际情况的几何模型基础上,分析建立了内直角台阶成形过程的数学模型,求解得到各曲面的边界条件。

楔横轧内直角小台阶精确轧齐曲线

内直角台阶的轧齐一直是楔横轧的关键技术之一,一般内直角台阶的轧齐曲线公式和算法不适合小台阶的生产应用.为了解决这一问题,通过改进几何模型,针对内直角小台阶的螺旋体体积提出一种新的计算方法.根据楔横轧工艺的特点,比较轧件初始半径与对应辅助圆半径的大小关系,指出了二辊轧齐过程中内直角小台阶的判断条件.根据轧件大端半径与旋转角度的关系,将轧齐过程分成了三个阶段.通过对小台阶螺旋体的分块,将其近似成三个规则体积的组合,推导出了轧齐过程中各个阶段的体积公式.依据体积平衡原理和楔横轧模具特点,得到了二辊楔横轧内直角小台阶随轧件旋转角度变化的轧齐曲线.最后采用刚塑性有限元软件Deform-3D对一定断面收缩率范围内的轴类件进行楔横轧数值模拟,验证了本文所提出的轧齐曲线计算方法的适用性.同时通过对比分析,发现在小断面收缩率轴类件直角台阶成形时展宽角应尽量取小.

楔横轧轧齐曲线参数方程求解及应用

通过对二辊楔横轧直角台阶轧齐曲线方程的求解,提出一种轧齐曲线的加工方法。从定性分析的角度分析了轧件缺陷与轧齐提前量间的关系,并给出相应处理办法。

楔横轧轧齐曲线的微分方程解法

为了解决当前轧齐理论应用于复杂台阶轧齐曲线求解时存在精确性不足的问题,同时为了进一步探究轧齐成形的本质,通过改进以往解法中的几何模型,分析并给出各影响因素之间的关系函数,将轧齐曲线求解问题描述为微分方程初值问题;以内直角台阶作为实例,通过数学软件编程对微分方程进行求解,得到轧齐曲线离散函数;利用结果建立三维模型并设计轧辊,进行有限元成形模拟和轧制实验。通过对比台阶面的平面性以及展宽槽宽度,证明该解法不仅成立,同时能够成形质量更优的内直角台阶。