精密輾擴工藝課題研究的內容

精密輾擴工藝課題研究的內容

來自專欄鍛件

一、抱死分析與主輥模具型腔的改進

抱死是精密輾擴過程中常出現的一個問題。引起抱死的原因很多,模具型腔的形狀是其中一個因素。本文藉助於有限元法模擬研究抱死發生的原因,分析了模具型腔與抱死產生的關係。指出軸向尺寸的局部變大是引起抱死發生的一個原因,進而對模具型腔進行了優化。優化後的模具型腔改變了端面咬入時的變形特徵連續、逐漸、局部變形,這在一定程度上,能避免因坯料軸向尺寸局部增大引起的抱死的發生。並且這種改進能降低實際生產中對設備的要求,一些不是特別大型的環件可以在不帶軸向輥的輾擴機上輾擴成型。

二、起偏的控制

起偏也是精密輾擴工藝中比較常見的一類缺陷。由於起偏後的工件尺寸精度、圓度和平面度的降低,使輾擴件的精度不能達到精密輾擴的要求。誤差遠超出預賦餘量的尺寸範圍,因此起偏後的工件沒有切削加工的餘地,基本上成為廢品。所以起偏是精密輾擴工藝中一個非常惡劣的缺陷,一經發生會造成極大的材料浪費。文中研究了起偏發生的內在原因,指出起偏是由摩擦扭據引起的,從而對坯料進行了預改進。預改進後的毛坯在輾擴中不發生起偏,但是制坯難度很大。在綜合考慮了起偏控制和制坯難易程度這兩個因素後,作者又提出了兩個改進方案二、三。經模擬發現方案二又因為產生不共線作用力,也引起了起偏。而且其制坯難度也較高,在預製坯料達不到要求時還將引起抱死和摺疊。方案三很好的避免了起偏的發生,且沒有其它伴隨缺陷發生,芯輥受力狀況也得到了很大的改善。

三、精密輾擴工藝變形規律的研究

精密輾擴過程中充滿順序和芯輥進給速度是影響精度的兩個重要參數。

1、文中分析了輾擴中的充滿順序,研究了其對輾擴件精度的影響,模擬求得了軸向間隙和徑向間隙的取值範圍。

2、合適的芯輥進給速度能保證坯料以較穩定的速度長大,保證輾擴過程平穩進行,提高鍛件精度。文中探求了長大速度與輾擴精度的關係,最後基於計算機有限元模擬,並採用反向最小餘量法對芯輥進給速度曲線進行了優化。


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