外方内圆型锻件环轧工艺要注意的事项有很多,但是并不是每一项都要严格的注意,永鑫生外方内圆型锻件环轧工艺研究怎么样?下面这篇文章主要给大家进行讲述。
外方内圆型锻件是石化、行业某类压力容器中的重要零件,处于高温高压强腐蚀的工作环境中,随着压力容器设计要求的不断提高,对外方内圆型零件的综合性能提出了更高的要求。长期以来,对于该锻件一直采用锻造成大余量的环形零件,然后通过机械加工的方法进行生产制造,这种方法不仅材料浪费极大,加工时较长,而且造成了锻件金属流线被切断,零件内外相对较致密的区域被加工掉,造成锻件的综合力学性能降低,使用寿命减短等问题,生产效率极低,难以满足压力容器的设计要求和工程进度要求。为了解决现有工艺方法存在的外方内圆锻件不足 ,山西永鑫生重工有经验的老匠人提出一种全新的工艺思路,通过锻压机出坯,然后借助模具 ,利用辗环机进行轧制,从而实现该零件金属随产品形状分布,减少机械加工余量,提高产品质量,减少机械加工工时,提高生产效率。
由于锻件形状为外方内圆,要实现在辗环机上旋转,必须使坯料与主辊和芯辊接触部分为圆形。
1.建模
根据模具设计和坯料制定出的具体尺寸,对模具和坯料进行实体建模。首先在SolidWorks2011中建立坯料和模具的三维图形并事先完成坯料和模具之间的装配,然后将图形保存为stl格式文件,最终导入DEFORM3D。由于轧制过程时间较短,因此本文简化建模模型,不考虑坯料和环境、坯料和模具之间的热交换。
2.DEFORM3D参数设置
2.1.网格戈U分合理的网格划分可以提高求解的精度并有效的降低运算量,网格大小的选择以保证精度、尽量降低运算量为原则。基于此,选择1/4模型进行网格划分和模拟运算,使用系统自动划分网格功能,将坯料划分为25000个网格
2.2.材料属性DEFORM3D有较完整的材料数据库,根据工厂实际生产经验,选择与该零件材料性能和流动性接近的316L不锈钢作为坯料的材料,温度设置为 1150℃,模具设置为不产生形变的刚体。
2.3.对象问的关系摩擦方式设置为剪摩擦,取摩擦系数为0.7,模具同坯料之间的容差设置为0.0001。
2.4.控制的设置模拟过程中,模拟计算步长的设置是很关键的,DEFORM3D规定了两种计算步长的方式,分别由时间和模具行程来决定。根据产品的变形特性,本文采用模具行程来控制。完成建模后,生成数据库文件,退出前处理模块,进行模拟计算。从第一次模拟结果看,坯料的流动性和模具的充填性比较好,但是过程中存在模具和坯料旋转不平稳的现象,尤其是当旋转至四角位置时,会出现比较大的抖动,从最终的模拟结果来看,四角存在局部凹坑的现象。经过分析,认为这与轧制速度和芯辊直径的大小存在关系,因此,增大轧制速度,同时在芯辊上增加模套,增大芯辊直径进行第二次模拟,从最终模拟结果来看,比较有效的解决了第一次模拟过程中存在的问题。
由于轧制成形过程的计算机模拟是在理想状态下进行的,坯料和模具之间的摩擦系数、高温下的材料特性和实际情况有一定的差异,所以计算机模拟并不能完全取代工程试验验证,只有通过工程试验验证才能说明模拟结果是否可靠,并根据工程试验来修正工艺参数,达到指导产品生产的目的。按照计算机模拟结果,制定出模具尺寸和坯料尺寸,在公司5000t液压机上进行出坯,然后在数控辗环机上进行辗轧制。经检验发现,试验件存在一些小的缺陷,高度上轧制出了飞边,导致锻件出模存在困难,同时锻件四角缺少材料,由于缺料情况并不严重,致使在进行数值模拟时没有表现出来,由于轧制参数控制的不好,导致试验件轧制出飞边。
根据计算机模拟和工程试验的结果,修正了模具倒角和轧制速度参数,然后又进行一件生产,经检查,尺寸满足要求,随后进行了性能分析和探伤检查,结果满足要求,由此定型工艺,开始批量化生产6结论(1)通过利用DEFORM3D软件进行数值模拟,大大减少了工程试验的周期,大大提高了工程试验成功的可能性,对生产实际起到了比较重要的指导作用,同时也节省了生产成本,但不能完全取代工程试验的验证。(2)利用辗环机环轧的原理,辅助工装模具,实现了方形件的环轧工艺,对锻件的生产是一种全新的工艺思路,大大提高了产品的质量,提高了生产效率,降低了生产成本。
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