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随着机械、交通运输业等工业的发展,市场对复杂的长轴类零件的需求量与日俱增。多楔楔横轧是生产长轴类零件最有效的新技术,然而由于该技术主楔与侧楔之间存在着一定的制约关系,影响轧件成形的因素很多,故多楔楔横轧工艺相当复杂。实现该工艺的关键之一是精确计算出多楔楔横轧端面移动量,绘制出端面移动量变化曲线,掌握轧件的成形机理和金属流动情况。
本文简介了楔横轧的工作原理及研究现状,详述了国内外在多楔楔横轧领域的工作进展。对楔横轧典型轧件,在单楔楔横轧端面移动量理论计算方法的基础上,首次研究出多楔楔横轧端面移动量的理论计算方法和相关公式,获得了不同工况下多楔楔横轧端面移动量的数据和曲线。数据表明双楔楔横轧最大端面移动量约为单楔楔横轧最大端面移动量的两倍,此结论与其他研究者通过模拟和试验所得的结论一致。曲线显示对应着不同的轧制阶段,多楔楔横轧端面移动量表现出不同的变化规律和特点。结合不同工况下的多楔楔横轧端面移动量曲线,分析了断面收缩率、成形角和展宽角等主要工艺参数对多楔楔横轧端面移动量的影响。在此基础上,通过有限元软件对单楔与多楔楔横轧整个轧制过程进行了模拟仿真,获得了在轧制各阶段的应力应变和端面移动量数据,输出了等效应变云图、有限元网格变形图和端面移动量曲线。通过将模拟结果与理论计算结果对比后发现,模拟所得应力应变数据、等效应变云图和有限元网格变形图等信息所反映出的轧件在各个阶段的变形特点和规律与理论分析所得的结论一致,模拟所得的端面移动量曲线与理论计算所得的端面移动量曲线所反映的规律和特点吻合。最后,介绍了多楔楔横轧模具的设计方案和设计方法,分析了各参数的选取原则和各主要尺寸的计算方法,结合楔横轧典型轧件,详细描述了整个设计和计算过程,得到了多楔楔横轧模具二维图。
本文的研究结果将为深入研究多楔楔横轧成形机理和轧件金属流动规律提供重要的理论依据。