軋環
關注創建者：CPFEM工作室 創建時間：2020-05-28
軋環的實例教程
利用Simufact軟件自帶軋環機——MERW進行環件輾環
最近在網上發現simufact這個新軟件，由于自己最近一直在學習環件輾壓方面的學習，發現這個軟件有專用的ring rolling模塊，并且在本論壇看到了版主mrsamwalt_1985發的環件軋制教程，使我很快能夠學會該軟件的基本操作。在學習該軟件ring rolling模塊中，使我的確佩服德國人，做事確實雜事，軟件編的確實好。做環件軋制的朋友都知道，現有的軟件在進行環件模擬仿真時，對于導向輥的運動都需要的進行預先設置，并且在軋制過程中導向輥的位置對環件軋制起著非常重要的作用，實際中很難精確的控制。而simufact軟件中ring rolling模塊最大的優點就是導向輥可以隨著環件的增大而被動的運動，這也和實際生產中國外的軋環機相吻合。因此利用該軟件進行環件軋制過程中，可以不用預先計算導向輥運動軌跡，為進行環件軋制工作者提供非常大的方便。此前，版主mrsamwalt_1985寫了ring rolling的案例，但是對于導向輥的控制還是進行預先設計其運動軌跡，為了使更多從事環件軋制的朋友了解該軟件，在版主mrsamwalt_1985以前例子的基礎上，我將我利用軟件自帶軋環機——MERW控制的方法呈現給各位，不足之處還望諒解。由于該案例大部分和版主以前的例子相同，因此相同的部分我將不再羅嗦，我主要針對如果利用MERW進行控制部分做下詳細的介紹，其他部分如果有不明白的地方，可以參考版主的帖子---Simufact9.0實例分析教程（環形件徑軸向軋制、輥軋及旋壓等旋轉加工均適用）。
特別感謝：在學習該軟件過程中得到感謝版主mrsamwalt_1985無私而耐心的幫助，特別感謝！
展開 工藝現狀
環件軋制（下述簡稱環軋，也稱為碾環）工藝是一種常見的回轉塑性成形工藝，該工藝利用碾環機的軋輥對環狀毛坯件進行連續局部輥壓，使毛坯件在回轉運動中逐步產生截面的變形，環直徑逐漸增加（或先減少在增加），從而獲得目標零部件。環軋工藝有著諸多的優點，例如加工精度高、材料利用率高、截面質量好，且相較于傳統的模鍛工藝，該工藝的加工生產成效低，同時，該工藝也是制作軸承內外圈的常見手段。
環軋工藝
雖然環軋工藝本身優勢重重，但想要完成優異的環軋工藝設計，避免環軋過程中貼模不均、軋制失穩等常見問題，也并非易事。在以往，工程師將會對軋件進行開模，并且試制，但對于某些大尺寸零部件，試制周期非常久，且各項試制成本很高，不利于工藝研發的快速迭代。現如今，工程師們往往會想到借助計算機仿真的方式，對早期工藝研發方案進行虛擬仿真分析，從而指導其對工藝參數與模具形體的不斷優化。
仿真工具
Simufact Forming就是這樣一款專業的環軋工藝仿真分析軟件。相比于其他同類型軟件，Simufact Forming的環軋仿真具有高度復現實際、高度模板化、高精度計算的優勢。這得益于開發人員的不懈努力，將這一整套的控制算法集成為通用設備庫RAW和MERW，并集成在Simufact Forming中，為環軋工藝仿真人員提供了極大便利。
Simufact 環軋仿真
行業應用
蒂森克虜伯是德國重工業巨頭，旗下的“羅特艾德”公司，是回轉支承行業的泰斗公司之一，該公司的大型回轉支承軸承技術先進，行業的標桿企業之一。
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環件軋制（下述簡稱環軋，也稱為碾環）工藝是一種常見的回轉塑性成形工藝，該工藝利用碾環機的軋輥對環狀毛坯件進行連續局部輥壓，使毛坯件在回轉運動中逐步產生截面的變形，環直徑逐漸增加（或先減少在增加），從而獲得目標零部件。環軋工藝有著諸多的優點，例如加工精度高、材料利用率高、截面質量好，且相較于傳統的模鍛工藝，該工藝的加工生產成效低，同時，該工藝也是制作軸承內外圈的常見手段。
環軋工藝
雖然環軋工藝本身優勢重重，但想要完成優異的環軋工藝設計，避免環軋過程中貼模不均、軋制失穩等常見問題，也并非易事。在以往，工程師將會對軋件進行開模，并且試制，但對于某些大尺寸零部件，試制周期非常久，且各項試制成本很高，不利于工藝研發的快速迭代。
展開 精彩直播預告
自由鍛與環軋工藝過程復雜、仿真困難，難以精準還原實際過程，導致仿真精度受到影響。此外，大型坯料的自由鍛與環軋工藝參數驗證工作成本高，周期長。
傳統的工藝仿真軟件難以復現上述如此復雜的成形過程，Simufact Forming軟件為了方便用戶的仿真分析，單獨設立了自由鍛、環軋專業模塊，用戶僅需要按照軟件內置的工藝設備模板進行模型的搭建，即可快速且準確的仿真自由鍛與環軋工藝。
本期直播講堂請到了海克斯康工業軟件技術專家李仁軍，在直播間中講師將重點介紹Simufact Forming自由鍛工藝仿真和環軋工藝仿真功能特點，以及諸多在自由鍛環軋領域內的相關案例，敬請關注！
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8月27日 14:00
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直播內容聚焦
? Simufact Forming軟件使用技巧
? 自由鍛與環軋工藝專業模塊介紹
? 自由鍛與環軋工藝行業案例分享
李仁軍
海克斯康工業軟件技術專家
主要負責海克斯康Simufact的技術支持與項目實施工作，在鍛造成形仿真、白車身焊接、金屬3D打印等工藝仿真領域具有多年的項目實施與交付經驗。
展開 通過以前的帖子，大家應該能看到simufact軟件在環軋仿真方面的優勢，隨著11.0新版的發布。環軋的功能得到了進一步的提升，這個軟件每一個版本的升級都會有很大的改動，而不像目前市場上的某些軟件，往往升級只是版本號的升級，對于用戶體驗及軟件功能沒有什么改變。所以，這點來說我還是挺佩服德國人的。對于以往的環軋功能介紹這里就不多說了，我們主要來看看在新版本中軟件如何與實際的工藝結合的更緊密，使得有限元模型也更加接近實際，使仿真結果更加精確。
一直以來，對于環軋模擬中幾個復雜的運動定義，抱輥實際中是以一個點位圓心，隨著環件的長大，繞圓心沿著一段圓弧運動。端面軋輥一方面沿環件軸向下壓，隨著環件的長大，還要沿其徑向后退。且環軋工藝一般分為多個階段。對于這兩個運動的設置一直給大家帶來了不便。
通常對于抱輥的運動都做簡化，或者在建模的時候以主動輥為中心，計算出抱輥的運動軌跡，作為邊界條件輸入軟件中來進行計算。由于是曲線運動，所以常見的都是導入abaqus或marc中來進行模擬，deform雖然具備環軋模塊，但是其不能考慮抱輥和端面軋輥的曲線運動，一般應用也很少。
以往定義端面軋輥的運動，我們常見的都是在excel里面，通過勻加速直線運動及等體積這些規律計算出相應的速度，制作出時間—速度/時間—位移數據。然后導入abaqus或者marc中進行定義。這樣來做往往不太精確。因為環軋是一個動態過程，不斷旋轉變形。除非將時間分隔成非常細小的一段段。往往給我們前期的處理帶來了一定的不便。
隨著simufact.forming軟件的上市，針對環軋工藝的特點，開發出環軋設備庫，極大的方便了我們的使用。
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軋環的最新內容
本期直播講堂請到了海克斯康工業軟件技術專家李仁軍，在直播間中講師將重點介紹Simufact Forming自由鍛工藝仿真和環軋工藝仿真功能特點，以及諸多在自由鍛環軋領域內的相關案例，敬請關注！
精彩直播預告
自由鍛與環軋工藝過程復雜、仿真困難，難以精準還原實際過程，導致仿真精度受到影響。此外，大型坯料的自由鍛與環軋工藝參數驗證工作成本高，周期長。
01 鍛造工藝仿真方案
Simufact Forming作為海克斯康旗下專業的金屬成形仿真工具，能夠實現冷鍛、熱鍛、鈑金沖壓、自由鍛、環軋、擠壓、拉拔、軋制、熱處理、機械連接等工藝，有著極其友好的用戶交互界面，并且在計算精度與穩定性方面同樣有著非常優異的表現，這得益于Simufact Forming專業化的研發背景與強大的求解器。
環軋工藝有著諸多的優點，例如加工精度高、材料利用率高、截面質量好，且相較于傳統的模鍛工藝，該工藝的加工生產成效低，同時，該工藝也是制作軸承內外圈的常見手段。
環軋工藝
雖然環軋工藝本身優勢重重，但想要完成優異的環軋工藝設計，避免環軋過程中貼模不均、軋制失穩等常見問題，也并非易事。
相變等關鍵結果仿真
預測零部件熱處理過程中變形、應力及相變的演化過程，為優化工藝及模具提供參考
新功能簡介：全新升級的模具壽命仿真模塊
海克斯康金屬成形工藝仿真軟件
涵蓋了成形工藝技術的諸多重要領域：熱鍛造、冷成形、擠壓成形、鈑金成形、軋制、環軋
POURSAFAR等[4]針對軋制成形中的相關優化修改問題，在人工神經網絡的基礎上提出了產品回彈的預測方法；毛華杰等[5]為了解決帶縱筋平板軋制成形中的難度問題，提出了新型的軋制成形方法；謝亞琳等[6]針對T型環軋制成形中填充困難等問題，利用有限元模型的相關軟件提出了解決該問題的方法。然而，諸多軋制成形的方法通常無法兼具適應性，同時投資成本較大。因此，需要研究以不新建軋制生產線為目標。
環軋工藝有著諸多的優點，例如加工精度高、材料利用率高、截面質量好，且相較于傳統的模鍛工藝，該工藝的加工生產成效低，同時，該工藝也是制作軸承內外圈的常見手段。
環軋工藝
雖然環軋工藝本身優勢重重，但想要完成優異的環軋工藝設計，避免環軋過程中貼模不均、軋制失穩等常見問題，也并非易事。
車輪軋制模塊集成于環軋模塊界面，可參數化建立錐輥、驅動輥及側輥模型，并進行各輥的參數化定位。六面體ALE算法能夠更順暢第計算軋制大變形問題。
1.13 新增噴丸工藝模塊
噴丸工藝模塊采用最新數據分析訓練方法，將各個沖擊角度的2D結果映射插值到3D噴丸模型中。
在旋轉加工成形方面，包括了環軋、型軋、旋壓、旋鍛等，將復雜工藝流程界面化管理，輸入對應的工藝參數即可快速完成模擬設置。擺碾、輥鍛等其它工藝同樣可向導流程化設置。
根據鍛模的運動方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環和斜軋等方式。
3、鍛造用料
鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金，鐵基高溫合金，鎳基高溫合金，鈷基高溫合金的變形合金也采用鍛造或軋制方式完成，只是這些合金由于其塑性區相對較窄，所以鍛造難度會相對較大，不同材料的加熱溫度，開鍛溫度與終鍛溫度都有嚴格的要求。
