軋制成形
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-12-14
軋制成形的視頻教程
ABAQUS鋼板軋制成形的殘余應(yīng)力場(chǎng)模擬（純操作，無(wú)講解）
通軋制常指軋件在軋輥間變形的力學(xué)過(guò)程。為了便于分析軋制過(guò)程中各基本參數(shù)間的關(guān)系，建立所謂簡(jiǎn)單理想軋制過(guò)程，假設(shè)被軋制金屬是矩形斷面的均質(zhì)連續(xù)的剛－塑性體。軋輥是一對(duì)直徑和速度相等的平輥剛體，無(wú)外加張力或推力，由此出發(fā)確定變形區(qū)主要參數(shù)
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章節(jié)六、simufact.forming14.0鈑金深沖
要點(diǎn)： 1）彈簧設(shè)置（壓邊圈壓邊力） 2）鈑金成形軋制方向（各向異性考慮） 3）鈑金深沖中成形極限 4）幾何模型導(dǎo)入處理方式推薦 5）成形控制中階段控制、結(jié)果輸出選項(xiàng)，溫度、重力考慮選項(xiàng) 步驟方法：（六大要素） １）幾何模型：見CAD文件 ２）材料模型：DB.DC04_ck_Barlat ３）設(shè)備參數(shù)：液壓機(jī) 50 mm/s ４）摩擦條件：0.1 ５）溫度條件
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軋制成形的實(shí)例教程
求解：
1.求解器設(shè)定
（1）求解器采用顯式動(dòng)力算法：Dynamic,Explicit
多載荷步分析：
Step1：軋板的送料（0.001s）
Step2：軋板軋制成形（0.01s）其他保持默認(rèn)
（2）設(shè)置場(chǎng)輸出和歷史輸出：
場(chǎng)輸出：step2的頻率調(diào)整為50（即一共輸出50幀），與隱式不同
歷史輸出：保持默認(rèn)
2.連接關(guān)系設(shè)定
接觸設(shè)置為通用接觸即軟件自行判定，也可設(shè)置為面-面接觸
接觸屬性：切向摩擦系數(shù)為0.3，法向?yàn)橛步佑|
約束：設(shè)置參考點(diǎn)并與軋輥設(shè)置為剛體約束
3.邊界條件設(shè)定
位移（約束）：step1釋放軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，板料通過(guò)強(qiáng)制位移送入；step2中軋輥添加轉(zhuǎn)速，軋輥的位移釋放
載荷（載荷）：step2對(duì)板料施加壓力（壓下量太大，僅靠摩擦?xí)蚧瑢?dǎo)致無(wú)法繼續(xù)軋制）
至此，求解過(guò)程結(jié)束。
本次模擬僅供參考，具體問(wèn)題需具體分析。
后處理：
應(yīng)力云圖
位移云圖
本次模擬并未進(jìn)行摩擦生熱的熱力耦合，需要的小伙伴可參考上期制動(dòng)盤熱力耦合分析帖子。
展開 圖2 球缺過(guò)渡段的傳統(tǒng)鍛件圖
技術(shù)改進(jìn)和工藝創(chuàng)新
鑒于上述成形方案的諸多不利因素，我公司進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)和工藝創(chuàng)新，主要內(nèi)容如下：
(1)按照球缺過(guò)渡段的輪廓及取樣要求，內(nèi)外徑加余量計(jì)算產(chǎn)品的下料重量并繪制鍛件毛坯圖。
(2)按照球缺過(guò)渡段的輪廓及取樣要求，制造軋環(huán)機(jī)主輥和芯輥模具。
(3)在13500噸壓機(jī)上開坯制造出異形截面的坯料。
(4)應(yīng)用“大型環(huán)鍛件徑軸向軋制成形技術(shù)”，在16米軋環(huán)機(jī)上采用模具異形軋制成球缺過(guò)渡段坯料。
(5)異形軋制方案的鍛件圖詳見圖3。
圖3 異形軋制鍛件毛坯圖
不同工藝方案下料重量對(duì)比
通過(guò)表1對(duì)比可看出，對(duì)球缺過(guò)渡段制造的異形軋制成形比自由鍛造成形可節(jié)省原材料50%以上，比矩形環(huán)軋制可節(jié)省原材料45%以上，原材料成本大大降低。
球缺過(guò)渡段的規(guī)格尺寸越來(lái)越大型化，給球缺過(guò)渡段成形帶來(lái)很大困難。由于球缺過(guò)渡段的形狀特殊，采用自由鍛造坯料后加工成形，受設(shè)備限制，無(wú)法完成一些大型化的球缺過(guò)渡段整體成形，且材料消耗大，加工余量大，即增加了制造企業(yè)的生產(chǎn)成本，又增加了加工周期，影響產(chǎn)品的制造周期。通過(guò)異形軋制能有效的減少產(chǎn)品的加工余量，保證了產(chǎn)品流線，減少產(chǎn)品的制造成本及周期且模具可多次重復(fù)使用或用于軋制尺寸類似的產(chǎn)品。
表1 不同工藝方案下料重量對(duì)比
異形軋制方案
軋制工藝(輾環(huán))是國(guó)際上公認(rèn)的近凈成形的先進(jìn)制造工藝，適用于環(huán)類、盤類、筒體類鍛件的成形，與傳統(tǒng)自由鍛工藝相比，具有節(jié)能、高效、材料利用率高的特點(diǎn)，而且軋制后的工件內(nèi)部組織致密、晶粒細(xì)小，流線完整，對(duì)于提高工件的強(qiáng)度、耐磨性、疲勞壽命具有非常重要的意義。
工藝流程
球缺過(guò)渡段采用鋼錠進(jìn)行制作，主要有加熱、下料、鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔、平整、軋制成形(異形模具)、鍛后熱處理、尺寸檢查等工序。
展開 ( 圖4)
直徑6m，高度3m 的大型筒體軋制用時(shí)4 分52 秒，毛坯冷卻后的尺寸檢測(cè)結(jié)果列入表2，由表2 數(shù)據(jù)可見，筒體軋制成形良好，橢圓度≤ 20mm, 上下錐度≤ 12mm，外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良。
摘 要：為研究在不新建軋制生產(chǎn)線的情況下實(shí)現(xiàn)小批量盤形零件的快速生產(chǎn)的方法，運(yùn)用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析(ADAMS)實(shí)現(xiàn)盤形軋制零件結(jié)構(gòu)建模，并利用交叉相關(guān)能量比熵與融合門控周期裝置與雙向門控周期裝置的BiGRU-GRU網(wǎng)絡(luò)，提出盤形軋制結(jié)構(gòu)零件早期故障診斷方法，并驗(yàn)證結(jié)構(gòu)優(yōu)化與故障診斷效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析中的5 mm螺桿在0.1～1.0 s存在頻繁的波動(dòng)。早期故障診斷方法分析中，交叉相關(guān)能量比熵優(yōu)于其他指標(biāo)方法，BiGRU-GRU網(wǎng)絡(luò)均方誤差為7.69×10-3,平均絕對(duì)誤差為5.06×10-3,均低于對(duì)比網(wǎng)絡(luò)。綜合來(lái)看，提出的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案具有科學(xué)性，而早期故障診斷方法具備有效性，對(duì)于盤形軋制零件生產(chǎn)具有重要意義。
關(guān)鍵詞：ADAMS;盤形軋制零件;故障診斷方法;交叉相關(guān)能量比熵;結(jié)構(gòu)優(yōu)化;
0 引言
軋制成形在零部件加工運(yùn)用中具備較高的效率，這種制作方法能有效降低整體構(gòu)件的成型負(fù)荷，從而使成形工藝更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制[1,2,3]。POURSAFAR等[4]針對(duì)軋制成形中的相關(guān)優(yōu)化修改問(wèn)題，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提出了產(chǎn)品回彈的預(yù)測(cè)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(wèn)題，提出了新型的軋制成形方法；謝亞琳等[6]針對(duì)T型環(huán)軋制成形中填充困難等問(wèn)題，利用有限元模型的相關(guān)軟件提出了解決該問(wèn)題的方法。然而，諸多軋制成形的方法通常無(wú)法兼具適應(yīng)性，同時(shí)投資成本較大。因此，需要研究以不新建軋制生產(chǎn)線為目標(biāo)。本文利用計(jì)算機(jī)輔助三維交互A(CATIA)構(gòu)建三維模型，運(yùn)用交叉相關(guān)能量比熵等提出零件早期故障診斷方法，其目的是制造小批量的小零件，并兼有適應(yīng)性廣、投資低等優(yōu)勢(shì)，以此提高生產(chǎn)效率。
展開 －結(jié)構(gòu)耦合分析 224
7.6 小結(jié) 234
第8章 鎂合金板材異步軋制數(shù)值模擬 235
8.1 引言 235
8.2 板材異步軋制基本原理 235
8.3 板材異步軋制有限元模型的建立 236
8.3.1 幾何模型建立 236
8.3.2 單元網(wǎng)格劃分 236
8.3.3 材料特性定義 248
8.3.4 接觸條件定義 251
8.3.5 初始條件定義 256
8.3.6 載荷工況定義 256
8.3.7 定義作業(yè)參數(shù)并提交運(yùn)行 258
8.4 鎂合金板材異步軋制模擬結(jié)果分析 260
8.4.1 板材異步軋制過(guò)程金屬流動(dòng)分析 261
8.4.2 板材異步軋制等效應(yīng)變場(chǎng)分布 262
8.4.3 板材異步軋制等效應(yīng)力場(chǎng)分布 263
8.4.4 板材異步軋制溫度場(chǎng)分布 264
8.5 不同工藝參數(shù)對(duì)板材異步軋制過(guò)程的影響 264
8.5.1 不同軋輥轉(zhuǎn)速比對(duì)異步軋制的影響 264
8.5.2 摩擦因素對(duì)板材異步軋制的影響 268
8.5.3 坯料溫度對(duì)板材異步軋制的影響 273
8.5.4 軋輥溫度對(duì)板材異步軋制的影響 276
8.5.5 壓下率對(duì)板材異步軋制的影響 278
8.6 小結(jié) 283
第9章 三輥行星軋制成形有限元模擬 284
9.1 引言 284
9.2 三輥行星軋制成形基本原理 284
9.3 旋軋成形有限元模型的建立 285
9.3.1 建立軋輥芯棒小車坯料有限元模型 285
9.3.2 幾何參數(shù)的定義 293
9.3.3 材料特性的定義 294
9.3.4 連接控制的定義 295
9.3.5 接觸體和接觸表的定義 296
9.3.6 初始條件的確定 305
9.3.7 邊界條件的定義 305
9.3.8 工況的定義 307
9.3.9 定義作業(yè)參數(shù)并提交運(yùn)行 309
9.4 旋軋成形變形規(guī)律模擬結(jié)果分析 311
9.4.1 坯料三角形效應(yīng)分析 311
9.4.2
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軋制成形的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
軋制成形的最新內(nèi)容
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基于ABAQUS旋壓成形分析
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基于ABAQUS軋制成形顯式動(dòng)力學(xué)分析
、軋制、環(huán)軋、旋壓、自由鍛等。
POURSAFAR等[4]針對(duì)軋制成形中的相關(guān)優(yōu)化修改問(wèn)題，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提出了產(chǎn)品回彈的預(yù)測(cè)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(wèn)題，提出了新型的軋制成形方法；謝亞琳等[6]針對(duì)T型環(huán)軋制成形中填充困難等問(wèn)題，利用有限元模型的相關(guān)軟件提出了解決該問(wèn)題的方法。然而，諸多軋制成形的方法通常無(wú)法兼具適應(yīng)性，同時(shí)投資成本較大。因此，需要研究以不新建軋制生產(chǎn)線為目標(biāo)。
然而在鎂合金軋制領(lǐng)域，由于鎂合金特殊的HCP晶體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其在軋制成形的過(guò)程中容易產(chǎn)生邊裂問(wèn)題。而Zhou的模型并不能很好的適用于軋制邊部裂紋的預(yù)測(cè)。
1.12 新增車輪軋制模塊
針對(duì)火車車輪軋制成形特點(diǎn)新增軋制模塊。車輪軋制模塊集成于環(huán)軋模塊界面，可參數(shù)化建立錐輥、驅(qū)動(dòng)輥及側(cè)輥模型，并進(jìn)行各輥的參數(shù)化定位。六面體ALE算法能夠更順暢第計(jì)算軋制大變形問(wèn)題。
1.13 新增噴丸工藝模塊
噴丸工藝模塊采用最新數(shù)據(jù)分析訓(xùn)練方法，將各個(gè)沖擊角度的2D結(jié)果映射插值到3D噴丸模型中。
——《維基百科》
2.軋制分類
軋制按照成形溫度，可以分為熱軋和冷軋，如果軋制時(shí)金屬的溫度超過(guò)其再結(jié)晶溫度，那么這個(gè)過(guò)程被稱為熱軋，否則稱為冷軋。軋制按照成形工藝，可以分為彎曲軋制、軋制成型、環(huán)形軋制和平軋等。
輥鍛工藝?yán)?em>軋制成形原理逐步地使毛坯變形。
與普通模鍛相比﹐輥鍛具有設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單﹑生產(chǎn)平穩(wěn)﹑振動(dòng)和噪音小﹐便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化﹑生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
4、胎模鍛
胎模鍛是采用自由鍛方法制坯，然后在胎模中最后成形的一種鍛造方法，是介于自由鍛與模鍛之間的一種鍛造方法。在模鍛設(shè)備較少，大部為自由鍛錘中小型企業(yè)應(yīng)用普遍。
涉及復(fù)雜接觸（例如鍛造、軋制和板材成形）的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程模擬問(wèn)題通常屬于這些類別。片材成型問(wèn)題通常包括非常大的膜變形、起皺和復(fù)雜的摩擦接觸條件。體成型問(wèn)題的特點(diǎn)是大變形、飛邊形成以及與模具的接觸相互作用。使用 Abaqus/Explicit 進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)分析中介紹了準(zhǔn)靜態(tài)成形模擬的示例。
涉及復(fù)雜接觸（例如鍛造、軋制和板材成形）的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程模擬問(wèn)題通常屬于這些類別。片材成型問(wèn)題通常包括非常大的膜變形、起皺和復(fù)雜的摩擦接觸條件。體成型問(wèn)題的特點(diǎn)是大變形、飛邊形成以及與模具的接觸相互作用。使用 Abaqus/Explicit 進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)分析中介紹了準(zhǔn)靜態(tài)成形模擬的示例。
圖4 鍛件坯料
軋制成形
過(guò)渡段在16米的軋環(huán)機(jī)上最終軋制成形。為減少機(jī)加工余量，縮短加工周期，降低制造成本，根據(jù)過(guò)渡段鍛件(圖5)毛坯尺寸及軋環(huán)機(jī)芯輥尺寸，制作內(nèi)外徑仿形模具及模具芯輥等工裝；在軋環(huán)機(jī)上采用模具異形軋環(huán)、近凈成形的軋制方式。毛坯入模簡(jiǎn)圖見圖6。
