文/刘化民，王磊·吉林大学辊锻工艺研究所

厚壁空心件辊锻工艺模拟研究

文/刘化民，王磊·吉林大学辊锻工艺研究所

基于刚塑性有限元软件DEFORM-3D，模拟了厚壁空心件辊锻的成形过程，分析了变形区特点、金属流动规律及等效应变场分布状态，研究了摩擦系数、压下量对厚壁空心件辊锻的影响，揭示厚壁空心件与实心件辊锻过程两者延伸量、展宽量及上模载荷的差异。对比分析实验结果和模拟结果，表明借助DEFORM-3D的数值模拟可准确地预测辊锻件的成形效果。增加整形辊锻道次后，圆断面的椭圆度已经消失，获得了高质量的成形件，为指导厚壁空心件的实际生产提供参考依据。

辊锻是采用轧辊作为工具，通过轧制工艺生产锻造工件。它具有设备吨位小、生产效率高、工件尺寸稳定等优点。近些年，国内外对辊锻工艺的模拟做了大量研究，通过模拟坯料在圆—椭圆—圆型槽系中的制坯辊锻变形过程，分析不同变形参数和型槽结构对应力应变的影响，证明辊锻制坯是一种高效率、低投资的制坯手段。王华君等模拟前轴辊锻成形，对比模拟结果与实验结果，显示二者金属流动的一致性。蒋鹏等模拟铁路货车钩尾框精密辊锻过程,对辊锻成形的各道次模具载荷等情况进行分析，为精密辊锻工艺及模具设计提供参考依据。随着市场对空心件需求的增多，人们正在寻求一种高效率、低投资的厚壁空心件成形方法。S.Urankar等讨论空心件楔横轧的临界摩擦值，得出管坯被压碎与管坯材料、壁厚和断面收缩率有关系。……