徐永铭, 孙宝寿*, 束学道, 徐焕磊

多台阶涡轮轴三辊斜轧减径量对轧制过程的影响规律研究

徐永铭1,2, 孙宝寿1,2*, 束学道1,2, 徐焕磊1,2

（1.宁波大学 机械工程与力学学院, 浙江 宁波 315211; 2.浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室, 浙江 宁波 315211）

运用Simufact有限元软件建立了三辊斜轧两道次成形多台阶涡轮轴的仿真模型, 通过数值模拟分析了涡轮轴成形情况, 探究了减径量对轧制过程中轧制力、等效应力-应变以及外圆度误差的影响规律. 结果表明: 随减径量的增大, 轧件第1道次和第2道次的径向载荷、等效应力、等效应变和外圆度误差均呈增大趋势. 综合比较3种方案下的轧件成形情况, 方案2为最佳的道次减径量分配方案, 即第1道次减径6mm, 第2道次各台阶减径量分别为2、9和14mm.

三辊斜轧; 多台阶涡轮轴; 两道次; 减径量

涡轮轴是航空发动机上的核心传动部件, 由于高速、高温、高压的恶劣工作环境, 也是最容易发生故障的部位[1]. 涡轮轴的成形方法和成形质量直接影响着飞机飞行的安全以及大国航空发动机的装备技术水平. 目前涡轮轴的加工方式仍多采用传统锻造工艺, 由于工艺特性, 锻造成形的涡轮轴容易出现弯曲、偏心等缺陷, 而且表面存在严重的金属折叠缺陷, 造成后续精加工切削的余量较多, 所以涡轮轴成品率和材料利用率均较低[2].

三辊斜轧的概念最早起源于苏联, 随着有限元理论的日益完善, 各国学者通过数值模拟技术对三辊斜轧成形过程……