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毛坯铸件在满足设备力能要求的前提

2017-12-15 19:59:48
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  环件轧制技术是一种用于生产无缝环件的连续局部塑性成形技术,又称碾环,其利用环轧设备使环件壁厚减薄、直径扩大、截面轮廓成形,广泛应用于汽车、火车、船舶、航空航天、机械、核能等。以环件径轴向轧制为例,环件轧制技术的典型形式。其中,驱动辊绕自身轴线做旋转运动,与做直线进给运动的芯辊组成径向轧制区,完成环件径向方向的连续局部成形; 上锥辊与下锥辊组成轴向轧制区,并且上锥辊向下锥辊运动使得环件高度降低,实现环件轴向方向的成形。环件在两向轧制区中不断变形,直径变大、壁厚减薄、截面轮廓成形。此外,各轧辊可以制作成不同形状以实现异形截面环件的轧制,满足近年来对于低成本   的复杂异形截面环件的需求。相比模锻工艺等传统环件加工方法,环件轧制技术具有设备吨位低、节能节材、成本低等优点,因而在环件生产方面应用   为广泛。
  环件轧制技术自1842年在英国发明,己经有了170的历史,众多研究者对环件轧制技术进行了深入的探讨研究。但是由于环件轧制具有几何、物理、边界非线性,变形过程非常复杂,使得环件轧制技术在实际应用中仍然有诸多难题函待解决。主要表现在以下几个方面:
  ①缺乏环件轧制工艺设计规范和标准。一般加工工艺规范的设计应该是在满足设备力能要求的前提下,产品无缺陷产生,并且生产效率   高。但从目前国内环件厂家实际生产情况来看,即使是截面形状   简单的矩形截面环件,也尚无明确的轧制进给规范,轧制过程的进给控制在很大程度上都依赖操作者的经验,有时往往需要进行多次试轧,从而导致材料和生产时间的浪费。
  ②异形截面环件的毛坯设计理论不足。在异形截面环件的轧制成形中,毛坯设计对于环件的成形质量,尤其是环件截面填充情况具有举足轻重的影响。毛坯设计不当时,环件截面填充不良,无法满足需求,同时也会导致轧制火次过多,影响环件生产效率。目前国内环件生产厂家一般都是基于经验进行毛坯设计,经过不断试制确定毛坯大致的形状尺寸,造成了资源的浪费。因而基于的理论基础,直接设计出合适的毛坯具有重大的意义。
  ③对环件微观组织演变的准确控制难以实现。环件内部微观组织对环件产品的性能有决定性的作用。而目前关于环件随着整个轧制成形过程的组织演变的研究还较少,环件组织演变的计算难以实现。因此在大型环件的生产中,组织均匀性控制仍然是一大难点。
  ④对环件残余应力的研究和控制尚未满足需求。随着零件、设备等的化要求越来越高,各行业中对于环件产品的尺寸精度及服役寿命的要求也越来越严格。环件的高残余应力则会导致环件在后续机加和热处理过程中产生较大的残余变形,从而影响环件的尺寸精度,使环件产品难以满足装配要求; 而在服役过程中,尤其是在服役环境差的情况下,残余应力的存在也会加速环件的破坏,降低环件产品的服役寿命。残余应力的产生贯穿于环件整个生产流程中,在各道工序中不断的与积累,因而对环件残余应力的研究和控制造成了较大困难。目前,专门针对环件生产整个工艺过程中残余应力控制的研究还未见有详细的报道,一些环件产品尤其是航天航空用品的大残余变形仍然尚未解决。
 

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