大型磨辊轴锻造工艺研究及数值模拟

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1、摘要论文题目：大型磨辊轴锻造工艺研究及数值模拟专业：材料加工工程研究生：陈艳伟指导教师：苏娟华教授摘要大型锻件是机器设备的关键和核心部位，是重大装备的制造基础件，是衡量一个国家工业水平和国防力量的重要标志之一。近些年来，世界工业的发展增加了大型锻件的需求量，并且对质量的要求也日益提高。由于大型锻件的重量和尺寸不断地增大，锻造时所需钢锭尺寸和重量也越来越大，大钢锭锻造时极高的质量要求给锻造业提出了新的课题。磨辊轴是ATOX型立磨上的重要大型零部件，随着设备大型化的发展，磨辊轴尺寸也在逐渐增大。磨辊轴零件除了外形具有不同截面的台阶轴，局部还具有一个尺寸为1850mm×1100mm的矩形截面

2、。按照传统工艺锻造，原始钢锭镦粗直径要达到Φ2900mm，超出了现有8400T水压机的锻造能力，而且如果采用大钢锭来锻造，工艺损料大，造成了巨大的材料浪费。锻件矩形法兰部分尺寸大，锻造时难以保证外观尺寸及内部质量要求。为了提高产品质量和经济效益，必须进行技术改进与创新，经过深入分析研究，决定运用胎模锻造的锻造工艺。本文首先结合磨辊轴的形状尺寸，具体深入分析了磨辊轴整体锻造工艺，并对内部孔洞缺陷进行研究，运用有限元软件DEFORM-3D对内部含有孔洞的锻件模型进行拔长工序的模拟研究，通过对在不同参数条件下孔洞闭合效果的分析研究，得出较佳的工艺参数，为实际生产提供依据。由于磨辊轴法兰部分方

3、角的存在，加大了胎模锻造成形的难度。利用数值模拟技术，不断地对成形工艺进行研究，分别对不同工艺下的成形效果进行分析比较，找到了较佳的工艺方案；而后根据局部胎模成形的特点，对在不同模具结构下的成形进行模拟，通过分析对比，最终得出了合理的锻造工艺及模具结构，进而获得了理想的锻件产品。关键词：大锻件，磨辊轴，孔洞缺陷，数值模拟，胎模锻造论文类型：应用基础研究I摘要Subject:TheResearchandNumericalSimulationofForgingProcessforHeavyGrindingRollerShaftSpecialty:MaterialProcessingEngi

4、neeringName:ChenYan-weiSupervisor:Prof.SuJuan-huaABSTRACTAskeyandbasicpartsoflargescaleequipments,thelevelofproductionoftheheavyforgingsareprovedtobeanimportantsymbolofnationalindustryanddefenseforce.Inrecentyears,therapiddevelopmentoftheworldindustrialgreatlyincreasetherequirementsoflargeforgin

5、gsgradually，andthequalityrequirementsarealsobecomehigherandhigher.Withtheweightanddimensionsoflargeforgingsincreasingconstantly，thequalityrequirementsofthelargeforgingsproposenewissuesfortheforgingindustry.GrindingrollershaftisakeypartofATOXgrindingrollerandbelongstolargeforging.Thesizeofgrindin

6、grollershaftisincreasingwiththedevelopmentoflarge-scaleequipment.Ithasstepshaftwithdifferentcrosssectionand1850mm×1110mmrectangularcross-section.Ifgeneralmethodisused，upsettingdiameterofingotshouldreach2900mm,andthecurrent8400Thydraulicisunabletoproduce.Iflargeingotisusedtoforge，itwillcostahugew

7、asteofmetal.Becausethegrindingrollershafthasalargerectangularflange，thedimensionsandinternalqualitywillbedifficulttoensuredinforgingprocess.Inordertoimproveeconomicefficiencyandquality,thetechnologymustbeimprovedandinnovated