楔轧

楔轧是一种工业技术。全称楔横轧多楔成形工艺，是生产长轴类零件的先进方法，但生产过程中模具工艺参数对轧件接口质量的影响比较复杂。

研究发展随着交通运输业的飞速发展，汽车半轴等长轴类零件的需求量与日俱增，专业化大批量生产这些长轴类零件已成为满足市场需求的主要手段。典型的长轴类零件汽车半轴，其细杆部约占整个汽车半轴长度的75%以上，所以半轴细杆部的成形工艺就成为衡量整个半轴生产工艺是否高效、节材的重要标志。采用楔横轧多楔工艺成形半轴细杆部，具有显著节省辊面，减小设备重量等优点。但多楔 成形汽车半轴细杆部，轧制各阶段内楔与外楔之间的制约关系比较复杂，国内外关于楔横轧多楔成形长轴类零件的理论较少，实际生产中主要依靠经验，因此楔横轧多楔轧制技术在国民经济和实际生产应用中受到一定程度的限制。楔横轧多楔成形长轴类零件，关键问题是要保证在内外楔过渡段轧件折叠，保证轧件接口质量良好，不影响轴类零件的力学性能。以汽车半轴为例，中华人民共和国汽车行业标准QC/T294-1999规定汽车半轴表面不应有折叠、凹陷、黑皮、砸痕和裂纹等表面缺陷。为了揭示工艺参数对轧件接口质量的影响规律，利用VB对PRO/E进行二次开发，建立了楔横轧多楔轧制半轴细杆部的三维有限元模型，通过对ANSYS的二次开发，编制了楔横轧多楔轧制半轴细杆部有限元模拟的参数化命令流程序并进行了有限元数值模拟和轧制试验，研究结果为楔横轧多楔成形长轴类零件选择模具工艺参数时提供了理论依据和参考。

工艺参数对多楔轧件接口质量的影响规律楔横轧多楔成形工艺是生产长轴类零件的先进方法，但生产过程中模具工艺参数对轧件接口质量的影响比较复杂。根据楔横轧多楔模具的工艺特点，建立多楔轧制长轴类零件的三维有限元模型。基于ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件，在不同模具工艺参数下对多楔轧制过程进行了有限元模拟，得到模具工艺参数对轧件接口质量的影响规律。在与模拟工艺参数相同的条件下进行轧制试验，试验结果和模拟结果一致。通过对理论模拟和轧制试验获得结果的分析，得到工艺参数中过渡角对轧件的接口质量影响最大、展宽角对轧件接口质量影响最小的结论。综合考虑各工艺参数的影响,给出保证轧件接口质量良好的过渡角选择范围。研究结果为多楔成形长轴类零件的模具设计提供理论依据和参考。1

多楔轧制的有限元模型楔横轧多楔成形汽车半轴细杆部时，相当于内外楔同时对一个光轴（等直径轴）进行成形，外楔的起楔位置和形状对过渡段轧件的接口质量有重要影响。本文采用外楔楔入段将轧件轧成斜台阶作为对接形状，外楔的起始位置从内楔进入展宽段开始。由于工艺参数的选取不同，过渡段轧件的表面接口质量是不一样的。为了进一步研究其影响规律，通过改变各工艺参数，利用商用大型有限元模拟软件ANSYS/LS-DYNA模拟多楔轧制过程，分析了多楔成形长轴类零件时工艺参数对轧件接口质量的影响规律。本文数值模拟和轧制实验采用的材料均为45钢，有限元模拟时假定材料为多段线性弹塑性材料模型，该模型是一个非常通用的塑性模型，特别适用于钢。2

工艺参数对接口质量的影响轧件接口质量判别方法：当过渡段轧件金属只产生横向和径向变形，而在轴向只发生较小的轴向变形时，在过渡段轧件的表面就会形成非圆形状，为了清楚直观的反映不同工艺参数对过渡段轧件表面接口质量的影响大小，对有限元模拟结果进行处理时，通过分析过渡段非圆形状最大尺寸和轧后理论直径差值的一半大小，作为判断过渡段轧件表面接口质量好坏的依据。

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学