無模碾壓技術在發(fā)動機用雙性能渦輪盤成形方面具有特色優(yōu)勢,并廣泛應用于高溫合金、鈦合金、輕合金和鋼類等大型復雜盤件的加工成形。通過詳細剖析無模碾壓技術及設備研究現(xiàn)狀,分析并探討了現(xiàn)有設備樣機存在的問題及實現(xiàn)無模碾壓技術產(chǎn)業(yè)化應用的主要途徑。研究結果表明,目前僅有俄羅斯和美國GE掌握無模碾壓成形工藝和裝備,國內仍處于基礎研究階段;現(xiàn)有樣機設備剛度和強度不足,在框架結構、加熱系統(tǒng)、成形工藝及模擬仿真方面還存在一些問題,尚不能滿足高溫合金渦輪盤樣件的成形需求,亟需開發(fā)新一代無模碾壓成形設備;基于前期在電阻爐加熱系統(tǒng)、碾壓頭設計、工藝計算軟件和工藝數(shù)控執(zhí)行系統(tǒng)的研究成果,依托現(xiàn)有成熟的臥式數(shù)控輾環(huán)機并在其基礎上改造升級,是無模碾壓技術快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的最佳途徑。

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【部分圖文】：

圖1盤件無模碾壓成形原理示意圖

圖1為盤件無模碾壓成形原理示意圖，盤件由中心軸固定，4個碾壓頭對稱分布在盤坯兩側。碾壓頭繞自身中心軸自轉，通過摩擦力驅動盤件轉動并迫使盤件發(fā)生局部變形，盤件最終形狀和性能由碾壓頭的運動軌跡和姿態(tài)決定。其中沿盤件厚度方向的上下兩對碾頭相對獨立，即同側碾頭在徑向位置同步，而異側碾頭可....

圖2俄羅斯學院的SRZh-800型碾壓設備圖

圖2為俄羅斯學院的無模碾壓設備，可以看出其設備采用盤件立式裝卡形式，驅動系統(tǒng)采用液壓驅動，中心的加熱系統(tǒng)以及其他細節(jié)由于遮擋無法看清。圖3為機械科學研究總院仿制的數(shù)控無模碾壓設備樣機(未安裝加熱系統(tǒng))，是國內目前唯一的一臺碾壓工藝雛形設備。圖3數(shù)控無模碾壓設備樣機

圖3數(shù)控無模碾壓設備樣機

圖2俄羅斯學院的SRZh-800型碾壓設備圖由于是首臺試制且經(jīng)費不足，在剛度設計上欠失考慮，設備工作過程中發(fā)生橫梁彈性變形，對試驗工作造成了極大影響；同時設備加載能力也不足，使得高強度材料成形試驗較難完成，只能通過小變形的積累完成大變形，造成設計的理想工藝路線不能試驗印證，削弱....

圖4設備樣機的剛度分析

圖4為碾壓設備樣機的剛度試驗分析結果，根據(jù)受力示意圖4a，測得設備框架最大變形可使碾頭頂端偏移量達2.75mm。圖4b對比不同轉速ω對應曲線圖可知，成形時設備框架變形損失量基本在50%以上，碾頭轉速越高變形損失越小。例如，在盤件1/2半徑處并轉速0.48rad/min下，當橫....

本文編號：3924843