法兰毛坯的设计与径向辗环数值模拟_资讯

　　对焊法兰是指带颈、有圆管过渡并与管道通过对焊方式连接的法兰，广泛用于压力容器与管道的焊接。径向辗环是指毛坯在径向辗环机作用下，壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。对焊法兰径向辗环工艺复杂，认识对焊法兰成形规律，掌握毛坯结构尺寸对辗环质量的影响，减少和避免辗扩缺陷的发生，对于提高对焊法兰环件的质量，具有重要的工程意义。

　　以 DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰为研究对象，开展对焊法兰径向辗环理论分析和数值模拟，对毛坯进行设计，主要研究内容以及取得的成果如下：

　　(1)DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰径向辗环工艺制订。通过对DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰工艺参数进行分析，制订辗扩比，依照体积不变、形状相似原则,计算出毛坯尺寸。基于辗环的咬入条件、锻透条件,确定出给定对焊法兰毛坯的辗环进给速度和转速范围，在此范围内，通过给定毛坯外半径长大曲线，推出芯辊进给曲线，根据抱角不变原则，推出抱辊轨迹，制订了对焊法兰径向辗环工艺。

　　(2)DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰径向辗环数值模拟。根据以上辗环策略，进行对焊法兰径向辗环数值模拟，通过对无抱辊和有抱辊两种工况模拟分析比较，证明了抱辊的重要作用。通过有抱辊工况模拟，得到辗环过程中的等效应力、等效应变云图以及各辗辊力曲线。通过分析塑性变形的发生、发展过程，阐述辗环过程中出现的翘曲、充不满等缺陷产生的原因。总结金属流动规律，得出对焊法兰径向辗环过程中，毛坯颈部有向大端面流动趋势。

　　(3)DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰毛坯设计。以DN1000-1.6-M24-I型对焊法兰为对象，根据以上翘曲、充不满及金属流动分析,确定了毛坯设计原则，设计不同结构尺寸的四种毛坯方案。通过分析对焊法兰毛坯形状和尺寸对辗环成形质量的影响，得出金属轴向流动量越小越容易充满型腔。综合比较四种方案，金属型腔中的充满情况、辗辊力大小、翘曲情况、毛坯的制坯难易程度等，最终确定了一种较为理想的毛坯，为对焊法兰径向辗环毛坯设计提供依据和指导。