工程科学学报，第37卷，第6期：777-781,2015年6月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.6:777-781,June 2015 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2015.06.015:http://journals.ustb.edu.cn 小断面收缩率楔横轧件的变形规律 刘文科2，张康生四，杨光”，胡正寰” 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥230088 ☒通信作者，E-mail:zhang.ks@me.ustb.edu.cm 摘要对楔横轧轴类零件的成形过程进行有限元数值模拟与轧制实验.从断面收缩率角度研究了轧件的金属变形特点， 发现小断面收缩率与常规断面收缩率的分界点在35%左右.对比分析了小断面收缩率与常规断面收缩率轧件的金属变形规 律.结果显示：小断面收缩率轧件的主要变形发生在轧件外层附近，而常规断面收缩率轧件的主要变形是在轧件内部：小断 面收缩率轧件比常规断面收缩率轧件存在更大的轴向拉伸不均匀变形，易导致轧件在横截面上呈现出椭圆化， 关键词轴件：楔横轧；金属流动：位移：变形 分类号TG335.19 Deformation rule of light area reduction shafts by cross wedge rolling LIU Wen-ke2》,ZHANG Kang-sheng,YANG Guang》,HU Zheng-huan》 1)School of Mechanical Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)No.38 Research Institute,China Electronics Technology Group Corporation,Hefei 230088,China Corresponding author,E-mail:zhang.ks@me.ustb.edu.cn ABSTRACT The forming process of shafts by cross wedge rolling (CWR)was presented by numerical simulation and rolling experi- ment.The metal deformation characteristics of rolled pieces were studied from the view of area reduction.It is found that the cut-off point between rolled pieces with light area reduction and conventional area reduction is roughly at 35%.Comparative analysis was mainly focused on the deformation rule of rolled pieces with light area reduction and conventional area reduction.The results show that the main deformation of rolled pieces with light area reduction is near the outer while that with conventional area reduction is inside.A more uneven axial tensile deformation exists in rolled pieces with light area reduction than in rolled pieces with conventional area re- duction,leading to a heavier cross section elliptical deformation in rolled pieces with light area reduction. KEY WORDS shafts;cross wedge rolling;metal flow:displacement:deformation 楔横轧是一种轴类零件成形新工艺，与传统的切过专门研究-刀.然而，在实际应用的阶梯轴类零件中 削和锻造工艺相比，具有生产效率高、节约材料、劳动 也经常会存在一些小台阶的情况，某些零件甚至大部 条件好等优点，被公认是当今先进制造技术的组成 分截面都属于较小的断面收缩率，而目前对于楔横轧 部分1-. 成形较小断面收缩率轴类零件技术的系统研究还相对 楔横轧成形工艺中，断面收缩率少是轴类零件的 较少，尚有一些关键问题亟待分析和解决圆，例如小断 一个重要参数.在一般情况下认为，断面收缩率中在 面收缩率与常规断面收缩率的分界点问题，即断面收 45%~65%时，轧件成形效果最好.过去关于楔横轧 缩率业为多少可以算作是小断面收缩率，一直没有给 的研究工作有很多，大多都集中在这类轴类零件 出较明确的划分：此外，对于小断面收缩率轧件的金属 上B.对于大断面收缩率轴类零件，近年来也有人做 变形特点也还未弄清楚.这些问题的存在一定程度上 收稿日期：2014-03-03 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51075030：“现代交通金属材料与加工技术北京实验室”经费资助项目工程科学学报，第 37 卷，第 6 期:777--781，2015 年 6 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 6: 777--781，June 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 06． 015; http: / /journals． ustb． edu． cn 小断面收缩率楔横轧件的变形规律 刘文科1，2) ，张康生1) ，杨 光1) ，胡正寰1) 1) 北京科技大学机械工程学院，北京 100083 2) 中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥 230088  通信作者，E-mail: zhang． ks@ me． ustb． edu． cn 摘 要 对楔横轧轴类零件的成形过程进行有限元数值模拟与轧制实验． 从断面收缩率角度研究了轧件的金属变形特点， 发现小断面收缩率与常规断面收缩率的分界点在 35% 左右． 对比分析了小断面收缩率与常规断面收缩率轧件的金属变形规 律． 结果显示:小断面收缩率轧件的主要变形发生在轧件外层附近，而常规断面收缩率轧件的主要变形是在轧件内部;小断 面收缩率轧件比常规断面收缩率轧件存在更大的轴向拉伸不均匀变形，易导致轧件在横截面上呈现出椭圆化． 关键词 轴件; 楔横轧; 金属流动; 位移; 变形 分类号 TG335. 19 Deformation rule of light area reduction shafts by cross wedge rolling LIU Wen-ke 1，2) ，ZHANG Kang-sheng1) ，YANG Guang1) ，HU Zheng-huan1) 1) School of Mechanical Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) No． 38 Research Institute，China Electronics Technology Group Corporation，Hefei 230088，China  Corresponding author，E-mail: zhang． ks@ me． ustb． edu． cn ABSTRACT The forming process of shafts by cross wedge rolling (CWR) was presented by numerical simulation and rolling experi￾ment． The metal deformation characteristics of rolled pieces were studied from the view of area reduction． It is found that the cut-off point between rolled pieces with light area reduction and conventional area reduction is roughly at 35% ． Comparative analysis was mainly focused on the deformation rule of rolled pieces with light area reduction and conventional area reduction． The results show that the main deformation of rolled pieces with light area reduction is near the outer while that with conventional area reduction is inside． A more uneven axial tensile deformation exists in rolled pieces with light area reduction than in rolled pieces with conventional area re￾duction，leading to a heavier cross section elliptical deformation in rolled pieces with light area reduction． KEY WORDS shafts; cross wedge rolling; metal flow; displacement; deformation 收稿日期: 2014--03--03 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51075030); “现代交通金属材料与加工技术北京实验室”经费资助项目 楔横轧是一种轴类零件成形新工艺，与传统的切 削和锻造工艺相比，具有生产效率高、节约材料、劳动 条件好等优点，被公认是当今先进制造技术的组成 部分［1--2］． 楔横轧成形工艺中，断面收缩率 ψ 是轴类零件的 一个重要参数． 在一般情况下认为，断面收缩率 ψ 在 45% ～ 65% 时，轧件成形效果最好． 过去关于楔横轧 的研究 工 作 有 很 多，大 多 都 集 中 在 这 类 轴 类 零 件 上［3--5］． 对于大断面收缩率轴类零件，近年来也有人做 过专门研究［6--7］． 然而，在实际应用的阶梯轴类零件中 也经常会存在一些小台阶的情况，某些零件甚至大部 分截面都属于较小的断面收缩率，而目前对于楔横轧 成形较小断面收缩率轴类零件技术的系统研究还相对 较少，尚有一些关键问题亟待分析和解决［8］，例如小断 面收缩率与常规断面收缩率的分界点问题，即断面收 缩率 ψ 为多少可以算作是小断面收缩率，一直没有给 出较明确的划分;此外，对于小断面收缩率轧件的金属 变形特点也还未弄清楚． 这些问题的存在一定程度上