江洋等：楔横轧成形25CMo4厚壁空心轴件的不圆度分析 ·387· 尺寸为3mm,窗口沿轴向由中心向两侧的移动速度 形过程：轧件轴向延展变形，径向压缩变形，同时伴 为26mms-1.由于轧辊楔形左右对称，可只取轧件 有横向拉伸与压缩的交替变形.在楔入段，变形只 和轧辊的一半计算，减少计算时间和存储空间. 发生在轧件表层；随着轧辊转动，轧辊孔型不断楔入 轧件，轧件表层金属受轧辊成形面轴向排挤，轧件变 2成形机理分析 形逐渐向内层传递，由于横向拉伸作用开始增强，轧 2.1厚壁空心轴成形过程 件己变形部分横截面开始出现“失圆”现象，外层金 取成形角α=50°、展宽角B=4°、断面收缩率 属横向扩展带动了内表面金属，使轧件内孔也被拉 山=50%、轧件初始温度T=1100℃，进行空心轴成 扁；进入精整段后，轧辊顶面不断精整，轧件内外表 形过程分析.图5为等内径厚壁空心轴的楔横轧成 面逐渐过渡到圆形 ⊙⊙⊙⊙⊙⊙ 楔入段 展完段 精整段 图5厚壁空心轴楔横轧成形过程 Fig.5 Forming procedure of cross wedge rolling for thick-walled hollow ae 2.2厚壁空心轴成形过程应变场 受轧辊斜楔面排挤程度最重，离接触区越远等效应 厚壁空心轴成形过程等效应变场如图6所示. 变越小，并向内层逐渐减小.在内孔处，由于外层金 楔入段轧件横截面应变场分布见图6(a),随着轧辊 属的带动以及芯棒与轧件的接触及产生了塑性变 楔尖的楔入，轧件仅有表面变形，等效应变最大值出 形，使得内表面应变不为0. 现在轧件与轧辊楔尖接触的最高部位，离接触区越 精整段轧件横截面应变场如图6(c)所示.精 远，等效应变越小 整段等效应变分布与展宽段相似，等效应变呈环形 图6(b)为展宽段轧件横截面等效应变分布，可 分布.精整段主要是轧辊对轧件外圆进行修整，使 看出等效应变由外向内呈层次变化，最大值出现在 轴身各处直径相同，轧件变形基本完成，各向应变分 轧件已变形区域与未变形区域的连接处.此处金属 布较均匀且应变量较小.由于轧辊没有加入轧齐曲 等效应变 b 等效应变 等效应变 1.00 45 501 0.88 S 3914333 1.1 0.13 0.6 0 图6成形过程应变分布.(a)楔入段：(b)展宽段：(c)精整段 Fig.6 Effective strain distribution during the formation process:(a)knifing zone:(b)stretching zone:(c)sizing zone江 洋等: 楔横轧成形 25CrMo4 厚壁空心轴件的不圆度分析 尺寸为 3 mm，窗口沿轴向由中心向两侧的移动速度 为 26 mm·s － 1 ． 由于轧辊楔形左右对称，可只取轧件 和轧辊的一半计算，减少计算时间和存储空间． 2 成形机理分析 2. 1 厚壁空心轴成形过程 取成形角 α = 50°、展宽角 β = 4°、断面收缩率 ψ = 50% 、轧件初始温度 T = 1100 ℃，进行空心轴成 形过程分析． 图 5 为等内径厚壁空心轴的楔横轧成 形过程: 轧件轴向延展变形，径向压缩变形，同时伴 有横向拉伸与压缩的交替变形． 在楔入段，变形只 发生在轧件表层; 随着轧辊转动，轧辊孔型不断楔入 轧件，轧件表层金属受轧辊成形面轴向排挤，轧件变 形逐渐向内层传递，由于横向拉伸作用开始增强，轧 件已变形部分横截面开始出现“失圆”现象，外层金 属横向扩展带动了内表面金属，使轧件内孔也被拉 扁; 进入精整段后，轧辊顶面不断精整，轧件内外表 面逐渐过渡到圆形． 图 5 厚壁空心轴楔横轧成形过程 Fig． 5 Forming procedure of cross wedge rolling for thick-walled hollow axle 2. 2 厚壁空心轴成形过程应变场 厚壁空心轴成形过程等效应变场如图 6 所示． 楔入段轧件横截面应变场分布见图 6( a) ，随着轧辊 楔尖的楔入，轧件仅有表面变形，等效应变最大值出 现在轧件与轧辊楔尖接触的最高部位，离接触区越 远，等效应变越小． 图 6 成形过程应变分布． ( a) 楔入段; ( b) 展宽段; ( c) 精整段 Fig． 6 Effective strain distribution during the formation process: ( a) knifing zone; ( b) stretching zone; ( c) sizing zone 图 6( b) 为展宽段轧件横截面等效应变分布，可 看出等效应变由外向内呈层次变化，最大值出现在 轧件已变形区域与未变形区域的连接处． 此处金属 受轧辊斜楔面排挤程度最重，离接触区越远等效应 变越小，并向内层逐渐减小． 在内孔处，由于外层金 属的带动以及芯棒与轧件的接触及产生了塑性变 形，使得内表面应变不为 0． 精整段轧件横截面应变场如图 6( c) 所示． 精 整段等效应变分布与展宽段相似，等效应变呈环形 分布． 精整段主要是轧辊对轧件外圆进行修整，使 轴身各处直径相同，轧件变形基本完成，各向应变分 布较均匀且应变量较小． 由于轧辊没有加入轧齐曲 · 783 ·