無模碾壓技術(shù)在發(fā)動機(jī)用雙性能渦輪盤成形方面具有特色優(yōu)勢,并廣泛應(yīng)用于高溫合金、鈦合金、輕合金和鋼類等大型復(fù)雜盤件的加工成形。通過詳細(xì)剖析無模碾壓技術(shù)及設(shè)備研究現(xiàn)狀,分析并探討了現(xiàn)有設(shè)備樣機(jī)存在的問題及實(shí)現(xiàn)無模碾壓技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的主要途徑。研究結(jié)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(nèi)仍處于基礎(chǔ)研究階段;現(xiàn)有樣機(jī)設(shè)備剛度和強(qiáng)度不足,在框架結(jié)構(gòu)、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(shè)備;基于前期在電阻爐加熱系統(tǒng)、碾壓頭設(shè)計(jì)、工藝計(jì)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(jī)并在其基礎(chǔ)上改造升級,是無模碾壓技術(shù)快速實(shí)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(gè)碾壓頭對稱分布在盤坯兩側(cè)。碾壓頭繞自身中心軸自轉(zhuǎn)，通過摩擦力驅(qū)動盤件轉(zhuǎn)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(yùn)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(dú)立，即同側(cè)碾頭在徑向位置同步，而異側(cè)碾頭可....

圖2俄羅斯學(xué)院的SRZh-800型碾壓設(shè)備圖

圖2為俄羅斯學(xué)院的無模碾壓設(shè)備，可以看出其設(shè)備采用盤件立式裝卡形式，驅(qū)動系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動，中心的加熱系統(tǒng)以及其他細(xì)節(jié)由于遮擋無法看清。圖3為機(jī)械科學(xué)研究總院仿制的數(shù)控?zé)o模碾壓設(shè)備樣機(jī)(未安裝加熱系統(tǒng))，是國內(nèi)目前唯一的一臺碾壓工藝雛形設(shè)備。圖3數(shù)控?zé)o模碾壓設(shè)備樣機(jī)

圖3數(shù)控?zé)o模碾壓設(shè)備樣機(jī)

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

圖4設(shè)備樣機(jī)的剛度分析

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

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