大型锥形环件成型制造新工艺及其数值模拟.pdfVIP

第28卷第2期 核动力工程 、，01．28．No．2 2OO NuclearPower O O7 7年4月 EngineeriI培 A皿2 文章编号：0258—0926(2007)02-0069加4 大型锥形环件成型制造新工艺及其数值模拟 王泽武，袁海伦，曾青，王乘 (华中科技大学水电与数字化工程学院，湖北武汉，430074) 摘要：针对600Mw蒸汽发生器壳体大型锥形环件成型制造上的困难，提出了在大型数控径轴向 凡州200／160．5型轧环机上实现锥形环件轧制成型的新工艺，并基于动力显式有限元觚ys／LsdyIla软件建立 了径轴向轧环机三维数值仿真模型，对锥形环件一个生产周期内的环件轧制过程进行了数值模拟，验证了新 工艺的可行性。仿真计算结果还表明，采用计算机模拟环件轧制成形过程，能够实现观察环件扩展和缺陷生 成的实时动态过程，能够实现从设备改造、毛坯结构设计到轧制工艺的优化，可以避免费时耗资的重复实验。 关键词：锥形环件；轧环机；环件轧制；数值模拟 中图分类号：1‘G335．6；TF801．3文献标识码：A 1 引 言 600Mw蒸汽发生器壳体是核电站的关键设 备，由封头、锥形环件和简体组焊而成。以往制 造这种锥形环件所采用的办法是，先锻制环形筒 件再采用机械加工方法成形或者采用自由锻造方 ◆块 法直接在水压机上锻制出大型锥形环件，但这些 工艺既费工时又大量浪费材料，而且产品精度不 图1径轴向轧环机示意图 Schematic F培l Dia鲜吼ofRadial—Axial 高【l】。为此，本文提出了一种新的锥形环件成形 MiU RDlling 砌ng 工艺，即在大型径轴向轧环机上采用环件轧制技 术生产大型锥形环件。环件轧制是机械零件制造 轮廓面；两个锥辊以环件线速度同步旋转，且上 技术与轧制技术交叉复合而成的环形零件连续局 端面锥辊渐渐地向下移动；轴向机架根据环件外 部塑性成形新技术，具有省力、节能、节材、生 径变化向外作水平运动；2个抱辊从两侧以一定 产率高、生产成本低、产品范围广等显著特点， 的力抱住环件，对环件起到定心、防振和归圆的 在许多工业领域中得到日益广泛的应用，成为各 作用。当经过反复多转轧制使环件直径达到预定 种无缝环件零件的先进制造技术和主要加工方 值时，芯辊的径向进给和锥辊的轴向进给运动停 止，环件径轴向轧制过程结束。 法。本文还按照600MW核电站反应器的实际尺 寸，并基于数值模拟技术建立径轴向轧环机三维 常规锻造方法包括制坯、锻压及后期加工。 轧制仿真模型，在计算机上实现该锥形环件一个 本文设计的方法包括制坯、加热、轧制及后期加 生产周期内的动态虚拟轧制过程，从而验证新工 工，虽然多了热加工工艺，但采用该新工艺环件 艺的高效性和环件轧制生产过程的可预测性。 轧制技术具有设备吨位要求小、环件精度高、材 料利用率高等优点，因而便于制造，并可降低生 2锥形环件轧制新工艺介绍