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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。本文以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。