钢球坯纵轧成形是球坯成形的一种新工艺,属特种轧制范畴。纵轧成形的特点在于:可实现连续成形,与镦压法比较,其生产率较高,适应产品范围广;工件成形过程不绕其中心轴旋转,不存在斜轧成形的“曼氏效应”,钢球坯内部质量好。对于这种新的成形方法,深入探讨其成形过程的变形机理具有重要的理论和实际意义。 本文在前人研究的基础上,利用有限元数值模拟及实验,深入研究与探讨了钢球坯不同纵轧成形方法的变形规律和特点,揭示了钢球坯纵轧成形中的一些新机理,并在理论上提出了周期断面连轧的基本准则。本文重点研究了周期切分成形法中成形道次后滑问题,论证了后滑的存在及其影响因素;基于连轧准则,研究了连轧过程中周节同步和相位同步的调节原理;深入探讨了椭圆—球成形法中金属内部的变形规律,提出以一道的推力平衡二道的后滑来建立连轧关系的工艺对策;针对纵轧成形中的刮切现象,从成形工艺上论证了解决途径。 在专用实验轧机上对不同球坯纵轧成形法进行了多参数实验,实验说明了球坯纵轧成形工艺的可行性及数值模拟结果的正确性;验证了成形道次存在后滑和刮切的客观性以及在两道轧辊间加上负张力对球坯成形所起的作用。