Study on the control of end quality by one closed cross wedge rolling based wedge block

Estudio sobre el control de la calidad de los extremos mediante un bloque de cuñas basado en la laminación en cruz cerrada

El artículo presenta un nuevo método de un bloque de cuña basado en la laminación en cuña cruzada cerrada (CWR) para conseguir una conformación casi neta de los ejes CWR. El modelado se realiza utilizando el software DEFORM-3D del método de los elementos finitos (MEF). La regla de flujo metálico del eje se aclara analizando el campo de deformación y desplazamiento del eje. Los resultados demuestran que el valor del corazón cóncavo del extremo de la pieza laminada se reducirá en aproximadamente un 70% mediante un bloque de cuña cerrado basado en CWR, comparándolo con el caso sin bloque de cuña. Además, se realizan experimentos de laminación cuyo resultado proporciona una base teórica fiable para conseguir una conformación casi neta de CWR.

INTRODUCCIÓN

La laminación en cuña cruzada (CWR) se utiliza para formar piezas y ejes axisimétricos que ofrecen un gran número de ventajas, como un alto rendimiento de producción, una utilización eficaz del material y un proceso respetuoso con el medio ambiente [1]. A pesar de estas ventajas, también existen algunos defectos de corazón cóncavo en el proceso de laminado de ejes. El aprovechamiento del material de la pieza laminada apenas supera el 85 % con la técnica CWR [2]. En términos generales, en el laminado abierto tradicional, el corazón cóncavo del extremo de los ejes se genera debido a que la velocidad de flujo del metal superficial de la pieza laminada es más rápida que la del metal del núcleo durante el proceso de laminado. Sin embargo, el corazón cóncavo se genera en el laminado cerrado debido a la acción de la cuña formadora en la etapa inicial del laminado. Por lo tanto, de acuerdo con las características de las dos técnicas de laminación, el artículo presenta una nueva técnica de un bloque de cuña basado en CWR cerrado para resolver los defectos del corazón cóncavo.

En los últimos años, Pater et al. [3] presentaron un modelo termomecánico de laminación en cuña cruzada para producir un eje escalonado y realizaron el correspondiente análisis numérico. Los resultados demostraron que los nuevos procesos de fabricación basados en CWR pueden diseñarse de forma más sencilla. Zu et al. [4] adoptaron el método de que el bloque de cuña se colocara a ambos lados del molde para restringir la generación del corazón cóncavo, cuando se diseñó el molde de laminación de cuña múltiple, y finalmente obtuvieron notables beneficios. Shu et al. [5] crearon una nueva técnica para la conformación de pequeños muñones de ejes, también conocida como CWR con alimentación a presión, que proporcionaba palanquilla para la laminación abierta, ya que utilizaba la característica del flujo de metal durante el proceso de laminación abierta.