Formation mechanism and control of the spiral marks of three-roll skew-rolled hollow axles

Mecanismo de formación y control de las marcas en espiral de ejes huecos de tres rodillos laminados oblicuamente

Las marcas en espiral es uno de los principales defectos de calidad de la superficie de los ejes huecos laminados oblicuamente con tres rodillos. Para eliminar las marcas en espiral, es necesario aclarar la causa de las marcas en espiral en la superficie de la pieza laminada. Basándose en el análisis de la cinemática de los ejes huecos laminados oblicuamente con tres rodillos, las marcas en espiral se deben a que el paso en espiral de la pieza laminada es mayor que la anchura de la sección de acabado del rodillo. El aumento de la velocidad de rotación del rodillo puede reducir el paso en espiral de la pieza laminada, evitando así la aparición de marcas en espiral. La corrección de la condición propuesta para evitar el defecto de las marcas en espiral se verifica mediante simulación.

INTRODUCCIÓN

El laminado oblicuo de tres rodillos es uno de los métodos avanzados de conformado de ejes huecos laminados en caliente. En el laminado oblicuo de tres rodillos de ejes huecos pueden aparecer defectos como marcas en espiral, ovalización de las piezas laminadas y grosores de pared desiguales, lo que afecta a la aplicación posterior de esta tecnología en ejes huecos. Por lo tanto, muchos académicos están estudiando la tecnología de laminado oblicuo de tres rodillos. Hwang et al. [1] analizaron los efectos de varias condiciones de laminado, como el ángulo inclinado, el ángulo de desplazamiento, la forma del rodillo, etc., sobre la profundidad de las marcas en espiral en la superficie del producto laminado y la fuerza de laminado mediante el método de elementos finitos. Se ensayaron tres tipos diferentes de rodillos de trabajo con forma de rodillo utilizando una máquina de ensayo de laminación planetaria de tres rodillos de diseño propio. Y se midió la profundidad de las marcas en espiral. Pater et al. [2] describieron un proceso de laminado oblicuo de tres rodillos para ejes huecos de aleación Ti6Al4V utilizados en sistemas de tracción de camiones ligeros. Mediante simulación numérica, se analizaron los cambios de forma del producto, la distribución del espesor de pared, la deformación efectiva, la temperatura, la carga y los cambios de par durante el proceso de laminado. Zhang et al. [3] simularon el proceso de laminación en tres rodillos de ejes huecos. Se estudió el efecto de diferentes parámetros del proceso sobre la uniformidad del espesor de pared de la pieza laminada, y se obtuvo la combinación de parámetros del proceso que minimizaba la desviación del espesor de pared de la pieza laminada. En el proceso de simulación, se constata que la superficie de la pieza laminada presenta serias marcas en espiral, pero no se estudia en profundidad la causa de las marcas en espiral. Pater et al. [4] introdujeron el laminador CNC de 3 rodillos de la Universidad Politécnica de Lublin, y realizaron un estudio experimental sobre el proceso de laminado oblicuo de tres rodillos de ejes de vagones de ferrocarril con este laminador.