鈦合金具有密度小、強(qiáng)度大、耐熱性強(qiáng)、耐腐蝕、生物相容性好、無磁性、無毒性、熱穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋船舶、生物醫(yī)療、冶金建筑、民生用品等領(lǐng)域[1]。隨著應(yīng)用范圍的推廣、需求量的增大，對(duì)鈦合金產(chǎn)品的質(zhì)量要求也進(jìn)一步增加，這就要求對(duì)鈦合金的生產(chǎn)加工工藝進(jìn)一步優(yōu)化。對(duì)于鈦合金線棒材，傳統(tǒng)的方法是采用橫列式乳機(jī)往復(fù)乳制。為了改善鈦棒的機(jī)械性能和加工工藝性，采用熱連乳技術(shù)生產(chǎn)小規(guī)格鈦合金棒材是必要的。本工作針對(duì)我國(guó)某條鈦合金棒材連乳生產(chǎn)線生產(chǎn)中出現(xiàn)的諸如耳子、扭轉(zhuǎn)、圓度差等問題，通過理論分析和ansys有限元軟件對(duì)乳制過程進(jìn)行模擬仿真，對(duì)孔型系統(tǒng)加以優(yōu)化，力求解決上述問題。

　　某廠鈦合金棒材連乳生產(chǎn)機(jī)組為8機(jī)架三輥Y型乳機(jī)，鈦合金牌號(hào)為TC4，坯料為直徑25mm的棒料，經(jīng)8道次乳制成直徑為15mm的成品，原始孔型為平三角-圓-平三角-圓-平三角-圓-圓-圓孔型。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，乳出的鈦合金成品棒材往往存在著貫穿產(chǎn)品全長(zhǎng)的耳子、軋件大幅度扭轉(zhuǎn)以及成品棒材圓度差等諸多問題，最終導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸精度不達(dá)標(biāo)。針對(duì)上述問題，提出設(shè)想：能否對(duì)平三角孔型加以改進(jìn)，使改進(jìn)后的平三角孔型能夠減弱乳件金屬的周向流動(dòng)不均勻性造成的乳件扭轉(zhuǎn)，同時(shí)減小乳件金屬在圓孔型中向輥縫處的流動(dòng)幅度。

　　1)基于改進(jìn)型“平三角-圓”孔型系統(tǒng)，結(jié)合ANSYS/LS-DYNA非線性有限元軟件，生動(dòng)形象的模擬出了鈦合金棒材在連軋機(jī)組中的變形過程。

　　2)改進(jìn)型平三角孔型相當(dāng)于在傳統(tǒng)的平輥輥底處加裝了一圈梯形塊，這樣在軋制時(shí)，梯形塊壓入軋件中并且軋件被壓入的部位出現(xiàn)在下一道次圓孔型的輥縫處，減少了軋件金屬向輥縫處的流動(dòng)幅度，從而減少了耳子的產(chǎn)生。

　　3)梯形塊壓入軋件中也起到了對(duì)軋件的定位作用，大大減弱了軋件在傳統(tǒng)平三角孔型中由于軋件金屬密度不均勻、軋件的彈性回復(fù)、軋機(jī)工作震動(dòng)引起的軋件金屬周向流動(dòng)的不均勻性，在很大程度上降低了在傳統(tǒng)“平三角-圓”孔型系統(tǒng)中常見的軋件扭轉(zhuǎn)問題的發(fā)生概率。

　　4)同時(shí)梯形塊的存在也限制了軋件金屬的周向流動(dòng)，迫使金屬軸向延伸，進(jìn)而提高了道次延伸系數(shù)，增加了道次壓下量，在一定程度上解決了因壓下量過大帶來的諸多問題，還可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備，增大坯料尺寸繼而增強(qiáng)了坯料的加工能力。

　　5)從最終的模擬結(jié)果可以直觀的看出改進(jìn)型“平三角-圓”孔型系統(tǒng)能夠很好改善鈦合金棒材的圓度，進(jìn)而提高了產(chǎn)品的尺寸精度。