大型環(huán)件徑—軸向輾環(huán)運動分析及軋制策略研究.pdf

1、通過對大型環(huán)件的徑-軸向輾環(huán)過程進行運動分析，可以得到影響環(huán)件變形的運動參數(shù)的變化規(guī)律;研究輾環(huán)過程中環(huán)件與錐輥的滑動，有利于建立更為精確的輾環(huán)策略，提高輾環(huán)的穩(wěn)定性;研究結(jié)果能簡化生產(chǎn)前期的工藝設(shè)計，縮短設(shè)計周期，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約開發(fā)成本。
　　目前，國內(nèi)外對于徑-軸向輾環(huán)工藝的運動理論多是在比較理想的前提下推導(dǎo)提出的，大量的研究結(jié)果和實際的生產(chǎn)狀況也表明，環(huán)件的直徑長大速度是一個不斷變化的過程，在此情況下，對于徑-軸向輾環(huán)過

2、程還沒有具體的軋輥進給策略，而徑-軸向輾環(huán)過程中的滑動機理也鮮有人研究。
　　本文首先建立了徑-軸向輾環(huán)輾環(huán)的運動參數(shù)方程，通過定義環(huán)件的外徑長大速度和上錐輥的壓下速度，分別從徑向變形區(qū)和軸向變形區(qū)對輾環(huán)過程進行了運動描述。根據(jù)環(huán)件的初始尺寸推導(dǎo)出輾環(huán)過程中某一時刻時的環(huán)件相關(guān)尺寸參數(shù);進而通過體積不變原則分別推導(dǎo)了芯輥進給速度、主輥旋轉(zhuǎn)速度、錐輥旋轉(zhuǎn)速度以及錐輥回退速度。
　　沿接觸面切線方向，環(huán)件與主輥之間由于速度差的不

3、同可分為前滑和后滑兩種，提出了前滑系數(shù)和后滑系數(shù)。通過分析主輥線速度與環(huán)件線速度的差值，研究了徑向輾環(huán)區(qū)的滑動規(guī)律，并且探索了徑向輾環(huán)的影響因素。
　　建立了軸向輾環(huán)接觸面數(shù)學(xué)模型，當(dāng)錐輥與環(huán)件線速度的重合點位于接觸面內(nèi)特殊點時，對軸向輾環(huán)接觸面的滑動進行了全面的分析;軸向輾環(huán)接觸面可分為前滑區(qū)和后滑區(qū)，隨著接觸面內(nèi)點的位置不同，其各點處的滑動分布也不同。隨著輾環(huán)過程的進行，軸向接觸面內(nèi)的最大前滑系數(shù)和最大后滑系數(shù)均減小，環(huán)件與錐

4、輥之間的相對滑動隨輾環(huán)過程的進行而逐步改善。
　　探索了錐輥轉(zhuǎn)速與主輥轉(zhuǎn)速的匹配關(guān)系對軸向輾環(huán)區(qū)滑動分布的影響規(guī)律，根據(jù)金屬體積流量不變原理，推導(dǎo)錐輥轉(zhuǎn)速與主輥轉(zhuǎn)速的匹配關(guān)系式。通過分析兩者之間的轉(zhuǎn)速比得到徑-軸向輾環(huán)錐輥與主輥轉(zhuǎn)速匹配圖，分析了錐輥轉(zhuǎn)速與主輥轉(zhuǎn)速不同匹配情形對于輾環(huán)過程的影響。當(dāng)軸向輾環(huán)區(qū)域內(nèi)后滑區(qū)大于前滑區(qū)時，輾環(huán)過程穩(wěn)定，輾環(huán)質(zhì)量較高。
　　基于徑-軸向輾環(huán)滑動機理以及環(huán)件運動參數(shù)方程，依照Φ1500m