大型環(huán)件徑—軸向輾環(huán)實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置開發(fā).pdf

1、大型環(huán)件軋制是利用徑-軸向輾環(huán)機(jī)使環(huán)件產(chǎn)生連續(xù)局部塑性變形，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)壁厚減小、直徑擴(kuò)大、截面輪廓成形的塑性加工工藝。由于徑-軸向軋制技術(shù)具有節(jié)能、節(jié)材、高效、優(yōu)質(zhì)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)，大幅度降低了高性能大型環(huán)件的生產(chǎn)成本，受到各行業(yè)的廣泛關(guān)注。
　　 目前，在徑-軸向輾環(huán)方面的研究中，由于缺少相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，有關(guān)大型環(huán)件的工藝實(shí)驗(yàn)研究主要依托大型徑-軸向輾環(huán)設(shè)備，不僅實(shí)驗(yàn)難度大，而且成本高，給研究工作帶來了諸多不便。同時(shí)由于徑-軸向輾

2、環(huán)的復(fù)雜性，開展大量的實(shí)驗(yàn)研究必不可少。因此，開發(fā)一臺(tái)徑-軸向輾環(huán)實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置是深入開展徑-軸向輾環(huán)研究的關(guān)鍵。
　　 本文采用相似原理，以D53K-2500A徑-軸向數(shù)控輾環(huán)機(jī)為參考對(duì)象，完成了大型環(huán)件徑-軸向輾環(huán)實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)。利用有限元軟件ANSYS對(duì)徑-軸向輾環(huán)實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置的軸向軋制機(jī)構(gòu)和徑向軋制機(jī)構(gòu)進(jìn)行了剛度、強(qiáng)度分析，同時(shí)利用相似性原理得到了實(shí)驗(yàn)所得軋制力與實(shí)際輾環(huán)過程軋制力之間的換算關(guān)系式。
　　 本文

3、的主要研究內(nèi)容有:
　　 (1)通過利用相似性理論，確定了徑-軸向輾環(huán)實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置的實(shí)驗(yàn)材料為鉛、塑性泥以及石蠟，得到實(shí)驗(yàn)所得軋制力與實(shí)際輾環(huán)過程軋制力之間的換算關(guān)系式，為開展環(huán)件軋制的實(shí)驗(yàn)和理論研究提供依據(jù)，創(chuàng)造了條件。
　　 (2)以大型徑-軸向數(shù)控輾環(huán)機(jī)D53K-2500A為參考對(duì)象，應(yīng)用相似性理論以及環(huán)件軋制理論計(jì)算得出實(shí)驗(yàn)裝置的主要技術(shù)參數(shù)。完成了徑-軸向輾環(huán)實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)工作，并利用三維軟件SolidWo

4、rks繪制了實(shí)驗(yàn)裝置整體結(jié)構(gòu)以及徑向軋制力和軸向軋制機(jī)構(gòu)的三維模型圖。
　　 (3)通過利用有限元軟件ANSYS，對(duì)徑-軸向輾環(huán)實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置的軸向軋制機(jī)構(gòu)和徑向軋制機(jī)構(gòu)進(jìn)行剛度、強(qiáng)度分析，結(jié)果表明，軸向軋制機(jī)構(gòu)的剛度強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求;徑向軋制機(jī)構(gòu)中的芯輥部件的剛度強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求;但是徑向軋制機(jī)構(gòu)中的主輥部件的剛度強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改。在承受相同的額定載荷的情況下，芯輥部件所受到的最大等效應(yīng)力、最大等效應(yīng)變

5、隨著軋制環(huán)件的尺寸高度增加而減小，而芯輥部件的最大位移變形量卻隨著軋制環(huán)件的尺寸高度增加而變大;主輥部件所受到的最大等效應(yīng)力、最大等效應(yīng)變以及最大位移變形量隨著軋制環(huán)件的高度尺寸的增加而增加，且呈線性變化趨勢(shì)。
　　 (4)針對(duì)主輥部件設(shè)計(jì)不合理的情況，對(duì)主輥部件進(jìn)行了修改。利用有限元軟件ANSYS對(duì)修改后的主輥部件進(jìn)行了剛度、強(qiáng)度的有限元分析。通過分析可知，改進(jìn)后的主輥部件強(qiáng)度剛度完全滿足設(shè)計(jì)要求，改進(jìn)后的主輥部件設(shè)計(jì)可行。<