異形截面環(huán)件冷軋力學(xué)原理和工藝理論研究.pdf

1、異形截面環(huán)件冷軋是在常溫下通過軋制使各種具有復(fù)雜截面輪廓形狀的環(huán)件成形的一種先進、高效的塑性回轉(zhuǎn)成形工藝。異形截面環(huán)件冷軋過程中，直徑擴大與截面輪廓成形并非同步進行，因此其冷軋運動變形規(guī)律比矩形截面環(huán)件冷軋更復(fù)雜。目前異形截面環(huán)件冷軋研究較少，其軋制工程科學(xué)理論尚屬空白，導(dǎo)致在技術(shù)經(jīng)濟上更具優(yōu)勢的異形截面環(huán)件冷軋成形技術(shù)一直停滯不前，嚴重制約了異形截面環(huán)件生產(chǎn)的節(jié)能節(jié)材效果和技術(shù)經(jīng)濟效益。 本文通過理論分析計算、有限元數(shù)值模擬和

2、軋制實驗測試方法，對溝槽截面環(huán)件和臺階截面環(huán)件兩種應(yīng)用廣泛的典型異形截面環(huán)件的冷軋力學(xué)原理和工藝理論進行了深入研究。提出了冷軋成形力學(xué)條件，揭示了冷軋中環(huán)件的運動和變形規(guī)律、建立了冷軋工藝設(shè)計方法，為異形截面環(huán)件冷軋技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供了理論依據(jù)。 運用靜力學(xué)、塑性力學(xué)理論分析，結(jié)合有限元數(shù)值模擬和軋制實驗，研究了溝槽截面環(huán)件和外臺階、內(nèi)臺階、內(nèi)凸臺三種臺階截面環(huán)件冷軋咬入孔型機制和塑性穿透機制，提出并驗證了咬入孔型和塑性穿透條

3、件，建立了其冷軋成形條件。 通過幾何學(xué)、運動學(xué)、塑性成形理論、軋制成形運動學(xué)和動力學(xué)分析計算和有限元模擬，研究了溝槽截面環(huán)件和臺階截面環(huán)件冷軋運動規(guī)律，導(dǎo)出了環(huán)件直徑擴大速度、壁厚減小速度、截面充型速度、旋轉(zhuǎn)速度的計算公式，分析了運動影響因素：研究了冷軋中環(huán)件截面幾何變化規(guī)律，導(dǎo)出了冷軋中環(huán)件直徑、壁厚、型槽截面積、環(huán)件截面積等幾何參數(shù)的瞬時計算公式；揭示了冷軋中環(huán)件端面寬展的分布變化規(guī)律及影響因素；揭示了工藝參數(shù)對環(huán)件冷軋成形