立式轧环机轧制中环件运动学规律

提出在轧制过程中环件中心不在芯辊和驱动辊中心连线上的轧制几何模型，并基于此模型导出环件中心位移、速度、加速度、环件转动惯量及转速和转动加速度的计算公式，建立了环件的运动学参数与环件壁厚和轧制进给量之间的关系，为环件轧制过程的在线测量和控制提供理论依据。     

环件径轴向轧制过程锥辊旋转运动学分析

稳定轧制是环件径轴向轧制过程保证产品质量的重要条件之一.文中基于几何关系和运动学原理,对环件径轴向轧制过程中锥辊与环件接触区旋转运动进行了研究,结果表明:轴向锥辊在与环件接触面处的旋转线速度尽量保持一致非常关键,轧制过程中应尽可能地保证锥辊锥顶点位于环件的圆心处.锥辊转速大于环件转速时,应增大径向孔型中的轧制力矩,使环件重新稳定;锥辊转速小于环件转速时,会导致轧制无法正常进行,出现环件位置严重偏移或卡环等现象.     

热辗中摩擦系数对环件圆度影响的仿真模拟

导出了端面辊运动学方程，并根据端面辊运动方程和抱辊运动方程，应用有限元方法建立了环件的运动模型，在不同的摩擦系数下对其运动进行了仿真模拟，通过对运动过程中芯辊和驱动辊的受力进行分析，从而得出环件的受力过程，最后得出摩擦系数对环件圆度的影响，该结论对于以后的实际生产有很大的参考价值。     

芯辊进给速度对环件冷轧工艺的影响规律

环件冷轧是一种先进的塑性加工工艺,而其中芯辊的进给速度对环件冷轧工艺有重要影响。本文针对环件冷轧工艺的特点,以数值仿真法为主要研究方法,以有限元分析软件ABAQUS为平台,利用弹塑性动态显式有限元法对环件冷轧变形过程进行了三维数值模拟,研究揭示了矩形截面环件开式冷轧工艺中总压下量不变时芯辊进给速度对轧制力、轧制力矩和环件轴向宽展的影响规律,并分析了进给速度与环件咬入之间的关系。结果表明:进给速度相对较小时,环件的宽展以及鱼尾形状系数随进给速度的增大而急剧减小,端面变得平整;当进给速度进一步增大时,环件宽展以及鱼尾形状系数变化不大;进给速度对鱼尾形状系数的影响主要取决于进给速度对环件外层附近金属的轴向流动的影响;随着芯辊进给速度的增大,轧制力和轧制力矩也相应增大,因此对轧环机力能参数的要求也提高;芯辊进给速度的增大不利于环件的咬入。     

大型辗环机抱辊系统动力学性能分析及研究

对某大型辗环机抱辊系统动力学性能进行了分析,建立了轧制过程中抱辊系统的运动方程.在此基础上,对辗环机抱辊系统的动力学性能进行数值仿真分析,得到抱辊系统参数随环件直径变化的趋势和其最优结构参数.     

40Cr13环件径-轴向环轧工艺参数优化

结合客户订单中40Cr13环件的实际规格及技术要求,建立三维模型,在之前方式设置参数的基础上选取了环件初始轧制温度、驱动辊摩擦系数和驱动辊转速三个轧制工艺参数,通过数值模拟,并利用单一变量对其进行优化。实际验证结果表明:成品环件的精度和机械性能均比未优化参数下环轧的环件高。     

环形锻件精化工艺

一、概述 环形锻件精化工艺是通过环件轧制来实现的一种精化环件的先进生产工艺方法。所谓环件轧制,又称环件辗扩或扩孔,它是借助环件轧制设备——轧环机(又称辗扩机或扩孔机)使环件产生壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。是机械零件制造技术与轧制技术交叉复合而成的环形零件连续局部塑性成形新技术。随着制坯的精化和     

冷辗环机液压系统设计与控制

冷辗环机的液压系统对环件轧制过程具有重要影响。根据环件轧制的特点和工艺流程，研究了辗环机液压系统各液压回路，设计了符合辗环工艺要求的控制逻辑。芯辊液压缸控制回路换向平稳性好，圆度辊缸与测量液压缸两者的差动控制回路，能保证它们被动退回时压力恒定，平稳退回。整个系统运行平稳可靠，环件轧制质量高，设备成本低。     

高颈法兰封闭轧制成形规律的有限元模拟研究

基于DEFORM－3D有限元软件对高颈法兰的轧制成形进行有限元模拟,在环件轧制理论的基础上对高颈法兰的尺寸参数及工艺参数进行设计,阐述了芯辊进给速度和驱动辊转速对力能参数的影响,并给出了合理的取值范围,分析了工艺参数对台阶面展宽量的影响,确定了最佳工艺参数,研究结果对高颈法兰封闭轧制成形的工艺参数设计提供了参考。     

高铁轴承内圈非对称冷辗扩成形力能参数分析

为提高高铁轴承内圈冷辗扩的成形质量,基于ABAQUS软件建立了高铁轴承内圈非对称冷辗扩有限元模型,通过Fortran语言编译了VUAMP子程序来控制芯辊、锥辊和驱动辊的运动,分析了芯辊进给速度、锥辊和驱动辊转速对高铁轴承冷辗扩过程中力能参数的影响规律。结果表明:芯辊初始进给速度、驱动辊转速对冷辗扩力能参数的稳定性影响较大,锥辊转速的影响则不明显;芯辊进给速度越小,驱动辊转速越大,轧制过程就越平稳。这一研究为实际生产和工艺参数优化提供了理论依据。     

环件径轴向轧制中轴向爬升机制与抑制方法研究

环件径轴向轧制过程是多运动耦合作用下的复杂动态变形过程,轧制过程中容易出现各种不稳定现象,研究针对环件在径向孔型中沿轴向向上爬升（又称爬辊）的轧制失稳现象, 首先运用力学理论,分析了环件在径轴向轧制过程中的受力状态,揭示了其爬辊现象产生的力学机制,然后提出了一种基于导向辊的形状与分布优化设计的爬辊现象抑制方法,并通过有限元模拟和实验验证了该方法的有效性。研究结果为实际生产中有效地解决爬辊现象提供了科学指导依据。     

宏观量与分布量结合的环轧过程控制系统设计

提出基于宏观量与分布量结合的最优环轧过程控制策略。采用刚粘塑性动力有限元模拟环轧动态过程,获得轧制过程中的分布量计算结果。结合环轧的运动关系和动力学方程等宏观量模型,确定最合理的轧制规程。提出环轧过程最优控制器的设计方法。该控制器可以使压力辊按要求的进给速率曲线运动,确保在最大环件直径增长率下获得无缺陷的成品。     

铝合金薄壁异形截面辗扩成形宏微观模拟

环件轧制作为一种无缝环筒类构件先进塑性成形技术,目前还难以实现铝合金薄壁带筋锥筒构件的近净成形制造.针对2A14铝合金薄壁异形截面环件,建立其辗扩成形宏微观耦合分析有限元模型,选用矩形截面环件作为坯料,基于有限元模拟获得了优化后的轧制孔型,并探究坯料初始温度及芯辊进给速度对材料成形性和微观组织演变的影响规律,得到微观组织均匀且孔型填充性良好的辗环工艺参数.环坯温度为470℃,芯辊进给速度为1.2mm/s,主辊旋转转速为30 r/min,上锥辊的压下速度为0.6 mm/s为最优工艺参数,能够满足2A14铝合金异形截面辗扩形/性控制要求,可为实际生产提供理论指导.     

精密冷轧环机工艺动力学模型

采用交流伺服电机和机械驱动进给系统的冷轧环机,其进给伺服控制系统的设计需要一个新的工艺动力学模型。给出了交流永磁同步伺服电机的数学模型,建立了机械传动机构的等效动力学模型,分析了环件冷辗扩的运动学和变形力学条件,得到了整个进给系统的工艺动力学模型。模型表达了伺服电动机电流、转矩、转速与轧制载荷、芯辊进给速度和位置,以及环件几何尺寸之间的动态关系,各变量之间存在非线性和耦合。模型已用于冷轧环工艺控制器的设计。     

基于辗环机抱辊系统的环件参数测量方法

提出一种利用抱辊系统测量环件圆心位置和环件外圆直径的方法,其中的易测参量是分别推动两抱辊运动的两油缸的行程.通过建立直角坐标系推导出环件圆心位置、环件外圆直径与分别推动两抱辊运动的两油缸行程之间的数理关系.将油缸位移传感器测量出的两油缸行程带入计算软件,即可得到瞬时环件圆心位置和环件外圆半径的数值,同时根据圆心位置即可看出环件是否发生偏移,以及发生偏移的偏移量.该方法容易实现,可降低成本,且精度较高.     

宏观量与分布量结合的环扎过程控制系统设计

提出基于宏观量与分布量结合的最优环轧过程控制策略。采用刚粘塑性动力有限元模拟环轧动态过程中的分布量计算结果。结合环轧的运动关系和动力学方程等害观量模型，确定最合理的轧制规程。提出环轧过程最优控制器的设计方法，该控制器可以使压力辊按要求的进给速率曲线运动确保在最大环件直径增长率下获得无缺陷的成品。     

环件冷辗扩中单辊随动导向运动规律研究

根据立式单导向辊随动导向冷辗环机的实际工况，建立了矩形截面环件和深沟球截面环件冷辗扩的运动学模型，分析两种环件的直径变化规律，研究了一定辗扩工艺条件下导向辊的运动规律。建立根据冷辗扩工艺来确定导向辊运动的一整套设计方法，并用MATLAB编写求解程序以求解所有的设计参数。精确地控制导向辊的运动规律有利于提高环件冷辗扩的精度。研究结果为冷辗环机的设计制造提供了依据。     

TC4钛合金锥形环辗轧整圆曲线设计及其影响规律

TC4钛合金锥形环辗轧过程整圆阶段的芯辊进给速度曲线形式,对成形环件的几何(圆度、壁厚均匀性)、温度与应变分布等具有重要影响作用。针对同一TC4钛合金锥形环件热辗轧过程,提出"上凸形"、"下凹形"、"阶梯形"和"直线形"四种整圆芯辊进给速度曲线(整圆曲线)的设计方法;进而采用基于ABAQUS软件平台的建模仿真方法,模拟揭示四种整圆曲线对成形环件圆度、壁厚均匀性以及温度与应变场的影响规律。结果表明,"上凸形"、"直线形"、"阶梯形"、"下凹形"整圆曲线下,成形环件圆度及壁厚均匀性依次变好;成形环件平均温度依次变低,温度分布均匀性依次变好;平均等效塑性应变依次变大,等效塑性应变分布均匀性依次变差。综合考虑环件圆度、壁厚均匀性以及温度与应变情况,"下凹形"整圆曲线相对更适合于TC4钛合金锥形环辗轧过程。     

超大型环件径轴向轧制过程稳定性与圆度自适应控制方法研究

超大型环件径轴向轧制过程失稳、失圆等异常状态常导致轧环终止和产品质量波动。提出了轧环过程稳定性和圆度自适应控制方法,从历史数据中归纳人工控制经验知识,建立了基于锥辊转速模糊调节的轧制稳定性控制方法,制定了基于导向力反馈的轧制圆度控制策略。运用ABAQUS有限元软件和子程序二次开发,设计了轧环过程稳定性和圆度自适应控制子程序,建立了16 m超大型环件轧制过程控制有限元模型,仿真分析了锥辊转速模糊调节、导向力反馈以及基于限幅滤波的锥辊转速模糊调节+导向力反馈综合控制下的轧环过程偏移量和圆度误差变化规律,结果表明该方法与常规规划控制相比,环件偏移量减小了48.3%,圆度误差减小了61.8%。     

10m径轴向套筒轧机导向辊受力分析

导向辊在环件轧制过程中对工件起导向作用以保证轧制的顺利进行,控制产品最终的圆度。通过建立径轴向套筒轧机的力学模型,分析计算了平稳轧制时的导向力。通过研究环件的失稳模型,确定了最佳导向角,推导计算了致使环件失稳的最小导向力。对10 m径轴向套筒轧机的导向力进行了实例分析、计算分析,为导向辊的设计校核提供了理论依据。