斜轧钢球工艺模拟与实验研究

摘要

作为基础性零部件，钢球广泛应用于轴承和球磨机。目前钢球的成形技术主要包括镦压、铸造和斜轧三种。与镦压和锻造相比，斜轧钢球有领先的生产率、材料利用率和成形质量。当前对轧辊孔型设计和钢球的金属流动规律有很多的研究和文献的发表，但是关于斜轧钢球工艺的研究成果却发表不多。本文以斜轧机的工艺调整为研究内容，以理论分析、数值模拟和实验轧制相结合的方法对斜轧钢球工艺展开探讨。
　　本文阐述了轧辊与轧件的运动关系，分析了轧辊和导板在轧制工艺中的调整原则和方法。以轧制Φ30mm钢球为例，给出了斜轧工艺方案。利用三维软件Pro/E构造了轧辊和导板的几何模型，应用有限元软件DEFORM-3D模拟了斜轧钢球过程，针对模拟结果设计了新导板。
　　在充分熟悉斜轧机各个机构的使用和调整方法的基础上，制备铅质轧件，分组进行了斜轧铅球实验。确定了合适的斜轧工艺方案，轧制出了符合标准的铅球。其中实验结果表明，导板的形状和间距影响球坯径向表面质量；轧辊倾角影响球坯轴向表面质量；轧辊间距影响球坯直径偏差和圆度。最后结合模拟与实验结果，分析了不良轧制现象的产生原因并提供了解决办法。本文研究结果对斜轧钢球的工艺制定提供了经验和参考。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 钢球生产工艺和成形方法

1.3 斜轧钢球技术的发展现状

1.4 课题研究意义和研究内容

第2章 斜轧钢球运动分析

2.1 斜轧的运动

2.2 轧件的旋转条件

2.3 本章小结

第3章 斜轧钢球工艺参数分析及方案设计

3.1 轧辊的径向调整

3.2 轧辊的倾角调整

3.3 轧辊的相位调整

3.4 导板的调整

3.5 斜轧钢球工艺方案设计

3.6 本章小结

第4章 斜轧钢球工艺数值模拟

4.1 DEFORM-3D软件模拟过程

4.2 有限元模型的建立

4.3 模拟结果分析

4.4 本章小结

第5章 斜轧钢球工艺实验研究

5.1 实验材料及设备

5.2 斜轧铅球实验

5.3 实验结果分析

5.4 轧制中不良现象分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢