圆锥环件对称冷辗扩成型加工

摘要

冷辗扩是生产高质量无缝环件的一种新工艺，辗扩过程是使环形工件通过主动辊和芯辊形成的孔型。主动辊提供转动，使环件变形区不断循环周而复始的通过轧辊孔型；芯辊提供直线进给运动，使环件壁厚不断减小以实现环件直径扩大的加工过程；导向辊保证轧制平稳进行，检测辊(信号辊)测量轧制环件尺寸是否达到要求以停止轧制。 冷辗扩生产的环件实现了少、无切削加工，保存了金属内部的流线组织，提高了环件的机械性能。用冷辗扩技术生产的轴承套圈比传统工艺生产的轴承套圈平均寿命要长，而且生产效率比传统工艺高。正是由于冷辗扩这项新技术的这些优势才成为许多人研究的焦点。目前，冷辗扩技术生产简单截面的环件很成功，但是生产异性截面的环件还存在较多的问题，例如生产锥形套圈由于变形不均匀会产生许多问题。 文章重点研究了锥形套圈的冷辗扩技术，开发了一套用于成对生产锥形套圈的冷辗扩新工艺。锥形套圈由于它截面形状的不规则性决定了辗扩过程金属变形的不均匀性，这是导致不规则宽展、拉凹的主要原因。目前锥形套圈辗扩技术只能一次成形一件，而且由于锥形套圈锥角使得芯辊应力集中严重。而采用对称辗扩成形的新工艺，不仅提高生产效率，把芯辊的锥角增大一倍有效解决了应力集中。同时成形两个环件，使得轴向力相互抵消，提高了辗扩的轴向精度。在进行单锥套圈成对辗扩研究之前，首先对整体双锥形套圈进行了研究，分别从理论、工艺入手优化试验参数。并有效运用有限元模拟，辅助工艺设计，经过多次优化试验最终辗扩出合格的双锥形套圈。接着用双锥试验得到的工艺参数对分体单锥环件进行试验，由于单锥环件对称面上没有金属间作用力的相互制约，结果环件的对称面上出现了严重宽展和拉凹。通过塑性成形计算，有限元模拟，对毛坯进行了优化处理。经过反复试验验证，有效控制了拉凹和宽展，试验取得了成功，成功开发出了锥形套圈的冷辗扩工艺。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2冷辗扩原理

1.3冷辗扩优越性

1.3.1冷辗扩加工节省材料

1.3.2冷辗扩工艺费用低

1.3.3冷辗扩加工的工件质量高

1.4冷辗扩的发展状况

1.5有限元模拟在冷辗扩中的应用

1.5.1有限元软件DEFORM-3D的一般模拟过程

1.5.2环件冷辗扩模拟后处理

1.6冷辗扩技术发展前景

第2章圆锥滚子轴承套圈冷辗扩理论与工艺研究

2.1引言

2.2实例选取

2.2.1试验设备

2.2.2试样的选取

2.3力能计算

2.3.1咬入条件

2.3.2锻透条件

2.3.3导向辊压力

2.3.4环件轧制力

2.4模具设计

2.5毛坯设计

2.6轧制工艺设计

2.7试验模具参数计算

2.7.1芯辊参数计算

2.7.2主动辊参数计算

2.7.3冷辗扩工艺参数设计

2.8结论

第3章整体双锥形套圈辗扩试验研究

3.1毛坯设计

3.2进给量

3.3轧制力

3.4轧制力矩

3.5轴向宽展

3.6试验结果

第4章整体双锥形套圈辗扩宽展研究

4.1引言

4.2 双锥面套圈冷辗扩宽展的产生

4.3锥面套圈宽展的分析与控制

4.4毛坯宽度对宽展的影响

4.5结论

第5章对称辗扩分体锥形套圈宽展研究

5.1引言

5.2辗扩变形规律

5.3辗扩时金属质点的流动特点

5.4对称辗扩时套圈对称面上拉凹的产生

5.5对称辗扩时套圈对称面质量的控制措施

5.5.1引起对称面上不平整的因素

5.5.2宽展量的控制

5.5.3拉凹量的控制

5.6结论

第6章结论

参考文献

致谢

附录

1研究生期间发表论文

2研究生期间申请专利

3论文EI索引情况