异形材拔轧组合成形技术与设备研究

摘要

我国冷拉型材行业与国外先进水平相比仍有较大差距，主要表现在生产工艺和设备比较落后，导致某些复杂断面产品生产成本高、竞争力差。针对这些问题，本文提出将拔轧组合新工艺应用于精密异型材的成形，以降低生产成本，提高产品质量。主要研究工作如下: (1)针对某型钢厂生产复杂断面型钢的需求，提出技术改造方案，利用拔轧组合工艺加大道次变形量，减少原工艺中的拉拔道次和退火次数，以降低生产成本。新方案中的拔轧机组由一台四辊孔型冷轧机和一套液压-链轮式拉拔机构成，给出了拔轧组合机组的总体设计方案。 (2)对组成拔轧机组中的轧机和拉拔机进行了研发设计。其中四辊轧机以原有300mm冷轧机为基础，将轧机原水平辊改为辊轴+辊环组合辊形式，并加入从动立辊框架，使两支立辊与两支水平辊组合成四辊孔型，新轧机的水平辊传动，立辊不传动;设计出液压-链轮式拉拔机，此设备占地面积小，可增加工件单道次变形量，防止工件发生扭曲和侧弯现象，用于精密异型材的成形。 (3)以材料力学理论为依据，对改造后的水平辊强度进行了校核，满足轧制要求。利用ABAQUS有限元软件对立辊框架进行了模拟计算，得出了框架应力集中部位与变形最大的位置，用于指导实际的设计开发。 (4)对拔轧组合成形工艺进行了研究，为顺利实施拔轧组合工艺，进行了现场实验，用低成本原料的焊接接头代替了传统的轧头，提高成品的成材率。计算出焊接接头的合适长度，通过实验找到了影响焊接接头质量的三个重要因素:焊前开坡口、预热温度和缓冷工艺，得到了工件接头的最佳焊接工艺。 (5)将拔轧+模拔工艺用于复杂断面型材机床导轨的生产中，分析对比了原工艺和拔轧组合新工艺的特点，结果表明新工艺可减少两道次退火制度，降低产品生产成本，给企业带来较大的经济效益。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题研究背景、目的及意义

1．1．1研究背景

1．1．2选题目的及意义

1．2异型材生产与研究进展

1．2．1异型材拉拔工艺研究进展

1．2．2异型材轧制技术发展

1．3本课题的关键技术

1．4本文主要研究内容

第2章异型材拔轧机组总体方案

2．1现有冷拉异型材生产工艺及其存在的问题

2．2轧制异型材的优缺点分析

2．3拔轧工艺与设备特点

2．3．1拔轧机组及工艺分析

2．3．2四辊孔型轧制原理

2．3．3拔轧组合孔型设计

2．4本章小结

第3章轧机水平辊设计与校核

3．1水平辊改造方案

3．1．1改造后水平辊结构设计

3．1．2水平辊与辊环的材质及联接

3．1．3水平辊尺寸参数

3．2水平辊强度校核

3．2．1辊身的弯曲强度校核

3．2．2辊颈的强度校核

3．2．3辊头的强度校核

3．3本章小结

第4章立辊框架研制

4．1立辊结构设计

4．1．1水平辊和立辊的关系

4．1．2立辊结构

4．1．3立辊轴承

4．2立辊框架主要结构及其尺寸参数

4．2．1立辊框架主体结构

4．2．2立辊调整机构

4．2．3立辊框架的安装与固定

4．2．4立辊框架主要参数

4．3立辊框架的强度及变形校核

4．3．1立辊的强度校核

4．3．2立辊框架的强度及变形分析

4．4本章小结

第5章拉拔机设计

5．1．1拉拔机工作原理

5．1．2拉拔机主体结构

5．1．3拉拔机动作分析

5．2拉拔机主要参数

5．2．1拉拔机技术参数

5．2．2拉拔力与拉拔功率计算

5．2．3链轮与链条

5．2．4液压系统设计计算

5．3拉拔机主要结构

5．3．1装卡工件机构

5．3．2出料结构

5．3．3传动机构

5．4本章小结

第6章异型材拔轧组合工艺研究与应用

6．1异型材生产工艺路线优化与分析

6．1．1现有生产工艺路线图

6．1．2生产工艺优化路线图

6．2拔轧组合工艺生产异型材优缺点的分析

6．3拔轧机组的接头实验研究

6．3．1接头长度的计算

6．3．2焊接接头实验

6．4拔轧组合工艺在机床导轨生产中的应用

6．4．1机床导轨现生产工艺流程

6．4．3拔轧组合机组生产机床导轨新流程

6．4．4两种流程的对比分析

6．4．5新流程的效益分析

6．5本章小结

第7章结论

参考文献

附录

致谢