全自动矫直机及工艺参数研究

摘要

矫直就是材料在外力的作用下进行弯曲，发生弹塑性形变，使材料趋于平直的过程。矫直技术作为金属加工学科的一部分，目前已经被广泛应用于冶金工业，汽车工业，轮船工业，高精密零件加工工业等。目前国内大多数矫直机都没有使用在线测量装置，不能精确的考虑材料原始弯曲，仅凭经验制定压下规程，矫直精度无法保证，常需要多次矫直才能达到要求精度。
　　本文针对传统矫直机凭经验设定下压量、矫直精度和效率不高的问题，以实现工件原始弯曲测量为目标，对工件原始弯曲测量方法和压下规程指定方法开展研究。本论文的研究内容如下:
　　(1)根据不同断面材料弯曲曲线的特点，使用一种在线测量装置，提出了不同的在线测量方案，同时进行了硬件选择和数据软件设计。以三维弯曲的圆形断面的棒材与一维弯曲的板材为例，在solidworks里面对材料原始弯曲进行仿真，然后对这两种条材进行了测量方案的制定。
　　(2)在测量的结果的基础上用单次压力矫直与连续型矫直两种矫直方法对两种材料进行了矫直过程的原理分析与矫直方案的制定。在对棒材进行仿真的时候采取用直棒反弯加力，测量曲率的方法和测量的结果进行对比。在用连续型矫直机仿真时在辊径的选取上分别从工件材质、矫直辊接触强度、咬入条件三方面来考虑，最后综合选定辊径范围，在辊数的计算上前后辊组分别采用大变形矫直原理以及小变形矫直原理来计算，得出前后组辊数的范围。
　　(3)使用ANSYS对这两种矫直过程进行了分析，分析处理结果得到矫直后两种方案达到的精度，与所要求的精度进行对比。证明了选取的在线测量方案的准确性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及国内外研究现状

1．1．1 国内发展和研究现状

1．1．2 矫直机的分类

1．1．3 矫直技术的发展

1．1．4 矫直技术展望

1．2 有限单元法的概述

1．3 课题研究内容及目的

第2章 材料原始弯曲的检测

2．1 棒材原始弯曲的检测

2．1．1 棒材测量原理的分析

2．1．2 棒材测量传感器的选择

2．1．3 棒材测量数据采集卡的选择和设计

2．1．4 棒材测量方法的设计

2．1．5 棒材分段的依据

2．1．6 单段棒材的测量及拟合

2．2 板材原始弯曲的测量

2．2．2 板材的曲线拟合

2．3 本章小结

第3章 棒材的压力矫直分析及仿真

3．1 压力矫直的概念释义

3．2 棒材矫直基本原理

3．2．1 弯曲变形与曲率

3．2．2 变形与弯矩

3．2．3 棒材原始曲率与反弯曲率

3．2．4 棒材的曲率方程

3．2．5 棒材弯曲挠度的计算

3．3 棒材压力矫直有限元仿真的数据计算

3．3．1 模型的建立

3．3．2 载荷的大小计算过程

3．3．3 有限元分析的步骤

3．3．4 单元类型的选择和材料属性的设置

3．3．5 网格的划分

3．3．6 棒材的接触对设置

3．3．7 约束条件的确定

3．3．8 矫直力的施加

3．3．10 matlab数据处理

3．3．11 原始曲率与仿真曲率对比

3．4 本章小结

第4章 板材矫直机矫直过程分析及仿真

4．1 板材矫直基本理论

4．2 板材辊式矫直机矫直原理

4．2．1 板材辊式矫直机理论基础

4．2．2 不平度的计算

4．2．3 板材辊式矫直机矫直方案

4．3 辊式矫直机参数的确定

4．3．1 各矫直辊曲率比的计算和辊数的确定

4．3．2 压弯量的计算

4．3．3 矫直辊参数的设计

4．3．4 辊子矫直力的计算

4．4 板材有限元仿真

4．4．1 本文有限元分析步骤

4．4．2 创建几何模型

4．4．3 创建几何模型

4．4．4 材料参数的设定

4．4．5 网格的划分

4．4．6 创建PART

4．4．7 接触处理

4．4．10 后处理和计算结果分析

4．5 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢