非晶重力制带机热误差研究

摘要

非晶态合金是一种新型材料。由于其具有内部原子排列无序的特点，非晶态合金具备许多独特而优异的性能。它的制备采用了超急速冷凝固技术，冷却速度高达每秒一百万度，使合金熔液一次成型为薄带成品。与传统的金属薄带冷轧工艺相比，该技术去除了许多中间工序，可节约80％的加热用能耗。
　　在实际加工过程中，制带机机床误差对加工精度有重要影响，其中热误差是带材加工的最大误差源。因此针对制带机热误差的研究，以有效降低或消除热误差，也就具有十分重要的理论和实际意义。
　　本研究以FJZ150-160型非晶重力制带机为研究对象，旨在对其误差特点及热误差对最终加工精度的影响进行理论分析;对末端误差进行检测，并以检测结果验证理论分析，为下一步的误差补偿做准备。
　　首先，从制带机的结构和热源出发，分析了制带机热变形的机理和规律;从床身，立柱，悬臂，冷却铜辊等几个部分的热变形来分析计算制带机Z方向上的误差情况（即嘴辊间隙）;分析了制带机热变形对成带质量的影响并列举了常用的控制机床热误差的几种有效措施。
　　而后基于现场测得的制带机温度关键点数据，应用有限元分析软件ANSYS对非晶重力制带机进行温度场建模和变形场分析;以仿真结果来说明制带机热变形的情况，验证之前对制带机热变形的分析。
　　最后，根据制带机本身的特殊结构和实际加工环境情况，设计了一种制带机嘴辊间隙检测装置，结构简单，操作方便，具有实时性好和精度高的特点。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 非晶带材和非晶制带技术的发展

1．3 机床热变形的国内外研究情况

1．4 本课题的主要研究内容

第二章 非晶制带机误差的特点及分析

2．1 制带机结构及热源分析

2．2 制带机的受热变形机理

2．3 制带机热变形的分析和计算

2．3．1 制带机床身热变形造成的喷嘴与铜辊间距误差

2．3．3 制带机立柱热变形造成的喷嘴与铜辊间距误差

2．3．4 制带机悬臂热变形造成的喷嘴与铜辊间距误差

2．3．5 冷却铜辊的热变形造成的喷嘴与铜辊间距误差

2．3．6 嘴辊间距误差综合计算

2．4 减小制带机热误差的有效措施

2．6 本章小结

第三章 基于有限元软件ANSYS的制带机热变形分析

3．1 有限元理论及有限元软件ANSYS热分析简介

3．2 ANSYS热分析典型过程

3．2．1 边界条件和热载荷

3．2．2 ANSYS热分析的基本过程

3．2．3 ANSYS热分析的分类

3．3 制带机有限元模型的建立

3．3．1 CAD实体模型的建立

3．3．2 有限元模型的建立

3．4 有限元模型的热变形分析

3．4．1 热结构耦合分析

3．5 本章小结

第四章 制带机热误差检测系统(嘴辊间距)

4．1 制带机热误差检测方案设计

4．2 系统设计和器件选型

4．3 图像处理

4．3．1 图像去噪

4．3．2 边缘检测

4．6 精度分析

4．6．1 景深引起的标定系数误差

4．6．2 线纹尺精度引起的标定系数误差

4．6．3 系统误差

4．7 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位发表的论文