50Mn鋼環(huán)軋運(yùn)動學(xué)和成形工藝及組織性能演變規(guī)律的研究.pdf

1、50Mn回轉(zhuǎn)支承環(huán)件是一種新型機(jī)械零部件，由于其彈性和硬度均較高、耐腐蝕、耐高壓，因而廣泛地應(yīng)用到機(jī)械制造行業(yè)中。徑-軸向環(huán)件軋制作為50Mn回轉(zhuǎn)支承環(huán)件的主要成形工藝，由于其環(huán)軋過程受到多個非線性因素耦合以及多變量作用的影響，對環(huán)件軋制成形的質(zhì)量有著重要的影響。制定合理的環(huán)軋工藝方案，實(shí)現(xiàn)精確地控制環(huán)件的幾何形狀和微觀組織，可為環(huán)件質(zhì)量的提高提供科學(xué)的參考依據(jù)。但實(shí)際生產(chǎn)中往往基于環(huán)件的宏觀尺寸變化，通過設(shè)置其工藝參數(shù)來控制環(huán)件的成形

2、過程。
　　本文在環(huán)件軋制理論的基礎(chǔ)上，通過數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)出了環(huán)件直徑增大運(yùn)動、環(huán)件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、直線進(jìn)給運(yùn)動、導(dǎo)向輥的導(dǎo)向運(yùn)動等運(yùn)動方程，然后由運(yùn)動方程得出理論上影響其運(yùn)動的主要因素，通過案例分析，很好地解釋了導(dǎo)致環(huán)件被導(dǎo)向輥壓彎的原因并給出了合理的避免措施。采用環(huán)件軋制理論與有限元仿真技術(shù)相結(jié)合，研究了環(huán)件在環(huán)軋過程中金屬流動規(guī)律、位移場、溫度場的變化規(guī)律；應(yīng)用Simufact.Forming13.3軟件研究分析了環(huán)軋過程中驅(qū)動輥轉(zhuǎn)

3、速n、環(huán)件的初始溫度T、驅(qū)動輥與環(huán)件的剪切摩擦因子m對環(huán)件宏觀成形過程的影響。通過對50Mn環(huán)件在環(huán)軋過程中變形、傳熱的數(shù)值模擬分析研究，得到了金屬流動、位移場、溫度場的變化規(guī)律：環(huán)軋過程中環(huán)件外側(cè)面金屬徑向流動劇烈，中徑附近區(qū)域金屬流動次之，內(nèi)徑附近區(qū)域金屬流動最慢；環(huán)件的等效塑性應(yīng)變由環(huán)件內(nèi)外側(cè)表面區(qū)域向環(huán)件中間區(qū)域逐步擴(kuò)展，內(nèi)外側(cè)表面區(qū)域變形程度較大，中間區(qū)域變形程度較??；環(huán)件的溫度由中間區(qū)域向環(huán)件內(nèi)外側(cè)逐漸降低，環(huán)件內(nèi)外側(cè)、上下

4、端表面的溫度較低，中間區(qū)域的溫度較高。然后運(yùn)用單參數(shù)變量法，通過有限元仿真研究了不同的驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速、環(huán)件初始溫度以及驅(qū)動輥與環(huán)件的摩擦因子對環(huán)件的位移場、溫度場分布的影響規(guī)律：驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速增大，環(huán)件等效塑性應(yīng)變、溫度的非均勻度程度值增大；環(huán)件初始溫度升高，環(huán)件等效塑性應(yīng)變的非均勻程度值先減小后增大，溫度的非均勻程度值先增大后減?。或?qū)動輥與環(huán)件的摩擦因子增大，使得環(huán)件的等效塑性應(yīng)變、溫度的非均勻度程度值增大。最后通過實(shí)驗(yàn)得到50Mn鋼在生產(chǎn)過