大型環(huán)件徑—軸向輾環(huán)實驗測試裝置開發(fā).pdf

1、大型環(huán)件軋制是利用徑-軸向輾環(huán)機使環(huán)件產生連續(xù)局部塑性變形，進而實現(xiàn)壁厚減小、直徑擴大、截面輪廓成形的塑性加工工藝。由于徑-軸向軋制技術具有節(jié)能、節(jié)材、高效、優(yōu)質等技術經濟優(yōu)點，大幅度降低了高性能大型環(huán)件的生產成本，受到各行業(yè)的廣泛關注。
　　 目前，在徑-軸向輾環(huán)方面的研究中，由于缺少相應的實驗裝置，有關大型環(huán)件的工藝實驗研究主要依托大型徑-軸向輾環(huán)設備，不僅實驗難度大，而且成本高，給研究工作帶來了諸多不便。同時由于徑-軸向輾

2、環(huán)的復雜性，開展大量的實驗研究必不可少。因此，開發(fā)一臺徑-軸向輾環(huán)實驗測試裝置是深入開展徑-軸向輾環(huán)研究的關鍵。
　　 本文采用相似原理，以D53K-2500A徑-軸向數(shù)控輾環(huán)機為參考對象，完成了大型環(huán)件徑-軸向輾環(huán)實驗測試裝置的設計。利用有限元軟件ANSYS對徑-軸向輾環(huán)實驗測試裝置的軸向軋制機構和徑向軋制機構進行了剛度、強度分析，同時利用相似性原理得到了實驗所得軋制力與實際輾環(huán)過程軋制力之間的換算關系式。
　　 本文

3、的主要研究內容有:
　　 (1)通過利用相似性理論，確定了徑-軸向輾環(huán)實驗測試裝置的實驗材料為鉛、塑性泥以及石蠟，得到實驗所得軋制力與實際輾環(huán)過程軋制力之間的換算關系式，為開展環(huán)件軋制的實驗和理論研究提供依據，創(chuàng)造了條件。
　　 (2)以大型徑-軸向數(shù)控輾環(huán)機D53K-2500A為參考對象，應用相似性理論以及環(huán)件軋制理論計算得出實驗裝置的主要技術參數(shù)。完成了徑-軸向輾環(huán)實驗測試裝置的設計工作，并利用三維軟件SolidWo

4、rks繪制了實驗裝置整體結構以及徑向軋制力和軸向軋制機構的三維模型圖。
　　 (3)通過利用有限元軟件ANSYS，對徑-軸向輾環(huán)實驗測試裝置的軸向軋制機構和徑向軋制機構進行剛度、強度分析，結果表明，軸向軋制機構的剛度強度滿足設計要求;徑向軋制機構中的芯輥部件的剛度強度滿足設計要求;但是徑向軋制機構中的主輥部件的剛度強度不能滿足設計要求，需要對其進行結構修改。在承受相同的額定載荷的情況下，芯輥部件所受到的最大等效應力、最大等效應變

5、隨著軋制環(huán)件的尺寸高度增加而減小，而芯輥部件的最大位移變形量卻隨著軋制環(huán)件的尺寸高度增加而變大;主輥部件所受到的最大等效應力、最大等效應變以及最大位移變形量隨著軋制環(huán)件的高度尺寸的增加而增加，且呈線性變化趨勢。
　　 (4)針對主輥部件設計不合理的情況，對主輥部件進行了修改。利用有限元軟件ANSYS對修改后的主輥部件進行了剛度、強度的有限元分析。通過分析可知，改進后的主輥部件強度剛度完全滿足設計要求，改進后的主輥部件設計可行。<