环件冷辗扩芯辊进给速度规范设计

针对环件冷辗扩的特点，结合环件冷辗扩机的工作原理，提出了四种不同的芯辊进给速度设计规范。以矩形截面为分析对象，根据进给速度为常数、每转进给量为常数、环件外径增长速度为常数和随动导向辊圆心的旋转速度为常数这四种控制条件，提出了芯辊进给速度设计方法，推导出了直径的增长规律。根据试验数据，以Abaqus为平台，模拟了四种进给速度规范下的辗扩过程，分析了冷辗扩力和环件成形的圆度变化规律。总结了四种设计方案的优缺点，提出了在不同辗扩阶段采用不同的进给规范的设计思路，以期能为环件冷辗扩的工艺和控制设计提供新的理论依据。     

高铁轴承内圈冷辗扩导向辊闭环控制的研究

为提高异型截面环件轧制成形质量,基于ABAQUS平台建立了高铁轴承内圈冷辗扩仿真模型,利用子程序VUAMP,开发了数值模拟过程中导向辊闭环控制程序,并进行数值模拟。结果表明,导向辊在辗扩过程中贴合紧密、稳定,套圈成形质量较好,能适应各种工艺参数和毛坯参数的变化,提高了有限元仿真的准确性和可靠性。     

沟球断面环件冷辗扩三维有限元模拟与工艺设计

沟球断面环件冷辗扩是滚珠轴承套圈制造新工艺。以有限元软件Abaqus为平台,根据冷辗环机实际工作条件,建立从矩形断面毛坯冷辗扩成形沟球断面环件的三维弹塑性动力显式有限元模型。通过动力显式有限元数值模拟,研究沟球断面环件冷辗扩变形过程,揭示出该环件冷辗扩中直径增长和圆度变化规律。基于数值模拟结果,优化设计矩形断面环件毛坯尺寸和冷辗扩工艺参数。在D56G90冷辗环机上进行沟球断面环件冷辗扩试验,验证了数值模拟结果,并采用矩形断面环件毛坯成功冷辗扩出了沟球断面轴承套圈。     

冷辗环机液压系统设计与控制

冷辗环机的液压系统对环件轧制过程具有重要影响。根据环件轧制的特点和工艺流程，研究了辗环机液压系统各液压回路，设计了符合辗环工艺要求的控制逻辑。芯辊液压缸控制回路换向平稳性好，圆度辊缸与测量液压缸两者的差动控制回路，能保证它们被动退回时压力恒定，平稳退回。整个系统运行平稳可靠，环件轧制质量高，设备成本低。     

环件辗扩过程的导向辊控制工艺及设备的研究

导向辊的控制在环件辗扩中有着重要意义.对现有的导向辊控制方式及其存在的问题进行了分析,通过对导向辊运动轨迹的分析,提出了一种新的导向辊控制工艺,并给出了该控制工艺的设备实现方法.最后通过有限元分析软件ABAQUS对具体的环件辗扩实验进行了模拟分析,结果表明,采用该导向辊控制工艺进行环件辗扩可以得到较高质量的环件产品.     

环件宽径比对环件冷辗扩工艺的影响规律研究

基于Abaqus/Explicit提供的显式动力学有限元算法,对矩形截面环件冷辗扩进行了有限元数值模拟,揭示了环件宽径比对环件冷辗扩过程中环件端面质量、轴向宽展率、辗扩力、辗扩力矩以及金属流动特性的影响规律,并从金属塑性成形原理和塑性加工力学等角度对这些规律进行了合理的解释,从而获得了环件宽径比对冷辗扩成形的影响规律,为环件冷辗扩在实际应用中环件宽径比的选择提供了依据,对揭示冷辗扩成形机理也具有十分重要的意义.     

轴承套圈多芯辊辗扩变形分析

介绍了多芯辊辗扩的成形原理，通过对轴承套圈多芯辊辗扩的变形模拟、力学分析、理论计算和试验研究，推导出所需工艺参数的计算公式；研究结果可作为设计多芯辊辗环机和编制轴承套圈多芯辊辗扩工艺的依据。     

铝合金薄壁异形截面辗扩成形宏微观模拟

环件轧制作为一种无缝环筒类构件先进塑性成形技术,目前还难以实现铝合金薄壁带筋锥筒构件的近净成形制造.针对2A14铝合金薄壁异形截面环件,建立其辗扩成形宏微观耦合分析有限元模型,选用矩形截面环件作为坯料,基于有限元模拟获得了优化后的轧制孔型,并探究坯料初始温度及芯辊进给速度对材料成形性和微观组织演变的影响规律,得到微观组织均匀且孔型填充性良好的辗环工艺参数.环坯温度为470℃,芯辊进给速度为1.2mm/s,主辊旋转转速为30 r/min,上锥辊的压下速度为0.6 mm/s为最优工艺参数,能够满足2A14铝合金异形截面辗扩形/性控制要求,可为实际生产提供理论指导.     

环件冷辗扩在线测量研究

环件冷辗扩是一种先进的环件制造技术.为了对冷辗扩过程和环件尺寸精度进行精密控制,建立了环件尺寸和体积在线测量新的数学模型,给出了基于体积在线测量的精整位置外径预测方法.研究有效提高了环件精度,并使冷辗扩机有精整位置自动预测功能.     

环件冷辗扩弹塑性动力显式有限元分析

开发了冷辗扩弹塑性专用有限元分析程序RingForm,设计了中心差分求解动力显式有限元方程的算法。程序利用前后时间步屈服函数的值判断应变状态，采用径向返回法更新应力以减小弹塑性本构关系造成的累积误差。模拟了矩形截面环件的冷辗扩过程，与实验结果和有限元软件ABAQUS的模拟结果进行比较，
证明了RingForm程序的精确性和稳定性。RingForm程序可以准确地分析开式冷辗扩过程并预测环件的宽展和端面平整度等参数。     

圆柱滚子轴承内圈冷辗扩过程有限元分析的方法

以圆柱滚子轴承内圈为研究对象,利用Abaqus／Explicit通用有限元程序来模拟冷辗扩过程。而进行有限元分析前处理的工作是运用冷辗扩理论来设计环件的毛坯尺寸及确定其工艺参数,建立符合实际加工有限元模型。     

超大型环件径轴向轧制过程稳定性与圆度自适应控制方法研究

超大型环件径轴向轧制过程失稳、失圆等异常状态常导致轧环终止和产品质量波动。提出了轧环过程稳定性和圆度自适应控制方法,从历史数据中归纳人工控制经验知识,建立了基于锥辊转速模糊调节的轧制稳定性控制方法,制定了基于导向力反馈的轧制圆度控制策略。运用ABAQUS有限元软件和子程序二次开发,设计了轧环过程稳定性和圆度自适应控制子程序,建立了16 m超大型环件轧制过程控制有限元模型,仿真分析了锥辊转速模糊调节、导向力反馈以及基于限幅滤波的锥辊转速模糊调节+导向力反馈综合控制下的轧环过程偏移量和圆度误差变化规律,结果表明该方法与常规规划控制相比,环件偏移量减小了48.3%,圆度误差减小了61.8%。     

轴承外圈辗扩工艺探讨

圆锥滚动轴承的套圈是重要的承载部件,对轴承的性能有着重要的影响。圆锥滚动轴承的套圈大都采用传统的热锻造加工工艺,这种工艺存在很多缺点,影响轴承的性能。笔者讨论了一种冷辗扩成形工艺,能有效地节省材料和能耗,提高套圈精度,从而提高轴承的使用寿命。     

轴承套圈冷辗加工过程有限元模拟分析

运用大型通用有限元程序 ,建立轴承套圈冷辗加工的力学模型 ,采用非线性Lagrange大变形有限元方法 ,对工件金属的弹塑性变形过程进行模拟分析。通过工件工作区的应力分布云图考察金属材料的塑性流动情况 ,分析冷辗成形的机理。观察模型加载后不同时间应力分布云图的变化 ,并对比不同尺寸的辗辊、以及大小不同的载荷对工件加工变形过程的影响。分析冷辗加工中经常出现的轴承套圈失圆等异常情况形成的原因     

On-line measurement method for various guide modes of vertical ring rolling mill

This paper analyzes the interaction modes and rules between ring and rollers in vertical ring rolling process, and then establishes mathematical models of ring geometric shape and size corresponding to various guide modes. Using the models, the accurate expressions of ring’s radius are derived. Furthermore, the geometrical surfaces which represent the relations of ring’s outer radius versus displacement of driving roller and measuring roller are constructed. To obtain simple formulas suitable for the Programmable Logic Controller (PLC), the precise and simple functions of ring’s outer radius in rolling process are derived based on the surface-fitting method. In addition, a reliable displacement measurement device which is composed of the raster rulers and PLC is also introduced. The results of this paper can supply a practical method for on-line measurement and process control of vertical ring rolling.     

圆锥滚动轴承外圈制造工艺改进

圆锥滚动轴承的套圈是重要的承载部件,对轴承的性能有着重要的影响。圆锥滚动轴承的套圈大都采用传统的热锻造加工工艺,这种工艺存在很多缺点,影响轴承的性能。文中讨论了一种冷辗扩成形工艺,能有效地节省材料和能耗,提高套圈精度,从而提高轴承的使用寿命。     

数控精密冷辗环机伺服进给系统的刚度分析

介绍了D56G90型数控精密冷辗环机伺服进给系统的结构和工作原理,分析了影响冷辗环机伺服进给系统刚度的因素,推导出其相应的刚度计算式,得到了冷辗环机伺服进给系统综合刚度的解析表达式,对提高冷辗工件精度和控制系统稳定性具有指导意义。     

精密冷轧环机工艺动力学模型

采用交流伺服电机和机械驱动进给系统的冷轧环机,其进给伺服控制系统的设计需要一个新的工艺动力学模型。给出了交流永磁同步伺服电机的数学模型,建立了机械传动机构的等效动力学模型,分析了环件冷辗扩的运动学和变形力学条件,得到了整个进给系统的工艺动力学模型。模型表达了伺服电动机电流、转矩、转速与轧制载荷、芯辊进给速度和位置,以及环件几何尺寸之间的动态关系,各变量之间存在非线性和耦合。模型已用于冷轧环工艺控制器的设计。