铝合金锥形环件的轧制工艺研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

目前，航空以及航天等方面崛起，异形环件在其发展上的作用越来越重要。同时由于航天航空方向的特殊性，需要运用质量轻、性能好的新型合金材料。铝合金材料由于它经济和性能方面的优势，而得到航天航空工业金属加工的认可。本课题旨在研究铝合金锥形环件的轧制工艺。锥形环件零件在火箭壳体等重要部位应用比较广泛，研究锥形环件成形工艺对发展中国航天航空事业有重大实际意义。

1.1铝合金环件轧制的优点

环件轧制又称为环件辗扩或扩孔，是借助于轧环机使环件产生壁厚减少、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺[1]。根据轧辊运动及环件变形方向不同,环件轧制可分为径向轧制、径轴轧制及径向和轴向轧制[2]。而采用轧制方式生产的锥形环件具有组织细小均匀、性能稳定可靠、流线随形分布、效率高成本低等诸多综合技术经济优势[3]因而成为生产高性能无缝环件的首选加工工艺。以前国内生产铝合金环形件都是在水压机上采用自由锻工艺锻造。精度差、效率低、工人劳动强度大、材料和用率低[4]。现在的工艺它具有大幅降低设备吨位和投资、振动冲击小、生产成本低、节能节材等优点,并且能够生产各种形状尺寸、不同材料的环形件，非常适合锥形环、轴承环、法兰环等各类无缝环件的加工制造。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1）分析典型铝合金锥形环件轧制成形工艺的特点，根据具体锻件分析其轧制力学模型，通过计算和分析，在abaqus软件上建立相应的有限元模型，用来分析锥形环件的轧制过程。

2）针对环件零件进行不同轧制参数的模拟分析。采用控制变量法，在轧制过程中分别改变芯辊给进速度，驱动辊旋转速度，摩擦系数三个工艺参数来进行轧制过程。

3. 研究计划与安排

第 1－3 周:查阅相关文献资料，明确研究内容，了解本课题的相关研究，确定可行的方案，撰写开题报告。

第 4－7 周:分析铝合金在轧制过程中的运动规律，计算轧制工艺参数，为数值模拟做基础准备。

第 8－11 周:运用abaqus软件对铝合金锥形环件轧制过程进行有限元模拟数值分析。研究不同参数对模拟结果的影响。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 冯绍贵，兰箭，华林. 芯辊驱动的环件轧制成形规律研究 材料科学与工程学院，武汉理工大学 2015塑性年会。

[2]han x. h., hua l., effect of friction on combined radial and axial ring rolling process[j].　tribology international, 2014,73(2):117-127.

[3] 华林, 黄兴, 高朱春东. 环轧制理论和技术[m]. 北京:机械件工业出版社, 2001.