矩形截面工业铅环件的双驱动轧制研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

环件轧制是利用驱动辊的旋转运动和芯辊的进给运动共同作用，使环件毛坯连续咬入轧制孔型从而壁厚减小、直径增大、截面轮廓成形的一种特种加工工艺。环件轧制作为各种无缝环件的一种成型方法，与热锻、机加工相比，突出优势在于省力、节能、节材、生产率高、成本低、产品范围广和产品性能好，因此在机械、汽车、火车、船舶、石油化工、航空航天、原子能等许多工业领域均得到十分广泛的应用^[1]-[6]。目前轧制环件的直径为φ40～φ10000mm，高度为 15～4000mm，最小壁厚为 16～48mm，环件的重量为 0.2～82000kg。环件的材料通常为碳钢、合金钢、铝合金、钢合金、钛合金、钴合金、镍基合金等。常见的轧制环件产品有轴承环、齿轮环、火车车轮及轮箍、燃汽轮机环、集电环等，最大的轧制环件是直径φ10000mm、高度 4000mm的核反应堆容器环件^[7]。

各类环形件是工业中常用的基础零件，随着许多发展和探索的进步，部分零件需要在极端的工作环境中服务，因此对环件产品性能的要求也愈加严苛。例如一些精密轴承零件，像航空发动机主轴承需要在高温、高速、重载的极端条件下工作，对轴承零件的耐磨性、高温稳定性以及精度保持性有极高的要求。因此，对提高环形件组织性能的轧制方法的研究十分重要。

环件轧制是在多辊多运动作用下的复杂运动和变形，任何一个参数的改变都可能会对轧制结果产生影响，而在此前的仿真模拟中，研究人员已经研究了轧辊直径、轧辊转速、芯辊直径、芯辊进给速度和摩擦系数导辊运动规律等工艺参数对环件轧制过程中应变、温度分布以及端面形状等各种成形质量评估指标的影响^[8]-[13]。传统的轧环工艺都是驱动辊主动转动，与环件接触提供力矩使环件转动，而芯辊只提供一个直线进给速度，芯辊的转动只是随动，而非主动转动。

2. 研究的基本内容与方案

2.1.研究的基本内容

（1）分析矩形截面环件双驱动轧制成形工艺的特点：

通过在abaqus平台上建立相应的模型来模拟双驱动条件下的环件轧制过程，研究轧环过程中各辊的运动规律和环件的变形规律（鱼尾系数和圆度误差等），以及环件的应变分布。

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，确定方案，完成开题报告和外文翻译；

第4－5周：熟悉abaqus软件，尝试建立环件轧制有限元模型；

第6-9周：控制驱动比以及其他工艺参数变量，完成不同组别的环件轧制模拟并保存计算结果；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王志慧，环件轧制技术现状和发展：机械制造41卷，第469期，1000-4998(2003)09-0031-03

[2]肖石霞，郭扬，大型风电轴承环成形方法探索：贵州，贵阳，贵州工业职业技术学院，重型机械，2015no.3.

[3]华林，钱东升，轴承环轧制成形理论和技术：武汉，武汉理工大学.2014.