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铝合金异型截面板的多道次精密轧制成形工艺研究

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2异型截面板成形技术概述及研究进展

1.2.1基于柔性轧制的差厚板成形的研究

1.2.2基于型辊轧制的纵向变截面厚度板成形的研究

1.3 课题来源、研究目的及意义

1.3.1 课题来源

1.3.2 课题目的及意义

1.4 主要研究内容

第2章 异型截面板成形理论分析

2.1异形截面板的成形特点

2.2异型截面板的连轧成形理论

2.2.1异型截面板连续轧制常数

2.2.2异型截面板的连轧的速度条件

2.2.3异型截面板的出口处的板厚方程

2.2.4异型截面板连续轧制过程中的前滑

2.3本章小结

第3章 异型截面板的单道次轧制成形规律

3.1异型截面板数值建模

3.1.1有限元建模软件简介

3.1.2单道次有限元建模

3.2异型截面板的宏观变形规律及金属流动规律

3.2.1应力演化规律

3.2.2应变演化规律

3.3轧制过程中成形参数影响规律

3.3.1筋底压下率对成筋的影响

3.3.2侧壁倾角对成筋的影响

3.3.3筋底宽度与板宽比对成筋的影响

3.3.4摩擦系数对成筋的影响

3.3.5板厚对成筋影响

3.4本章小结

第4章 异型截面板的多道次轧制成形规律

4.1多道次有限元模型的建立

4.2相同辊型下的多道次轧制的实验规律探究

4.2.1应力演化规律

4.2.2应变演化规律

4.3 轧制过程中的成形参数影响规律

4.3.1多道次与单道次轧制力的对比

4.3.2不同道次压下量分配对成筋的影响

4.3.3不同道次下不同摩擦分配对成筋的影响

4.3.4不同的筋底开口分配对成筋的影响

4.4本章小结

第5章 轧制实验研究

5.1实验条件

5.1.1实验设备

5.1.2实验材料

5.2实验过程

5.3实验结果分析

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

硕士期间研究成果

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摘要

板带加工是机加工领域的基础工艺,传统的板带加工工艺已经不能满足机械领域对其使用的要求,为了降低板料在后续加工的加工成本,可以在加工坯料时就使得板料具有一定的形状尺寸,或者直接成形具有尺寸精度的板料,既异型截面板。基于辊型的特点,人们在对异型截面板的加工按照其变形特点来划分分为差厚板和横向变厚度截面板,差厚板是通过调节两对轧辊之间的辊隙来调整其横截面的厚度,横向变厚度截面板是指通过型辊的加工使得板料在垂直于轧制方向上的截面发生变化,当然还有在结合两种工艺的基础上形成的3D异型截面板。人们对差厚板的研究较多,而对于横向变厚度的研究较少,本文则研究纵筋类异型截面板的成形特点。 有限元模拟的引入为机械加工领域的实验探究提供了非常高效简洁的处理手段及方法,可以通过模拟获得在实验中获得不了的实验数据,也可以降低在实验中的损耗,因此,本文通过有限元模拟软件ABAQUS来研究异型截面的成形规律。 在探究异型截面板的单道次成形过程中,我们发现,不同的工艺参数对其筋高的增长影响十分明显,在研究了在单道次轧制过程中板料的应力应变特点,了解了其在变形过程中的金属流动规律,研究了筋底压下率,筋底宽度与板宽比、摩擦系数、侧壁倾角和板厚对异型截面板的成筋的影响。并且通过实验的手段来验证模拟结果的准确性。 相对于异型截面板的单道次成形来讲,异型截面板的多道次成形具有可降低轧制力,成形精度更高的特点,当然其成形的过程更加复杂。在探究多道次成形的研究过程中我们发现,由于不同轧辊组之间的张力的影响,板料在成形过程中的金属流动规律是与单道次的成形是不同的,因此,着重探索了板料在金属成形过程中的应力应变及金属流动的规律,且在之前的研究基础上,探究了不同的道次压下量、不同的摩擦系数分配、不同的辊型的分配对异型截面板的多道次成形的影响,得到了绝对筋高2.539mm,成筋率为63.48%的最优成筋工艺参数。 异型截面板在未来的应用前景也十分广阔,通过对其的研究可以很好的指导我们在之后板料生产过程,为日后异型截面板的应用打下了良好的基础,具有深远的意义。

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