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三辊轧管机无芯棒轧制工艺分析

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摘要

第一章 绪论

1.1 本论文课题研究背景及意义

1.1.1 国外轧管机的发展

1.1.2 国内三辊轧机的发展

1.1.3 阿塞尔轧管机的优缺点

1.2 研究内容

1.3 技术路线与研究措施

1.4 独创及新颖之处

1.5 重点解决的问题

1.6 本章小结

第二章 三辊轧管机设备和变形工艺特点及辊形设计

2.1 三辊轧管机的设备及变形特点

2.1.1 三辊轧管机的设备特点

2.1.2.无芯棒轧管时变形特点

2.2 辊形设计

2.2.1 毛管计算

2.2.2 轧辊辊型设计

2.3 本章小结

第三章 三辊斜轧轧管机力能参数的计算

3.1 传统轧制力及轧制力矩的计算方法

3.1.1 接触面积的计算

3.1.2 变形区长度的确定

3.1.3 接触面宽度的确定

3.2 应力系统分析计算轧制力及力矩方法

3.2.1 理论分析

3.2.2 轧制力合力矩理论计算结果

3.3 本章小结

第四章 有限元模拟及分析

4.1 MSC.MARC有限元模型的建立

4.1.1 弹塑性模型建立依据

4.1.2 轧管过程有限元的模拟

4.2 模拟结果及讨论分析

4.2.1 应力变化规律

4.2.2 轧制过程中各变形区速度变化规律

4.2.3 轧制力的变化

4.2.4 本章小结

第五章 实验

5.1 热轧生产现场实验工艺的制定

5.1.1 生产工艺流程

5.1.2 Assel斜轧减径机所轧管材实验准备

5.1.3 现场试验方案制定的基本思想

5.1.4 实验工艺的制订

5.2 实验过程和实验结果

5.2.1 试验过程

5.2.2 实验数据处理

5.3 实验结果分析

5.3.1 送进角的影响

5.3.2 实验轧制力矩对轧制力矩理论计算公式的校验

5.3.3 实验轧制力矩对模拟轧制力矩结果的校验

5.4 本章小结

第六章 结论与研究展望

6.1 结论

6.2 研究展望

参考文献

致谢

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摘要

Assel轧管机属高精度斜轧机,扩大其产品范围是发展的主要目的。但是,在钢管生产中Assel轧管机只适于生产中厚壁管以及大、中规格薄壁管生产,并且生产薄壁管是容易形成管“尾三角”,出现“轧卡”,生产效率低等一系列的问题。
  为此,本文在Assel轧管机基础上,对其进行工艺改进,采用无芯棒减径轧制,满足小规格薄壁管的生产要求。在实验对模拟工艺参数验证合理的基础上,研究Assel三辊斜轧减径机生产小尺寸规格薄壁管过程中,送进角变化对生产效率和轧制力的影响,初步探索无芯棒斜轧过程轧制力理论计算模型,以及轧制过程的金属流动,应力变化,塑性变形等内在规律。
  本课题主要从三方面着手,一是以传统Assel轧管机为基础,通过MARC有限元分析软件模拟无芯棒轧制,实现减径轧制工艺参数的优化,满足大范围产品减径的生产要求。二是通过有限元软件对实验轧制工艺参数进行初步确定,以现场实验的方式对有限元模拟结果(轧制力和力矩)以及运用应力系统分析方法导出斜轧的斜轧理论轧制力及轧制力矩计算公式进行校验,找到真正适合斜轧的理论轧制力及轧制力矩计算公式,突破一直沿用纵轧公式计算的局限性。三是通过校验,回归模拟结果分析送进角度对轧制应力,周向和轴向轧制速度以及滑移系数,轧制力以及轧制力矩的影响规律研究,尤其对Assel轧管减径机周向和轴向滑移系数与桶形辊轧制滑移系数曲线进行对比。在实验结果、理论及模拟分析的基础上,优化完善斜轧轧制工艺。

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