金属平面滚压塑性精密加工的研究

论文摘要

本文对金属平面滚压塑性精密加工进行理论分析,建立了滚压力计算模型,并通过实验加以验证。从滚轮参数对表面加工质量影响的角度,在理论研究的基础上,通过有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行模拟分析,优化出适于平面滚压精加工的滚轮几何形状尺寸。以黄铜H62和铝合金LY12为实验工件材料进行工艺实验研究,对滚压过程中各工艺参数的影响规律进行分析和总结,初步确定了两种材料的滚压工艺规范。以专利“金属滚压平面塑性精成形装置”为基础,对金属平面滚压塑性精加工设备的机械系统、液压系统和控制系统进行详细设计,提出工作台两边布置同时加工的设计思想和双向滚压新工艺,并创新地设计了弯矩平衡承载装置和Z向进给装置。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 滚压加工技术简介
• 1.2.1 滚压加工原理
• 1.2.2 滚压加工分类
• 1.2.3 滚压精加工的优势和特点
• 1.3 国内外滚压加工研究的历史与现状
• 1.3.1 国外滚压加工研究的历史与现状
• 1.3.2 国内滚压加工研究的历史与现状
• 1.4 课题来源、研究目的及意义
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 滚压力计算模型的研究
• 2.1 引言
• 2.2 接触表面单位压力的微分方程式
• 2.3 出口弹性恢复区单位压力的计算
• 2.4 入口弹性变形区单位压力的计算
• 2.5 塑性变形区单位压力的计算
• 2.6 考虑滚轮和工件弹性变形时接触弧长度的计算
• 2.7 沿工件厚度方向水平应力分布的计算
• 2.8 总滚压力的计算
• 2.9 滚压力计算值与实测值对比
• 2.10 小结
• 第3章 滚轮几何参数的有限元分析
• 3.1 引言
• 3.2 滚压工具参数对工件滚压表面质量的影响
• 3.2.1 表面粗糙度的简单描述
• 3.2.2 滚压工具结构及材料选择
• 3.2.3 滚轮几何形状设计与参数选择
• 3.3 不同形状滚轮对滚压效果的有限元分析
• 3.3.1 有限元模型
• 3.3.2 加工工艺条件
• 3.3.3 数值模拟结果和对比
• 3.4 不同直径滚轮对滚压效果的有限元分析
• 3.4.1 有限元模型
• 3.4.2 滚轮直径
• 3.4.3 数值模拟结果和对比
• 3.5 本章小结
• 第4章 滚压加工工艺的实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 滚压加工工艺的实验设计
• 4.2.1 实验设备与材料制备
• 4.2.2 实验工艺流程
• 4.2.3 正交实验设计
• 4.2.4 实验指标的检验
• 4.2.5 因素的影响水平分析
• 4.3 滚压加工工艺的实验结果分析
• 4.3.1 滚压工艺参数对表面粗糙度的影响
• 4.3.2 滚压工艺参数对滚压表层硬度的影响
• 4.3.3 压下量对表面残余应力的影响
• 4.3.4 表面金相组织变化
• 4.4 本章小结
• 第5章 金属平面滚压塑性精加工机的设计
• 5.1 引言
• 5.2 金属平面滚压塑性精加工机的总体结构
• 5.3 Z向进给装置设计
• 5.4 平衡弯矩承载装置
• 5.5 控制系统设计
• 5.5.1 控制流程
• 5.5.2 控制方案选择
• 5.5.3 控制系统组成
• 5.6 液压系统设计
• 5.7 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 中文详细摘要
• Abstract