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27SiMn无缝钢管深孔滚压加工技术的研究

朱莹莹  
【摘要】: 滚压加工是将高硬度且光滑的滚柱与金属表面滚压接触,使其表面层发生局部微量的塑性变形后得到改善表面粗糙度的塑性加工法的一种。近年来,滚压技术不断发展,应用领域不断扩展。在滚压工艺研究方面,国内不少人员在普通机床(车床、铣床、磨床、刨床)或加工中心上对滚压工艺进行了一些试验性研究,工件材料也逐渐扩大,如有色金属、铸铁、非铁合金、低碳钢、中碳钢和高碳钢等。这些研究一般都局限于内部技术革新方面,未从理论上对滚压加工这一工艺进行全面细致的分析。 目前,计算机和网络的高速发展以及有限元方法的不断成熟,给工程研究带来了一场革命性变革。有限元分析已成为工程设计和应用分析不可缺少的手段。对于滚压加工来说,不仅可以对滚压加工的过程进行模拟仿真,还可以较为准确地了解工件内部应力应变和成形质量等情况,还可以进行成形质量敏感因素分析及工艺优化,科学地指导工艺设计,缩短产品设计周期,节约生产成本。 本文的主要工作是,基于27SiMn无缝钢管组织结构、硬度及表面粗糙度的分析,研究滚压量对最终需求尺寸的影响,采用ABAQUS软件进行动态仿真。通过工厂现有的27SiMn油缸的滚压量来验证滚压理论,从而建立起一系列缸径的滚压工艺参数,用于指导生产。同时提出滚压力的常用计算方法。通过对弹塑性变形理论的研究,讨论油缸加工过程中的弹塑性变形;研究滚压加工特点,同时探讨不同的滚压加工方式的优缺点;同时运用ABAQUS软件,对影响滚压力的因素进行分析,得出加工材料的塑性、原始表面的粗糙度、滚压速度、进给量和滚压行程次数与滚压力之间的关系。 本文从理论上对27SiMn无缝钢管深孔滚压加工进行了的分析。由工艺数值仿真结果可得,该结果满足实际工业制造的要求,并对实际生产有一定的指导作用。这对解决上述实际问题提供了工程上可行性参考。


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