[發(fā)明專利]一種確保矩形環(huán)件軋制過程環(huán)件剛度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110046318.3
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112792269B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝丹;徐戊矯;王雨;陳銳
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: B21H1/06
• 分類號: B21H1/06
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

本發(fā)明公開了一種確保矩形環(huán)件軋制過程環(huán)件剛度的方法，步驟包括：1)確定環(huán)件的徑向軋制工藝參數(shù)；2)建立環(huán)件徑向進給速度與環(huán)件幾何形狀和尺寸關(guān)系；3)基于流函數(shù)計算環(huán)件自由側(cè)表面形狀；4)建立矩形環(huán)件剛度模型；5)建立環(huán)件軋制過程中徑軸向協(xié)調(diào)進給策略，計算出環(huán)件軋制當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)的環(huán)件軸向每轉(zhuǎn)進給量ΔBsubgt;n/subgt;；6)輸出環(huán)件軋制當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)的環(huán)件軸向每轉(zhuǎn)進給量ΔBsubgt;n/subgt;，對環(huán)件進行軋制；本發(fā)明通過建立矩形環(huán)件剛度模型，建立環(huán)件軋制過程中徑軸向協(xié)調(diào)進給策略，計算出環(huán)件軋制當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)的環(huán)件軸向每轉(zhuǎn)進給量，保證了環(huán)件在軋制過程中的剛度和精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軋制工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種確保矩形環(huán)件軋制過程環(huán)件剛度的方法。

背景技術(shù)

大型環(huán)件廣泛應(yīng)用于航空航天、能源、汽車、船舶、化工等工業(yè)領(lǐng)域中，由于大型環(huán)件尺寸大、所需要軋制力大，而環(huán)件軋制需要滿足更極限的剛度條件，現(xiàn)有的軋制工藝不能夠確保環(huán)件軋制過程中環(huán)件的剛度。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中亟需一種能夠確保矩形環(huán)件軋制過程環(huán)件剛度的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種確保矩形環(huán)件軋制過程環(huán)件剛度的方法，包括如下步驟：

1)確定環(huán)件的徑向軋制工藝參數(shù)。

2)建立環(huán)件徑向進給速度與環(huán)件幾何形狀和尺寸關(guān)系。

3)基于流函數(shù)計算環(huán)件自由側(cè)表面形狀。

4)建立矩形環(huán)件剛度模型。

5)建立環(huán)件軋制過程中徑軸向協(xié)調(diào)進給策略，計算出環(huán)件軋制當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)的環(huán)件軸向每轉(zhuǎn)進給量ΔB_n。

6)輸出環(huán)件軋制當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)的環(huán)件軸向每轉(zhuǎn)進給量ΔB_n，對環(huán)件進行軋制。

進一步，在步驟1)中，環(huán)件的徑向軋制工藝參數(shù)包括環(huán)坯初始外徑D₀，環(huán)坯初始內(nèi)徑d₀，環(huán)坯初始壁厚H₀，芯輥徑向進給速度v(t)，材料的剪切屈服強度k，環(huán)件與軋輥的摩擦系數(shù)μ，材料的屈服應(yīng)力σ_s，環(huán)件與軋輥間的摩擦因子m，錐輥頂角γ，導(dǎo)向輥與z軸的夾角θ，錐輥與環(huán)件外表面接觸對應(yīng)的錐輥半徑R₆，驅(qū)動輥旋轉(zhuǎn)的線速度V。

進一步，在步驟2)中，計算環(huán)件徑向進給速度與環(huán)件幾何形狀和尺寸關(guān)系具體包括以下步驟：

2.1)根據(jù)驅(qū)動輥旋轉(zhuǎn)線速度計算環(huán)件每轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)時間：

式(1)中，n為當(dāng)前環(huán)件旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)。T_n為當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)下環(huán)件轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)時間。D_n-1為前一轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)的環(huán)件外徑。

2.2)根據(jù)環(huán)件每轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)時間計算環(huán)件軋制時間：

式(2)中，t_n為當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)結(jié)束時環(huán)件軋制時間。

2.3)根據(jù)芯輥徑向進給速度計算徑向每轉(zhuǎn)進給量：

式(3)中，t_n-1為前一轉(zhuǎn)數(shù)開始時環(huán)件軋制時間。

2.4)根據(jù)徑向每轉(zhuǎn)進給量Δh_n計算環(huán)件變形區(qū)每轉(zhuǎn)壁厚：

式(4)中，H_n(0)為當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)下x＝0位置對應(yīng)的環(huán)件壁厚。

2.5)根據(jù)芯輥進給速度計算環(huán)件內(nèi)外直徑：