冷拔滚动直线导轨的内应力分布与直线度研究

发布时间：2020-08-24 11:44

【摘要】：随着机械自动化的不断发展,滚动直线导轨作为一种优良的导向部件,它的应用范围也越来越广,同时在精度和性能上也对它提出了更高的要求。如今大多通过冷拔工艺来生产滚动直线导轨,由于冷拔技术和生产工艺的不成熟,国内冷拔生产的滚动直线导轨不但质量偏差,而且生产的型号不全,导致国内对滚动直线导轨的需求大部分仍靠着从国外引进。为此本课题通过对冷拔过程中滚动直线导轨的内应力分布与直线度进行研究,从而设计冷拔模具的孔型来提高直线导轨的精度。本文选取滚动直线导轨为研究对象,通过对坯料的选择、冷拔道次的确定、各道次延伸系数分配、断面加工率的确定、冷拔模具孔型的设计、冷拔模具参数的确定,最终完成了对冷拔配模的设计。采用有限元分析软件ABAQUS对冷拔加工滚动直线导轨的第三道次进行仿真模拟,分析了冷拔加工的动态过程、冷拔过程中滚动直线导轨的变形和应力应变情况。详细阐述了残余应力的分布情况,介绍了残余应力和直线度作为评价指标的选取方法。采用有限元分析软件ABAQUS对冷拔后的滚动直线导轨进行退火去应力仿真,对退火去应力处理的升温、保温、降温三个阶段进行了温度分析、残余应力变化分析,介绍了残余应力和直线度作为评价指标的选取方法。基于有限元分析选定了第二道次冷拔模具的A、B、C、D、E五个孔型参数,设计正交试验确定了各个孔型参数对滚动直线导轨残余应力和直线度的影响规律,得到了孔型参数的最优组合。综合残余应力和直线度俩个评价指标,最终确定了冷拔模具各孔型参数的数值。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH134
【图文】：

样图,滚动直线导轨副,直线导轨

1.1 课题来源及研究背景自从 2013 年 4 月德国政府提出工业 4.0 战略，机械自动化和现代制造技术得到了更快的发展，数控技术、机电一体化技术和以及工业机器人在传统的制造生产中得到了广泛的应用。同时机械传动机构的定位精度、导向精度和进给速度也在不断提高，使传统的导向机构发生了重大变化。滚动直线导轨副由于其极小的摩擦、超高的运动精度、较长的使用寿命以及良好的互换性等优势，逐渐取代了传统的滑动直线导轨，被广泛应用在了工业生产的数控机床设备，检测装置，运输设备中[1]。滚动直线导轨副一般由导轨、滑块、反向器、滚动体和保持器等部分组成，下图 1-1a,b 是一个滚动直线导轨副及导轨的样图。导轨副安装后的导向精度是评价滚动直线导轨副精度的最重要指标[2]。其中导轨在整个滚动直线导轨副中起着至关重要的作用，它的精度和性能直接影响着整个滚动直线导轨副的精度级别和使用情况，因此对生产的滚动直线导轨的性能和精度要求越来越高。

研究思路,冷拔模具,冷拔,滚动直线导轨

图 1-2 本文研究思路直线度的影响，具体研究内容为：冷拔配模的设计及计算。基于有限元分析确定第二道次冷拔模具的孔解法确定第一道次冷拔模具的孔型。使用 Abaqus 有限元分析软件对冷拔加工滚动直线导轨的第三道次进轨冷拔过程中的残余应力和变形问题，介绍了直线导轨残余应力和指标的选取方法。使用 Abaqus 有限元分析软件对冷拔后滚动直线导轨的退火减小残仿真，分析通过退火去应力处理后滚动直线导轨残余应力及直线度冷拔模具孔型的确定。基于冷拔过程和退火去应力过程的有限元仿交试验研究冷拔模具各孔型参数对滚动直线导轨残余应力和直线度响规律，并得到各参数的最优组合。

滚动直线导轨,冷拔

燕山大学工学硕士学位论文第 2 章冷拔滚动直线导轨的配模设计拔后滚动直线导轨的尺寸、力学性能及表面质量等，导来完成。相对于其它冷拔件而言，滚动直线导轨由于是行设计，这是冷拔工艺设计的难点。对象的确定湾上银公司的 HGL30CA 型滚动直线导轨为研究对尺寸如下图 2-1 所示。由图可知，该滚动直线导轨为在后续的研究中，将左右方向规定为 X 方向，将上

【参考文献】