钢丝拉弯矫直关键工艺参数和直线度关系的研究
发布时间：2020-12-27 16:57
钢丝广泛应用于轻工业、建筑业和制造业,如制作弹簧、缠绕钢丝绳、制作自行车及摩托车辐条、焊接金属骨架、编织钢丝网、制琴、制作轮胎等等。钢丝在生产过程中由于受力受热不均,或者运输堆放等原因可能出现一定程度的弯曲和扭曲变形。同时成品钢丝一般是盘状交货,在某些情况下使用钢丝之前需要进行矫直使钢丝达到一定的平直度,如制车辐条、弹簧、织网等。本文主要针对钢丝拉弯矫直工艺参数与钢丝直线度的关系进行研究。本文首先基于平行辊钢丝辊式矫直器,设计大小辊交错排布斜向下压的新型钢丝拉弯矫直器,推导辊径、下压量、辊距、张力等工艺参数的计算公式。然后对钢丝拉弯矫直机理做出探讨,并推导钢丝两侧发生塑性变形中性层偏移量计算公式。再建立正交试验,将直径1mm的钢丝作为矫直目标,运用ABAQUS对钢丝拉弯矫直过程做出动态有限元仿真并对仿真结果进行可视化处理。根据应力分布图验证了拉弯矫直过程中的中性层偏移理论,根据速度对比图验证了张力的成功施加。本文分别将直线度、截面圆度和残余应力作为评价标准,对钢丝矫直质量做出评估。根据正交试验结果,总结了辊径、张力、包角几个关键工艺参数对评价标准的影响规律,并得到最优参数组合。进一步研...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平行辊矫直器实物图
停的旋转，使工件产生反复的弯曲。但由于这种结构工件与模孔之间相对滑移和转动会产生很大的摩擦，一方面造成模孔的过度损耗，另一方面会划伤工件，使得工件表面质量下降。这两种情况在实际生产中都是我们要极力避免的。为了减小工具磨损并提高矫直质量，人们对矫直机做出了很多改进。现今常见的旋转矫直机机构有：滑动模式结构、滚动模式结构、斜辊式结构。钢丝本身直径较小，滑动模式结构与滚动模式结构常用于钢丝的矫直，而斜辊式矫直通常用于钢筋与钢管等尺寸较大的型材矫直。钢丝旋转矫直器通常为矫直工具进行旋转。如图1-2为转毂式钢丝矫直器。矫直工具2(孔模)围绕钢丝进行不停旋转，钢丝在向前运动的过程中实现全方向的矫直。1-转毂2-孔模3-钢丝图1-2转毂式钢丝矫直器(3)拉弯矫直钢丝拉弯矫直是指使钢丝通过辊子进行反弯矫直的同时，通过张力施加装置对钢丝施加张力，使得钢丝在拉应力和弯曲应力的综合作用下进行矫直。这是一种结合123
燕山大学工学硕士学位论文-6-1-钢丝2-矫直辊图1-313辊单方向钢丝矫直器示意图为了能够对空间弯曲进行矫直，矫直器的结构变为在两个垂直方向上设置矫直辊，但这使得矫直辊数剧增，有的甚至达到30多个，无疑会带来调节繁琐问题，而且会出现部分辊子不参与矫直的现象。图1-4为10辊两方向钢丝矫直器。A部分为水平矫直辊组，B部分为竖直矫直辊组。1-钢丝2-水平矫直辊3-竖直矫直辊图1-410辊两方向钢丝矫直器示意图以上两种结构是平行辊矫直器常采用的结构形式，而为了进一步提高矫直质量，有时在三个方向上设置矫直辊，三排矫直辊之间呈现一定的角度。但是平行辊式矫直普遍存在的问题是矫直经过一段时间后钢丝重新变弯，这是钢丝变形不充分以及矫直后内部应力分布不均匀造成的。为使钢丝受力更加均匀充分，旋转矫直器应用于钢丝矫直。滑动模式结构与滚动模式结构常用于钢丝的矫直。图1-2为前文介绍的转毂矫直器，钢丝矫直过程中并不转动，模孔在电机的驱动下不停的围绕钢丝进行旋转，钢丝受到来自各个方向的弯曲应力的作用，因而旋转矫直是全方位的矫直，钢丝受力均匀，但由于摩擦严重会影响钢丝表面质量。旋转矫直的另一种结构形式是采用斜辊进行矫直，1914年阿布拉姆森提出5辊斜辊矫直机，此后旋转矫直机多以此为依据进行改进。但钢丝直径较小，斜辊与钢丝贴合情况不好，斜辊矫直更适合钢管、钢筋等截面形状更大的原材。图1-5为斜辊矫直器示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]九辊矫直机矫直过程仿真分析及压下规程参数设计[J]. 王艳,赵连磊,崔西民,朱新庆. 塑性工程学报. 2019(01)
[2]十辊管材高精度矫直机参数设计与仿真分析[J]. 杨会林,黄开旺,张子骞,高燕万. 冶金设备. 2018(06)
[3]机械加工钢丝矫直除锈装置设计[J]. 高爱利,王智超. 山东工业技术. 2018(23)
[4]二辊矫直对棒材残余应力的影响[J]. 马立东,陈硕,麻浩曦. 塑性工程学报. 2018(05)
[5]二辊矫直机矫直过程仿真与分析[J]. 史丽晨,史晨磊,杜小渊,梁国强. 煤矿机械. 2015(11)
[6]拉弯矫直机组张力及延伸率控制系统改进[J]. 曹俊华,陈志豪,李江宇. 一重技术. 2015(03)
[7]钢筋矫直过程延伸率的确定及矫直精度[J]. 刘志亮,陈康元. 塑性工程学报. 2015(02)
[8]评定直线度误差数据处理方法的分析与比较[J]. 阚萍,贺晓春. 工具技术. 2014(10)
[9]正交和均匀实验设计方法的比较[J]. 董敬莎,孙晓燕,牛博英. 科技视界. 2013(22)
[10]夹送辊的设计计算[J]. 段胜林. 有色金属加工. 2012(03)
硕士论文
[1]钢丝拉弯矫直工艺参数研究[D]. 郑杰锋.燕山大学 2017
[2]拉弯矫直工艺模型与带钢矫后力学性能研究[D]. 张婧.太原科技大学 2017
[3]转毂式钢筋矫直机的矫直过程模拟及参数研究[D]. 张爽.燕山大学 2015
[4]450mm拉弯矫机组工艺参数的研究及控制系统的开发[D]. 李董超.太原科技大学 2015
[5]辊式矫直过程残余应力测试与分析[D]. 李艳威.太原科技大学 2015
[6]宽厚板矫直过程有限元模拟[D]. 刘泽锋.燕山大学 2014
[7]带钢在拉弯矫直过程中的行为分析[D]. 马国財.太原科技大学 2014
[8]具有三维缺陷的带材拉弯矫直变形机理的研究[D]. 李中喜.太原科技大学 2013
[9]拉伸弯曲矫直机辅助设计与控制仿真系统的研究与开发[D]. 傅玉勇.重庆大学 2006
[10]固定不等辊距型钢矫直机的优化设计[D]. 杨文景.燕山大学 2006
本文编号：2942124
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平行辊矫直器实物图
停的旋转，使工件产生反复的弯曲。但由于这种结构工件与模孔之间相对滑移和转动会产生很大的摩擦，一方面造成模孔的过度损耗，另一方面会划伤工件，使得工件表面质量下降。这两种情况在实际生产中都是我们要极力避免的。为了减小工具磨损并提高矫直质量，人们对矫直机做出了很多改进。现今常见的旋转矫直机机构有：滑动模式结构、滚动模式结构、斜辊式结构。钢丝本身直径较小，滑动模式结构与滚动模式结构常用于钢丝的矫直，而斜辊式矫直通常用于钢筋与钢管等尺寸较大的型材矫直。钢丝旋转矫直器通常为矫直工具进行旋转。如图1-2为转毂式钢丝矫直器。矫直工具2(孔模)围绕钢丝进行不停旋转，钢丝在向前运动的过程中实现全方向的矫直。1-转毂2-孔模3-钢丝图1-2转毂式钢丝矫直器(3)拉弯矫直钢丝拉弯矫直是指使钢丝通过辊子进行反弯矫直的同时，通过张力施加装置对钢丝施加张力，使得钢丝在拉应力和弯曲应力的综合作用下进行矫直。这是一种结合123
燕山大学工学硕士学位论文-6-1-钢丝2-矫直辊图1-313辊单方向钢丝矫直器示意图为了能够对空间弯曲进行矫直，矫直器的结构变为在两个垂直方向上设置矫直辊，但这使得矫直辊数剧增，有的甚至达到30多个，无疑会带来调节繁琐问题，而且会出现部分辊子不参与矫直的现象。图1-4为10辊两方向钢丝矫直器。A部分为水平矫直辊组，B部分为竖直矫直辊组。1-钢丝2-水平矫直辊3-竖直矫直辊图1-410辊两方向钢丝矫直器示意图以上两种结构是平行辊矫直器常采用的结构形式，而为了进一步提高矫直质量，有时在三个方向上设置矫直辊，三排矫直辊之间呈现一定的角度。但是平行辊式矫直普遍存在的问题是矫直经过一段时间后钢丝重新变弯，这是钢丝变形不充分以及矫直后内部应力分布不均匀造成的。为使钢丝受力更加均匀充分，旋转矫直器应用于钢丝矫直。滑动模式结构与滚动模式结构常用于钢丝的矫直。图1-2为前文介绍的转毂矫直器，钢丝矫直过程中并不转动，模孔在电机的驱动下不停的围绕钢丝进行旋转，钢丝受到来自各个方向的弯曲应力的作用，因而旋转矫直是全方位的矫直，钢丝受力均匀，但由于摩擦严重会影响钢丝表面质量。旋转矫直的另一种结构形式是采用斜辊进行矫直，1914年阿布拉姆森提出5辊斜辊矫直机，此后旋转矫直机多以此为依据进行改进。但钢丝直径较小，斜辊与钢丝贴合情况不好，斜辊矫直更适合钢管、钢筋等截面形状更大的原材。图1-5为斜辊矫直器示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]九辊矫直机矫直过程仿真分析及压下规程参数设计[J]. 王艳,赵连磊,崔西民,朱新庆. 塑性工程学报. 2019(01)
[2]十辊管材高精度矫直机参数设计与仿真分析[J]. 杨会林,黄开旺,张子骞,高燕万. 冶金设备. 2018(06)
[3]机械加工钢丝矫直除锈装置设计[J]. 高爱利,王智超. 山东工业技术. 2018(23)
[4]二辊矫直对棒材残余应力的影响[J]. 马立东,陈硕,麻浩曦. 塑性工程学报. 2018(05)
[5]二辊矫直机矫直过程仿真与分析[J]. 史丽晨,史晨磊,杜小渊,梁国强. 煤矿机械. 2015(11)
[6]拉弯矫直机组张力及延伸率控制系统改进[J]. 曹俊华,陈志豪,李江宇. 一重技术. 2015(03)
[7]钢筋矫直过程延伸率的确定及矫直精度[J]. 刘志亮,陈康元. 塑性工程学报. 2015(02)
[8]评定直线度误差数据处理方法的分析与比较[J]. 阚萍,贺晓春. 工具技术. 2014(10)
[9]正交和均匀实验设计方法的比较[J]. 董敬莎,孙晓燕,牛博英. 科技视界. 2013(22)
[10]夹送辊的设计计算[J]. 段胜林. 有色金属加工. 2012(03)
硕士论文
[1]钢丝拉弯矫直工艺参数研究[D]. 郑杰锋.燕山大学 2017
[2]拉弯矫直工艺模型与带钢矫后力学性能研究[D]. 张婧.太原科技大学 2017
[3]转毂式钢筋矫直机的矫直过程模拟及参数研究[D]. 张爽.燕山大学 2015
[4]450mm拉弯矫机组工艺参数的研究及控制系统的开发[D]. 李董超.太原科技大学 2015
[5]辊式矫直过程残余应力测试与分析[D]. 李艳威.太原科技大学 2015
[6]宽厚板矫直过程有限元模拟[D]. 刘泽锋.燕山大学 2014
[7]带钢在拉弯矫直过程中的行为分析[D]. 马国財.太原科技大学 2014
[8]具有三维缺陷的带材拉弯矫直变形机理的研究[D]. 李中喜.太原科技大学 2013
[9]拉伸弯曲矫直机辅助设计与控制仿真系统的研究与开发[D]. 傅玉勇.重庆大学 2006
[10]固定不等辊距型钢矫直机的优化设计[D]. 杨文景.燕山大学 2006
本文编号：2942124
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