棒钢二辊矫直机凹辊设计方法与矫直工艺参数研究

发布时间：2020-10-22 10:48

　　 矫直是钢材棒料生产中一道重要的工序,由于棒材在轧制、热处理等工艺环节中会不可避免的出现弯曲,为了消除弯曲获得平直的棒材,则要利用矫直机对棒材进行矫直。对于棒材矫直来说,二辊矫直技术独具优点并且得到广泛应用。本文针对中大直径钢材棒料二辊矫直矫直精度差,表面出现大量波纹的问题进行研究,分析存在的设计缺陷,设计出适用于Φ50~Φ70mm棒材高精度矫直的凹辊辊型。本文对二辊矫直机理进行阐述,通过对现有辊型设计方法进行优缺点比较,确定采用三段式等曲率辊型对Φ50~Φ70mm中大直径钢材棒料凹辊辊型进行设计。利用二辊矫直机理与矫直棒材曲率变化趋势相结合,确定出等曲率辊型每段反弯曲率比的取值,并代入matlab编程得到设计凹辊辊型。分别采用Φ50~Φ70mm直径范围内5种不同直径的棒材(Φ50mm、Φ55mm、Φ60mm、Φ65mm、Φ70mm)进行矫直精度实验验证,对矫直棒材的直线度,椭圆度,表面粗糙度进行测量与分析,进而验证设计凹辊的正确性。实验结果表明设计的凹辊能够保证Φ50~Φ70mm中大直径钢材棒料的高精度矫直。并且本文对Φ20mm与Φ30mm较小直径棒材进行矫直精度验证,证明了设计凹辊在保证Φ50~Φ70mm矫直精度的同时还具有一定的通用性。由于同一矫辊对不同直径棒材矫直时,棒与辊的接触必然会发生改变,导致不同直径棒材的矫直结果不同。本文对二辊矫直中重要工艺参数辊间斜角进行研究,得到Φ50mm、Φ55mm、Φ60mm、Φ65mm、Φ70mm矫直棒材对应的最佳辊间斜角,并验证矫直精度证明计算辊间斜角的合理性。给出矫直速度与辊缝调节的选择准则,可以为后续棒材二辊矫直提供参考。对二辊矫直进行图形界面设计,使用者仅仅需要输入矫直基本参数即可得到多种辊型,节约了设计人员的计算时间,为辊型设计和计算提供便利。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG333.23
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 二辊矫直技术与发展概况
        1.2.1 二辊矫直机
        1.2.2 国外研究概况
        1.2.3 国内研究概况
    1.3 本文的主要研究内容
2 棒材二辊矫直弹塑性机理与理论基础
    2.1 棒材弯曲变形与应力
    2.2 棒材弯曲变形与曲率
    2.3 棒材弯曲变形与弯矩
    2.4 棒材弯曲变形与能耗
    2.5 曲率比方程
    2.6 本章小结
3 二辊矫直凹辊辊型优化设计方法
    3.1 二辊矫直矫直机理与辊型曲线
        3.1.1 双曲线式辊型
        3.1.2 单圆弧式辊型
        3.1.3 拟合圆弧式辊型
        3.1.4 分段式等曲率辊型
Φ70mm棒钢凹辊优化设计方法'>    3.2 中大直径Φ50^Φ70mm棒钢凹辊优化设计方法
        3.2.1 分段式等曲率辊型设计方法
        3.2.2 二辊矫直过程曲率变化分析
        3.2.3 反弯曲率比取值方法
        3.2.4 反弯曲率比取值验证
    3.3 凹辊辊型计算
    3.4 本章小结
4 优化设计凹辊矫直精度实验验证
Φ70mm棒钢矫直精度实验验证'>    4.1 中大直径Φ50^Φ70mm棒钢矫直精度实验验证
        4.1.1 实验验证方法
        4.1.2 直线度测量与分析
        4.1.3 椭圆度测量与分析
        4.1.4 表面质量测量与分析
    4.2 凹辊通用性验证
    4.3 本章小结
5 二辊矫直辊间斜角工艺参数研究
    5.1 辊间斜角对二辊矫直的影响
Φ70mm棒钢辊间斜角计算'>    5.2 中大直径Φ50^Φ70mm棒钢辊间斜角计算
    5.3 实验验证
        5.3.1 直线度测量与分析
        5.3.2 椭圆度测量与分析
        5.3.3 表面质量测量与分析
        5.3.4 二辊矫直可视化设计
    5.4 其他矫直工艺参数研究
        5.4.1 矫直速度
        5.4.2 辊缝的调节原则
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

【参考文献】

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本文编号：2851497