导　　师： 华林;吴永桥

学科专业： H0204

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 武汉理工大学

摘　　要： 环件冷辗扩是环件在不需加热的条件下进行的特种成形工艺，它通过连续局部塑性回转变形扩大环件直径并成形环件。这种高效低成本优质量的工艺已在轴承等行业得到了应用，但还很不完善。随着冷辗扩环件应用范围的扩大，以及对环件精度要求的提高，迫切需要对环件冷辗扩工艺、设备与控制等进行更深入的研究。本文把冷辗扩工艺、设备与控制等因素作为一个相互关联的整体进行了研究，建立了冷辗扩工艺过程的数学模型，提出了环件尺寸在线测量和设备控制的技术方案。主要内容和研究成果如下： 1．研究了芯辊进给速度和驱动辊转速对环件外径增长率的影响，系统地建立了冷辗扩过程数学模型。该模型全面反映了冷辗扩过程中工艺变量之间的关系，它为冷辗扩规程设计、冷辗扩机自动控制提供了理论基础。 2．基于对圆度辊随动位置和随动约束力的分析，建立了圆度辊随动系统的模型，为圆度辊的控制和机构设计提供了理论依据。 3．提出了以外径增长率为控制目标的冷辗扩规程设计方法。用该方法设计的冷辗扩规程，可直接给出芯辊进给速度与环件壁厚或外径变化关系曲线，这种曲线方便冷辗扩机实施控制。实验证明该方法高效快捷。 4．根据所建立的数学模型，编制了过程参数模拟软件。该软件可模拟并显示主要过程参数的时间历程，为工艺分析和过程控制提供了有力工具。 5．建立了冷辗扩环件尺寸在线测量的数学模型，给出了一种环件毛坯体积预测计算的简便算法，以及基于此算法的精辗位置外径判据。对环件尺寸误差进行了分析，提出了减小误差的措施。 6．提出了冷辗扩设备数控系统的总体结构，根据冷辗扩过程的特点和控制要求，扩展了以plc核心的冷辗扩机控制系统。 7．分析了包括机械传动结构在内的冷辗扩机交流电气伺服系统，在simulink/matalb中建立了动态仿真模型，并进行了仿真研究。

关 键 词： 环件冷辗扩 成形工艺 冷辗扩工艺 在线测量 设备控制技术

分 类 号： [TG231.22]

领　　域： [金属学及工艺]