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轴承径向轧制工艺条件影响规律

发布:2018-09-04 16:30:16  阅读:


  轴承轧制工艺条件直接影响到轧制过程中轴承环的变形条件和变形效果,是轴承轧制技术效果的决定性因素。了解轧制工艺条件对轴承轧制变形的影响规律,能够为轴承轧制工艺和设备设计,以及优化提供重要的理论指导。本节基于有限元实例模拟,重点分析阐述了轧制比、轧辊工作尺寸、进给速度、转速、初轧温度等主要工艺条件对径向轧制力能参数、宏观变形状态和微观组织状态的影响规律。

  力能参数影响规律

  在轧制过程中,受轴承环材料性能、几何尺寸和运动动态变化影响,轧制力和力矩也是动态变化的。因此,以整个轧制过程中的平均轧制力Fa和平均轧制力矩Ma分别描述轧制力和力矩,来分析工艺条件对力能参数的影响。

  1.轧制比影响

  在径向轧制中,轧制比入是指轴承环毛坯截面积A。与轴承环锻件截面积A之比。由于轴承径向轧制通常采用闭式孔型限制轴向宽展,轧制过程中轴承环的轴向尺寸可近似认为不变,因此轧制比也可以近似表示为轴承环毛坯壁厚H。与轴承环锻件壁厚H之比。轧制比是环坯尺寸设计的决定性参数,反映了轧制变形程度,因此是轴承轧制的重要工艺条件之一。

  图2.34所示为不同轧制比条件下平均轧制力和轧制力矩变化曲线。可以看出,随着λ增大,Fa和Ma值均增加,说明轧制比增大使轧制力能增加。

  2.轧辊工作尺寸影响

  在径向轧制中,影响轴承环轧制变形的轧辊工作尺寸参数主要是驱动辊工作半径R1和芯辊工作半径R2。

  1)驱动辊工作半径影响

  图2.35所示为不同驱动辊工作半径条件下平均轧制力和力矩变化曲线。可以看出随着驱动辊工作半径增大,F。值减小,M。值增大,说明驱动辊工作半径增大使轧制力减小、轧制力矩增大。

  2)芯辊工作半径影响

  图2. 36所示为不同芯辊工作半径下平均轧制力和轧制力矩变化曲线。可以看出,随着芯辊工作半径增大,Fa值和Ma值均增大,说明芯辊工作半径增大使轧制力能增加。

  3.进给速度影响

  在径向轧制中,进给速度指压力辊的直线进给运动速度,是影响轴承环轧制变形的关键轧辊运动参数。

  图所示为不同进给速度条件下平均轧制力和轧制力矩变化曲线。可以看出,随着进给速度的增大,Fa值和Ma值均增大,说明进给速度增大使径向轧制力能增加。

  4. 转速影响

  在径向轧制中,转速是指驱动辊的旋转运动速度,决定了轴承环和芯辊的转动速度,也是影响轴承环轧制变形的关键轧辊运动参数。

  5.初轧温度影响

  在径向热轧中,轴承环温度是动态变化的,而初始轧制时的环坯温度(简称初轧温度)很大程度上决定了轧制过程中轴承环温度变化,是影响轴承环轧制变形的关键温度参数。

  如图2.39所示为不同初轧温度条件下平均轧制力和轧制力矩变化曲线。可以看出,随着初轧温度升高,Fa值和Ma值均减小,说明初轧温度升高使轧制力能减小。

  通过分析可知,工艺条件变化对力能参数的影响可以归结为工艺条件的变化改变了材料性能参数、每转进给量、接触弧长等力能参数关键影响因素。

  轧制比的变化主要改变了接触弧长和材料性能参数。随着轧制比增加,一方面,环坯内外直径减小、壁厚增加,导致环坯与轧辊接触弧长增大、接触面积增加;另一方面,轧制变形量增加使材料加工硬化程度增加,轧制时间增加使温度降低程度增加,导致材料变形抗力增加,因此轧制力能参数随之增加。

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