買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 分 類 號(hào) 密 級(jí) 寧 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6320 軸承外圈冷碾擴(kuò)成形機(jī)理研究 所在學(xué)院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 11 機(jī)自 x 班 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 2015 年 3 月 31 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 要 精密冷輾是從傳統(tǒng)熱輾擴(kuò)發(fā)展而來的。至少在六、七十年之前，人們就產(chǎn)生了實(shí)現(xiàn)精輾的愿望，并先后做過試驗(yàn)，但受到多種條件的制約。近20 年以來，由于精密冷輾工藝方面的突破 性進(jìn)展和現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、材料技術(shù)等的飛速發(fā)展，為精密冷輾技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，使其由試驗(yàn)研究進(jìn)入實(shí)用階段。當(dāng)前精密冷輾技術(shù)在世界范圍內(nèi)處于成長和上升時(shí)期。這一階段的主要標(biāo)志是在應(yīng)用中提高、完善、發(fā)展，在發(fā)展中擴(kuò)大應(yīng)用。在常溫下用軋制加工環(huán)形零件是軋制加工的又一種類型。近幾年來，我國軸承行業(yè)開始采用冷軋加工軸承套圈。它與冷軋絲杠或齒輪等零件的不同點(diǎn)在于軸承套圈毛坯在成形輥和芯輥之間經(jīng)冷軋后截面縮小而工件直徑擴(kuò)大。為了區(qū)別于一般的螺栓和齒輪這類零件的冷軋加工，我們把軸承套圈這類環(huán)形零件的 冷軋加工稱為冷輾擴(kuò)加工，把用來進(jìn)行冷輾擴(kuò)加工的設(shè)備稱為冷輾擴(kuò)機(jī)。軸承套圈的冷輾擴(kuò)工藝是上世紀(jì)80 年代發(fā)展起來的新技術(shù)。最先采用這項(xiàng)技術(shù)的有德國、美國、日本和前蘇聯(lián)，在 80 年代末和 90 年代初開始受到我國軸承行業(yè)的重視，先后派員出國考察和洽談引進(jìn)冷輾擴(kuò)設(shè)備。就在國內(nèi)軸承行業(yè)將進(jìn)行一場(chǎng)轟轟烈烈的工藝革命的同時(shí)，天馬領(lǐng)導(dǎo)人高瞻遠(yuǎn)矚，先后引進(jìn)世界上最先進(jìn)的由德國巴德 杜本公司生產(chǎn)的冷輾機(jī)及技術(shù) ，率先將軸承環(huán) (套圈 )精密冷輾擴(kuò)成型工藝及設(shè)備用于中大型號(hào)套圈大批量生產(chǎn)中，經(jīng)過公司不斷地消化吸收，生產(chǎn)試制，現(xiàn)已成功地生產(chǎn) 了幾十個(gè)品種，月產(chǎn)量 50 多萬套的大中型軸承套圈，技術(shù)、質(zhì)量明顯地上了個(gè)新臺(tái)階。冷輾擴(kuò)的工作理是由一個(gè)主買文檔 就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 驅(qū)動(dòng)的模具（滾輪）來成形外表面形狀以及一個(gè)從動(dòng)的旋轉(zhuǎn)模具（芯棒）來成形內(nèi)表面形狀，他們由支撐輪將其擠壓成形，因此這種利用金屬材料的塑性變形來獲得所需的零件形狀和尺寸，沒有材料的切除，也沒有強(qiáng)烈的震動(dòng)和噪聲，因而具有切屑加工所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前，國內(nèi)軸承行業(yè)陸續(xù)從德國的巴德杜本公司和日本的共榮精工引進(jìn)了一些冷輾擴(kuò)冷輾擴(kuò)機(jī)，德國的巴德杜本公司是研究開發(fā)軸承套圈冷輾擴(kuò)設(shè)備較早的廠家，生產(chǎn)的冷輾擴(kuò)機(jī)有立式的，也有 臥式的，日本共榮精工生產(chǎn)的是臥式的。 關(guān)鍵詞： 冷碾擴(kuò)成形冷碾擴(kuò)成形；冷碾擴(kuò)成形； 改進(jìn)設(shè)計(jì) he of be to of is of is is of at of of to in is of at of of to in 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 IV is of at of of to in is of at of of to in is of at of of to in is of at of of to in 買文檔 就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 摘 要 . . 錄 . V 第 1 章 緒論 . 7 第 2 章 總體方 案確定 . 8 冷碾擴(kuò)成形工作原理 . 8 320 軸承外圈冷碾擴(kuò)成形總體設(shè)計(jì) . 10 承的特點(diǎn) . 5 碾擴(kuò)成形的整機(jī)結(jié)構(gòu)及選擇 . 6 碾擴(kuò)成形冷碾擴(kuò)成形的工作流程 . 8 第 3 章 冷碾擴(kuò)成形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 10 結(jié)構(gòu)組成部分及功能 . 11 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容 . 12 成形機(jī)理介紹 . 13 第 4 章 成形機(jī)理研究 . 15 有限元簡(jiǎn)介 . 17 模型導(dǎo)入 . 20 材料設(shè)定 . 21 網(wǎng)格劃分 . 23 邊界條件設(shè)定 . 25 分析結(jié)果 . 28 承外圈分析結(jié)果 . 30 圈分析結(jié)果 . 151 擴(kuò)輥 分析結(jié)果 . 152 分析結(jié)論 . 224 承外圈分析結(jié)論 . 157 圈分析結(jié)論 . 158 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 輾擴(kuò)輥 分析結(jié)論 . 159 結(jié)論 . 40 參考文獻(xiàn) . 41 致 謝 . 42 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 第 1 章 緒論 精 密冷輾是從傳統(tǒng)熱輾擴(kuò)發(fā)展而來的。至少在六、七十年之前，人們就產(chǎn)生了實(shí)現(xiàn)精輾的愿望，并先后做過試驗(yàn)，但受到多種條件的制約。近20 年以來，由于精密冷輾工藝方面的突破性進(jìn)展和現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、材料技術(shù)等的飛速發(fā)展，為精密冷輾技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，使其由試驗(yàn)研究進(jìn)入實(shí)用階段。當(dāng)前精密冷輾技術(shù)在世界范圍內(nèi)處于成長和上升時(shí)期。這一階段的主要標(biāo)志是在應(yīng)用中提高、完善、發(fā)展，在發(fā)展中擴(kuò)大應(yīng)用。在常溫下用軋制加工環(huán)形零件是軋制加工的又一種類型。近幾年來，我國軸承行業(yè)開始采用冷軋加工軸承套圈。它與冷軋絲杠 或齒輪等零件的不同點(diǎn)在于軸承套圈毛坯在成形輥和芯輥之間經(jīng)冷軋后截面縮小而工件直徑擴(kuò)大。為了區(qū)別于一般的螺栓和齒輪這類零件的冷軋加工，我們把軸承套圈這類環(huán)形零件的冷軋加工稱為冷輾擴(kuò)加工，把用來進(jìn)行冷輾擴(kuò)加工的設(shè)備稱為冷輾擴(kuò)機(jī)。軸承套圈的冷輾擴(kuò)工藝是上世紀(jì)80 年代發(fā)展起來的新技術(shù)。最先采用這項(xiàng)技術(shù)的有德國、美國、日本和前蘇聯(lián)，在 80 年代末和 90 年代初開始受到我國軸承行業(yè)的重視，先后派員出國考察和洽談引進(jìn)冷輾擴(kuò)設(shè)備。就在國內(nèi)軸承行業(yè)將進(jìn)行一場(chǎng)轟轟烈烈的工藝革命的同時(shí)，天馬領(lǐng)導(dǎo)人高瞻遠(yuǎn)矚，先后引進(jìn)世界上最先進(jìn)的由德國巴德 杜本公司生產(chǎn)的冷輾機(jī)及技術(shù) ，率先將軸承環(huán) (套圈 )精密冷輾擴(kuò)成型工藝及設(shè)備用于中大型號(hào)套圈大批量生產(chǎn)中，經(jīng)過公司不斷地消化吸收，生產(chǎn)試制，現(xiàn)已成功地生產(chǎn)了幾十個(gè)品種，月產(chǎn)量 50 多萬套的大中型軸承套圈，技術(shù)、質(zhì)量明顯地上了個(gè)新臺(tái)階。冷輾擴(kuò)的工作理是由一個(gè)主買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 驅(qū)動(dòng)的模具（滾輪）來成形外表面形狀以及一個(gè)從動(dòng)的旋轉(zhuǎn)模具（芯棒）來成形內(nèi)表面形狀，他們由支撐輪將其擠壓成形，因此這種利用金屬材料的塑性變形來獲得所需的零件形狀和尺寸，沒有材料的切除，也沒有強(qiáng)烈的震動(dòng)和噪聲，因而具有切屑加工所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前，國內(nèi) 軸承行業(yè)陸續(xù)從德國的巴德杜本公司和日本的共榮精工引進(jìn)了一些冷輾擴(kuò)冷輾擴(kuò)機(jī)，德國的巴德杜本公司是研究開發(fā)軸承套圈冷輾擴(kuò)設(shè)備較早的廠家，生產(chǎn)的冷輾擴(kuò)機(jī)有立式的，也有臥式的，日本共榮精工生產(chǎn)的是臥式的。 第 2 章 總體方案確定 冷碾擴(kuò)成形工作原理 精密冷輾是從傳統(tǒng)熱輾擴(kuò)發(fā)展而來的。至少在六、七十年之前，人們就產(chǎn)生了實(shí)現(xiàn)精輾的愿望，并先后做過試驗(yàn)，但受到多種條件的制約。近20 年以來，由于精密冷輾工藝方面的突破性進(jìn)展和現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、材料技術(shù)等的飛速發(fā)展，為精密冷輾技 術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，使其由試驗(yàn)研究進(jìn)入實(shí)用階段。當(dāng)前精密冷輾技術(shù)在世界范圍買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 內(nèi)處于成長和上升時(shí)期。這一階段的主要標(biāo)志是在應(yīng)用中提高、完善、發(fā)展，在發(fā)展中擴(kuò)大應(yīng)用。在常溫下用軋制加工環(huán)形零件是軋制加工的又一種類型。近幾年來，我國軸承行業(yè)開始采用冷軋加工軸承套圈。它與冷軋絲杠或齒輪等零件的不同點(diǎn)在于軸承套圈毛坯在成形輥和芯輥之間經(jīng)冷軋后截面縮小而工件直徑擴(kuò)大。為了區(qū)別于一般的螺栓和齒輪這類零件的冷軋加工，我們把軸承套圈這類環(huán)形零件的冷軋加工稱為冷輾擴(kuò)加工，把用來進(jìn)行冷輾擴(kuò)加工的設(shè)備稱為冷輾擴(kuò)機(jī)。軸承套圈的冷輾擴(kuò)工 藝是上世紀(jì)80 年代發(fā)展起來的新技術(shù)。最先采用這項(xiàng)技術(shù)的有德國、美國、日本和前蘇聯(lián)，在 80 年代末和 90 年代初開始受到我國軸承行業(yè)的重視，先后派員出國考察和洽談引進(jìn)冷輾擴(kuò)設(shè)備。就在國內(nèi)軸承行業(yè)將進(jìn)行一場(chǎng)轟轟烈烈的工藝革命的同時(shí)，天馬領(lǐng)導(dǎo)人高瞻遠(yuǎn)矚，先后引進(jìn)世界上最先進(jìn)的由德國巴德 杜本公司生產(chǎn)的冷輾機(jī)及技術(shù) ，率先將軸承環(huán) (套圈 )精密冷輾擴(kuò)成型工藝及設(shè)備用于中大型號(hào)套圈大批量生產(chǎn)中，經(jīng)過公司不斷地消化吸收，生產(chǎn)試制，現(xiàn)已成功地生產(chǎn)了幾十個(gè)品種，月產(chǎn)量 50 多萬套的大中型軸承套圈，技術(shù)、質(zhì)量明顯地上了個(gè)新臺(tái)階。冷輾 擴(kuò)的工作理是由一個(gè)主驅(qū)動(dòng)的模具（滾輪）來成形外表面形狀以及一個(gè)從動(dòng)的旋轉(zhuǎn)模具（芯棒）來成形內(nèi)表面形狀，他們由支撐輪將其擠壓成形，因此這種利用金屬材料的塑性變形來獲得所需的零件形狀和尺寸，沒有材料的切除，也沒有強(qiáng)烈的震動(dòng)和噪聲，因而具有切屑加工所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前，國內(nèi)軸承行業(yè)陸續(xù)從德國的巴德杜本公司和日本的共榮精工引進(jìn)了一些冷輾擴(kuò)冷輾擴(kuò)機(jī)，德國的巴德杜本公司是研究開發(fā)軸承套圈冷輾擴(kuò)設(shè)備較早的廠家，生產(chǎn)的冷輾擴(kuò)機(jī)有立式的，也有臥式的，日本共榮精工生產(chǎn)的是臥式的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 320 軸承外圈冷碾擴(kuò)成形總體設(shè)計(jì) 承的特點(diǎn) 軸承 （ 當(dāng)代 機(jī)械設(shè)備 中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其運(yùn)動(dòng)過程中的 摩擦系數(shù) ，并保證其回轉(zhuǎn)精度。 按運(yùn)動(dòng)元件摩擦性質(zhì)的不同，軸承可分為 滾動(dòng)軸承 和 滑動(dòng)軸承 兩大類。其中滾動(dòng)軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，但與滑動(dòng)軸承相比它的徑向尺寸、振動(dòng)和噪聲較大，價(jià)格也較高。滾動(dòng)軸承一般由 外圈 、 內(nèi)圈 、 滾動(dòng)體 和 保持架 四部分組成。按滾動(dòng)體的形狀，滾動(dòng)軸承分為 球軸承 和 滾子軸承 兩大類。 早期的直線運(yùn)動(dòng)軸承形式，就是在一排撬板下放置一排木桿?，F(xiàn)代直線運(yùn)動(dòng)軸承使用的是同一種工作原理，只不過有時(shí)用球代替滾子。最簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)軸 承是軸套軸承，它只是一個(gè)夾在車輪和輪軸之間的襯套。這種設(shè)計(jì)隨后被滾動(dòng)軸承替代，就是用很多圓柱形的滾子替代原先的襯套，每個(gè)滾動(dòng)體就像一個(gè)單獨(dú)的車輪。 在意大利奈米湖發(fā)現(xiàn)的一艘建造于公元前 40 年的古羅馬船只上，發(fā)現(xiàn)了早期的球軸承的實(shí)例：一個(gè)木制球軸承是用來支撐旋轉(zhuǎn)桌面。據(jù)說列昂納多達(dá)芬奇在 1500 年左右曾經(jīng)對(duì)一種球軸承進(jìn)行過描述。球軸承的各種不成熟因素中，有很重要的一點(diǎn)就是球之間會(huì)發(fā)生碰撞，造成額外的摩擦。但是可以通過把球放進(jìn)一個(gè)個(gè)小籠里防止這種現(xiàn)象。 17 世紀(jì)，伽利略對(duì)“籠裝球”的球軸承做過最早的描述。十七 世紀(jì)末，英國的 裝在郵車上試用以及英國的 早投入實(shí)用的帶有保持架的滾動(dòng)軸承是鐘表匠約翰哈里遜于 1760 年為制買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 作 時(shí)計(jì)而發(fā)明的。十八世紀(jì)末德國的 赫茲成就的基礎(chǔ)上，德國的 典的 發(fā)展?jié)L動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)理論和疲勞壽命計(jì)算作出了貢獻(xiàn)。隨后，俄國的 一個(gè)關(guān)于球溝道的專利是卡馬森的菲利普沃恩在 1794 年獲得的。 1883 年，弗里 德里希費(fèi)舍爾提出了使用合適的生產(chǎn)機(jī)器磨制大小相同、圓度準(zhǔn)確的鋼球的主張，奠定了軸承工業(yè)的基礎(chǔ)。英國的 出了雷諾方程，從此奠定了流體動(dòng)壓潤滑理論的基礎(chǔ)。 行業(yè)概況根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)， 2011 年中國軸承制造行業(yè)規(guī)模 (年銷售收入 2000 萬元以上 )企業(yè)共有 1416 家企業(yè)，全年實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值 比增長 銷售收入為 元，同比增長 利潤總額 元，較上年增長為 預(yù)計(jì)到 2015 年，我國軸承產(chǎn)量有望超過 280 億 套，主營業(yè)務(wù)收入有望達(dá)到 2100 億元，成為全球最大的軸承生產(chǎn)和銷售基地。 當(dāng)前我國軸承行業(yè)主要面臨三大突出問題：分別是行業(yè)生產(chǎn)集中度低、研發(fā)和創(chuàng)新能力低、制造技術(shù)水平低。第一，行業(yè)生產(chǎn)集中度低。在全世界軸承約 300 億美元的銷售額中，世界 8 大跨國公司占 75% 80%。德國兩大公司占其全國總量的 90%，日本 5 家占其全國總量的 90%，美國 1 家占其全國總量的 56%。而我國瓦軸等 10 家最大的軸承企業(yè)，銷售額僅占全行業(yè)的 前 30 家的生產(chǎn)集中度也僅為 第二，研發(fā)和創(chuàng)新能力低。全行業(yè)基礎(chǔ)理論研究弱 ，參與國際標(biāo)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 準(zhǔn)制訂力度弱，少原創(chuàng)技術(shù)，少專利產(chǎn)品。 當(dāng)前我們的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)基本上是模仿，產(chǎn)品開發(fā)能力低，表現(xiàn)在：雖然對(duì)國內(nèi)主機(jī)的配套率達(dá)到 80%，但高速鐵路客車、中高檔轎車、計(jì)算機(jī)、空調(diào)器、高水平軋機(jī)等重要主機(jī)的配套和維修軸承，基本上靠進(jìn)口。 第三，制造技術(shù)水平低。我國軸承工業(yè)制造工藝和工藝裝備技術(shù)發(fā)展緩慢，車加工數(shù)控率低，磨加工自動(dòng)化水平低，全國僅有 200 多條自動(dòng)生產(chǎn)線。對(duì)軸承壽命和可靠性至關(guān)重要的先進(jìn)熱處理工藝和裝備，如控制氣氛保護(hù)加熱、雙細(xì)化、貝氏體淬火等覆蓋率低，許多技術(shù)難題攻關(guān)未能取得突 破。軸承鋼新鋼種的研發(fā)，鋼材質(zhì)量的提高，潤滑、冷卻、清洗和磨料磨具等相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，尚不能適應(yīng)軸承產(chǎn)品水平和質(zhì)量提高的要求。因而造成工序能力指數(shù)低，一致性差，產(chǎn)品加工尺寸離散度大，產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定而影響軸承的精度、性能、壽命和可靠性。 軸承參數(shù)壽命 在一定載荷作用下，軸承在出現(xiàn)點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)或小時(shí)數(shù)，稱為軸承壽命。 滾動(dòng)軸承之壽命以轉(zhuǎn)數(shù)（或以一定轉(zhuǎn)速下的工作的小時(shí)數(shù)）定義：在此壽命以內(nèi)的軸承，應(yīng)在其任何軸承圈或滾動(dòng)體上發(fā)生初步疲勞損壞（剝落或缺損）。然而無論在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)或在實(shí)際使用中，都可明顯的看到，在同樣的工作條件下的外觀相同軸承，實(shí)際壽命大不相同。此外還有數(shù)種不同定義的軸承“壽命”，其中之一即所謂的“工作壽命”，它表示某一軸承在損壞之前可達(dá)到的實(shí)際壽命是由磨損、損壞通常并非由疲勞所致，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 而是由磨損、腐蝕、密封損壞等原因造成。 為確定軸承壽命的標(biāo)準(zhǔn)，把軸承壽命與可靠性聯(lián)系起來。 由于制造精度，材料均勻程度的差異，即使是同樣材料，同樣尺寸的同一批軸承，在同樣的工作條件下使用，其壽命長短也不相同。若以統(tǒng)計(jì)壽命為 1 單位，最長的相對(duì)壽命為 4 單位，最短的為 位，最長與最短壽命之比為 20。 90%的軸承不產(chǎn)生點(diǎn)蝕，所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)或小時(shí)數(shù)稱為軸承額定壽命。 額定動(dòng)載荷 為比較軸承抗點(diǎn)蝕的承載能力，規(guī)定軸承的額定壽命為一百萬轉(zhuǎn)（ 106）時(shí)，所能承受的最大載荷為基本額定動(dòng)載荷，以 C 表示。 也就是軸承在額定動(dòng)載荷 C 作用下，這種軸承工作一百萬轉(zhuǎn)（ 106）而不發(fā)生點(diǎn)蝕失效的可靠度為 90%， C 越大承載能力越高。 對(duì)于基本額定動(dòng)載荷 1向心軸承是指純徑向載荷 2推力球軸承是指純軸向載荷 3向心推力軸承是指產(chǎn)生純徑向位移得徑向分量 碾擴(kuò)成形的整機(jī)結(jié)構(gòu)及選擇 輾擴(kuò)是一種先進(jìn)的精密成形技術(shù)，是利用輾環(huán) 機(jī)使環(huán)件壁厚減薄、直徑擴(kuò)大的塑性加工工藝。其具有節(jié)約材料、使環(huán)件金屬纖維連續(xù)、增強(qiáng)零件抗腐蝕能力和疲勞強(qiáng)度、降低成本、提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)。因此，冷輾擴(kuò)加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軸承套圈等環(huán)形零件的加工。目前矩形截面環(huán)件買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 冷輾擴(kuò)的研究成果比較豐富，而異型截面環(huán)件的冷輾擴(kuò)研究尚處于起步階段。因此對(duì)異型截面環(huán)件冷輾擴(kuò)的深入研究有著重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。 本文以深溝球軸承內(nèi)圈為研究對(duì)象，分別利用理論分析、數(shù)值模擬、輾擴(kuò)實(shí)驗(yàn)等研究方法對(duì)其冷輾擴(kuò)成形關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。通過對(duì)冷輾擴(kuò)過程中環(huán)件的咬入條件、鍛透條件等分 析，得出了工藝參數(shù)的計(jì)算公式；利用剛塑性有限元理論，以有限元分析軟件 平臺(tái)，建立深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)有限元模型；通過對(duì)深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)過程有限元模擬，分析冷輾擴(kuò)過程中內(nèi)圈的應(yīng)變場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)以及金屬流動(dòng)規(guī)律，研究內(nèi)圈冷輾擴(kuò)變形機(jī)理，找出了缺陷產(chǎn)生的原因；研究了驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速、芯輥進(jìn)給速度以及寬徑比對(duì)寬展和直徑增長速度的影響規(guī)律，從而選擇合理的工藝參數(shù)，保證冷輾擴(kuò)成形質(zhì)量及穩(wěn)定性，為工藝參數(shù)的優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)；研究了驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速、芯輥進(jìn)給速度以及寬徑比對(duì)輾擴(kuò)力和輾擴(kuò)力矩的影響規(guī)律，為輾環(huán)機(jī)的選擇或 設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)；進(jìn)行了深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)過程中的成形效果、直徑增長速度以及輾擴(kuò)力矩的對(duì)比，驗(yàn)證了深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)有限元模擬的可靠性。 本論文通過對(duì)深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)過程研究得到的成果，對(duì)提高冷輾擴(kuò)的產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率、完善異型截面環(huán)件冷輾擴(kuò)理論具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 冷輾擴(kuò)的工作理是由一個(gè)主驅(qū)動(dòng)的模具（滾輪）來成形外表面形狀以及一個(gè)從動(dòng)的旋轉(zhuǎn)模具（芯棒）來成形內(nèi)表面形狀，他們由支撐輪將其擠壓成形，因此這種利用金屬材料的塑性變形來獲得所需的零件形狀和尺寸，沒有材 料的切除，也沒有強(qiáng)烈的震動(dòng)和噪聲，因而具有切屑加工所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。 碾擴(kuò)成形冷碾擴(kuò)成形的工作流程 利用冷輾擴(kuò)加工能提高材料利用率，可以從以下兩方面來進(jìn)行分析： （ 1） 在軸承套圈磨加工前全部采用車加工，需要在一個(gè)與成品工件相同直徑（指平均直徑）的毛坯表面切除金屬余量。而采用冷輾擴(kuò)加工時(shí)，只需在一個(gè)小于成品工件的毛坯表面切除金屬余量。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 （ 2）由于冷輾擴(kuò)加工是利用材料的塑性變形成形，工件原來要用車加工切除金屬來得到的溝槽和圓角等均可 利用材料的塑性變形得到，因而減少了金屬材料的損耗。采用冷輾加工可節(jié)省鋼材；減少機(jī)械加工量。 傳統(tǒng)的球軸承套圈車加工工藝為： 車內(nèi)徑、端面、倒角 車外徑、端面、倒角平面無心精車車溝道車裝配倒角采用車 車內(nèi)徑與一端面、倒角車外徑與另一端面、倒角平面無心冷輾擴(kuò)加工 車 且設(shè)備數(shù)量和占地面積也相應(yīng)減少，同時(shí)也節(jié)省了人力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 第 3 章 冷碾擴(kuò)成形設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)組成部分及功能 1,外輥 2，冷碾輥， 3，軸承外圈 4，壓輥 5，小輥 環(huán)件冷輾擴(kuò)是一種先進(jìn)的精密成形技術(shù)，是利用輾環(huán)機(jī)使環(huán)件壁厚減薄、直徑擴(kuò)大的塑性加工工藝。其具有節(jié)約材料、使環(huán)件金屬纖維連續(xù)、增強(qiáng)零件抗腐蝕能力和疲勞強(qiáng)度、降低成本、提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)。因此，冷輾擴(kuò)加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軸承套圈等環(huán)形零件的加工。目前矩形截面環(huán)件冷輾擴(kuò)的研究成果比較豐富，而異型截面環(huán)件的冷輾擴(kuò)研究尚處于起步階段。因此對(duì)異型截面環(huán)件冷輾擴(kuò)的深入研究有著重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。 本文以深溝球軸承內(nèi)圈為研究對(duì)象，分別利用理論分析、數(shù)值模買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 擬、輾擴(kuò)實(shí)驗(yàn)等研究方法對(duì)其冷輾擴(kuò)成形關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了深 入的研究。通過對(duì)冷輾擴(kuò)過程中環(huán)件的咬入條件、鍛透條件等分析，得出了工藝參數(shù)的計(jì)算公式；利用剛塑性有限元理論，以有限元分析軟件 平臺(tái)，建立深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)有限元模型；通過對(duì)深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)過程有限元模擬，分析冷輾擴(kuò)過程中內(nèi)圈的應(yīng)變場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)以及金屬流動(dòng)規(guī)律，研究內(nèi)圈冷輾擴(kuò)變形機(jī)理，找出了缺陷產(chǎn)生的原因；研究了驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速、芯輥進(jìn)給速度以及寬徑比對(duì)寬展和直徑增長速度的影響規(guī)律，從而選擇合理的工藝參數(shù)，保證冷輾擴(kuò)成形質(zhì)量及穩(wěn)定性，為工藝參數(shù)的優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)；研究了驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速、芯輥進(jìn)給速度 以及寬徑比對(duì)輾擴(kuò)力和輾擴(kuò)力矩的影響規(guī)律，為輾環(huán)機(jī)的選擇或設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)；進(jìn)行了深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)過程中的成形效果、直徑增長速度以及輾擴(kuò)力矩的對(duì)比，驗(yàn)證了深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)有限元模擬的可靠性。 本論文通過對(duì)深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)過程研究得到的成果，對(duì)提高冷輾擴(kuò)的產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率、完善異型截面環(huán)件冷輾擴(kuò)理論具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)中需要針對(duì)軸承外圈成型有很好的了解。軸承是非常精密的元件，并且軸承是承載用，具有較好的力學(xué)性能，從而對(duì)模具材 料要求更高。 目前矩形截面環(huán)件冷輾擴(kuò)的研究成果比較豐富，而異型截面環(huán)件的冷輾擴(kuò)研究尚處于起步階段。因此對(duì)異型截面環(huán)件冷輾擴(kuò)的深入研究有著重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。 本文以深溝球軸承內(nèi)圈為研究對(duì)象，分別利用理論分買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 析、數(shù)值模擬、輾擴(kuò)實(shí)驗(yàn)等研究方法對(duì)其冷輾擴(kuò)成形關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。通過對(duì)冷輾擴(kuò)過程中環(huán)件的咬入條件、鍛透條件等分析，得出了工藝參數(shù)的計(jì)算公式；利用剛塑性有限元理論，以有限元分析軟件平臺(tái)，建立深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)有限元模型；通過對(duì)深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)過程有限元模擬，分析冷輾擴(kuò)過 程中內(nèi)圈的應(yīng)變場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)以及金屬流動(dòng)規(guī)律，研究內(nèi)圈冷輾擴(kuò)變形機(jī)理，找出了缺陷產(chǎn)生的原因；研究了驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速、芯輥進(jìn)給速度以及寬徑比對(duì)寬展和直徑增長速度的影響規(guī)律，從而選擇合理的工藝參數(shù)，保證冷輾擴(kuò)成形質(zhì)量及穩(wěn)定性，為工藝參數(shù)的優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)；研究了驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速、芯輥進(jìn)給速度以及寬徑比對(duì)輾擴(kuò)力和輾擴(kuò)力矩的影響規(guī)律，為輾環(huán)機(jī)的選擇或設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)；進(jìn)行了深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)過程中的成形效果、直徑增長速度以及輾擴(kuò)力矩的對(duì)比，驗(yàn)證了深溝球軸承內(nèi)圈冷輾擴(kuò)有限元模擬的可靠性。 成形機(jī) 理介紹 在常溫下用軋制加工環(huán)形零件是軋制加工的又一種類型。近幾年來，我國軸承行業(yè)開始采用冷軋加工軸承套圈。它與冷軋絲杠或齒輪等零件的不同點(diǎn)在于軸承套圈毛坯在成形輥和芯輥之間經(jīng)冷軋后截面縮小而工件直徑擴(kuò)大。為了區(qū)別于一般的螺栓和齒輪這類零件的冷軋加工，我們把軸承套圈這類環(huán)形零件的冷軋加工稱為冷輾擴(kuò)加工，把用來進(jìn)行冷輾擴(kuò)加工的設(shè)備稱為冷輾擴(kuò)機(jī)。軸承套圈的冷輾擴(kuò)工藝是上世紀(jì) 80 年代發(fā)展起來的新技術(shù)。最先采用這項(xiàng)技術(shù)的有德國、美國、日本和前蘇聯(lián)，在 80 年代末和買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 90 年代初開始受到我國軸承行業(yè)的重視，先后派員出國考察 和洽談引進(jìn)冷輾擴(kuò)設(shè)備。 就在國內(nèi)軸承行業(yè)將進(jìn)行一場(chǎng)轟轟烈烈的工藝革命的同時(shí)，天馬領(lǐng)導(dǎo)人高瞻遠(yuǎn)矚，先后引進(jìn)世界上最先進(jìn)的由德國巴德 杜本公司生產(chǎn)的冷輾機(jī)及技術(shù) ，率先將軸承環(huán) (套圈 )精密冷輾擴(kuò)成型工藝及設(shè)備用于中大型號(hào)套圈大批量生產(chǎn)中，經(jīng)過公司不斷地消化吸收，生產(chǎn)試制，現(xiàn)已成功地生產(chǎn)了幾十個(gè)品種，月產(chǎn)量 50 多萬套的大中型軸承套圈，技術(shù)、質(zhì)量明顯地上了個(gè)新臺(tái)階。 冷輾擴(kuò)的工作理是由一個(gè)主驅(qū)動(dòng)的模具（滾輪）來成形外表面形狀以及一個(gè)從動(dòng)的旋轉(zhuǎn)模具（芯棒）來成形內(nèi)表面形狀，他們由支撐輪將其擠壓 成形，因此這種利用金屬材料的塑性變形來獲得所需的零件形狀和尺寸，沒有材料的切除，也沒有強(qiáng)烈的震動(dòng)和噪聲，因而具有切屑加工所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 第 4 章 成形機(jī)理研究 有限元簡(jiǎn)介 由于有限元法解題的規(guī)模越來越大，為了縮短解題周期，必須借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) 30。從 20 世紀(jì) 70 年代開始，基于有限元法的結(jié)構(gòu)線性分析已經(jīng)成熟并被工程界廣泛采用，一批大型通用商業(yè)軟件 (如 )公開發(fā)行并應(yīng)用。近 30 年來，大型通用軟件的功能由線性擴(kuò)展到非線 性，由結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到非結(jié)構(gòu) (流體、熱 ) ，由分析計(jì)算擴(kuò)展到優(yōu)化設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在大型通用軟件已為工程技術(shù)界廣泛應(yīng)用，并成為 統(tǒng)不可缺少的組成部分。對(duì)于復(fù)雜的流固耦合問題，各個(gè)軟件供應(yīng)商也在開發(fā)新的求解方法。 件作為流行的大型商業(yè)有限元分析軟件，界面友好，能夠進(jìn)行包括結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)等多學(xué)科的研究，應(yīng)用廣泛?？梢杂糜诮Y(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度分析 31 (用于分析結(jié)構(gòu)由靜載荷引起的變形、應(yīng)力和應(yīng)變 )，包括線性和非線性的分析。也可用于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析 32 33 (用于分析隨時(shí)間變化的載荷對(duì) 結(jié)構(gòu)的影響 )，包括瞬態(tài)分析、模態(tài)分析 34、諧響應(yīng)分析以及隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析 35 38 (題提供了較完善的解決方案。在多物理場(chǎng)模塊使用流體耦合單元可以利用直接耦合方法求解流固耦合的動(dòng)態(tài)響應(yīng)問題 。 買文 檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 模型導(dǎo)入 打開 件，界面如圖所示 點(diǎn)擊 能選項(xiàng)，將其拖入 面，如上圖所示 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 在 點(diǎn)擊 能選項(xiàng)，將其拖入到 向框上面，如圖所示，自動(dòng)生成分析選項(xiàng)界面。 材料設(shè)定 導(dǎo)入模型以后，需要對(duì)模型賦予材質(zhì)。本結(jié)構(gòu)中，零部件材質(zhì)設(shè)定為結(jié)構(gòu)鋼 楊氏模量為 松比為 下圖所示，分別對(duì)每個(gè)零部件進(jìn)行材料設(shè)定 格劃分 在劃分網(wǎng)格前，用戶首先需要對(duì)模型中將要用到的單元屬性進(jìn)行定義。單元屬性主要包括：?jiǎn)卧愋?、?shí)常數(shù)、材料常數(shù)。典型的實(shí)常數(shù)包括：厚度、橫截面面積、高度、梁的慣性矩等。材料屬性包括：彈性模量、泊松比、密度、熱膨脹系數(shù)等。 用戶提供了兩種網(wǎng)格劃分類型：自由和映 射 所謂“自由”，體現(xiàn)在沒有特定的準(zhǔn)則，對(duì)單元形狀無限制，生成的單元不規(guī)則，基本適用于所有的模型。自由網(wǎng)格生成的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)位置比較隨意，用戶無法控制。操作方式是打開 具條上的 項(xiàng)。所用單元形狀依賴于是對(duì)面還是對(duì)體進(jìn)行網(wǎng)格劃分。對(duì)于面，自由買文 檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 24 網(wǎng)格可以只由四邊形單元組成，也可以只由三角形單元組成，或兩者混合。對(duì)于體，自由網(wǎng)格一般限制為四面體單元。 映射網(wǎng)格劃分要求面或體形狀滿足一定規(guī)則，且映射面網(wǎng)格只包括三角形單元或四邊形單元，映射體網(wǎng)格只包括六面體單元，它生成的單元形狀比較規(guī)則，適用 于形狀規(guī)則的面和體。對(duì)于映射網(wǎng)格劃分，生成的單元尺寸依賴于當(dāng)前 設(shè)置。能用于映射網(wǎng)格劃分。當(dāng)使用硬點(diǎn)時(shí)，不支持映射網(wǎng)格劃分。此面必須由 3 或 4 條線圍成，在對(duì)邊上必須有相等的單元?jiǎng)澐謹(jǐn)?shù)。如果此面由 3 條線圍成，則三條邊上的單元?jiǎng)澐謹(jǐn)?shù)必須相等且必須是偶數(shù)。對(duì)邊網(wǎng)格數(shù)之差相等，或者一對(duì)對(duì)邊網(wǎng)格數(shù)相等，另一對(duì)網(wǎng)格數(shù)之差為偶數(shù)，也可以進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分。 如果一個(gè)面由多于 4條的線圍成，則它不能直接采用映射網(wǎng)格進(jìn)行劃分，然而，為了將總的線數(shù)減 少到 4，其中的某些線可以被加起來（ 連接起來（ 種進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)的操作）。 代替進(jìn)行連接操作（ 可以用拾取一個(gè)面的 3 個(gè)或 4個(gè)角點(diǎn)來進(jìn)行面映射網(wǎng)格劃分，這種簡(jiǎn)化的映射網(wǎng)格劃分方法將兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之間的多條線內(nèi)部連接起來。 為了得到映射網(wǎng)格，必須在面的對(duì)邊上指定相等的線的劃分?jǐn)?shù)（或者定義線的劃分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)于某種傳遞方式）。不需要在所有的線上指定劃分?jǐn)?shù)，只要是采用映射網(wǎng)格劃分，程序會(huì)將線的劃分?jǐn)?shù)由一條邊傳遞到對(duì)邊，傳遞所有相鄰的要?jiǎng)澐志W(wǎng)格的面） 體映射網(wǎng) 格：為了給一個(gè)