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| 內容簡介： |
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本书在阐明异形截面环件封闭轧制成形理论基础上，通过有限元数值模拟和轧制实验，深入研究高颈法兰、高铁轴承套圈等异形截面环形件精确成形技术，为实现高铁轴承国产化、高颈法兰等零件精确成形与产业化提供技术支持。本书共分7章：第1章介绍环形件轧制国内外研究现状、原理及优点；第2章介绍环形件轧制基本理论；第3章介绍高颈法兰封闭轧制成形机理；第4章介绍高颈法兰封闭轧制成形质量；第5章介绍深沟球轴承套圈冷轧制成形技术；第6章介绍高铁轴承外圈冷轧成形技术；第7章介绍高铁轴承内圈冷轧成形技术。 本书可供从事机械、力学等研究的科技人员参考
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前言1 绪论 11.1 环形件轧制技术的研究现状 11.2 异形截面环形件冷轧成形技术 31.3 异形截面环形件封闭轧制成形原理及优点 41.3.1 异形截面环形件封闭轧制基本原理 41.3.2 异形截面环形件封闭轧制优点 41.4 环件冷轧技术基本原理及优点 51.4.1 环件冷轧基本原理 51.4.2 环件冷轧技术优点 51.5 异形截面环形件轧制技术应用 61.6 本章小结 9参考文献 92 异形截面环形件轧制成形理论 122.1 异形截面环形件封闭轧制力学模型的建立 122.2 极限工艺参数的计算 132.3 异形截面环形件封闭轧制力能参数的计算 142.3.1 轧制力矩的计算 142.3.2 轧制力的计算 172.4 导向辊位置控制 182.4.1 导向辊几何关系 182.4.2 环件半径计算与导向辊控制 192.4.3 导向辊位置控制子程序实现 202.5 本章小结 24参考文献 253 高颈法兰封闭轧制成形机理 263.1 高颈法兰封闭轧制有限元模型的建立 263.1.1 有限元模拟过程中的基本假设条件 263.1.2 材料本构关系 263.1.3 轧辊及毛坯结构参数设计 273.1.4 有限元模型的建立 283.2 高颈法兰毛坯尺寸设计 303.2.1 毛坯尺寸在轧制过程中的变化情况 313.2.2 毛坯尺寸的设计原则 323.2.3 高颈法兰毛坯的参数化设计 323.3 高颈法兰封闭轧制成形机理 333.3.1 高颈法兰封闭轧制成形金属流动规律研究 333.3.2 高颈法兰封闭轧制应变场 373.3.3 高颈法兰封闭轧制成形应力场 413.4 本章小结 464 高颈法兰封闭轧制成形产品质量 464.1 工艺参数对轧件成形过程质量的影响 464.1.1 芯辊进给速度对轧件成形过程质量的影响 464.1.2 工艺参数对展宽量的影响 474.1.3 工艺参数对小端面展宽量的影响 474.1.4 工艺参数对台阶面展宽量的影响 504.1.5 工艺参数对大端面展宽量的影响 514.2 导向辊位置对产品质量的影响 534.2.1 运动过程的有限元仿真 534.2.2 导向辊位置对轧制产品质量的影响 564.3 高颈法兰封闭轧制微观组织演变 584.3.1 动态再结晶体积分数演变规律 584.3.2 动态再结晶晶粒尺寸大小演变规律 604.3.3 再结晶体积分数演变规律 614.3.4 平均晶粒尺寸大小演变规律 614.3.5 工艺参数对于微观组织演变规律影响 624.4 高颈法兰封闭轧制实验 724.4.1 实验方案设计 724.4.2 轧制力矩测量结果对比 774.4.3 轧制产品外形质量 804.4.4 轧制产品内部缺陷检测 834.5 本章小结 84 5 深沟球轴承套圈冷轧成形技术 855.1 深沟球轴承内圈冷轧有限元模型建立 855.1.1 三维模型建立 855.1.2 有限元模型假设 875.1.3 材料模型 875.1.4 摩擦模型 885.1.5 套圈冷轧数值模拟模型的建立 895.2 深沟球轴承内圈冷轧变形机理研究 895.2.1 深沟球轴承内圈冷轧应变场 905.2.2 深沟球轴承内圈冷轧应力场 945.2.3 深沟球轴承内圈冷轧金属流动规律 985.3 工艺参数对内圈冷轧成形质量影响 1005.3.1 工艺参数对宽展影响 1025.3.2 工艺参数对直径增长规律影响 1075.4 工艺参数对内圈冷轧力能参数影响 1115.4.1 力能参数计算 1115.4.2 工艺参数对力能参数影响规律 1125.5 深沟球轴承内圈冷轧实验研究 1165.5.1 实验设计 1165.5.2 实验结果与分析 1195.6 本章小结 122参考文献 1236 高铁轴承外圈冷轧成形技术 1246.1 高铁轴承冷轧坯料结构设计 1246.1.1 坯料结构设计 1246.1.2 高铁轴承坯料确定 1286.2 高铁轴承外圈冷轧变形机理研究 1316.2.1 高铁轴承外圈冷轧应力场 1326.2.2 高铁轴承外圈冷轧应变场 1376.2.3 高铁轴承外圈冷轧金属流动 1426.3 工艺参数对高铁轴承外圈变形质量的影响 1456.3.1 驱动辊转速对高铁轴承外圈变形质量的影响 1466.3.2 芯辊进给速度对高铁轴承外圈变形质量的影响 1476.3.3 坯料轧制比对高铁轴承外圈变形质量的影响 1496.4 工艺参数对高铁轴承外圈成形力能参数的影响 1506.4.1 驱动辊转速对高铁轴承外圈成形力能参数的影响 1506.4.2 芯辊进给速度对高铁轴承外圈成形力能参数的影响 1526.4.3 坯料轧制比对高铁轴承外圈成形力能参数的影响 1546.5 工艺参数对高铁轴承外圈端面成形质量的影响 1566.5.1 高铁轴承外圈端面缺陷研究方法 1576.5.2 驱动辊转速对高铁轴承外圈端面成形质量的影响 1586.5.3 芯辊进给速度对高铁轴承外圈端面成形质量的影响 1586.5.4 坯料轧制比对高铁轴承外圈端面成形质量的影响 1606.6 本章小结 161参考文献 1617 高铁轴承内圈冷轧成形技术 1627.1 高铁轴承内圈冷轧成形有限元模型建立 1627.1.1 轴承材料 1627.1.2 模具模型 1627.1.3 坯料形状优选 1637.2 高铁轴承内圈冷轧成形规律 1667.2.1 轴承内圈冷轧成形应力场 1667.2.2 轴承内圈冷轧成形应变场 1707.2.3 轴承内圈冷轧成形温度场 1747.3 高铁轴承内圈冷轧成形应力均匀性 1797.3.1 进给参数对成形套圈应力均匀性的影响规律 1837.3.2 驱动辊转速对成形套圈应力均匀性的影响规律 1877.3.3 导向辊位置对成形套圈应力均匀性的影响规律 1897.4 基于正交试验冷轧成形工艺参数优化 1947.4.1 正交试验法 1947.4.2 CAE模拟试验结果 1967.5 本章小结 200参考文献 200
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| 內容試閱：
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随着我国高端装备制造业的飞速发展，高颈法兰、高铁轴承套圈等异形截面环形件的需求量与日俱增，专业化大批量精确成形这些零件将成为满足市场需求的主要手段。由于目前传统锻造工艺生产这些异形截面环形零件存在生产效率低、材料利用率低、投资大、成本高等缺点而难以实现专业化、经济化大批量生产。《机械工程学科发展战略报告》（2011～2020年）和《国家科技中长期发展规划纲要》（2006～2020年），提出零件轧制成形发展趋势是向高性能精确成形方向汇聚，朝着轻量化、高性能、低成本、能源高效利用和环境友好的方向发展，将发展先进装备制造业和绿色制造作为重点发展方向。所以，探索新的轧制技术精确成形复杂异形截面环形件，对满足当今资源节约型社会需求具有重要的工程意义和理论价值。 在学科上，环形件轧制成形属冶金轧制与机械锻造交叉，是冶金轧制技术的延伸和机械加工技术的发展，是塑性成形新技术。由于其学科的特殊性，目前建立的环形件成形理论主要是基于开式轧制成形，为保证轧件端面质量要求的零件，采用锥辊控制而导致控制系统复杂，投资大且成本高，目前对于大型复杂的异形截面零件成形研究仍然不够完善，导致轧制过程中轧件质量产生缺陷、轧件内部微观组织不均等问题，影响了环形件轧制技术的推广与应用。为克服上述缺点，本书提出在模具设计上采用封闭轧制成形新技术成形异形截面环形件，无需专用端面轧制控制系统。 为了研究异形截面环形件封闭轧制成形新技术，宁波市政府资助宁波市甬江学者人才基金项目“高颈法兰旋轧工艺与设备研究”（项目编号：A00400104902），浙江省自然科学基金委员会资助“高速列车空心车轴多楔同步轧制成形理论研究”（项目编号：R1110646）浙江省杰出青年基金项目、“高颈法兰封闭轧制成形理论研究”（项目编号：LY12E05008）面上项目；国家科技部资助“大型长轴零件多楔同步特种轧制关键技术及装备”（项目编号：CB10-04）国际科技合作计划项目。上述诸多项目，使得在异形截面环形件封闭轧制新技术上的研究取得了很多突破，为完善环形件轧制理论奠定了良好的基础。本书就是在上述研究基础上撰写而成的，是异形截面环形件研究成果的集聚，是环形件轧制前沿技术的反映，从而为实现高铁轴承国产化、高颈法兰等大型异形截面环形件精确成形与产业化奠定理论基础。 本书共分7章，撰写分工为：第1章、第3章和第4章由束学道撰写；第2章由彭文飞撰写；第5章至第7章由孙宝寿撰写。全书由束学道、孙宝寿统一审定。 在本书撰写过程中，得到浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室和宁波大学机械学院的领导和老师的支持，在此表示衷心而诚挚的感谢！感谢宁波市政府、浙江省自然科学基金委员会、科技部国际合作司在项目研究经费方面给予的大力支持；感谢硕士研究生肖旻、龚文炜、贺春林、徐龙庆、何杰、洪哲等在基金项目研究中所做的大量工作；感谢宁波大学零件轧制成形技术研究课题组所有研究生在本书撰写过程中给予的帮助！ 本书获得2015年度宁波市自然科学学术著作出版资助，在此对宁波市科学技术协会表示衷心的感谢！ 本书是著者科研成果结果的汇集。书中所反映的异形截面封闭轧制技术的研究是阶段性成果，该项技术中某些理论问题还在认识之中。本书涉及的内容很可能认识不够全面、准确，甚至有不妥之处，殷切希望读者批评指正。 著 者 2015年5月于宁波大学
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