冷轧环机三维cad模型和优化设计研究

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1、武汉理上人学硕

2、学位论文摘要坏件轧制是。一种生产无缝环形件的高效先进加工方法，它是借助于环件轧制设备——轧环机，使环件产生壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的连续局部塑性加工工艺，它具有省力、节能、节材、生产率高、生产成本低、产品范围广等显著特点，广泛应用于机械、冶金、化工、能源、航空等许多工业领域。轧环机是轧制技术的核心设备。本文简要介绍了轧环机的分类和国内外研究现状，以D56G90型冷轧环机为对象，对该设备的结构和性能进行了研究。在介绍该轧环机结构特点的基础上，基于三维CAD软件Pro／ENGINEER，建立了主轴部件、芯辊部件、导向辊部件、主滑块部件、进给系统、主传动

3、部件、机械手部件、床身部件及整体设备的三维CAD模型。基于虚拟样机分析软件ADAMS和三维CAD模型，建立了D56G90型冷轧环机的运动学模型，对模型进行了运动仿真分析，再现了设备的工作过程。通过运动学分析，得出了设备主要部件的位移、速度、加速度随时间的变化规律。．通过结构力学分析，建立了冷轧环机机架和进给丝杠等重要部件的力学模型，通过有限元分析软件ANSYS对其进行了三维有限元分析计算，得出了其变形和应力的分布云图。最后，在有限元分析的基础上，建立了冷轧环机机架和迸给丝杠的三维参数化几何模型，对其结构进行了优化设计。由机架和进给丝杠的有限元分析得知，机架和丝杠的最大应力

4、均远小于许用应力，强度满足要求，在设计时应主要考虑其刚度：以减轻重量和提高刚度为目标，通过多约束优化设计，使机架的重量减轻了17．9％，刚度增加了10．48％；丝杠的刚度增加了29．62％。材料得到了更加充分地利用，产品的精度也随之提高，具有实际应用意义。本文对D56G90型冷轧环机的研究，为新型冷轧环机的设计与制造提供了依据。关键词：冷轧环机，CAD模型，运动仿真，有限元分析，优化设计武汉理T大学硕士学位论文AbstractRingrollingisahi曲efficientrollingmethodformanufacturingseamlessrings，which

5、isaprogressivepartialplasticformingtechnology．Thediameteroftheringisincreasingastheareaofthecross—sectiondecreasinginringrolling．Ringrollingisofmanycharacteristicssuchassavingformingforceandproductioncost，increasingutilizationratioofenergyandmaterial，risingproductivity,wideningprocessingr

6、angeofringproductsetc．，andsowidelyemployedinmanyindustrialdomainsofmachinery,metallurgy,chemicalengineering，energysources，andaeronauticsetc．Ringrollingmillisthecoreequipmentoftherollingtechnology．Thestudyinthedissertationbrieflyintroducestheclassificationsandtheadvancesofringrollingmillsa

7、ndhastakenaninsightintothecoldringrollingmillwithtypeofD56G90．ThestructureandcapabilityofthecoldringrollingmillwithtypeofD56G90areexpoundedandthe3DCADmodelsofthespindleassembly,man&el，guideroll，mainblock，feedsystem，maindrive，manipulator,machinetoolbed，andthewholemachinetoolareproposed．The

8、kinematicalmodelisestablishedonthebaseof3DCADmodelsandADAMSwhichisoneofthevirtualprototypingtechnologysoftwares，thekinematicalsystemmodelissimulatedandtheworkingcourseofthecoldringrollingisreappeared．Theregulationsofdisplacement，velocityandaccelerationofthemaincompo