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畢業(yè)設計開題報告學 生 姓 名：學 號：學 院 、 系 ：專 業(yè) ： 機械設計制造及其自動化設 計 題 目 ： 槽鋼輥彎成型過程模具設計指 導 教 師 : 年月日 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告1．結合畢業(yè)設計情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫 2000 字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述一、本課題研究的意義及目的槽鋼屬于經濟型斷面型材，利用這些型材制成的成品件可以減輕重量、降低成本、增強結構的機械性能、并有良好的工藝性，應用極為廣泛。輥彎成型是槽鋼的主要成型方法，輥彎成型是通過多道次具有特定輪廓型面的成型軋輥，把卷材或單張板材逐漸地進行橫向彎曲以制成特定斷面的金屬型材的工藝方法，是一種節(jié)能、節(jié)材、高效的金屬板料成型新工藝、新技術。輥彎成型過程是一個復雜的成型過程，受到很多因素影響。軋輥是板金屬輥彎成型的關鍵部件，對最后金屬的成型有著至關重要的影響。因此，槽鋼輥彎成型過程的模具設計具有很重要的應用前景與研究意義。2、本課題國內外的研究現(xiàn)狀2.1 冷彎型鋼具有以下特點：1)鋼材斷面經濟：冷彎型鋼可以生產出各種復雜的斷面,這是熱軋材無法做到的。它主要通過改變型鋼斷面形狀來提高型鋼剛度，而熱軋型鋼一般以增加斷面面積來提高強度和剛度。同時，由于在冷彎加工中提高了強度，冷彎型鋼與熱軋型鋼相比具有斷面形狀合理、重量輕、機械性能高的優(yōu)點。2)產品質量好：由于冷彎鋼以帶鋼為原料，故表面質量好。如采用鍍層或有機涂層帶鋼，更具有美觀、耐腐蝕等優(yōu)點。冷彎型鋼的尺寸精度高，可以達到機加工公差標準的三級精度，比熱軋型鋼好得多。3)能源消耗少、成材率高、金屬損耗少：一般熱軋型鋼從鋼錠到成材需經2~3次加熱，而冷彎型鋼可減少1次。節(jié)約煤和金屬資源。4)綜合經濟效益好：由于冷彎型鋼制成的鋼結構輕巧，一般工業(yè)廠房用冷彎型鋼制成的輕鋼結構，其重量只有鋼筋混凝土結構1/9~1/7，可大大減輕基礎的負荷，使整個工程節(jié)約大量鋼材和水泥，縮短施工周期。5)生產工藝可以延伸：制作冷彎型鋼，在冷彎過程中還可以與其它工藝結合起來，進行深加工。如在冷彎機組中裝置沖孔機、彎曲設備、沖壓設備、焊接設備、涂層設備等。6)冷彎型鋼比冷沖壓型鋼優(yōu)越：冷彎型鋼可以生產冷沖壓法不能生產的長度及質量精度高的鋼材，可減少工序，節(jié)約能耗，提高制成品的合格率。所以冷彎型鋼在各個領域得到廣泛應用，各國意識到了冷彎型鋼的發(fā)展?jié)摿Γ即罅客度胭Y金和精力研究和發(fā)展核心技術，其中輥子的設計開發(fā)尤為重要。2.2國外研究現(xiàn)狀英國學者提出了人工神經元網絡方法輔助軋輥設計，該系統(tǒng)提供了63個儲存單元和一種學習軋輥模具的方法，該方法是利用先前的設計指導目前的設計得出更好的解決方法。再者系統(tǒng)能引導無經驗的設計者作為培訓教案學習軋輥設計。德國 Data M 軟件公司開發(fā)了一套軋輥設計的軟件，能設計出精確的輥花圖和軋輥模具圖，還能進行有限元模擬分析冷彎成型工藝過程。該有限元分析的模型是自動從輥花圖和軋輥模具圖獲取到 Copra?軟件中。德國 UBCEO 軟件公司的 PROFIL 冷彎軋輥設計軟件，該軟件的目標是讓工程師更好、更快、更安全的設計。并提出了三步質量管理理念，分別是產品邊部應力的校核、產品應力分布分析和計算機有限元模擬分析，保證軋輥設計的安全性。其主要的功能包括產品圖的繪制、產品展開寬計算、邊部應力計算、回彈角計算、輥花圖的自動設計、軋輥模具的自動設計、有限元模擬分析、軋輥加工數(shù)據(jù)輸出、圖紙輸出和成本分析等等。2.3 國內研究現(xiàn)狀我國學者對冷彎成型工藝成型輥設計的優(yōu)化進行了研究，通過反應曲面法建立的數(shù)學模型描述了叫增量成型的影響，輥子半徑對回彈角的影響和最大邊部縱向應變。在優(yōu)化的過程中，回彈角和最大邊部縱向應變分別的在每個機架中設置成基本函數(shù)和約束條件。得到的最小的回彈角便會成為最優(yōu)化的成型角度和輥子半徑。北京科技大學的朱書棟等對冷彎成型的基本理論進行了全面的研究，得到了冷彎過程中的四種基本變形方式的應力應變表達式和變形功的數(shù)學表達式，對槽鋼等輥彎型鋼的設計和生產有著普遍的指導意義。未來輥彎型鋼生產正在向高效率化、高附加值化、多品種化方向發(fā)展，推動了一系列輥彎新技術的發(fā)展。虛擬制造技術逐漸應用到輥彎成型過程中。先進的系統(tǒng)建模和仿真優(yōu)化技術已應用于輥彎成型中, 并應用于動態(tài)模擬輥彎產品的設計、制造和檢驗的全過程。再加上經驗及合理的推理機制，將形成一個完整的輥彎成型專家系統(tǒng)。使冷彎成型走向更加智能化的生產。設計很重要，但是輥子的材料也很重要。輥子的材料直接影響輥出來的產品。其中產品批量是影響成型輥材料選取的主要因素。最常用的成型輥材料有 GCr15 滾動軸承鋼，45 優(yōu)質碳素鋼，Cr12MoV、3Cr2W8V 模具鋼等。當生產批量增加時，應采用表面硬化、磨光的工具鋼，如 GCr15。這種鋼比高合金工具鋼便宜，而且易于機加工和熱處理。在這種材料的成型輥上鍍一層鉻（25μm ）可減少劃傷并增長重磨返修周期。但同時也要考慮經濟因素，最終選出最佳的材料保證產品的優(yōu)良。參考文獻：[1] 韓飛，劉繼英，艾正清.滾彎成型技術理論及應用研究現(xiàn)狀.塑性工程學報.2010,17(5): 53-60[2] 張立鵬，周宏宇，劉智沖.冷彎型鋼特點及生產發(fā)展.鍛壓裝備與制造技術.2005，(5): 26-28[3] 姜復生，袁曉光.我國冷彎型鋼生產的特點及發(fā)展.鋼鐵.2000,35(9):73-77[4] 崔高健，呂相艷，遲正洪.冷彎型鋼成型技術的發(fā)展現(xiàn)狀.機械制造.2005,43(494):41-44[5] 劉廣慶，林圣光.國內外冷彎型鋼的發(fā)展概況.鋼鐵研究所.29-35[6] 桂步青.冷彎型鋼的發(fā)展趨勢.上海銅鐵工藝技術研究所.92(8):2-7[7] 徐向義.現(xiàn)代輥式冷彎成型生產技術的新發(fā)展.鋼管.1995,(3):16-20[8] 趙永娟，孫華東.輥彎成型工藝分析及優(yōu)化方法研究.機械管理開發(fā).2007， （6）:5-6[9] 王大齊.輥彎成型新工藝.上海金屬.1995,18（1）:30-33[10]高祖光.加熱輥彎成型技術.焊管.2000,23（2）:22-27[11]羅曉亮，于中奇，曾國.高強鋼輥彎回彈的有限元分析.塑性工程學報.2008，15（5）:83-86[12]王曉斌.基于 ANYSY 槽鋼輥彎成型過程有限元分析.機電信息.2011,(18):163-164[13]劉向東，王成軒.影響冷彎型槽鋼成型輥上最大壓力因素綜合分析.淮海工學院學報.1993(1):2-5[14]林時憲，國外冷彎型鋼.冶金工業(yè)出版社.1984,1-5[15]李冰.輥彎成型過程模擬.碩士學士論文.鞍山科技大學[16]胡勝德，羅維，胡群等.連續(xù)輥彎過程模擬研究.武漢科技大學學報.2010,35(5):468-472畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一、本課題要研究或解決的問題1、了解了解并掌握輥彎成型過程理論2、對槽鋼輥彎成型過程各道次進行模具設計3、對模具可靠性進行分析二、擬采用的研究手段（途徑）1、搜集資料綜合，了解并掌握輥彎成型過程理論2、運用 solidworks 軟件及搜集到的資料進行總和、分析，對槽鋼輥彎成型過程各道次進行模具設計3、運用疲勞強度理論，對模具進行可靠性分析