[发明专利]一种环件轧制过程环件圆度误差理论计算的方法

说明书

本发明公开了一种大型环件轧制过程环件圆度误差理论计算的方法，包括以下步骤：1)获取环件径向轧制工艺参数；2)基于滑移线理论对环件轧制过程轧辊对环件的力计算；3)计算环件最大弯矩；4)设定环件轧制刚度条件；5)计算环件弯曲角度；6)计算弯曲环件的芯辊与环件接触弧长；7)计算弯曲环件的圆度误差；8)输出环件轧制当前时间对应的环件圆度误差e_i。本发明方法通过分析环件弯曲程度与弯矩、轧制力、环件尺寸关系，通过计算结果调整径轴向进给策略，从而控制环件弯曲程度和圆度误差，达到控制环件圆度误差的目的。

技术领域

本发明涉及环件加工领域，具体涉及一种环件轧制过程环件圆度误差理论计算的方法。

背景技术

大型环件广泛应用于航空航天、能源、汽车、船舶、化工等工业领域中，大型环件轧制过程中，当环件径向变形区刚度条件无法满足时，环件径向变形区产生塑性失稳，环件发生弯曲，环件受力情况和环件圆度发生改变，从而产生椭圆，出现轧制过程环件圆度难以控制的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种环件轧制过程环件圆度误差理论计算的方法，以调整径轴向进给策略，从而控制环件圆度误差。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种环件轧制过程环件圆度误差理论计算的方法，包括以下步骤：

1)获取环件径向轧制工艺参数；其中，采用卧式碾环机对环件进行轧制，轧制工艺参数包括环坯初始外径D₀，环坯初始内径d₀，环坯初始壁厚H₀，环坯初始高度B₀，芯辊进给速度v(t)，芯辊进给量Δh_i，锥辊进给量ΔB_i，材料的剪切屈服强度k，环件与轧辊的摩擦系数μ，材料的屈服应力σ_s，材料的弹性模量E，环件与轧辊间的摩擦因子m，锥辊顶角β，导向辊与Z轴的夹角θ，锥辊与环件内表面接触对应的锥辊半径R₅，锥辊与环件外表面接触对应的锥辊半径R₆，驱动辊半径R₁，芯辊半径R₂；环坯位于O-XYZ坐标系内，X-Y为水平面，Z轴竖直；

2)基于滑移线理论对环件轧制过程轧辊对环件的力计算：

P_r,i＝2k_iγ_iL_iB_i (1)

其中：P_r,i为当前时间对应的径向轧制力，k_i为当前时间对应的材料的剪切应力，γ_i为当前时间对应的力计算系数，L_i为当前时间对应的轧辊与环件之间的接触弧长，B_i为当前时间对应的环件的高度；

H_i＝h_1,i+h_2,i (4)

B_i＝B₀-ΔB_i (5)