大直径不锈钢棒料剥皮机切削力研究

采用DEFORM-3D软件,对大直径不锈钢棒料剥皮机切削力进行仿真研究。通过以刀盘转速、进给量、工件直径为影响因素设计正交试验。通过对主切削力进行极差分析,得到了切削因素对主切削力的影响程度由大到小依次是:进给量、刀盘转速、工件直径;最优因素水平组合为:进给量0.8mm/r,转速500r/min,工件直径200mm。并据此最优因素水平组合计算出切削力为Fc=18238.99N,将其与经验值做对比分析,验证了仿真的有效性。最后由最优因素水平组合计算出切削功率为Pc=285.96k W。可为大直径不锈钢棒料剥皮机的设计提供重要的参考依据。

大直径不锈钢棒料剥皮机刀盘结构设计及模态分析

采用ANSYS Workbench软件,对大直径不锈钢棒料剥皮机的刀盘系统进行自由模态分析,并对刀盘系统进行了纵横向加强筋优化,对优化后的刀盘分别进行模态分析和静力学分析。结果表明,优化后的刀盘第7～10阶固有频率相比原始刀盘依次提升了18%,8%,23%,14%,有效优化了原始刀盘结构,增加了刀盘刚度,使刀盘固有频率更加远离剥皮机的工作基频。剥皮机切削Φ320 mm不锈钢棒料的极限工况下最大等效应力为16.3 MPa,最大等效应变值为0.000 1;新型刀盘系统在切削Φ320 mm不锈钢棒料的极限工况下等效应力和应变值均满足工作需求,可为大直径不锈钢棒料剥皮机刀盘系统的设计提供重要的参考依据。

304不锈钢棒气动式可控旋弯下料工艺及试验

针对金属棒料传统下料工艺存在断面质量差、材料利用率低、能耗高等问题,提出一种综合利用预制环状V型槽缺口效应、起裂微裂纹及扩展宏观裂纹裂尖应力集中效应的新型气动式棒料可控旋弯下料工艺,详细介绍了该下料工艺的工作原理。基于该工作原理研制了金属棒料气动式旋弯下料试验装置,利用材料力学强度理论与线弹性断裂力学理论,建立了弯矩载荷作用下金属棒料下料过程的力学模型,获得了环状"V"型槽根部微裂纹萌生载荷、扩展裂纹起裂载荷及瞬断载荷的理论计算公式。采用三种不同恒应力强度因子幅水平载荷控制曲线对Φ 30 mm直径的304不锈钢棒料进行下料试验研究,结合所提出的坯料断面评价方法及其评价指标,对下料所得坯料质量进行了量化评价。结果表明,保持裂尖处于恒应力强度因子幅水平,可以实现金属棒料的可控精密下料,断面质量和下料时间随幅值水平提高而降低,当裂尖处ΔK =0.7K_c时,坯料最终瞬断区最小。该下料工艺利用断裂力学理论建立旋弯下料机理,可以指导实际下料试验,为后续下料工艺数据库的建立提供理论支撑。