【摘 要】
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随着社会的发展和市场需求的不断提高,冶金行业越来越重视卷材的包装质量与效率。钢卷包装过程的自动化不仅可以提高包装效率、提升产品质量,而且可以降低企业成本。外铁护圈
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随着社会的发展和市场需求的不断提高,冶金行业越来越重视卷材的包装质量与效率。钢卷包装过程的自动化不仅可以提高包装效率、提升产品质量,而且可以降低企业成本。外铁护圈在线自动化加工是实现包装过程自动化的关键之一,但我国在这方面的研究还比较少。外铁护圈安装在钢卷端部外圈边沿,在钢卷的起吊、运输、储存过程中保护钢卷免受损伤,最大程度保护钢卷的原有质量。外铁护圈的生产加工在常温下进行,属于冷弯塑性成形加工的范畴,但由于塑性成形工艺的影响因素甚多,有些因素如摩擦与润滑、变形过程中的材料本构关系等机理尚未被人们完全认识和掌握,因而使得外铁护圈自动成形系统极具研究价值。本文在分析研究国内外冷弯成形技术的工艺特点和外铁护圈成形加工工艺原理的基础上,提出外铁护圈自动成形系统的总体布置方案,并确定其关键技术为直角辊弯成形和波浪边辊弯成形。根据金属板带的冷弯成形理论,对外铁护圈自动成形系统的关键技术进行了结构设计,并运用大型非线性有限元分析软件ABAQUS对直角辊弯成形和波浪边辊弯成形进行了有限元数值模拟,优化辊弯成形工艺参数。在直角辊弯成形阶段重点研究了成形道次、每道次成形角度、成形辊间距和板带厚度等参数对护圈成形质量的影响；在波浪边辊弯成形阶段研究了三种不同的主成形辊布置方案、辅助成形辊的结构布置和板带厚度对成形质量的影响,并对外铁护圈的弹性回弹进行了仿真分析。通过有限元数值模拟和matlab曲线拟合,研究总结出外铁护圈成形直径与成形参数(波浪边主成形辊的重叠量、辅助成形辊的位移量)之间的关系曲线表达式。根据有限元仿真分析结果,研制了外铁护圈自动成形系统,并利用样机进行了试验验证,试验结果与理论分析基本一致。最后本文对整个课题的工作进行回顾和总结,并对课题进一步研究方向提出了展望。
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