【摘 要】
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四辊卷板机广泛应用于船舶制造、风能收集、土木工程、机械工程等领域。目前由四辊卷板机成形精度较高的零件时仍需操作人员凭借经验反复调整工艺辊的位置参数,生产率较低。卷板设备生产厂家急需提高卷板成形过程中的自动控制技术,提高板材的加工精度和加工效率,同时降低工人的劳动强度。本文针对四辊卷板机成形质量、生产效率等问题,对四辊卷板机滚弯成形工艺进行了研究,开发了一套卷板工艺数据库软件系统。主要内容包括:（1
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四辊卷板机广泛应用于船舶制造、风能收集、土木工程、机械工程等领域。目前由四辊卷板机成形精度较高的零件时仍需操作人员凭借经验反复调整工艺辊的位置参数,生产率较低。卷板设备生产厂家急需提高卷板成形过程中的自动控制技术,提高板材的加工精度和加工效率,同时降低工人的劳动强度。本文针对四辊卷板机成形质量、生产效率等问题,对四辊卷板机滚弯成形工艺进行了研究,开发了一套卷板工艺数据库软件系统。主要内容包括:（1）结合弹塑性理论,建立了滚弯成形中板材回弹前后成形半径的数学模型;基于四种应力-应变关系,推导出了板材弯矩计算的数学模型。（2）基于现有理论对四辊卷板机轴辊位移和各轴辊力学关系的计算进行了推导;针对不对称卷圆时曲率中心偏移对下辊位移量的影响,从力学的角度出发,根据弯曲力矩和下辊液压力求解轴辊的相对位移量,改进了轴辊位移的计算方式;计算实例中改进后计算误差为1.3%,验证了改进后计算方法的有效性。（3）利用有限元软件Abaqus/Explicit对四辊卷板机滚弯成形过程进行模拟仿真;结合无缝钢管椭圆度的定义确定了板材成形质量的一种评估方式,研究了板材宽度和滚弯道次数对板材滚弯成形半径和成形质量的影响规律,模拟结果表明成形半径随着宽度增加而增大,椭圆度随着道次数增加而降低,单道次例外。（4）通过滚圆试验研究了板材宽度和下辊压力对板材滚弯成形半径的影响规律;基于辗压试验和预弯试验研究了上、下辊夹持和预弯方向对于滚弯成形的影响规律;试验结果表明同一成形半径下,侧辊相对位移量随着宽度增加而减小,随着下辊压力降低而减小,辗压和预弯方向对成形半径有很大影响。（5）基于Winform开发了一套四辊卷板机滚弯成形工艺计算及管理软件,阐述了工艺软件的结构和各个模块功能,并对数据管理的方式进行了探讨。通过对卷板规律的研究和工艺软件的开发,为四辊卷板机的滚弯成形工艺自动化、智能化提供了理论和实践上的参考。
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