三辊横轧成形机理和技术基础研究

齿轮、法兰、高压阀体基本几何特征是台阶回转体饼类形状，其主要加工工序- - 模锻成形中存在着变形抗力大、能源材料消耗大、后续机加工量大等缺点。本项目针对台阶回转体饼类零件节能节材成形制造，提出了一种新型的特种轧制方法- - 三辊横轧成形。通过驱动辊的旋转轧制运动和直线进给运动，使工件在驱动辊和两个从动辊构成的轧制孔型中产生连续局部塑性变形，经过多转轧制变形累积最终成形为台阶回转体饼类零件。本项目分析了三辊横轧塑性区和变形状态快速时变特点，通过理论计算、数值模拟和轧制实验，深入研究三辊横轧变形力学运动学机制，阐明进给运动、轧制运动、工件运动耦合性质，揭示成形规律和主要影响因素，建立三辊横轧成形理论和技术设计方法。本项目研究对于建立三辊横轧新方法、新理论，发展特种轧制新技术和新设备，促进我国节能节材先进成形制造技术开发和应用具有重要意义。

本项目针对汽车、工程机械、能源领域用多台阶回转体零件制造能源材料消耗高、生产效率低的问题，提出了一种低耗高效的三辊横轧成形新方法，并开展了成形理论和技术基础研究。采用多学科理论计算、仿真模拟分析和实验测试，对三辊横轧变形物理机制、成形规律、技术设计和设备研制等方面开展了深入研究，解决了三辊横轧数学物理建模和技术设计关键问题，提出了三辊横轧变形稳定条件，揭示了成形过程几何学、运动学和宏微观塑性变形规律，建立了技术设计方法，研制了三辊横轧成形新设备。依托项目研究，发表和录用论文8篇，授权和申请国家专利3项，培养研究生5人，研究成果应用于能源领域多台阶回转体零件生产制造，取得了明显的技术经济效果。本项目研究为三辊横轧工程科学理论体系建立和技术发展应用奠定了重要基础，对促进我国先进成形制造技术基础研究和开发应用具有显著意义。