【正文】 V 本章小結(jié) .................................................................................................... 48 結(jié)論 ....................................................................................................................... 50 參考文獻 ................................................................................................................ 51 致謝 ....................................................................................................................... 53 附錄 1 開題報告 ..................................................................................................... 54 附錄 2 文獻綜述 ..................................................................................................... 65 附錄 3 外文文獻 ...................................................................................................... 94 第 1章 緒論 1 第 1 章 緒論 課題背景 冷拔是用熱軋、焊管或冷軋后的各種長度不同的管材作為坯料，配合不同的芯棒 ，用拉拔機通過拔模在常溫下產(chǎn)生塑性變形的冷加工無切削工藝，用以生產(chǎn)高精度、高質(zhì)量、高強度的管材。 液壓鋼絲繩拉拔機 主要有電動機、聯(lián)軸器、變速器、卷筒、 拉拔小車 等組成，整個系統(tǒng) 具有 方便靈活，外形尺寸小，使用方便，價格較低等優(yōu)點受到越來越多的歡迎。 對所研究設(shè)備動作原理進行完整論述，技術(shù)參數(shù)進行設(shè)計計算。 按給定設(shè)計參數(shù)進行拉拔機技術(shù)設(shè)計及施工設(shè)計。 文中首先對 拉拔機 運輸?shù)默F(xiàn)狀及其在國內(nèi)外的發(fā)展情況和運輸過程中 的傳動系統(tǒng)進行了簡要說明 ，并且分析了拉拔的金屬學(xué)和力學(xué)原理 ；其次詳細地說明了該 拉拔機 的結(jié)構(gòu)特點和 整個拉拔系統(tǒng) 傳動結(jié)構(gòu)的原理，并對該 拉拔機 中各部件進行設(shè)計、計算和校核，經(jīng)校核計算得出各部件強度均滿足要求等 ；同時最后對拉拔機的相關(guān)結(jié)構(gòu)進行了有限元分析與優(yōu)化?，F(xiàn)階段，高精度薄壁管材在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛，因此對于它的加工要求也非常的高。高速拉線機的拉拔速度達到 80m/s；圓盤拉拔機可生產(chǎn)φ 40～ 50mm 以下的管材，最大圓盤直徑為φ 3m，拉拔速度可達 25m/s，最大管長為 6000m 以上；多線鏈?zhǔn)嚼螜C一般可自動供料、自動穿模、自動套芯桿、自動咬料和掛鉤、管材自動下落以及自動調(diào)整中心。 C、為了適應(yīng)連續(xù)拉拔的工作條件，設(shè)備應(yīng)具有足夠的強度和剛度，并采用有效方法防止機體變形。 對于小型 拉拔機 ，為了保證結(jié)構(gòu)緊湊， 拉拔機 驅(qū)動部分一般與 拉拔機 工作裝置聯(lián)接在一起，直接驅(qū)動工作裝置；對于大型 拉拔機 或應(yīng)用現(xiàn)場空間相對狹小的 拉拔機 ， 拉拔機 驅(qū)動部分與 拉拔機 工作裝置可以設(shè)計成獨立放置，兩者間通過液壓管線、氣動管線或電纜管線相聯(lián)系， 拉拔機 的布置和操縱均很方便。 拉拔小車換手由凸輪及閉式液壓回路控制，反應(yīng)靈敏、可靠。同時，為了提高工作效率，還應(yīng)設(shè)置快速回繩機構(gòu)。 拉拔機的發(fā)展趨勢 目前國內(nèi)外汽車行業(yè)使用的氣缸用管已經(jīng)開始大量采用高精度冷拔鋁合金管。 拉拔優(yōu)缺點 優(yōu)點： （ 1） 生產(chǎn)靈活性大，可拉拔各種圓形和異形斷面的管捧型線絲材； （ 2） 常溫下拉拔過程中金屬產(chǎn)生很大的加工硬化，因而制品機械性 能高、表面光潔、尺寸精確； （ 3） 拉拔工藝、工具、設(shè)備較簡單， 維護方便，操作容易，投資少，上馬快。 （ 2） 空心材拉拔：主要包括圓管及異型管材的拉拔。 冷拔的金屬學(xué)原理 冷拔鋼管工藝屬于冷加工范疇，因為拔制時的溫度遠低于金屬再結(jié)晶溫度。當(dāng)塑性變形進一步發(fā)生，應(yīng)力增加并足以使釘扎的位錯開始運動，螺位錯交滑移，刃位錯不能交滑移，這樣發(fā)生位錯交截，使不動割階數(shù)增加。 拔制的最大主應(yīng)力是拉應(yīng)力，最小主應(yīng)力是壓應(yīng)力，兩者符號相反，根據(jù)塑性方程式 s???? ?? 31 其中 1? —— 最大主應(yīng)力， Mpa 3? —— 最小主應(yīng)力， Mpa ? —— 中間主應(yīng)力 2? 的影響系數(shù)，在 1—— 之間 s? —— 單向拉仲時的屈服極限， Mpa 由上式可知變形過程中任一方間的主應(yīng)力，其絕對值都不會大于 s?? ，所以冷拔的變形抗力較低，同時應(yīng)力狀態(tài)中存在拉應(yīng)力，變形時金屬塑性較差，對于低塑性的或因加工硬化而降低塑性的，拔制比較困難。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 第 3 章 拉拔機簡介 拉拔機的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成 基本上由拉模、拉拔小車、鋼絲繩、卷筒、 C 形架（ C 形架內(nèi)裝有軌道，用來支撐小車， C形架下部有滑料架）、張緊及 配重裝置、動力裝置（包括拉拔和返回電機）等，另外除了拉拔機主題設(shè)備以外，一些矯直以及后處理裝置在此不作研究。 液壓鋼絲繩組合式拉拔機取消了調(diào)速電機、減速機、主副連軸器、拉拔牽引鏈、傳動鏈輪，以體積小、重量輕的液壓系統(tǒng)代之， 因此整體重量大大減輕， 安裝調(diào)試大為簡便。因此， 產(chǎn)品質(zhì)量高于鏈?zhǔn)嚼螜C。 設(shè)計路線 （ 1） 進行簡單的應(yīng)力分析； （ 2） 由于選擇無芯棒空拉薄壁管，根據(jù)相關(guān)公式計算得出拉拔力（同時明白殘余應(yīng)力的產(chǎn)生以及消除方法）； （ 3） 設(shè)計拉模 —— 包括大小結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計，材料的選擇 （ 4） 拉拔小車的設(shè)計 （ 5） 在對比鏈?zhǔn)嚼螜C，聯(lián)合拉拔機等幾個拉拔機優(yōu)缺點之后，本設(shè)計選擇鋼絲繩拉拔機 （ 6） 拉拔機工作機座的設(shè)計潤滑和密封 管材拉拔時的潤滑 管材拉拔用潤滑劑 （ 1） 鋼管拉拔的潤滑：鋼管的拉拔，一般先將坯管進行酸洗以除 去 氧化皮，然后經(jīng)磷化一皂化表面預(yù)處理，所形成的潤滑膜可滿足拉拔工藝的要求。 （ 2）鋁及鋁合金管材拉拔的潤滑：鋁管拉拔一般使用高粘度油，有時根據(jù)制品的要求還要加入適量油性添加劑、極壓添加劑和抗氧劑等。鋁管和硬鋁管的重油以較普 遍，不過，制品清洗較為困難，有待改善。銅管的拉拔有直拉和盤拉，在直拉生產(chǎn)中，普遍使用水基乳化液。 3）不會使銅管變色，不產(chǎn)生難以清除的沉積物。 (2)抖紋 在拔制過程中，鋼管和模具系統(tǒng)發(fā)生抖動，在鋼管表面出現(xiàn)明暗交替的波浪形環(huán)痕而縱向壁厚波動，損壞模具并發(fā)出很大的聲響。為防止抖紋產(chǎn)生，應(yīng)提高預(yù)處理液的質(zhì)量，正確調(diào)整模具的位置，避免使用過細過長的內(nèi)模拉桿。 影響鋼管生產(chǎn)質(zhì)量的因素 影響空拔時鋼管產(chǎn)生縱裂的因素 配料的影響 ： 在相同工藝下，配料 中碳、磷、錫、銅、砷及合金自勺一含量比正常水平偏高，會導(dǎo)致冷 加性 能變差，出現(xiàn)縱裂 幾 率增大 ； 工 藝及生產(chǎn)操作不合理 ： 空拔工序中一次減徑量過大或空拔連拔時第二次減徑量過大，熱處理不及時，在運輸、堆放 時 受到?jīng)_擊等，這些都是空拔鋼管 產(chǎn)生 縱裂的誘因 。 防止空拔時鋼管 縱裂 的 方法 針對以 上 影 響 因素， 在 生產(chǎn)中防止空拔時鋼管 縱裂 的有效手段為 ： 制定合理的空拔工 藝； 改進熱處理 工 藝 ； 改進酸洗、潤滑質(zhì)量 ； 合理選用外模入口 錐角等措施 。 加強酸洗潤滑工序控制 ， 通過控制酸洗池深度和兌水量 ， 調(diào)節(jié)酸洗池酸液濃度 ， 在酸洗過程中不斷地翻轉(zhuǎn)鋼管 ， 酸液濃度降低時應(yīng)及時進行補充和調(diào)整 ， 保證鋼管質(zhì)量 。 時拔制力是最小的 。 拔制過程中拔制力的變化情況 圖 36 拔制過程中拔制力的變化情況 通過 計 算可得 ， 拔制力隨拔制過程的變化如圖所示 ， 我們將其分為三個階段 ： 起始階段 ： 隨著鋼管逐漸與模具發(fā)件接觸 ， 拔制力逐漸增大 ， 對應(yīng)圖中曲線開始時的拔制力 (絕對值 )隨時間 快速增 大 的區(qū)段 ； 流動階段在鋼管與模具 基本上 完全接觸后 ， 金屬進 入 一種非穩(wěn)態(tài)的流動階段 ， 此時由于金屬流動 ， 拔制 力 迅速減小 ， 同 由 于流動方向的不確 定 性拔制力快速變化 ， 對應(yīng)圖中曲線的抖動區(qū)段 ； 穩(wěn)定階段 ： 隨著拔制過程的深入 ， 金屬的流動漸趨穩(wěn)定 ， 拔制力不再發(fā)生變化 ， 對應(yīng)圖中曲線的平直區(qū)段 。拉 拔 過程中最重要的被控量是 鋼絲繩 的張力，要保證張力在某一范圍內(nèi)變化， 才能 可保證拉 拔 機的穩(wěn)定運行。 由于冷拔管產(chǎn)品具有突出的優(yōu)越性，冷拔產(chǎn)品產(chǎn)量越來越大，大有取代傳統(tǒng)的切削加工趨勢， 所以，對冷拔產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高。 gL =83mm 得 mmLs 1548? 卷筒軸校核 MPat 35?? （ 45 鋼）， 取 mmd 170? 選擇電機 a)確定負載類別：負載平穩(wěn)，對啟動制動無特殊要求的長期運行的機械 b)根據(jù) 1738YR 系列（ IP33)繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機 用途：適用于不含易燃易爆或者腐蝕性氣體的場所，如壓縮機、卷揚機， 拔絲機 ，傳輸帶等 Y 系列三相異步電機 定子繞組為△接法，轉(zhuǎn)子繞組為 Y 接法 安裝方式 B3（ R—— 繞線轉(zhuǎn)子） (4)傳動比計算 a)皮帶傳動比：普通 V帶， C 型 皮帶傳動比 1i 10? ~?? 1pd ：小帶輪節(jié)圓直徑 2pd ：大帶輪節(jié)圓直徑 ? ? ? ? 12 3dWT TTT ??? ????? ? mmTd T 23 ???? ???2FdT?? ? 121 pp ddi ???第 4章 系統(tǒng)動力學(xué)分析 23 ? ：彈性滑動系數(shù) b)減速器傳動比 2i ZSY 355804 ZSY：三級減速器 Y：硬齒面 355：低速級中心距 2i ： 22~100 smmv /1m in/60 ??返 故電機轉(zhuǎn)速 21n iin ??? 卷筒電 根據(jù)額定功率以及同步轉(zhuǎn)速選擇電機型號： YR225M28，額定功率的大小為 30KW，同步轉(zhuǎn)速 750r/min 型號 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 YR225M28 30kw 750 r/min 傳動裝置的總效率 式中 1? —— 聯(lián)軸器的效率； 2? —— 軸承傳動效率； 3? —— 齒輪嚙合傳動效率； 4? —— 卷筒傳動效率。 3）貫徹執(zhí)行國家、部、專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定。錐形模的模孔可分為四個帶：潤滑帶、壓縮帶、工作帶、出口帶。潤滑錐的長度 rl 是制品直徑的 倍。本設(shè)計取 yl = 1D 3）工作帶 工作帶的作用是使制品獲得穩(wěn)定而精確的形狀與尺寸。出口錐角為 30176。潤滑錐的 長度，潤滑錐選用 R=6mm 的圓弧，壓縮帶長度取，模角為，定徑帶長度，出口帶長度，出口錐角為 45176。同時考慮到 C形架整體的穩(wěn)燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 定性，本設(shè)計中采用的管道尺寸及形 狀如上圖。通過彈簧、電磁鐵來實現(xiàn)夾臂鉗的收第 5章 拉拔機設(shè)計 29 放。而在本設(shè)計中添加了壓簧這一結(jié)構(gòu)，可以同時使電磁鐵與拉桿上的吸頭靠近，減少了電磁鐵的行程，大大保證了電磁鐵與吸頭的順利接觸。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 圖 55 C 形架簡單受力分析 頭座的設(shè)計 第 5章 拉拔機設(shè)計 31