【文章內容簡介】 態(tài)下，只能受到徑向方向切削力，當時鋼管在軸向的運動不可能是完全水平，特別是對切割定尺長度比較大的鋼管，所以我們設計了進出口卡緊，保證在切削過程中鋼管與小車的相對靜止，當時對整個過程的設計上，在鋼管完成切割的瞬間，出口卡緊和入口卡緊同時松開，這時對刀片來說是非常危險的，軸向上的稍微運動傾斜，就會導致鋼管與刀片接觸產生極大的相互作用力，為此在出口卡緊上，設計了一個液壓缸夾緊裝置，保證在切削完畢，防止刀片被打斷。綜上所述，小車的實際長度肯定大于理想長度，本設計考慮實際安裝和裝卸方便，在保證做到盡量減小軸向長度的基礎上，確定了小車實際長度對整個軌道的長度，為防止意外，在小車運行的行程兩端，放置了2個緩沖器，其能夠保證小車在任何意外情況下都能在軌道上而不會出現(xiàn)脫軌的情況。在對小車的行走裝置設計上，經過大致的計算，我借鑒了實驗室結構，采用了電動機，額定功率為5KW，額定轉速為890r/min減速器的傳動比為10:1在對電動機進行無級調速和通過速度控制傳感器的控制，完全能實現(xiàn)在小車運行的短時間內與鋼管同步。結論本設計是為了替代以往的鋸切式管材剪斷機，設計更好的鋼管在線滾切機。它利用金屬的塑性變形原理，靠擠壓金屬，來完成對金屬的切割。刀具在加工管材表面純滾動，由于目前管材的生產方式中，焊管的出口運動都是直線運動，無轉動，所以只能讓刀具圍繞管材轉動。由于刀具在轉動的同時還要有徑向進給運動，所以在轉動的同時還要有徑向的進給力，解決由固定力源向轉動刀盤傳遞力就成了本設計的重點；還有由于所切管材是一個范圍，而不是一個固定值，所以如何調整刀具起始位置來實現(xiàn)能切要求范圍的管材也是一個關鍵。我從最初的只知道鋼管生產有無縫鋼管，直縫焊管，螺旋焊管生產，鋼管要切定尺長，可以通過鋸切。到查閱管材生產，通過看滾切機相關圖紙慢慢開始了解滾切機。到初步制定方案簡圖，不斷修改簡圖，順利完成第一次答辯。到開始著手畫滾切機本體裝配圖，不斷修改如何實現(xiàn)切管范圍要求的方案，再到通過比較確定齒輪參數(shù)，到后來的選取電動機，帶傳動設計。再畫滾切機左右視圖，畫滾切機部件—入口夾緊，畫滾切機總裝圖，到最后的寫說明書，翻譯外文資料。畢業(yè)設計歷時一學期，我也做了一學期。期間學到了很多東西，以前上課沒有明白的知識也知道的更深了。我相信，無論是在學校還是以后的工作，只有堅持不懈、持之以恒,敢于拼搏，積極上進，勇于接受各種挑戰(zhàn)，秉承“唯有腳踏實地 才能振翅高飛”的人生信條。明天會更加輝煌，未來會更加的燦爛。 設計人：劉子達 2011年6月參考文獻［1］ 胡國棟/［2］ 賴明道 吳學禮 于恩林 吳堅 ［3］ 張家梁 邵如新 ［4］ 于恩林 ［5］ ［6］ ［7］ ［8］ ［9］ ［10］ ［11］ ［12］ ［13］ ［14］ ［15］ ［16］ ［17］ ［18］ 劉慶國 《新型圓管材滾切機》 專利號ZL 200810080216［19］ 劉慶國 《圓管材截面滾切機》 專利號 ZL ［20］ 劉慶國 《圓管材滾切機》 專利號 ZL ［21］ 劉慶國 《一種圓管材滾切機》專利號 ZL ［22］ By Cliff Dixon, Contributing Writer. Band saw cutting of tube and pipe: Tips for blade selection and machine settings. February 19, 2001［23］ Werner Rankenhohn. So what if one saw cuts faster than another?. April 15, 2008［24］ . DeJesus. The basics of rotary cutting. April 7, 1999致謝在本次設計中，由于本人知識水平有限，參閱參考文獻不全面，在設計過程中，遇到了很多困難，在許多老師的幫助下，許多問題得到解決，在此謹表誠摯的感謝！我的畢業(yè)設計做的是鋼管在線滾切機，以前沒有接觸過。一開始感覺很頭痛，但是經過劉慶國老師的耐心講解，自己查找資料在，逐漸有了頭緒。經過短短四個月的畢業(yè)設計，我對機械設計的一般程序和要求有了更深的認識和了解，大大提高了自己收集信息、查閱資料、運用所學知識和技能解決問題的能力，極大的提高了我對科學研究的興趣。設計時間雖然很短，但是我對大學四年所學知識有了系統(tǒng)的認識，并得到了鞏固和加深。這是理論聯(lián)系實際的過程，其中的設計體會和經驗的積累將使我終生受益。在整個設計過程中，我得到了劉老師的悉心指導。劉老師對問題和善而深刻的講解，消除了我最初設計時的無助和困惑，使設計逐步步入正軌。在設計過程中，劉老師經常到畢業(yè)設計教進行精細講解，在此謹對劉老師致以衷心的感謝和崇高的敬意。由于本人知識水平有限，參閱參考資料不全面，此論文難免存在一些缺點和錯誤，敬請各位老師給予批評和指正！ 設計人：劉子達 2011年6月附錄1開題報告一、綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義鋼管的連續(xù)生產過程中,在線切斷設備是整個生產線中的關鍵設備之一。目前,一般所采用的管材切斷方法存在許多問題。由于管材斷面呈空心狀,在切斷過程中很難保證切口質量。傳統(tǒng)的管材切割機存在的問題：采用飛據(jù)在線鋸切管材存在如下問題：一是切后管斷面留有毛刺，為去除毛刺后續(xù)工序必須加平頭設備；二是鋸切過程噪音污染嚴重；三是鋸切增加了金屬消耗；四是當鋸切大直徑管材時，生產效率特別低。隨著切割機的發(fā)展，采用滾切機在線切斷管材是近幾年在國外發(fā)展起來的新技術。這種滾切機是利用三把帶有楔角的圓盤形滾切刀片，采用滾動壓入的方法將管材切斷。由于采用了滾壓無屑剪切，刀具的滾切行程略大于管材壁厚即可切斷管材，因而效率高（尤其是對于大直徑管材）?？梢詫崿F(xiàn)小噪音、無切屑、?。o）毛刺切管，并可保證管材切口絕對垂直于管材軸線。從而可簡化生產工藝、減少設備的投資、降低生產成本，并可改善生產環(huán)境，解決了長期困擾鋼管企業(yè)的噪音問題。對于現(xiàn)在切割圓形截面管材的技術中，雖然其性能可靠，工作穩(wěn)定，達到了很好的效果，但是在其實際應用中，由于設計的圓盤軸上的滾切裝置與旋轉環(huán)上的傳動齒輪之間具有較大的軸向距離，并且旋轉環(huán)河圓盤軸的旋轉配合面在圓盤軸的軸徑上，而非圓盤外圈上，導致旋轉滾切機構在機架外的懸臂較長，受力狀態(tài)也不好，這樣，若有加工產生的質量偏心，會在滾切工作時產生徑向震動，因而減低了圓盤刀的使用壽命；另外，因離合器為常離狀態(tài)，在啟動時，旋轉環(huán)僅依靠圓盤與其的摩擦力矩驅動，由于摩擦力矩小，使旋轉環(huán)啟動滯后，造成沖擊。此外在滾切結束時，滾切機中的離合器的分離時刻不易控制；在退刀后，滾切裝置相對內凸輪的停止位置不準確，造成圓盤刀讓開距離不足，而妨礙管子的再次送入容易打刀，以及存在夾緊裝置的夾緊中心和滾切中心對中困難、設備的重量較大等實際問題。斷面凸輪滾切機在轉盤上鉸接帶有重塊的擺桿，該擺桿的一端鉸接連桿，通過連桿另一端與一個帶有滾刀刀架的刀架鉸連接組成的滾切機構。適用于金屬管材或非金屬管材的無切屑的切割。二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：滾切機是利用三把帶有楔角的圓盤形滾切刀片，采用滾動壓入的方法將管材切斷。目前，一般所采用的管材切斷方法存在許多問題。由于管材斷面呈空心狀，在切斷過程中很難保證切口質量。為了提高管材的切口質量,圓截面管材無芯旋轉滾壓式剪切是近年出現(xiàn)的新型切斷技術。滾切機是利用三把帶有楔角的圓盤形滾切刀片，采用滾動壓入的方法將管材切斷。由于采用了滾壓無屑剪切,刀具的滾切行程略大于管材壁厚即可切斷管材,因而效率高(尤其是對于大直徑管材)。不僅可以保證管材切口質量，還實現(xiàn)小噪音、無切屑、無毛刺切管，簡化了生產工藝、降低了生產成本，改善了生產環(huán)境。 對于現(xiàn)在切割圓形截面管材的技術中，雖然其性能可靠，工作穩(wěn)定，達到了很好的效果，但是在其實際應用中，由于設計的圓盤軸上的滾切裝置與旋轉環(huán)上的傳動齒輪之間具有較大的軸向距離，并且旋轉環(huán)河圓盤軸的旋轉配合面在圓盤軸的軸徑上，而非圓盤外圈上，導致旋轉滾切機構在機架外的懸臂較長，受力狀態(tài)也不好，這樣，若有加工產生的質量偏心，會在滾切工作時產生徑向震動，因而減低了圓盤刀的使用壽命；另外，因離合器為常離狀態(tài)，在啟動時，旋轉環(huán)僅依靠圓盤與其的摩擦力矩驅動，由于摩擦力矩小，使旋轉環(huán)啟動滯后，造成沖擊。此外在滾切結束時，滾切機中的離合器的分離時刻不易控制；在退刀后，滾切裝置相對內凸輪的停止位置不準確，造成圓盤刀讓開距離不足，而妨礙管子的再次送入容易打刀，以及存在夾緊裝置的夾緊中心和滾切中心對中困難、設備的重量較大等實際問題。目前，制管生產線上應用的圓形截面滾切機，其滾刀的徑向進刀都是采取液壓方式，需要配置液壓系統(tǒng)和運動傳遞機構，具有整體機構復雜，生產成本高，且進刀運動同步差異發(fā)生故障。解決液壓徑向進刀方式導致的復雜問題，采用齒輪機構控制兩個旋轉體能夠產生轉速差，利用相對轉速高的轉體上設置的凸輪塊，通過凸輪塊的徑向端面與滾切刀配合形成向心的進刀力，來完成徑向滾切。在進刀過程中雖優(yōu)于液壓，但是，在進退刀過程單一，同時也會出現(xiàn)機構的沖擊，還會影響工作效率，同時也會帶來操作上的不方便。所以，在實際的應用的不能達到理想的應用的效果。三、研究步驟、方法及措施：① 學習課題相關資料，掌握滾切機基本的工作原理和相關參數(shù)設計原則； ② 仔細參看相關機型圖紙，分析其結構的設計、參數(shù)的選擇和整體布局，吸收其中的優(yōu)點，思考不足之處的產生原因。初步計算并確定工作刀具、轉盤和凸輪的徑向和軸向尺寸，初步確定關鍵零部件和刀具形狀以及轉速差等，繪制出軋機裝配草圖（A1圖紙一張）；③ 查閱資料，了解管材滾切機最新的研究成果和動態(tài)，了解此機型目前存在的主要不足點及針對這些不足點的最新研究成果，提出自己的改進思想，并與②結合同步進行；④ 根據(jù)生產要求制定滾切機規(guī)程，計算各道滾切的壓力、力矩、滾切的功率、轉速差等，根據(jù)計算結果優(yōu)化軋制規(guī)程，并確定電機的型號。對刀具、凸輪、鉸接連桿、機架等主要零部件的尺寸進行優(yōu)化設計、計算、校核，最終確定設計的合理性；⑤ 完成總體設計，繪制裝配總圖、零件圖（A1圖紙不少于六張）；⑥ 完成設計說明書。研究設計過程中將適時地采用計算機輔助計算與輔助設計，提高設計的精確度與效率。研究期間要廣泛、仔細聽取導師和相關專業(yè)人士的意見和建議，避免走不必要的彎路，提高設計的科學性與有效性.四、研究工作進度：第14周：搜集熟悉資料，總體方案確定，撰寫開題報告。第58周：理論計算、總裝配圖。第812周：總裝配圖、部件圖。第1315周：部件圖、零件圖。第1617周：撰寫計算說明書、準備答辯。五、導師意見：指導教師（簽字） 年 月 日六、審核意見： 審查結果： 通過； 完善后通過；　　　未通過 負責人（簽字）：　　　　年　　月　　日附錄2文獻綜述一、課題國內外現(xiàn)狀：圓形截面管材滾切機主要用在管材在連續(xù)生產過程中，在線切斷設備是整個生產線中的關鍵設備之一。我國目前有1700多條直縫焊管生產線，普遍采用飛據(jù)在線鋸切管材。采用飛據(jù)在線鋸切管材存在如下問題：一是切后管斷面留有毛刺，為去除毛刺后續(xù)工序必須加平頭設備；二是鋸切過程噪音污染嚴重；三是鋸切增加了金屬消耗；四是當鋸切大直徑管材時，生產效率特別低。采用滾切機在線切斷管材是近幾年在國外發(fā)展起來的新技術。這種滾切機是利用三把帶有楔角的圓盤形滾切刀片，采用滾動壓入的方法將管材切斷。由于采用了滾壓無屑剪切，刀具的滾切行程略大于管材壁厚即可切斷管材，因而效率高（尤其是對于大直徑管材）。可以實現(xiàn)小噪音、無切屑、?。o）毛刺切管，并可保證管材切口絕對垂直于管材軸線。從而可簡化生產工藝、減少設備的投資、降低生產成本，并可改善生產環(huán)境，解決了長期困擾鋼管企業(yè)的噪音問題。目前國內外現(xiàn)有的管切方法有兩大類：非剪切和剪切類。 （1）冷鋸鋸切（2）砂輪片切斷這兩種方法都屬于同一類型，只是有鋸片和砂輪片作為切斷工具之分，兩種均有金屬損耗，而且由于切斷片轉速很高，轉動中有震顫，因而在表面有明顯的切削痕跡，呈現(xiàn)不平度較大，在切口結束時很難去除較大的毛刺，至今尚未解決，因而一般的此類切削方法都不得不在切斷后曾設銑頭機將斷面銑平。（3）切管機以車刀切斷，切管機有鋼管轉動，車刀不動和鋼管不動車刀轉動兩種。前者類似車床切削，但速度不能快。后者設備較復雜，一臺切管機所切管徑范圍不能太大，切削速度也不可能太大，因為有金屬損耗。（4）近年來發(fā)展的旋轉楔入法。鋼管相對不動，在管材外圍有三個刀片，一起繞鋼管回轉，同時刀片座徑向移動而將管材切斷，由于此刀片是楔形的，因而且切口傾斜呈坡口狀，而且在刀刃楔入管壁時，切口處的金屬向管壁的內外流動使切口的外圍和內周均呈隆起狀，即切口邊緣附近的外徑增大，內徑減小。2．剪切類切斷方法（1）沖剪法。在切口兩側各有圓孔形固定刀片夾住鋼管。切口處有活動刀片，當?shù)度袎合蚬懿臅r，刀尖使管壁局部引力集中而破裂，刀刃壓入管壁，此方法為有屑切斷，剪切過程速度快，噪音小，但由于切斷開始會在刀尖管壁處壓下凹坑，最后殘留在切口附近，為此必須設置擴展法和修正工序，以目前的技術，凹坑至今不能完全消除。（2）雙重剪切法。針對沖剪法的缺點產生凹坑，在沖剪法刀尖壓入處的管材上先刨一個坑，但由于槽寬略大于刀片厚度