【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 態(tài)下，只能受到徑向方向切削力，當(dāng)時(shí)鋼管在軸向的運(yùn)動(dòng)不可能是完全水平，特別是對(duì)切割定尺長(zhǎng)度比較大的鋼管，所以我們?cè)O(shè)計(jì)了進(jìn)出口卡緊，保證在切削過(guò)程中鋼管與小車的相對(duì)靜止，當(dāng)時(shí)對(duì)整個(gè)過(guò)程的設(shè)計(jì)上，在鋼管完成切割的瞬間，出口卡緊和入口卡緊同時(shí)松開(kāi)，這時(shí)對(duì)刀片來(lái)說(shuō)是非常危險(xiǎn)的，軸向上的稍微運(yùn)動(dòng)傾斜，就會(huì)導(dǎo)致鋼管與刀片接觸產(chǎn)生極大的相互作用力，為此在出口卡緊上，設(shè)計(jì)了一個(gè)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(shí)際長(zhǎng)度肯定大于理想長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)考慮實(shí)際安裝和裝卸方便，在保證做到盡量減小軸向長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，確定了小車實(shí)際長(zhǎng)度對(duì)整個(gè)軌道的長(zhǎng)度，為防止意外，在小車運(yùn)行的行程兩端，放置了2個(gè)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(huì)出現(xiàn)脫軌的情況。在對(duì)小車的行走裝置設(shè)計(jì)上，經(jīng)過(guò)大致的計(jì)算，我借鑒了實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)，采用了電動(dòng)機(jī)，額定功率為5KW，額定轉(zhuǎn)速為890r/min減速器的傳動(dòng)比為10:1在對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速和通過(guò)速度控制傳感器的控制，完全能實(shí)現(xiàn)在小車運(yùn)行的短時(shí)間內(nèi)與鋼管同步。結(jié)論本設(shè)計(jì)是為了替代以往的鋸切式管材剪斷機(jī)，設(shè)計(jì)更好的鋼管在線滾切機(jī)。它利用金屬的塑性變形原理，靠擠壓金屬，來(lái)完成對(duì)金屬的切割。刀具在加工管材表面純滾動(dòng)，由于目前管材的生產(chǎn)方式中，焊管的出口運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng)，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以只能讓刀具圍繞管材轉(zhuǎn)動(dòng)。由于刀具在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要有徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所以在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要有徑向的進(jìn)給力，解決由固定力源向轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤傳遞力就成了本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)；還有由于所切管材是一個(gè)范圍，而不是一個(gè)固定值，所以如何調(diào)整刀具起始位置來(lái)實(shí)現(xiàn)能切要求范圍的管材也是一個(gè)關(guān)鍵。我從最初的只知道鋼管生產(chǎn)有無(wú)縫鋼管，直縫焊管，螺旋焊管生產(chǎn)，鋼管要切定尺長(zhǎng)，可以通過(guò)鋸切。到查閱管材生產(chǎn)，通過(guò)看滾切機(jī)相關(guān)圖紙慢慢開(kāi)始了解滾切機(jī)。到初步制定方案簡(jiǎn)圖，不斷修改簡(jiǎn)圖，順利完成第一次答辯。到開(kāi)始著手畫滾切機(jī)本體裝配圖，不斷修改如何實(shí)現(xiàn)切管范圍要求的方案，再到通過(guò)比較確定齒輪參數(shù)，到后來(lái)的選取電動(dòng)機(jī)，帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)。再畫滾切機(jī)左右視圖，畫滾切機(jī)部件—入口夾緊，畫滾切機(jī)總裝圖，到最后的寫說(shuō)明書(shū)，翻譯外文資料。畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)一學(xué)期，我也做了一學(xué)期。期間學(xué)到了很多東西，以前上課沒(méi)有明白的知識(shí)也知道的更深了。我相信，無(wú)論是在學(xué)校還是以后的工作，只有堅(jiān)持不懈、持之以恒,敢于拼搏，積極上進(jìn)，勇于接受各種挑戰(zhàn)，秉承“唯有腳踏實(shí)地 才能振翅高飛”的人生信條。明天會(huì)更加輝煌，未來(lái)會(huì)更加的燦爛。 設(shè)計(jì)人：劉子達(dá) 2011年6月參考文獻(xiàn)［1］ 胡國(guó)棟/［2］ 賴明道 吳學(xué)禮 于恩林 吳堅(jiān) ［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(guó) 《新型圓管材滾切機(jī)》 專利號(hào)ZL 200810080216［19］ 劉慶國(guó) 《圓管材截面滾切機(jī)》 專利號(hào) ZL ［20］ 劉慶國(guó) 《圓管材滾切機(jī)》 專利號(hào) ZL ［21］ 劉慶國(guó) 《一種圓管材滾切機(jī)》專利號(hào) 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(shè)計(jì)中，由于本人知識(shí)水平有限，參閱參考文獻(xiàn)不全面，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了很多困難，在許多老師的幫助下，許多問(wèn)題得到解決，在此謹(jǐn)表誠(chéng)摯的感謝！我的畢業(yè)設(shè)計(jì)做的是鋼管在線滾切機(jī)，以前沒(méi)有接觸過(guò)。一開(kāi)始感覺(jué)很頭痛，但是經(jīng)過(guò)劉慶國(guó)老師的耐心講解，自己查找資料在，逐漸有了頭緒。經(jīng)過(guò)短短四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序和要求有了更深的認(rèn)識(shí)和了解，大大提高了自己收集信息、查閱資料、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決問(wèn)題的能力，極大的提高了我對(duì)科學(xué)研究的興趣。設(shè)計(jì)時(shí)間雖然很短，但是我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并得到了鞏固和加深。這是理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程，其中的設(shè)計(jì)體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)的積累將使我終生受益。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到了劉老師的悉心指導(dǎo)。劉老師對(duì)問(wèn)題和善而深刻的講解，消除了我最初設(shè)計(jì)時(shí)的無(wú)助和困惑，使設(shè)計(jì)逐步步入正軌。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，劉老師經(jīng)常到畢業(yè)設(shè)計(jì)教進(jìn)行精細(xì)講解，在此謹(jǐn)對(duì)劉老師致以衷心的感謝和崇高的敬意。由于本人知識(shí)水平有限，參閱參考資料不全面，此論文難免存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位老師給予批評(píng)和指正！ 設(shè)計(jì)人：劉子達(dá) 2011年6月附錄1開(kāi)題報(bào)告一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義鋼管的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中,在線切斷設(shè)備是整個(gè)生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備之一。目前,一般所采用的管材切斷方法存在許多問(wèn)題。由于管材斷面呈空心狀,在切斷過(guò)程中很難保證切口質(zhì)量。傳統(tǒng)的管材切割機(jī)存在的問(wèn)題：采用飛據(jù)在線鋸切管材存在如下問(wèn)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(shè)備；二是鋸切過(guò)程噪音污染嚴(yán)重；三是鋸切增加了金屬消耗；四是當(dāng)鋸切大直徑管材時(shí)，生產(chǎn)效率特別低。隨著切割機(jī)的發(fā)展，采用滾切機(jī)在線切斷管材是近幾年在國(guó)外發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。這種滾切機(jī)是利用三把帶有楔角的圓盤形滾切刀片，采用滾動(dòng)壓入的方法將管材切斷。由于采用了滾壓無(wú)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(duì)于大直徑管材）?？梢詫?shí)現(xiàn)小噪音、無(wú)切屑、?。o(wú)）毛刺切管，并可保證管材切口絕對(duì)垂直于管材軸線。從而可簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、減少設(shè)備的投資、降低生產(chǎn)成本，并可改善生產(chǎn)環(huán)境，解決了長(zhǎng)期困擾鋼管企業(yè)的噪音問(wèn)題。對(duì)于現(xiàn)在切割圓形截面管材的技術(shù)中，雖然其性能可靠，工作穩(wěn)定，達(dá)到了很好的效果，但是在其實(shí)際應(yīng)用中，由于設(shè)計(jì)的圓盤軸上的滾切裝置與旋轉(zhuǎn)環(huán)上的傳動(dòng)齒輪之間具有較大的軸向距離，并且旋轉(zhuǎn)環(huán)河圓盤軸的旋轉(zhuǎn)配合面在圓盤軸的軸徑上，而非圓盤外圈上，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)滾切機(jī)構(gòu)在機(jī)架外的懸臂較長(zhǎng)，受力狀態(tài)也不好，這樣，若有加工產(chǎn)生的質(zhì)量偏心，會(huì)在滾切工作時(shí)產(chǎn)生徑向震動(dòng)，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(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)環(huán)僅依靠圓盤與其的摩擦力矩驅(qū)動(dòng)，由于摩擦力矩小，使旋轉(zhuǎn)環(huán)啟動(dòng)滯后，造成沖擊。此外在滾切結(jié)束時(shí)，滾切機(jī)中的離合器的分離時(shí)刻不易控制；在退刀后，滾切裝置相對(duì)內(nèi)凸輪的停止位置不準(zhǔn)確，造成圓盤刀讓開(kāi)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(duì)中困難、設(shè)備的重量較大等實(shí)際問(wèn)題。斷面凸輪滾切機(jī)在轉(zhuǎn)盤上鉸接帶有重塊的擺桿，該擺桿的一端鉸接連桿，通過(guò)連桿另一端與一個(gè)帶有滾刀刀架的刀架鉸連接組成的滾切機(jī)構(gòu)。適用于金屬管材或非金屬管材的無(wú)切屑的切割。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題：滾切機(jī)是利用三把帶有楔角的圓盤形滾切刀片，采用滾動(dòng)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(wèn)題。由于管材斷面呈空心狀，在切斷過(guò)程中很難保證切口質(zhì)量。為了提高管材的切口質(zhì)量,圓截面管材無(wú)芯旋轉(zhuǎn)滾壓式剪切是近年出現(xiàn)的新型切斷技術(shù)。滾切機(jī)是利用三把帶有楔角的圓盤形滾切刀片，采用滾動(dòng)壓入的方法將管材切斷。由于采用了滾壓無(wú)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(duì)于大直徑管材)。不僅可以保證管材切口質(zhì)量，還實(shí)現(xiàn)小噪音、無(wú)切屑、無(wú)毛刺切管，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝、降低了生產(chǎn)成本，改善了生產(chǎn)環(huán)境。 對(duì)于現(xiàn)在切割圓形截面管材的技術(shù)中，雖然其性能可靠，工作穩(wěn)定，達(dá)到了很好的效果，但是在其實(shí)際應(yīng)用中，由于設(shè)計(jì)的圓盤軸上的滾切裝置與旋轉(zhuǎn)環(huán)上的傳動(dòng)齒輪之間具有較大的軸向距離，并且旋轉(zhuǎn)環(huán)河圓盤軸的旋轉(zhuǎn)配合面在圓盤軸的軸徑上，而非圓盤外圈上，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)滾切機(jī)構(gòu)在機(jī)架外的懸臂較長(zhǎng)，受力狀態(tài)也不好，這樣，若有加工產(chǎn)生的質(zhì)量偏心，會(huì)在滾切工作時(shí)產(chǎn)生徑向震動(dòng)，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(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)環(huán)僅依靠圓盤與其的摩擦力矩驅(qū)動(dòng)，由于摩擦力矩小，使旋轉(zhuǎn)環(huán)啟動(dòng)滯后，造成沖擊。此外在滾切結(jié)束時(shí)，滾切機(jī)中的離合器的分離時(shí)刻不易控制；在退刀后，滾切裝置相對(duì)內(nèi)凸輪的停止位置不準(zhǔn)確，造成圓盤刀讓開(kāi)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(duì)中困難、設(shè)備的重量較大等實(shí)際問(wèn)題。目前，制管生產(chǎn)線上應(yīng)用的圓形截面滾切機(jī)，其滾刀的徑向進(jìn)刀都是采取液壓方式，需要配置液壓系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)，具有整體機(jī)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，且進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)同步差異發(fā)生故障。解決液壓徑向進(jìn)刀方式導(dǎo)致的復(fù)雜問(wèn)題，采用齒輪機(jī)構(gòu)控制兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差，利用相對(duì)轉(zhuǎn)速高的轉(zhuǎn)體上設(shè)置的凸輪塊，通過(guò)凸輪塊的徑向端面與滾切刀配合形成向心的進(jìn)刀力，來(lái)完成徑向滾切。在進(jìn)刀過(guò)程中雖優(yōu)于液壓，但是，在進(jìn)退刀過(guò)程單一，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)機(jī)構(gòu)的沖擊，還會(huì)影響工作效率，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)操作上的不方便。所以，在實(shí)際的應(yīng)用的不能達(dá)到理想的應(yīng)用的效果。三、研究步驟、方法及措施：① 學(xué)習(xí)課題相關(guān)資料，掌握滾切機(jī)基本的工作原理和相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)原則； ② 仔細(xì)參看相關(guān)機(jī)型圖紙，分析其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、參數(shù)的選擇和整體布局，吸收其中的優(yōu)點(diǎn)，思考不足之處的產(chǎn)生原因。初步計(jì)算并確定工作刀具、轉(zhuǎn)盤和凸輪的徑向和軸向尺寸，初步確定關(guān)鍵零部件和刀具形狀以及轉(zhuǎn)速差等，繪制出軋機(jī)裝配草圖（A1圖紙一張）；③ 查閱資料，了解管材滾切機(jī)最新的研究成果和動(dòng)態(tài)，了解此機(jī)型目前存在的主要不足點(diǎn)及針對(duì)這些不足點(diǎn)的最新研究成果，提出自己的改進(jìn)思想，并與②結(jié)合同步進(jìn)行；④ 根據(jù)生產(chǎn)要求制定滾切機(jī)規(guī)程，計(jì)算各道滾切的壓力、力矩、滾切的功率、轉(zhuǎn)速差等，根據(jù)計(jì)算結(jié)果優(yōu)化軋制規(guī)程，并確定電機(jī)的型號(hào)。對(duì)刀具、凸輪、鉸接連桿、機(jī)架等主要零部件的尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核，最終確定設(shè)計(jì)的合理性；⑤ 完成總體設(shè)計(jì)，繪制裝配總圖、零件圖（A1圖紙不少于六張）；⑥ 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。研究設(shè)計(jì)過(guò)程中將適時(shí)地采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算與輔助設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的精確度與效率。研究期間要廣泛、仔細(xì)聽(tīng)取導(dǎo)師和相關(guān)專業(yè)人士的意見(jiàn)和建議，避免走不必要的彎路，提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性與有效性.四、研究工作進(jìn)度：第14周：搜集熟悉資料，總體方案確定，撰寫開(kāi)題報(bào)告。第58周：理論計(jì)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(jì)算說(shuō)明書(shū)、準(zhǔn)備答辯。五、導(dǎo)師意見(jiàn)：指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日六、審核意見(jiàn)： 審查結(jié)果： 通過(guò)； 完善后通過(guò)；　　　未通過(guò) 負(fù)責(zé)人（簽字）：　　　　年　　月　　日附錄2文獻(xiàn)綜述一、課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀：圓形截面管材滾切機(jī)主要用在管材在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，在線切斷設(shè)備是整個(gè)生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備之一。我國(guó)目前有1700多條直縫焊管生產(chǎn)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(wèn)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(shè)備；二是鋸切過(guò)程噪音污染嚴(yán)重；三是鋸切增加了金屬消耗；四是當(dāng)鋸切大直徑管材時(shí)，生產(chǎn)效率特別低。采用滾切機(jī)在線切斷管材是近幾年在國(guó)外發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。這種滾切機(jī)是利用三把帶有楔角的圓盤形滾切刀片，采用滾動(dòng)壓入的方法將管材切斷。由于采用了滾壓無(wú)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(duì)于大直徑管材）。可以實(shí)現(xiàn)小噪音、無(wú)切屑、?。o(wú)）毛刺切管，并可保證管材切口絕對(duì)垂直于管材軸線。從而可簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、減少設(shè)備的投資、降低生產(chǎn)成本，并可改善生產(chǎn)環(huán)境，解決了長(zhǎng)期困擾鋼管企業(yè)的噪音問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)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(zhuǎn)速很高，轉(zhuǎn)動(dòng)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(jié)束時(shí)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(shè)銑頭機(jī)將斷面銑平。（3）切管機(jī)以車刀切斷，切管機(jī)有鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)，車刀不動(dòng)和鋼管不動(dòng)車刀轉(zhuǎn)動(dòng)兩種。前者類似車床切削，但速度不能快。后者設(shè)備較復(fù)雜，一臺(tái)切管機(jī)所切管徑范圍不能太大，切削速度也不可能太大，因?yàn)橛薪饘贀p耗。（4）近年來(lái)發(fā)展的旋轉(zhuǎn)楔入法。鋼管相對(duì)不動(dòng)，在管材外圍有三個(gè)刀片，一起繞鋼管回轉(zhuǎn)，同時(shí)刀片座徑向移動(dòng)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(shí)，切口處的金屬向管壁的內(nèi)外流動(dòng)使切口的外圍和內(nèi)周均呈隆起狀，即切口邊緣附近的外徑增大，內(nèi)徑減小。2．剪切類切斷方法（1）沖剪法。在切口兩側(cè)各有圓孔形固定刀片夾住鋼管。切口處有活動(dòng)刀片，當(dāng)?shù)度袎合蚬懿臅r(shí)，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(guò)程速度快，噪音小，但由于切斷開(kāi)始會(huì)在刀尖管壁處壓下凹坑，最后殘留在切口附近，為此必須設(shè)置擴(kuò)展法和修正工序，以目前的技術(shù)，凹坑至今不能完全消除。（2）雙重剪切法。針對(duì)沖剪法的缺點(diǎn)產(chǎn)生凹坑，在沖剪法刀尖壓入處的管材上先刨一個(gè)坑，但由于槽寬略大于刀片厚度