1、附錄1燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱：10噸超長冷拔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：呈學(xué)院年級專業(yè)： 09級機(jī)械裝備學(xué)生姓名：XXX指導(dǎo)教師：XXX目錄一、課題背景2二、研究意義2三、研究現(xiàn)狀2四、研究中可能存在的問題及解決方案8五、方案初步論證設(shè)計(jì)12六、工作進(jìn)度安排13七、參考文獻(xiàn)14課題背景隨著20世紀(jì)90年代，我國開始研究、應(yīng)用冷拔鋼管技術(shù)以來，冷拔管 技術(shù)已廣泛引用于單體液壓缸筒及工程機(jī)械油缸的制造，冷拔機(jī)作為冷拔鋼 管的主要加工設(shè)備，它是用于常溫下拔制黑色及有色金屬棒料材和對熱軋、 擠壓之后的管進(jìn)行二次加工，是生產(chǎn)小口徑、精密、薄壁、高機(jī)械性能管材 的主要加工設(shè)備。二、研究意義

2、在我國國民經(jīng)濟(jì)中，無縫鋼管占有十分重要的地方。在無縫鋼管生產(chǎn)中， 山于冷拔生產(chǎn)具有萬能性，工具便宜，設(shè)備構(gòu)造簡單，容易操作維護(hù)和生產(chǎn) 率高等優(yōu)點(diǎn)，因此冷拔生產(chǎn)得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。拉拔與其它金屬塑性加工方法相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)：（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(jī)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(hù)方便，操作容易，投資少，上馬快。三、研究現(xiàn)狀3.1國內(nèi)研究狀況忖前國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的高精度冷拔鋼管，普遍釆用按GB8162-1999標(biāo) 準(zhǔn)生產(chǎn)的熱軋無縫鋼管為冷拔管坯，鋼種只有優(yōu)質(zhì)碳素鋼

3、中的兒個牌 號，品種較少。經(jīng)過冷拔后延伸率偏低，強(qiáng)度和硬度偏大。使用這類鋼 管I!亍磨工，磨削速度慢，鋸切后端部尺寸易變性。而高精度冷拔鋁合金 管相對于鋼管來說，強(qiáng)度和硬度低，能使用的鋁合金牌號更少。這對于 廣闊的市場需求還有很大的差距。與國外先進(jìn)企業(yè)相比，我國企業(yè)在配 套設(shè)備方面還存在著一些不足。例如沒有管坯內(nèi)孔表面缺陷清理設(shè)備， 冷拔管的內(nèi)表面質(zhì)量無法保證，特別是不經(jīng)術(shù)磨直接使用的缸筒，其表 面的極小缺陷被表面處理膜所覆蓋，油缸筒、氣缸筒使用一段時間后便 暴露出來，損壞密封圈造成缸筒滲漏。另外，矯直機(jī)、術(shù)磨機(jī)的精度較 低，自動化程度不高，速度太慢，無法滿足大規(guī)模的生產(chǎn)需要。同時我 們企業(yè)大

4、多數(shù)缺乏高質(zhì)量的退貨設(shè)備，因此，多數(shù)高精度冷拔管均以冷 拔狀態(tài)交貨，無法滿足用戶對交貨狀態(tài)的特殊要求。圖1冷拔機(jī)3.2國外研究現(xiàn)狀拉拔具有悠久的歷史，在公元前2030世紀(jì)，就出現(xiàn)了把金塊錘 鍛后，通過小孔，用手工拉制成細(xì)金絲，在同一時期發(fā)現(xiàn)了類似拉線模 的東西。公元前1517世紀(jì)，在亞述、巴比倫、腓尼基等進(jìn)行了各種 貴金屬的拉線，并把這些金屬線用于裝飾品。公元89世紀(jì)，能制各 種金屬線。公元12世紀(jì)，有鍛線工與拉線工之分，前者是通過錘鍛，后者是 通過拉拔制線材，人們認(rèn)為就是從這個時候起確立了拉拔加工。公元13 世紀(jì)中葉，德國首先制造了水力拉線機(jī)，并在世界上逐漸推廣，直到17 世紀(jì)才接近于現(xiàn)在的

5、單卷筒拉拔機(jī)。1871年出現(xiàn)了連續(xù)拉線機(jī)。20世紀(jì)20年代山韋森西貝爾發(fā)現(xiàn)反張力拉拔法，由于反張力的作 用，使拉模的磨損大幅度減少，同時改善了制品的力學(xué)性能。在此時期 拉拔模山鐵模發(fā)展到合金鋼模，到1925年克魯伯公司研制成功硬質(zhì)合 金模。隨著拉拔技術(shù)的不斷進(jìn)步，薩克斯和西貝爾兩人以不同的觀點(diǎn)，笫 一次確立了拉拔理論，此后拉拔理論得到不斷發(fā)展，尤其是新的研究方 法（上界法、有限元法等）的開拓，計(jì)算機(jī)的發(fā)展，也使拉拔理論的研 究推向一個新的階段。1955年柯利斯托佛松研究成功強(qiáng)制潤滑拉拔法，可大幅度減小摩擦 力和拉拔難加工材料，同時使拉模壽命明顯延長。同年布萊哈和拉格勒 克爾發(fā)展了超聲波拉拔法，

6、使拉拔力顯著減小。輾模拉拔法是1956年山五弓等研究成功的，可使材料表面的摩擦 阻力大大減小，拉拔道次加工率增加，能明顯改善拉拔材料的力學(xué)性能。近兒十年來，在研究許多新的拉拔方法的同時，開展了高速拉拔的 研究，成功地制造了多模高速連續(xù)拉拔機(jī)、多線鏈?zhǔn)嚼螜C(jī)和圓盤拉拔 機(jī)。高速拉拔的研究，成功地制造了多模高速連續(xù)拉拔機(jī)、多線鏈?zhǔn)嚼?拔機(jī)和圓盤拉拔機(jī)。高速拉線機(jī)的拉拔速度達(dá)到80m/s；圓盤拉拔機(jī)可 生產(chǎn)4050mm以下的管材，最大圓盤直徑為l）3m,拉拔速度可達(dá) 25m/s,最大管長為6000m以上；多線鏈?zhǔn)嚼螜C(jī)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

7、 心。另外還有管棒材成品連續(xù)拉拔矯直機(jī)列，在該機(jī)列上實(shí)現(xiàn)了拉拔、 矯直、拋光、切斷、退火以及探傷等。四、研究中可能存在的問題及解決方案1、可能存在的問題4.1目前國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的高精度冷拔鋼管，普遍采用按GB8162. 1999標(biāo)準(zhǔn) 生產(chǎn)的熱軋無縫鋼管為冷拔管坯，鋼種只有優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的兒個牌號，品種 較少。經(jīng)過冷拔后延伸率偏低，強(qiáng)度和硬度偏大。使用這類鋼管術(shù)磨，磨削 速度慢，鋸切后端部尺寸易變性。而高精度冷拔鋁合金管相對于鋼管來說， 強(qiáng)度和硬度低，能使用的鋁合金牌號更少。這對于廣闊的市場需求還有很大 的差距。4. 2與國外先進(jìn)企業(yè)相比，我國企業(yè)在配套設(shè)備方面還存在著一些不足。 例如沒有管坯內(nèi)孔表

8、面缺陷清理設(shè)備，冷拔管的內(nèi)表面質(zhì)量無法保證，特 別是不經(jīng)殲亍磨直接使用的缸筒，其表面的極小缺陷被表面處理膜所覆蓋，油 缸筒、氣缸筒使用一段時間后便暴露出來，損壞密封圈造成缸筒滲漏。另外, 矯直機(jī)、幷亍磨機(jī)的精度較低，自動化程度不高，速度太慢，無法滿足大規(guī)模 的生產(chǎn)需要。同時我們企業(yè)大多數(shù)缺乏高質(zhì)量的退貨設(shè)備，因此，多數(shù)高精 度冷拔管均以冷拔狀態(tài)交貨，無法滿足用戶對交貨狀態(tài)的特殊要求。4.3冷拔鋼管是冷拔機(jī)在拉拔力的作用下通過一定形狀、尺寸的模具，使 經(jīng)過預(yù)處理后的熱軋鋼管發(fā)生加工硬化產(chǎn)生塑性變形而形成的。在整個冷拔 機(jī)拔制過程中，由于多種因素的影響，會出現(xiàn)各種各樣的缺陷。為了提高冷 拔鋼管的質(zhì)

9、量，降低廢品率，必須防止這些缺陷的產(chǎn)生。為此應(yīng)在易產(chǎn)生缺 陷的生產(chǎn)環(huán)節(jié)上加以控制。2、解決方案主要是合理的選擇毛坯料，注意有以下一些著重點(diǎn)：毛坯的表面質(zhì)量， 即銹蝕情況、氧化程度、表面是否凸凹不平等都會影響冷拔后的質(zhì)量，可造 成麻點(diǎn)、麻面、凸凹、 劃溝等現(xiàn)象；毛坯的內(nèi)在質(zhì)量，如有夾渣、裂 紋等，拔制后可造成裂縫、拔斷皺褶等；毛料的形位公差如壁厚偏差、直 線度、同軸度、圓柱度等過差都會影響冷拔后鋼管的質(zhì)量；加工余量的選 擇，加工余量不宜太大，否則需經(jīng)多道次的拉拔仍無法實(shí)現(xiàn)最終尺寸，卻 使管材發(fā)生加工硬化、應(yīng)力增大、塑性降低，從而降低了材料的機(jī)械性能。為了進(jìn)一步提高冷拔機(jī)的生產(chǎn)能力，其基本途徑是提

10、高冷拔速度,加大小 車的工作行程，減少冷拔過程的輔助時間。但是，只能在一定范圍內(nèi)來提高 周期式冷拔機(jī)的速度和加大小車的行程，超過此范圍，對進(jìn)一步提高其生產(chǎn) 能力并不經(jīng)濟(jì)。因此，只有通過減少冷拔過程的輔助時間來提高生產(chǎn)能力， 這就導(dǎo)致了半連續(xù)式冷拔機(jī)的發(fā)展。3、冷拔鋼管生產(chǎn)工藝的發(fā)展U前國內(nèi)外汽車行業(yè)使用的氣缸用管已經(jīng)開始大量釆用高精度冷拔鋁合 金管。隨著鋁合金管在碩度、強(qiáng)度方面的發(fā)展，高精度冷拔鋁合金管將在更 多領(lǐng)域內(nèi)取代鋼管。高精度冷拔管和鋁合金管的生產(chǎn)企業(yè)，可審時度勢進(jìn)一 步加大技術(shù)開發(fā)力度，開發(fā)適合生產(chǎn)高精度冷拔管的鋼種和鋁合金牌號，擴(kuò) 大成品交貨狀態(tài)，提供質(zhì)量優(yōu)異的產(chǎn)品，我國高精度冷拔

11、管生產(chǎn)企業(yè)要在激 烈的市場競爭中不斷發(fā)展壯大。應(yīng)不斷的向國外先進(jìn)企業(yè)學(xué)習(xí)，走集約化大 規(guī)模生產(chǎn)力之路，努力提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。眾所周知，冷拔鋼管與熱軋鋼管比較，表面質(zhì)量好，兒何尺寸精度高，性 能穩(wěn)定，可生產(chǎn)用熱軋方法無法生產(chǎn)的小直徑薄壁鋼管。因此冷拔工藝成 了鋼管生產(chǎn)的主要方法之一。但是，由于冷拔生產(chǎn)過程道次變形量小，工序 多，生產(chǎn)周期長，不能連續(xù)生產(chǎn)，因此，與其他鋼管生產(chǎn)方法相比，冷撥鋼 管生產(chǎn)方法的產(chǎn)量低，成本高。為了改進(jìn)冷拔生產(chǎn)方法之不足，近年來， 國外對傳統(tǒng)的冷拔鋼管生產(chǎn)工藝做了大量改進(jìn)，其中主要有以下兒個方面：(1) 超聲波振動拔管工藝的研究與開發(fā)超聲波振動拔管是六十年代發(fā)展起來

12、的一項(xiàng)新的工藝，它是通過施加在 拔模或芯棒上的超聲波使變形區(qū)中的金屬產(chǎn)生摩擦矢量效應(yīng)和旋鍛效應(yīng)，從 而達(dá)到降低拔制應(yīng)力，增大變形，縮短生產(chǎn)周期，改善質(zhì)量之LI的。超聲波 振動拔管裝置山超聲波發(fā)生器、換能器和變幅桿等組成。超聲波發(fā)生器是供 給換能器高頻電能的設(shè)備，用以激勵超聲波振動系統(tǒng)，產(chǎn)生所需要的工作頻 率和電功率。換能器是把電能轉(zhuǎn)換為超聲波動能的裝置，換能器有磁致伸縮 換能器和壓電換能器兩種。變幅桿是起振幅放大作用的，它有許多形式，如 階梯形、錐形、指數(shù)形、懸鏈形和組合形等。按施加超聲波振動能量的方式可分為芯棒施加軸向超聲波振動的拔制 方式；拔模施加超聲波振動的拔制方式；芯棒和拔模同時施加超

13、聲波振動的 拔制方式；用具有波長整數(shù)倍的游動芯棒的拔制方式。施加超聲波與不施加超聲波振動拔管方式比較可收到如下效果：1、減少拔后管內(nèi)的殘余應(yīng)力2、降低拔制力3、增大道次變形量，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)能力4、提高鋼管表面質(zhì)量，改善鋼管機(jī)械性能。（2）鋼管的溫拔和熱拔LI前鋼管的溫拔或熱拔匕成為一種成熟的工藝應(yīng)用于鋼管的冷加工之 中。山于一些鋼或合金具有冷脆性，冷加工性能差，加工過程易出現(xiàn)縱向裂 紋或開裂現(xiàn)象。有些鋼或合金雖然在室溫下具有足夠的塑性，但冷變形時產(chǎn) 生很大的加工碩化，為改善這些金屬或合金的冷加工性能，最好采用溫拔 或熱拔的變形方法。所謂溫拔或熱拔就是利用金屬或合金在一定的溫度下， 加

14、丄碩化傾向減少，強(qiáng)度下降，塑性提高的特性進(jìn)行拔制的一方法。溫拔或 熱拔時可以選擇最合適的變形參數(shù)，金屬塑性可得到充分利用，因而可實(shí)現(xiàn) 減少拔制道次，縮短生產(chǎn)周期，達(dá)到增加產(chǎn)量，降低成本和擴(kuò)大品種之U的。 溫拔主要用在鐵素體和奧氏體不銹鋼的生產(chǎn)中，根據(jù)不同鋼種的硬化曲線或 沖擊韌性與溫度的關(guān)系曲線確定溫拔的變形溫度，通常都在250 40 C之 間。熱拔主要用于碳素鋼，鋼管的熱拔溫度取決于鋼的牌號，通常為75 0 800，咬入拔模時的溫度為650700C。五、方案初步論證設(shè)計(jì)5. 1設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)拔制力;10噸拔制方式：空拔拔制后鋼管最長：63米冷拔潤滑方式：壓力油潤滑冷拔速度;12米/分；小車回程

15、速度：60米/分管材規(guī)格：032x3-025x3-019x3材料:屈服強(qiáng)度205MPa、抗拉強(qiáng)度415MPa52方案比較1蹣錢力的三觸覷的懺比較弒醐1moiffl繃合Ml主電機(jī)功率不鮭巍庫飆功耕大能全孵發(fā)揮.飆孵小能全功輟盤馳聿小爲(wèi)大拉板力毗不能妣戡力聯(lián)緞裁如琥刪加大最大堿速度比飆生產(chǎn)孵ft產(chǎn)曲質(zhì)量比飆便用難方便很方便因賊鵜多，跡澈設(shè)鏈量1fi通過以上對比本設(shè)訃選用液丿玉鋼絲繩組合式拉拔機(jī)。設(shè)計(jì)路線（1）進(jìn)行簡單的應(yīng)力分析；（2）III于選擇無芯棒空拉薄壁管，根據(jù)相關(guān)公式訃算得出拉拔力（同時明 白殘余應(yīng)力的產(chǎn)生以及消除方法）；（3）設(shè)計(jì)拉模一一包括大小結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)，材料的選擇（4）拉拔小車的

16、設(shè)計(jì)（5）在對比鏈?zhǔn)嚼螜C(jī)，聯(lián)合拉拔機(jī)等兒個拉拔機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)之后，本設(shè)計(jì)選 擇鋼絲繩拉拔機(jī)（6）拉拔機(jī)丄作機(jī)座的設(shè)訃潤滑和密封六、工作計(jì)劃個 人 任 務(wù) 訃 劃時間：2013年3月2013年6月周主要任務(wù)目標(biāo)1-4熟悉課題內(nèi)容，學(xué)習(xí)拉拔基本知識及拉拔機(jī)結(jié)構(gòu)基 礎(chǔ)，查閱資料，了解課題相關(guān)背景知識，為開題做 準(zhǔn)備，完成開題報(bào)告初稿。5-8理論訃算（拉拔力，電機(jī)選擇等具體參數(shù)的訃算確 定），總裝配圖9-10總裝備圖，部件圖，中期考核報(bào)告11-15部件圖，零件圖，撰寫計(jì)算說明書16-17完善設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯七、參考文獻(xiàn)1 .高昂.王德廣，鄧小民不同拉拔工藝對管材尺寸精度的影響.期刊論文. 鋼管 2008(1

17、)2 .王德廣，鄧小民高精度管材拉拔過程計(jì)算機(jī)模擬研究.期刊論文.重型 機(jī)械 2006(3)3 .王希霞，潘汶，常遠(yuǎn).30MN單鏈冷拔管機(jī)鏈條結(jié)構(gòu)改進(jìn)期刊論文.鋼管 2000(06)4 .毛艷,李文超.30t冷拔機(jī)拔模座改造與設(shè)計(jì)期刊論文.冶金設(shè)備管理 與維修2003 (04)5 王新社.優(yōu)質(zhì)鋼管冷拔工藝流程的改進(jìn).特殊鋼1984鞍鋼無縫鋼管廠鞍鋼鋼鐵研究所.30噸冷拔管機(jī)測定總結(jié).20027 劉光新.薄壁管冷拔工藝.工礦自動化.2000. 05期9 胡大超.連續(xù)式拉拔機(jī)無夾痕無變形夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析.上海冶金高等專 科學(xué)校10 .王相亭.JL型精密冷拔機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)的改進(jìn)期刊論文.機(jī)械工人(冷加

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