【摘要】：不銹鋼管具有強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、承受沖擊能力強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn),使得它廣泛應(yīng)用在生活的各個(gè)領(lǐng)域。隨著自動(dòng)化程度的不斷提高,人們對(duì)不銹鋼鋼管的切割質(zhì)量要求也越來(lái)越高。我國(guó)目前對(duì)薄壁管材的切割方法還存在著很多的不足,嚴(yán)重的制約著我國(guó)的工業(yè)發(fā)展,因此,近年來(lái)對(duì)高精度、高自動(dòng)化、高切割質(zhì)量、高切割效率的切管機(jī)研究成為了相關(guān)學(xué)科的研究重點(diǎn)和難點(diǎn),同時(shí)也是中國(guó)工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文旨在設(shè)計(jì)一款自動(dòng)化程度高,結(jié)構(gòu)緊湊,切割精度高的切管機(jī),從而提高薄壁不銹鋼鋼管的切割質(zhì)量,為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文綜合分析了國(guó)內(nèi)外薄壁不銹鋼管切管機(jī)的研究,對(duì)國(guó)外相關(guān)切管機(jī)的先進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了借鑒,同時(shí)對(duì)薄壁不銹鋼鋼管易變形、難切削的特點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析和研究,以管徑為?100mm~?150mm、壁厚為1.0mm~1.5mm薄壁不銹鋼管為設(shè)計(jì)對(duì)象,以現(xiàn)有行星式切管機(jī)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),提出了一種行星式雙刀對(duì)稱偏心安裝的間歇式切割方法,該切割方法不但能夠?qū)崿F(xiàn)刀具自身的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng),而且能減小了薄壁不銹鋼管在切割過(guò)程中的變形量,提高切割面的質(zhì)量。本文首先對(duì)間歇式薄壁不銹鋼管切管機(jī)在切削過(guò)程中的切削特性進(jìn)行了分析,計(jì)算了其切削過(guò)程中的切削力,其次對(duì)間歇式薄壁不銹鋼管切管機(jī)的整體切割方案進(jìn)行了確定對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),最后,針對(duì)間歇式薄壁不銹鋼管切管機(jī)的重要部件進(jìn)行了有限元分析,驗(yàn)證了其強(qiáng)度和剛度的可靠性。在對(duì)間歇式薄壁不銹鋼管切管機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,使用了理論分析與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合的方法,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性,完成了方案確定、理論分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等任務(wù),并對(duì)結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行了驗(yàn)證。首先是行星式雙刀對(duì)稱偏心安裝的間歇式切割方式能夠降低薄壁不銹鋼管的切割變形量,提高切割精度;其次間歇式薄壁不銹鋼管切管機(jī)的刀具偏心安裝在行星齒輪上,在公轉(zhuǎn)的同時(shí)完成自轉(zhuǎn),因此只需要一個(gè)主電機(jī)就能夠帶動(dòng)兩把刀具轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)降低了電機(jī)的使用量,提高了電機(jī)的使用效率,降低了設(shè)備的制造成本;最后利用SolidWorks三維實(shí)體軟件和ANSYS有限元分析軟件對(duì)間歇式切管機(jī)的主要部件進(jìn)行有限元分析,通過(guò)ANSYS軟件驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)的合理性,提高切管機(jī)的使用壽命。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG48
【圖文】：

圖 1.1 德國(guó)全自動(dòng)激光切割機(jī)圖 1.1 為德國(guó) MULLER 公司生產(chǎn)的全自動(dòng)激光切管機(jī)，是目前切管機(jī)中自程度最高、切割速度最快的切割裝置，它采用的是高頻率光纖激光發(fā)生器，鏡面反射、聚焦把這一高能量光束照射在鋼管上使切割部位發(fā)生溶化從而對(duì)進(jìn)行切割，具有較高的切割穩(wěn)定性和優(yōu)良的切割能力[21]-[22]。這也使得激光切無(wú)論是在切割精度還是在切割表面質(zhì)量上都是其他切割方法所難以替代的，之外還有切割效率高的特點(diǎn)，尤其是對(duì)薄壁不銹鋼管這種難切削材料更是切式的首選。但是激光切管機(jī)也存在著一定的缺陷，首先是切割設(shè)備價(jià)格昂貴鋼管切割設(shè)備中價(jià)格最高的，因此首次的資金投入較大，一般的企業(yè)難以負(fù)起，其次激光的功率也限制了它的使用情況，激光切管機(jī)的功率與它的切割有著密切的關(guān)系，因此帶有一定的局限性。當(dāng)鋼管的厚度較增加到一定程度光切管機(jī)的切割質(zhì)量和切割速度就會(huì)急劇下降，從而降低它的切割精度，為的后續(xù)加工帶來(lái)困難。

圖 1.1 德國(guó)全自動(dòng)激光切割機(jī)圖 1.1 為德國(guó) MULLER 公司生產(chǎn)的全自動(dòng)激光切管機(jī)，是目前切管機(jī)中自程度最高、切割速度最快的切割裝置，它采用的是高頻率光纖激光發(fā)生器，鏡面反射、聚焦把這一高能量光束照射在鋼管上使切割部位發(fā)生溶化從而對(duì)進(jìn)行切割，具有較高的切割穩(wěn)定性和優(yōu)良的切割能力[21]-[22]。這也使得激光切無(wú)論是在切割精度還是在切割表面質(zhì)量上都是其他切割方法所難以替代的，之外還有切割效率高的特點(diǎn)，尤其是對(duì)薄壁不銹鋼管這種難切削材料更是切式的首選。但是激光切管機(jī)也存在著一定的缺陷，首先是切割設(shè)備價(jià)格昂貴鋼管切割設(shè)備中價(jià)格最高的，因此首次的資金投入較大，一般的企業(yè)難以負(fù)起，其次激光的功率也限制了它的使用情況，激光切管機(jī)的功率與它的切割有著密切的關(guān)系，因此帶有一定的局限性。當(dāng)鋼管的厚度較增加到一定程度光切管機(jī)的切割質(zhì)量和切割速度就會(huì)急劇下降，從而降低它的切割精度，為的后續(xù)加工帶來(lái)困難。

扎林科夫提出的電火花切割的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種切割方法，它通過(guò)正負(fù)產(chǎn)生的高溫來(lái)熔化鋼材，通過(guò)高壓氣體把熔化的材料吹走從而達(dá)到切割的目種切割方式理論上可以切割任何導(dǎo)電的金屬，因此具有很高的切割普遍-[25]。并且通過(guò)美國(guó)和日本相關(guān)廠商的改進(jìn)以后，等離子切割設(shè)備的易損部件定性有了明顯的提高。但是目前等離子切割設(shè)備的穩(wěn)定性仍然難以滿足社會(huì)求，并且設(shè)備的維修費(fèi)用較高，電磁的兼容性、設(shè)備的安全性和環(huán)保性以及產(chǎn)生的氧化性也是限制等離子切割發(fā)展的重要原因。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2757818