普通的冷拔鋼管需要進(jìn)行機(jī)械加工后才可以使用在汽車發(fā)動機(jī)的凸輪軸,而高精度冷拔鋼管可以直接用做凸輪軸的原材料。本文研究高精度冷拔鋼管的制造工藝,在其制造過程中的關(guān)鍵工藝進(jìn)行智能化改進(jìn),以保證高精度冷拔鋼管的質(zhì)量。首先簡要介紹了冷拔鋼管的制造工藝,探討了國內(nèi)外冷拔工藝以及智能化現(xiàn)狀,闡述了冷拔工藝中各個工藝步驟對產(chǎn)品質(zhì)量的影響,分析了傳統(tǒng)冷拔工藝之中的不足之處,并提出智能化改進(jìn)的具體需求。根據(jù)冷拔鋼管的技術(shù)要求,設(shè)計(jì)了高精度冷拔工藝的總體方案,提出了多代理的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)工藝路線,分別對退火、酸洗、鋼管的冷拔過程以及產(chǎn)品質(zhì)量檢測,設(shè)計(jì)了4個智能代理單元,每個單元使用傳感器進(jìn)行監(jiān)測,獲取現(xiàn)場狀態(tài),并通過代理的智能化處理,調(diào)整和控制整個生產(chǎn)過程。使用一個總控制器來統(tǒng)一調(diào)度這4個代理,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的分布式管理。通過對冷拔工藝中的冷拔過程和產(chǎn)品質(zhì)量檢測的深入研究,設(shè)計(jì)了冷拔過程和無損檢測的兩個智能代理單元,使用速度傳感器和壓力傳感器獲取冷拔夾頭的夾緊力和鋼管的冷拔速度等工藝信息,使用S3C2440控制器對這些信息進(jìn)行分析處理,控制夾頭的夾緊力,保證生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行,使用漏磁檢測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并剔除存在缺陷的鋼管。還設(shè)計(jì)了基于CAN總線的分布式架構(gòu),通過CAN收發(fā)器、CAN控制器以及智能代理單元之間的連接,實(shí)現(xiàn)了整個生產(chǎn)系統(tǒng)的信息交互。最后,搭建了高精度冷拔鋼管的智能化制造平臺,在企業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行了部分試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,通過對生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝參數(shù)進(jìn)行控制,改善了冷拔鋼管的質(zhì)量,提高了冷拔鋼管的精度。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG356
【部分圖文】：

高精度冷拔鋼管制造工藝的智能化研究精度冷拔管憑借其優(yōu)勢在制造行業(yè)中占有不可替代的作用，高精度冷拔工藝也是在被逐步完善。國內(nèi)對高精度冷拔工藝的研究雖然起步比較晚，但是通過不斷地摸索研高精度冷拔工藝的發(fā)展也日趨成熟，廣泛的應(yīng)用到生產(chǎn)當(dāng)中。從 1987 年起，我國陸液壓預(yù)應(yīng)力高精度冷拔管機(jī)[7]，隨著高精度冷拔工藝的市場需求不斷增大，有很多藝進(jìn)行了深入的研究。楊傳柱在對高精度冷拔鋼管的研究中針對現(xiàn)有普通鏈?zhǔn)嚼蔚纳a(chǎn)工藝進(jìn)行分析[8]，研究了其控制要求以及生產(chǎn)過程中的局限性。高精度冷拔過程中對著各項(xiàng)工藝有著嚴(yán)格的要求，國內(nèi)也有很多學(xué)者對此進(jìn)行了研究，鄒玉萍、酸液濃度和酸洗速度等酸洗工藝參數(shù)對不同規(guī)格鋼材酸洗質(zhì)量的影響展開了研究藝進(jìn)行了優(yōu)化[9]，王家聰?shù)韧ㄟ^對高精度冷拔鋼管殘余應(yīng)力的分析，并給出了其消高精度冷拔管的退火過程進(jìn)行了研究[10]，無縫冷拔管生產(chǎn)完之后還需要對其進(jìn)行無產(chǎn)品質(zhì)量，現(xiàn)在較為通用的檢測方法有渦流檢測法、漏磁檢測法以及超聲檢測法等[1 為一種可消除端部檢測盲區(qū)的漏磁檢測裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖 2.1 高精度冷拔管藝是通過對普通的冷拔工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)而進(jìn)行生產(chǎn)洗潤滑、冷拔等幾個步驟，現(xiàn)以一種型號的無縫鋼管如下表 2-1 和表 2-2 為毛坯管和成品管的參數(shù)。表 2.1 毛坯管參數(shù)目 外觀 外徑 內(nèi)徑參數(shù) 無灰塵、銹蝕 34 0.2mm6. 0 0.5mm表 2.2 高精度冷拔管參數(shù)要求外觀 外徑 內(nèi)徑 圓柱度 塵、銹蝕 mm0.050.0525 mm0.20 150. 05mm管的尺寸參數(shù)，制定了通過兩道次冷拔的生產(chǎn)工藝，

圖 2.3 等徑冷拔鋼管管壁中殘余應(yīng)力分布圖而冷拔是通過塑性變形來進(jìn)行生產(chǎn)，冷拔過程中會產(chǎn)生很大的形變，這個形變表現(xiàn)內(nèi)部就是受到強(qiáng)外力的作用，殘余應(yīng)力在鋼管上的存儲能量被釋放出來，這時鋼管所處環(huán)境下不能夠使得鋼管內(nèi)部的晶相發(fā)生變化[20]，這個能量的釋放就表現(xiàn)為鋼管的開裂等象，嚴(yán)重影響了冷拔鋼管產(chǎn)品的質(zhì)量，必須要對其進(jìn)行退火。退火的溫度需要控制在一定的范圍內(nèi)，不僅能夠去除鋼管內(nèi)的殘余應(yīng)力，而且要保的力學(xué)性能，保證在冷拔過程中鋼管不受到損傷的同時是鋼管具有一定的物理特性。最冷拔之后不需要退火，利用鋼管冷拔過程中的加工硬化使得鋼管外硬內(nèi)韌，符合產(chǎn)品的2）酸洗、磷化皂化工藝由于退火過程對鋼管進(jìn)行了加熱，在鋼管表面已發(fā)生氧化反應(yīng)，鋼管表面會附著氧需要清除這層氧化皮，對鋼管進(jìn)行酸洗，防止其在冷拔時對鋼管表面造成損傷。進(jìn)行酸要控制好酸洗時間，需要將氧化膜進(jìn)行充分化學(xué)反應(yīng)但又不能損傷到鋼管，消耗原材料由于外模和內(nèi)模的擠壓，沿著鋼管冷拔方向所受到的垂直壓力很大，根據(jù)摩擦力的式這就會使得鋼管在冷拔時受到的摩擦力很大，如圖 2.4 是冷拔過程的示意圖。
【參考文獻(xiàn)】

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5 宋躍;楊雷;雷瑞庭;王健偉;;基于ARM9與LINUX的RS485總線的通信接口設(shè)計(jì)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2014年05期

6 楊傳柱;;冷拔精密無縫鋼管生產(chǎn)工藝控制[J];冶金叢刊;2014年01期

7 王婧;朱軍;李中祥;袁志齡;;鋼管信息跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];制造業(yè)自動化;2013年19期

8 楊永鋒;黨曉剛;;組合無損檢測技術(shù)在無縫鋼管探傷中的應(yīng)用[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2013年17期

9 趙毅;張鉞;;超聲波無損檢測技術(shù)在鋼管檢測中的應(yīng)用[J];中國新通信;2012年17期

10 劉金梅;姚曉瓊;韋雪潔;;基于MCP2515和S3C2440組建CAN總線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2012年01期

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4 溫震宇;基于ARM9和Linux的CAN節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];吉林大學(xué);2009年

本文編號：2840888