校直機設(shè)計畢業(yè)論文.doc

1第一章緒論1.1校直技術(shù)的定義及應(yīng)用校直技術(shù)屬于金屬加工學(xué)科的一個分支，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日用金屬加工業(yè)，儀器儀表制造業(yè)，汽車、船舶和飛機制造業(yè)，石油化工業(yè)，冶金工業(yè)，建筑材料業(yè)，機械裝備制造業(yè)，以及精密加工制造業(yè)。校直技術(shù)在廣度和深度方面的巨大發(fā)展迫切要求校直理論能進一步解決一些疑難問題，推動開發(fā)新技術(shù)和研制新設(shè)備。尤其在黨的十六大之后，要求用信息化帶動工業(yè)化，校直技術(shù)也要跟上時代。首先要在校直機設(shè)計、制造、校直過程分析、校直參數(shù)設(shè)定及校直質(zhì)量預(yù)測等方面搞好軟件開發(fā)；其次要進行數(shù)字化校直設(shè)備的研制，使校直技術(shù)走上現(xiàn)代化的道路，不斷豐富金屬校直學(xué)的內(nèi)容。校直技術(shù)多用于金屬條材加工的后部工序，在很大程度上決定著生產(chǎn)成品的質(zhì)量水平。校直技術(shù)同其他金屬加工技術(shù)一樣在20世紀(jì)取得了長足的發(fā)展，相應(yīng)的校直理論也取得了很大的進步。不過理論滯后于實踐的現(xiàn)象比較明顯。例如校直輥負轉(zhuǎn)矩的破壞作用在20世紀(jì)下半葉才得以解決（改集體驅(qū)動為單輥驅(qū)動，改剛性連接為超越離合連接等），但其破壞作用的機理直到20世紀(jì)80年代末才被闡明。另外，就校直理論的總體來看，仍然處于粗糙階段，首先就是其基本參數(shù)的確定還要依靠許多經(jīng)驗算法和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，如輥數(shù)、輥距、輥徑、壓彎量及校直速度等；其次是許多技術(shù)現(xiàn)象如螺旋彎廢品、校直縮尺、校直噪聲、斜輥校直特性、斜輥輥形特性、拉彎變形匹配特性等都缺乏理論闡述；再次是理論的概括性不夠，一套公式不僅不能包括各種斷面型材，甚至不能包括同類斷面而尺寸和材質(zhì)不同的工件，如彎矩和校直曲率等都缺少通用表達式。20世紀(jì)70年代以來，校直技術(shù)與校直理論的發(fā)展明顯加快，如拉彎校直技術(shù)很快走向成熟；開發(fā)成功平動（萬能）校直技術(shù)、行星校直技術(shù)、全長校直技術(shù)、程序控制校直技術(shù)、變凸度及變輥距校直技術(shù)，以及雙向旋轉(zhuǎn)校直技術(shù)等；完善了等距雙曲線輥形設(shè)計法；創(chuàng)立了等曲率遞減反彎輥形設(shè)計法、校直耗能計算法、主要工藝參數(shù)法、兩種拉彎制度的定性與定量分析法以及負轉(zhuǎn)矩和超前接觸分析法；尤其在利用相對值概念對各種校直過程進行定量分析工作中取得了系統(tǒng)化的成果，為校直技術(shù)數(shù)字化處理打下了基礎(chǔ)。21.2國內(nèi)現(xiàn)狀合肥工業(yè)大學(xué)與合肥壓力機械廠，在廣泛地市場調(diào)研及與國外產(chǎn)品的性能水平對比基礎(chǔ)上聯(lián)合攻關(guān)，經(jīng)過一年多的努力，研究成功最大校直力為100KN的單柱精密校直液壓機，1991年1月在合肥通過部級鑒定。該機采用移動式手動液壓伺服控制校直滑塊上下運動，在行程最后25mm范圍內(nèi)?？蓪崿F(xiàn)滑塊位置的精確調(diào)整，下死點定位精度在0.05mm以內(nèi)。該機為行程控制型精度校直液壓機，一個新工人在很短的時間內(nèi)就可以學(xué)會操作，使滑塊得到很高的定位精度。該機具有壓力、行程和油液溫度數(shù)字顯示和預(yù)置功能，并具有壓力超限報警、油溫超限報警和行程超限系統(tǒng)卸壓控制功能，操作方便。該機的研制成功，提高了我國型材精密校直工藝裝備的水平。用于汽車、拖拉機、機床、紡織機械等行業(yè)，對軸類、管類、棒料零件進行精密校直，可減少加工余量，提高制件精度和生產(chǎn)效率。該機市場前景廣闊，元器件和材料全部國產(chǎn)化，其價格不足目前進口價的1/5。它的開發(fā)成功，將會帶來很高的經(jīng)濟效益和社會效益。我國現(xiàn)在主要用Y41系列單柱校正壓裝液壓機進行型材校直，校直力從1001600KN約七個規(guī)格，在“七五”期間平均年產(chǎn)量近千臺，產(chǎn)值約2400萬元，約占全國液壓機總產(chǎn)量的40%，總產(chǎn)值的20%；產(chǎn)品水平低，重復(fù)生產(chǎn)多；采用壓力型憑經(jīng)驗校直方式，校直精度差，工件質(zhì)量不穩(wěn)定，且缺少附件，滿足不了精校工藝的需要。因為壓裝工藝與校直工藝對設(shè)備和液壓系統(tǒng)要求不一樣，放在一起也不一定合理；在國外發(fā)達國家很少見到，主要是蘇聯(lián)還在批量生產(chǎn)，目前國內(nèi)銷售形勢也不甚好。3第二章校直設(shè)備的發(fā)展與分類機械、汽車、電機等行業(yè)大量使用軸類、桿類零件，這些零件的原材料在粗加工或熱處理等過程中不可避免的會出現(xiàn)彎曲變形，如果不進行校直處理會直接影響工件的后序加工和使用，甚至可能出現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的廢品。所以為了能獲得下道工序所允許的最小切削量或通過精密校直保證工件達到嚴(yán)格的最終設(shè)計公差要求，校直機成了工件熱處理后不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。2.1校直設(shè)備的發(fā)展概況校直技術(shù)產(chǎn)生的確切時間尚未找到準(zhǔn)確的文字記載。但從文物發(fā)掘中看到我國春秋戰(zhàn)國時期寶劍的平直度可以使人想象到當(dāng)時手工校直和平整技術(shù)已經(jīng)達到很高水平。在我國古代人的生活與生產(chǎn)中使用的物品與工具，小自針錐、大到鐵杵都要求用校直技術(shù)來完成成品的制造。手工校直與平整工藝所用的設(shè)備與工具是極簡單的，如平錘、砧臺等。對大型工件手工校直常借助高溫加熱進行。古代人在校直及整形的實踐中認(rèn)識到物質(zhì)的反彈特性，確立了“校直必須過正”的哲理，用之于改造社會也有指導(dǎo)意義。由于中國社會的特殊條件，好多技術(shù)停留在手工狀態(tài)，18世紀(jì)末葉到19世紀(jì)初葉，歐洲進行了產(chǎn)業(yè)革命，逐步實現(xiàn)了用蒸汽動力代替人力，機械化生產(chǎn)代替了手工作坊。19世紀(jì)30年代冶鐵技術(shù)發(fā)展起來，當(dāng)時英國的生鐵產(chǎn)量已由7萬噸增長到19萬噸。增加了2.7倍。19世紀(jì)50年代開辟了煉鋼技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元。隨著平爐煉鋼技術(shù)的發(fā)明，鋼產(chǎn)量增長迅速。到19世紀(jì)末時，鋼產(chǎn)量增加50多倍。鋼材產(chǎn)量占鋼產(chǎn)量的比重也顯著增加。這時已經(jīng)出現(xiàn)了鍛造機械、軋鋼機械和校直機械。進入20世紀(jì)，以電力驅(qū)動代替蒸汽動力為標(biāo)志，推動了機械工業(yè)的發(fā)展。英國在1905年制造的輥式板材矯直機大概是我國見到的最早的一臺校直機。20世紀(jì)初已經(jīng)有校直圓材的二輥式矯直機。到1914年英國發(fā)明212型五輥式，解決了鋼管校直問題，同時提高了棒材校直速度。20世紀(jì)20年代日本已經(jīng)制造多斜輥矯直機，20世紀(jì)30年代中期發(fā)明了222型六輥式校直機，顯著提高了管材校直質(zhì)量。20世紀(jì)60年代中期，為了解決大直徑管材的校直問題，美國薩頓公司研制成功313型七輥式矯直機（KTC型校直機）。20世紀(jì)43040年代國外技術(shù)發(fā)達國家的型材校直機及板材校直機也得到迅速發(fā)展，而且相繼進入到中國的鋼鐵工業(yè)及金屬制品業(yè)。新中國成立前在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工廠里可以見到德、英、日等國家制造的校直機。與此同時還出現(xiàn)了拉伸校直機，20世紀(jì)50年代蘇聯(lián)的校直機大量進入到中國。同時，世界上隨著電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)進步速度加快，校直機的品種、規(guī)格、結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)都得到不斷的發(fā)展與完善。20世紀(jì)70年代我國改革開放以后接觸到大量的國外設(shè)計研制成果。有小到1.6mm金屬絲校直機和大到600mm管材校直機。有速度達到300m/min的高速校直機和精度達到0.038mm/m的高精度校直機。同時也引進許多先進的校直設(shè)備。如英國的布朗克斯矯直機；德國的凱瑟琳校直機、德馬克校直機連續(xù)拉彎校直機及高精度壓力校直機；日本的薄板校直機等。值得自豪的是我國科技界一直在努力提高自己的科研設(shè)計和創(chuàng)新能力。從20世紀(jì)50年代起就有劉天明提出的雙曲線輥形設(shè)計的精確計算法及鋼材的校直與校直力中提出的校直曲率方程式。60-80年代在輥形理論方面有許多學(xué)者進行了深入的研究并取得了十分可喜的成果，還召開了全國性的輥形理論討論會；產(chǎn)生了等曲率反彎輥形計算法。與此同時，以西安重型機械研究所為代表的科研單位何以太原重型機器廠為代表的設(shè)計制造部門完成了大量的矯直機設(shè)計研制工作。不僅為我國生產(chǎn)提供了設(shè)備保證，還培養(yǎng)了一大批設(shè)計研究人員。進入90年代我國在趕超世界先進水平方面又邁出了一大步，一些新研制的校直機獲得了國家的發(fā)明專利；一些新成果獲得了市、省及部級科技成果進步獎；有的獲得了國家發(fā)明獎。近年來我國在反彎輥形七斜輥校直機，多斜輥薄壁轉(zhuǎn)轂式校直機，平行輥異輥距校直機及校直液壓自動切料機等研制方面相繼取得成功。在校直高強度合金鋼方面也已獲得很好的校直質(zhì)量。其校后的殘留撓度為0.2-0.5mm/m。此外，從20世紀(jì)60年代以后拉伸