校直機(jī)設(shè)計(jì)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(gè)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(jī)制造業(yè)，石油化工業(yè)，冶金工業(yè)，建筑材料業(yè)，機(jī)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(jìn)一步解決一些疑難問(wèn)題，推動(dòng)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(dòng)工業(yè)化，校直技術(shù)也要跟上時(shí)代。首先要在校直機(jī)設(shè)計(jì)、制造、校直過(guò)程分析、校直參數(shù)設(shè)定及校直質(zhì)量預(yù)測(cè)等方面搞好軟件開發(fā)；其次要進(jìn)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(zhǎng)足的發(fā)展，相應(yīng)的校直理論也取得了很大的進(jìn)步。不過(guò)理論滯后于實(shí)踐的現(xiàn)象比較明顯。例如校直輥負(fù)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(dòng)為單輥驅(qū)動(dòng)，改剛性連接為超越離合連接等），但其破壞作用的機(jī)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(lái)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(yàn)算法和經(jīng)驗(yàn)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(dá)式。20世紀(jì)70年代以來(lái)，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(dòng)（萬(wàn)能）校直技術(shù)、行星校直技術(shù)、全長(zhǎng)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(jì)法；創(chuàng)立了等曲率遞減反彎輥形設(shè)計(jì)法、校直耗能計(jì)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(fù)轉(zhuǎn)矩和超前接觸分析法；尤其在利用相對(duì)值概念對(duì)各種校直過(guò)程進(jìn)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(guó)內(nèi)現(xiàn)狀合肥工業(yè)大學(xué)與合肥壓力機(jī)械廠，在廣泛地市場(chǎng)調(diào)研及與國(guó)外產(chǎn)品的性能水平對(duì)比基礎(chǔ)上聯(lián)合攻關(guān)，經(jīng)過(guò)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(jī)，1991年1月在合肥通過(guò)部級(jí)鑒定。該機(jī)采用移動(dòng)式手動(dòng)液壓伺服控制校直滑塊上下運(yùn)動(dòng)，在行程最后25mm范圍內(nèi)?？蓪?shí)現(xiàn)滑塊位置的精確調(diào)整，下死點(diǎn)定位精度在0.05mm以內(nèi)。該機(jī)為行程控制型精度校直液壓機(jī)，一個(gè)新工人在很短的時(shí)間內(nèi)就可以學(xué)會(huì)操作，使滑塊得到很高的定位精度。該機(jī)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(bào)警、油溫超限報(bào)警和行程超限系統(tǒng)卸壓控制功能，操作方便。該機(jī)的研制成功，提高了我國(guó)型材精密校直工藝裝備的水平。用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、紡織機(jī)械等行業(yè)，對(duì)軸類、管類、棒料零件進(jìn)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(jī)市場(chǎng)前景廣闊，元器件和材料全部國(guó)產(chǎn)化，其價(jià)格不足目前進(jìn)口價(jià)的1/5。它的開發(fā)成功，將會(huì)帶來(lái)很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。我國(guó)現(xiàn)在主要用Y41系列單柱校正壓裝液壓機(jī)進(jìn)行型材校直，校直力從1001600KN約七個(gè)規(guī)格，在“七五”期間平均年產(chǎn)量近千臺(tái)，產(chǎn)值約2400萬(wàn)元，約占全國(guó)液壓機(jī)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(yàn)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?yàn)閴貉b工藝與校直工藝對(duì)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(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家很少見(jiàn)到，主要是蘇聯(lián)還在批量生產(chǎn)，目前國(guó)內(nèi)銷售形勢(shì)也不甚好。3第二章校直設(shè)備的發(fā)展與分類機(jī)械、汽車、電機(jī)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(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)彎曲變形，如果不進(jìn)行校直處理會(huì)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(guò)精密校直保證工件達(dá)到嚴(yán)格的最終設(shè)計(jì)公差要求，校直機(jī)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(shí)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(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期寶劍的平直度可以使人想象到當(dāng)時(shí)手工校直和平整技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高水平。在我國(guó)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(lái)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(jiǎn)單的，如平錘、砧臺(tái)等。對(duì)大型工件手工校直常借助高溫加熱進(jìn)行。古代人在校直及整形的實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的反彈特性，確立了“校直必須過(guò)正”的哲理，用之于改造社會(huì)也有指導(dǎo)意義。由于中國(guó)社會(huì)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(jìn)行了產(chǎn)業(yè)革命，逐步實(shí)現(xiàn)了用蒸汽動(dòng)力代替人力，機(jī)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(lái)，當(dāng)時(shí)英國(guó)的生鐵產(chǎn)量已由7萬(wàn)噸增長(zhǎng)到19萬(wàn)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(zhǎng)迅速。到19世紀(jì)末時(shí)，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(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了鍛造機(jī)械、軋鋼機(jī)械和校直機(jī)械。進(jìn)入20世紀(jì)，以電力驅(qū)動(dòng)代替蒸汽動(dòng)力為標(biāo)志，推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。英國(guó)在1905年制造的輥式板材矯直機(jī)大概是我國(guó)見(jiàn)到的最早的一臺(tái)校直機(jī)。20世紀(jì)初已經(jīng)有校直圓材的二輥式矯直機(jī)。到1914年英國(guó)發(fā)明212型五輥式，解決了鋼管校直問(wèn)題，同時(shí)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(jī)，20世紀(jì)30年代中期發(fā)明了222型六輥式校直機(jī)，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(wèn)題，美國(guó)薩頓公司研制成功313型七輥式矯直機(jī)（KTC型校直機(jī)）。20世紀(jì)43040年代國(guó)外技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的型材校直機(jī)及板材校直機(jī)也得到迅速發(fā)展，而且相繼進(jìn)入到中國(guó)的鋼鐵工業(yè)及金屬制品業(yè)。新中國(guó)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(jiàn)到德、英、日等國(guó)家制造的校直機(jī)。與此同時(shí)還出現(xiàn)了拉伸校直機(jī)，20世紀(jì)50年代蘇聯(lián)的校直機(jī)大量進(jìn)入到中國(guó)。同時(shí)，世界上隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)進(jìn)步速度加快，校直機(jī)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(guó)改革開放以后接觸到大量的國(guó)外設(shè)計(jì)研制成果。有小到1.6mm金屬絲校直機(jī)和大到600mm管材校直機(jī)。有速度達(dá)到300m/min的高速校直機(jī)和精度達(dá)到0.038mm/m的高精度校直機(jī)。同時(shí)也引進(jìn)許多先進(jìn)的校直設(shè)備。如英國(guó)的布朗克斯矯直機(jī)；德國(guó)的凱瑟琳校直機(jī)、德馬克校直機(jī)連續(xù)拉彎校直機(jī)及高精度壓力校直機(jī)；日本的薄板校直機(jī)等。值得自豪的是我國(guó)科技界一直在努力提高自己的科研設(shè)計(jì)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(jì)的精確計(jì)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(jìn)行了深入的研究并取得了十分可喜的成果，還召開了全國(guó)性的輥形理論討論會(huì)；產(chǎn)生了等曲率反彎輥形計(jì)算法。與此同時(shí)，以西安重型機(jī)械研究所為代表的科研單位何以太原重型機(jī)器廠為代表的設(shè)計(jì)制造部門完成了大量的矯直機(jī)設(shè)計(jì)研制工作。不僅為我國(guó)生產(chǎn)提供了設(shè)備保證，還培養(yǎng)了一大批設(shè)計(jì)研究人員。進(jìn)入90年代我國(guó)在趕超世界先進(jìn)水平方面又邁出了一大步，一些新研制的校直機(jī)獲得了國(guó)家的發(fā)明專利；一些新成果獲得了市、省及部級(jí)科技成果進(jìn)步獎(jiǎng)；有的獲得了國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。近年來(lái)我國(guó)在反彎輥形七斜輥校直機(jī)，多斜輥薄壁轉(zhuǎn)轂式校直機(jī)，平行輥異輥距校直機(jī)及校直液壓自動(dòng)切料機(jī)等研制方面相繼取得成功。在校直高強(qiáng)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