圓管端部縮徑專機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙寧波理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告（含文獻(xiàn)綜述、外文翻譯）題 目圓管端部縮徑專機(jī)設(shè)計(jì)姓 名學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 09機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化4班指導(dǎo)教師分 院機(jī)電與能源工程分院 開(kāi)題日期2013 年3月5日 文獻(xiàn)綜述圓管端部縮徑專機(jī)1.縮徑專機(jī)的研究現(xiàn)狀縮徑專機(jī)屬無(wú)切削加工設(shè)備，具有生產(chǎn)效率以免、工藝簡(jiǎn)單、易于操作、節(jié)約原材料、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。它是利用液壓技術(shù)將圓鋼、螺紋鋼等須縮徑部分送入專用磨具內(nèi)經(jīng)冷縮壓成型，縮壓部分鋼材密度可大大提高，從而提高材料的抗壓強(qiáng)度。而塑性、沖擊韌性不減，使絲扣部分和桿體部分強(qiáng)度一致，解決了因車床剝皮而減小抗壓力和沖韌性的弊端。比儀表車床加工速

2、度快，光潔度高，尺寸準(zhǔn)確，能延長(zhǎng)料的長(zhǎng)度節(jié)省料而降低成本。1.1 國(guó)外的研究現(xiàn)狀在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)，對(duì)縮徑專機(jī)裝置的理論、設(shè)計(jì)與計(jì)算的研究已比較完善，已領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)的縮徑專機(jī)。下面介紹國(guó)外的幾種縮徑專機(jī)。1.1.1冷滾壓縮徑專機(jī)冷滾壓縮徑專機(jī)是一種先進(jìn)的無(wú)切削加工設(shè)備。冷滾壓工藝也是一種先進(jìn)的無(wú)切削加工工藝，可有效提高工件表面的光潔度、硬度和強(qiáng)度，效果比切削提高工效幾倍甚至幾十倍，是一種理想的高效節(jié)能工藝，是節(jié)能的理想選擇，它的應(yīng)用越來(lái)越受到使用著的青睞。1.1.2臥式液壓縮徑專機(jī)臥式液壓縮徑專機(jī)屬于無(wú)切削加工設(shè)備，具有生產(chǎn)效率以免、工藝簡(jiǎn)單、易于操作、節(jié)約原材料、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。它是利用液壓

3、技術(shù)將圓鋼、螺紋鋼等須縮徑部分送入專用模具內(nèi)經(jīng)冷縮壓成型，成型部分鋼材密度可大大提高，從而提高材料的抗壓強(qiáng)度。而塑性、沖擊韌性不減，是絲扣部分和桿體部分強(qiáng)度一致，解決了因車床剝皮而減小抗壓力和沖韌性的弊端。1.1.3 hgpx-ls型立式縮徑旋壓成形機(jī)床hgpx-ls型立式縮徑旋壓成形機(jī)床，采用側(cè)向滾動(dòng)模支撐方式，使側(cè)向滾動(dòng)模的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與工件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行或傾斜一定角度，這樣不僅可用于較大尺寸的帶底筒形件，也可用于尺寸較小的蓋類零件的口部縮徑旋壓成形，對(duì)稱布置的旋輪及切邊輪，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)旋壓及修、切邊功能，從而在不需要更換模具工裝的情況下，在同一臺(tái)機(jī)床上完成旋壓與修、切邊工序，極大地提高了設(shè)備利

4、用率及生產(chǎn)效率。該機(jī)床是立式整體鑄造床身，圖1所示為該機(jī)床所旋2種帶底筒形件產(chǎn)品零件圖，其中圖1a所示為蓋類零件，圖1b所示為筒形零件。由于這2種產(chǎn)品口部直徑小,為了保證口部縮徑后的形狀和尺寸精度，在進(jìn)行縮徑旋壓成形時(shí)，需在圖中a處對(duì)工件進(jìn)行支撐。由于工件口部直徑較小，又為帶底零件，故采用如圖2所示的側(cè)向偏心內(nèi)滾動(dòng)模支撐方式進(jìn)行縮徑旋壓成形。圖1 旋壓產(chǎn)品示意圖圖2 傾斜偏心內(nèi)滾動(dòng)模旋壓床身裝置是旋壓機(jī)的主要部件之一，對(duì)1臺(tái)旋壓機(jī)而言，床身裝置的零件組成數(shù)量雖然不多，但重量卻占整個(gè)設(shè)備總重量的1/2以上，旋壓成形、切邊及工件夾緊裝置等部件直接安裝在床身上面；為了能夠加工不同規(guī)格尺寸的產(chǎn)品，旋壓

5、成形及切邊等裝置需要在床身的導(dǎo)軌面上移動(dòng)；另外，現(xiàn)代化流水線作業(yè)方式，常將旋壓機(jī)床與摩擦壓力機(jī)、沖床等設(shè)備安裝在同一廠房使用。采用立式整體鑄造床身，能使機(jī)床具有良好的工作穩(wěn)定性，同時(shí)鑄鐵的內(nèi)摩擦大，具有良好的抗振性和耐性。傾斜偏心內(nèi)滾動(dòng)模旋壓支撐輪如圖1a所示零件的直徑和高度都比較小，為了使工件卡頭、支撐輪及支撐輪軸承座具有足夠的尺寸和強(qiáng)度，將旋壓支撐輪軸線設(shè)計(jì)成與機(jī)床主軸成一定夾角的傾斜結(jié)構(gòu)(圖2)，從而拓展了該機(jī)床旋壓產(chǎn)品的最小尺寸界限，擴(kuò)大了可加工產(chǎn)品的尺寸范圍。該車床有五處位置及間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。1) 氣缸位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。當(dāng)加工不同高度的零件時(shí)，為了提高加工效率，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)床頂部的手輪，

6、將卡緊氣缸的位置作上下調(diào)整，以減小氣缸的空行程。2) 液壓油缸位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。當(dāng)加工不同直徑的零件時(shí)，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)床兩側(cè)的手柄來(lái)調(diào)整液壓缸的位置。3) 旋壓成形位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。當(dāng)需要對(duì)工件口部縮徑位置進(jìn)行調(diào)整時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整旋壓支撐輪及旋輪的安裝位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。4) 切邊位置及切邊間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。當(dāng)需要對(duì)工件口部切邊位置進(jìn)行調(diào)整或?qū)Σ煌穸鹊墓ぜM(jìn)行切邊而需要調(diào)整切邊輪間隙時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整切邊支撐輪及切邊輪的安裝位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。5) 旋輪或切邊輪的前后行程極限位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。為了減小旋壓或切邊時(shí)旋輪的空行程，提高生產(chǎn)效率，可以通過(guò)調(diào)整旋輪或切邊輪的前后極限位置來(lái)獲得優(yōu)化工作行程參數(shù)。1.2 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀針

7、對(duì)目前冷拔管生產(chǎn)中鋼管軋頭工藝存在的管端需加熱、軋頭時(shí)噪音大、酸洗磷化處理不方便、工人操作條件惡劣等嚴(yán)重弊端，國(guó)內(nèi)先后設(shè)計(jì)制造出了幾款縮徑機(jī)，下面將逐一介紹。1.2.1 qs100型鋼管縮徑機(jī)該機(jī)由主機(jī)、電控系統(tǒng)、液壓站三部分組成，其工作原理是用液壓缸推動(dòng)模座，模座向被油缸夾緊的管材推擠，從而使管材端部直徑縮小，以適應(yīng)冷拔的要求。該縮徑機(jī)不僅適用于無(wú)縫鋼管、有色金屬管棒的冷拔冷拉生產(chǎn)，而且還可用作壓裝、拉伸生產(chǎn)及鍋爐等行業(yè)的異徑接頭生產(chǎn)等。該機(jī)采用液壓傳動(dòng)；夾緊、推擠及壓縮全部由控制程序控制，且調(diào)整迅速；高精度同步閥保證了模座兩端有嚴(yán)格的同步運(yùn)動(dòng)；它可自動(dòng)換模以適應(yīng)不同的縮徑要求。其最大縮徑管

8、材尺寸為102mm、推擠長(zhǎng)度245mm、班產(chǎn)量在1500根以上。該機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。動(dòng)作可靠，一次成型。既增加了管材的收得率，又大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境，并具有功效高、噪音低、節(jié)能省材、維護(hù)簡(jiǎn)單、操作便利等優(yōu)點(diǎn)。1.2.2mfws-20型立式液壓縮徑機(jī)本機(jī)適用于生產(chǎn)礦用錨桿,穿墻螺絲，高速螺絲等。本設(shè)備能將材質(zhì)一次壓縮成滾絲直徑,且增強(qiáng)了材質(zhì)的密度，長(zhǎng)度。提高了錨桿的抗拉強(qiáng)度。是代替車床剝制的換代產(chǎn)品。特別適應(yīng)大批量加工1米以上不限長(zhǎng)度的長(zhǎng)桿螺絲，最長(zhǎng)縮徑250mm。比儀表車床加工速度快，光潔度高，尺寸準(zhǔn)確，能延長(zhǎng)料的長(zhǎng)度節(jié)省料才而降低成本。高精度加工效率高 性能結(jié)構(gòu)可靠 價(jià)位低 操作

9、簡(jiǎn)單 維修方便。1.2.3 sj194縮徑機(jī)sj194縮徑機(jī)是對(duì)鋼管進(jìn)行二次加工的重要設(shè)備，它是用來(lái)將鋼管端部收縮成所需尺寸、形狀的一種設(shè)備，這是目前國(guó)外比較流行的鋼管變徑方法之一，也是根據(jù)國(guó)外客商的要求研制的我國(guó)首臺(tái)縮徑加工設(shè)備。它的工作原理是鋼管在外力作用下，按照模具形狀進(jìn)行塑性變形。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，操作方便，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行，是目前較理想的鋼管縮徑設(shè)備。它有以下三大特點(diǎn)：（1）該設(shè)備的夾緊和推模采用液壓油缸執(zhí)行。其推力大，工作平穩(wěn)可靠，通過(guò)電氣控制可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)夾緊快進(jìn)工進(jìn)保壓拔?？焱怂蓨A卸荷等全過(guò)程動(dòng)作, 工作效率高, 產(chǎn)品質(zhì)量好。(2)系統(tǒng)操作分為手動(dòng)、自動(dòng)兩種狀態(tài),自動(dòng)狀

10、態(tài)下手動(dòng)可干預(yù)控制, 隨時(shí)修正工作過(guò)程的每個(gè)動(dòng)作, 保證產(chǎn)品的成型質(zhì)量。(3)設(shè)備的快進(jìn)、工進(jìn)、退回速度可根據(jù)管徑和實(shí)際需要有較大的調(diào)整范圍, 能滿足鋼管直徑從94194mm的縮徑要求。其主機(jī)結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3 主機(jī)結(jié)構(gòu)圖1床座2夾塊3立柱4夾緊油缸5模具6模座7推模油缸2圓管端部縮徑專機(jī)的應(yīng)用縮徑工藝在國(guó)防工業(yè)和民用工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，如槍炮的彈殼、鋼氣瓶等，也可做大直徑的圓鋼,地腳螺絲,雙頭建筑螺絲,高速橋梁螺絲，生產(chǎn)礦山錨桿，地腳螺絲，長(zhǎng)桿螺絲的理想設(shè)備?？s徑專機(jī)能將材質(zhì)一次壓縮成滾絲直徑，且增強(qiáng)了材質(zhì)的密度和長(zhǎng)度，提高了抗拉強(qiáng)度。是代替車床剝制的換代產(chǎn)品。 在石油化工配管領(lǐng)域，一個(gè)新

11、的管件品種縮徑管隨著我國(guó)石油行業(yè)的飛速發(fā)展，越來(lái)越廣泛地在配管設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。雖然縮徑管不可能像彎管頭那樣使用得那么普遍，但也和管座等一些新的管件品種得到廣泛應(yīng)用一樣，它的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用標(biāo)志著我國(guó)配管技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。但就聯(lián)接型式來(lái)說(shuō)，縮徑管就已經(jīng)突破傳統(tǒng)對(duì)焊接或承插焊連接或螺紋聯(lián)接的單一聯(lián)接型式的模型，給設(shè)計(jì)拓寬了聯(lián)接型式的選擇范圍，使施工更加方便。縮徑管與其他功能類似的變徑管件相比，具有以下特點(diǎn)：a變徑范圍大?？s徑管與標(biāo)準(zhǔn)的異徑管等變徑管件相比，變徑范圍遠(yuǎn)比這類管件大得多，幾乎可以變徑到任意一個(gè)檔次，這就給需要變徑范圍大的配管設(shè)計(jì)帶來(lái)很大方便。b聯(lián)接型式多?？s徑管的聯(lián)接型式共有9種，其中3種

12、為單一的兩端均為對(duì)焊、承插焊或螺紋的聯(lián)接型式，其余6種為混合的聯(lián)接型式。這種混合聯(lián)接型式的結(jié)構(gòu)可以滿足不同的配管設(shè)計(jì)需要，便于設(shè)計(jì)和施工。c直接在配件上變徑。由于縮徑管較長(zhǎng)的直邊長(zhǎng)度可以滿足如閥門、法蘭等配件的接口深度，故可將縮徑管直接與這類配件相聯(lián)接而實(shí)現(xiàn)變徑的要求。這種情況下可減小焊縫數(shù)量，節(jié)省安裝距離，加快施工速度和提高工程質(zhì)量。3圓管端部縮徑專機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)目前,圓管端部縮徑專機(jī)的研究重點(diǎn)在于:（1）圓管端部縮徑專機(jī)的構(gòu)造應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單可靠經(jīng)濟(jì)實(shí)用；（2）設(shè)備的快進(jìn)、工進(jìn)、退回速度可根據(jù)管徑和實(shí)際需要有較大的調(diào)整范圍, 能滿足鋼管較大范圍的縮徑要求；（3）在要求圓管縮徑后的質(zhì)量的前提下，提

13、高其效率；（4）工作過(guò)程平穩(wěn)可靠，操作方便，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行。參考文獻(xiàn)1 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.12 張永寧，陸 寧.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)m.北京：清華大學(xué)出版社，2009.113 王 寧.張減機(jī)圓孔型設(shè)計(jì)及其應(yīng)用j.鋼鐵，1994，29（4）：24-28.4 趙云豪.旋壓技術(shù)與應(yīng)用m.北京：加工工程研究中心，2002.5陳適光.強(qiáng)力旋壓工藝與設(shè)備m.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1986.6 陳秀寧，施高義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)m.浙江大學(xué)出版社，2007.7 張 策.機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)（上冊(cè)）m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.9.8 王祖唐，關(guān)廷棟，肖景家，雷 沛，霍文

14、燦.金屬塑性成形理論m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.309-328.9盧耀祖，鄭惠強(qiáng)，張 氫.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)m.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2009.10 李勝袛，朱成序.鋼管張減變形和機(jī)架張力分析j.華東冶金學(xué)院學(xué)報(bào)，1993,10（2）：26-34.11趙志業(yè).金屬塑性變形與軋制理論m.北京：冶金工業(yè)出版社，1980.209-231.12 王成和，劉克璋.旋壓技術(shù)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.13alves m.l. end forming of thin-walled tubes j. journal of materials.2006.14chin-tarn kwan.a study

15、 of process and die design for ball valve forming from stainless steel tubej. the international journal of advanced manufacturing technology.2005.15holtkamp n.for the iter project team.an overviewof the iter projectj. fusion engineering and de-sign. 2007.開(kāi)題報(bào)告圓管端部縮徑專機(jī)設(shè)計(jì)1課題研究的背景所謂縮徑，就是將管子或套的一端圍攏或使直徑減小

16、的沖壓或軋制過(guò)程。它通常限于可延性的材料。影響縮徑質(zhì)量的因素很多，除了縮徑材料徑必須的退火以及模具表面光潔度、潤(rùn)滑劑和成形速度等之外，往往也會(huì)因設(shè)計(jì)不合理而使零件在制造過(guò)程中產(chǎn)生龜裂和撕破。在我國(guó)和國(guó)外的生產(chǎn)和研究中，圓管端部縮徑方式有很多種，但是在這些產(chǎn)品中，存在著一些問(wèn)題。如當(dāng)采用旋壓方案軋制壁厚比較大的鋼管（s/dm0.12）時(shí)，容易出現(xiàn)內(nèi)多邊形，造成鋼管橫向壁厚不均。帶張力徑過(guò)程中，金屬在孔型內(nèi)的流溝狀態(tài)和軋輥接觸弧長(zhǎng)有關(guān)。在大橢圓度孔塑內(nèi)，鋼管沿軋輥軸向各點(diǎn)與軋輥接觸弧長(zhǎng)度是不相等的，因而金屬在孔型內(nèi)各截而的包覆角也不相同，金屬沿孔型圓周方向的受力狀態(tài)、壓下量、切向變形阻力的不同，造

17、成變形不均勻，形成內(nèi)多邊形。因此，必須力求在圓周均勻壓力狀態(tài)下進(jìn)行變形，使孔型接觸形狀與無(wú)芯棒拉拔情況相類似。如采用沖壓方案縮徑時(shí)，要使毛坯外露部分盡量短，其余部分用模具夾緊，因毛坯為薄壁管材，長(zhǎng)徑比大，當(dāng)縮徑力大于材料強(qiáng)度時(shí)就會(huì)在管壁產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，當(dāng)采用兩平模塊夾緊后就可避免這種情況的發(fā)生。2課題研究的意義縮徑專機(jī)是代替車床剝制的換代產(chǎn)品。隨著自動(dòng)化、半自動(dòng)化在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的普及深入，自動(dòng)化、半自動(dòng)化的縮徑專機(jī)也越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。其簡(jiǎn)單實(shí)用經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)理念與其自動(dòng)化或半自動(dòng)化的加工過(guò)程以提高生產(chǎn)率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度?？s徑專機(jī)加工出來(lái)的管端外形美觀，表面光潔度高，形式規(guī)格多種多樣，且比

18、用其它方法加工出來(lái)的管子，節(jié)約原材料，使用安裝方便，因此這種管子在國(guó)外應(yīng)用非常廣泛。結(jié)合國(guó)內(nèi)外縮徑專機(jī)的特點(diǎn)，采用半自動(dòng)化的縮徑方案。設(shè)計(jì)了具有推廣意義的自動(dòng)化縮徑專機(jī)，即在生產(chǎn)過(guò)程，零件的裝、取由人工完成，其余動(dòng)作均由專機(jī)自動(dòng)進(jìn)行。3課題研究?jī)?nèi)容和要求本課題主要是設(shè)計(jì)圓管端部縮徑專機(jī)。要求其外徑50mm，內(nèi)徑44mm，壁厚3mm，長(zhǎng)度200mm的管子縮徑1mm以內(nèi)，且縮徑長(zhǎng)度為30mm。4送料機(jī)構(gòu)方案選定目前在我國(guó)縮徑專機(jī)還是普遍采用手工模式，即是一人看一臺(tái)機(jī)器，人工送料。這種模式的生產(chǎn)效率低，既浪費(fèi)勞動(dòng)力也會(huì)讓工人疲倦，而且人工送料會(huì)產(chǎn)生累積誤差。因此設(shè)計(jì)一種自動(dòng)化的所料機(jī)構(gòu)是十分必要的。

19、如下圖所示，這是一種附有擺桿的料斗，利用料斗裝填工件，使其依次往下送出，這似乎是人人都會(huì)想到的簡(jiǎn)單方法。但實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)料斗已裝好，工件已裝滿時(shí)，工件往往不能依次送出，這種附有擺桿的料斗，是利用攪拌棒來(lái)揭開(kāi)阻塞的工件，是工件能夠依次送出。圖4 附有擺桿的料斗在料斗下面會(huì)放置一個(gè)送料臂（圖5），送料臂前端安裝一種夾指，承受工件時(shí)，夾指在拉入位置，送料時(shí)，夾指與夾指開(kāi)放件分離，所受的力由彈簧所承受。其簡(jiǎn)圖如圖6所示。其三維圖如圖7所示。圖5 送料臂圖6 送料臂簡(jiǎn)圖圖7 送料臂三維圖5圓管端部縮徑機(jī)構(gòu)方案選定專機(jī)的動(dòng)作順序是：首先將管件在靜止夾緊塊8上放好，由夾緊油缸10推動(dòng)活動(dòng)夾緊塊9將管件夾緊；

20、管件夾緊到位后，縮徑油缸1推動(dòng)活動(dòng)梁5帶動(dòng)縮徑凹模6對(duì)管端進(jìn)行縮徑加工，將管端尺寸加工到位后，夾緊油缸10松開(kāi)?？s徑結(jié)束后，縮徑油缸推動(dòng)活動(dòng)梁5后退，直到頂出桿2將圓管頂出，圓管自動(dòng)落入下料箱。在整個(gè)縮徑過(guò)程中，必須保證夾緊油缸對(duì)管件的夾緊。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下所示。專機(jī)可分為圓管件夾持(件8、9、10)和縮徑加工(件1、4、5、6、8)兩部分?？s徑加工時(shí)，兩個(gè)縮徑油缸推動(dòng)活動(dòng)梁5沿導(dǎo)向桿4進(jìn)給(同時(shí)保證兩液壓缸的機(jī)械同步)，對(duì)管端進(jìn)行縮徑。此專機(jī)設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn)：（1） 設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。（2） 加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，以提高生產(chǎn)率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。（3） 對(duì)管件進(jìn)行縮徑，使其縮徑1mm，精度

21、高。圖8專機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1. 縮徑油缸2.頂出桿3.機(jī)架4. 導(dǎo)向桿5.活動(dòng)梁6.縮徑凹模7.圓管8.靜止夾緊塊9.活動(dòng)夾緊塊10夾緊油缸圓管端部的縮徑力可由公式f=k1.1dtb1-dd1+cot1cos計(jì)算。其中式中：為沖件與凹模接觸面摩擦系數(shù)；b為材料抗拉強(qiáng)度；k為速度系數(shù)。其簡(jiǎn)圖如下圖所示：其中取為0.15，b為450mpa，k取1.15。得f=38732n。根據(jù)不同壓力等級(jí)下各種缸徑對(duì)應(yīng)理論推進(jìn)表，可選擇壓力等級(jí)為160mpa，50mm缸徑的液壓油缸。圖9 圓管成型后簡(jiǎn)圖6總體安排及進(jìn)度2012.11.152013. 3.4資料收集，完成文獻(xiàn)綜述、開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯2013.3.4 20

22、13. 3.10上傳開(kāi)題報(bào)告2013.3.112013.3.15 開(kāi)題報(bào)告答辯2013.3.252013. 4.30總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2013.3.252013.5.30主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2013.3.252013.5.30 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書2013.5.202013.5.30論文評(píng)審、答辯參考文獻(xiàn)1聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.12張永寧，陸寧.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)m.北京：清華大學(xué)出版社，2009.113王寧.張減機(jī)圓孔型設(shè)計(jì)及其應(yīng)用j.鋼鐵，1994，29（4）：24-28.4趙云豪.旋壓技術(shù)與應(yīng)用m.北京：加工工程研究中心，2002.5陳適光.強(qiáng)力旋壓工藝與設(shè)備m.北京：國(guó)

23、防工業(yè)出版社，1986.6 陳秀寧，施高義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)m.浙江大學(xué)出版社，2007.7 張 策.機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)（上冊(cè)）m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.9.8王祖唐，關(guān)廷棟，肖景家，雷 沛，霍文燦.金屬塑性成形理論m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.309-328.9盧耀祖，鄭惠強(qiáng)，張 氫.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)m.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2009.10李勝袛，朱成序.鋼管張減變形和機(jī)架張力分析j.華東冶金學(xué)院學(xué)報(bào)，1993,10（2）：26-34.11趙志業(yè).金屬塑性變形與軋制理論m.北京：冶金工業(yè)出版社，1980.209-231.12 王成和，劉克璋.旋壓技術(shù)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19

24、86.13alves m.l. end forming of thin-walled tubes j. journal of materials.2006.14chin-tarn kwan.a study of process and die design for ball valve forming from stainless steel tubej. the international journal of advanced manufacturing technology.2005.15holtkamp n.for the iter project team.an overviewof

25、 the iter projectj. fusion engineering and de-sign. 2007.外文翻譯鋼管縮徑的能量方法zhang fang-ping, sun bin-yu, wang jian-mei（陜西省現(xiàn)代壓制中心，太原理工大學(xué)，太原030024）文摘:根據(jù)管材張力縮徑理論和鋼管塑性變形原理, 能量法通常運(yùn)用上限元法顯示鋼管的軋制變形區(qū), 構(gòu)造動(dòng)可容速度場(chǎng),推導(dǎo)建立一系列與變形體內(nèi)部虛功消耗有關(guān)的分式, 算出張減軋制過(guò)程中的軋制力,在縮徑工藝和設(shè)備上為鋼管公司提供一個(gè)合適的選擇，并得到新產(chǎn)品和設(shè)備。關(guān)鍵字:上限元法；軋制力；速度場(chǎng)根據(jù)普遍減少過(guò)程，縮徑的目的是提高

26、拉力，因?yàn)楣懿谋旧硎侵锌盏?，管壁厚的管在拉伸力的作用下變得更?。▓D一）。拉伸力在輥和鋼管之間產(chǎn)生的摩擦力增加了不同的兩方面的速度場(chǎng)。圖1：三輥伸展減速器的工作原理圖一套張力減徑機(jī)通常由2030架組成,張力減徑機(jī)的主要功能是在大量減徑的同時(shí)適量減壁。壁厚的改變?nèi)Q于減徑過(guò)程中作用在管上的縱向張力(拉伸力)。軋制力作為拉伸過(guò)程中的重要參數(shù), 應(yīng)力為企業(yè)求得到更精確的解,選擇合適的縮徑機(jī)。上限元法由于實(shí)行方便,計(jì)算量少,特別是用它得到的結(jié)果在很多情況下完全滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求。此外，在上限元法研究中創(chuàng)造的一些技術(shù)方法,對(duì)其他塑性變形分析方法的研究也有很好的啟發(fā)作用。因此,對(duì)上限元法的應(yīng)用研究不論在理論

27、上還是在實(shí)踐上都有重要意義。1.上限元法基本原理上限元的基本做法是把塑料變形區(qū)空白變成無(wú)數(shù)的元素，如圖2所示。對(duì)于對(duì)稱成形問(wèn)題時(shí),從工件輪廓邊界交點(diǎn)或直邊的某些選定點(diǎn)出發(fā),引坐標(biāo)軸的平行線,所以變形體就被一組與坐標(biāo)平行的互相垂直的直線分割成簡(jiǎn)單和規(guī)范化的橫截面。循環(huán)元素包括矩形單元和三角形單元。圖2：軋制變形區(qū)的單元?jiǎng)澐?建立矩形元素的動(dòng)可容速度場(chǎng)構(gòu)造上線元基本單元，一些假設(shè)如下所示：1）變形材料屬于理想的剛體,塑料本身的各向同性,也遵循mises屈服準(zhǔn)則；2) 單元內(nèi)部比認(rèn)為是連續(xù)的速度場(chǎng)；3) 垂直單元的正常速度分量是沿著邊界均勻分布的；4) 相鄰單元在常見(jiàn)邊界上的正常速度分量也是連續(xù)的。

28、如圖3所示, ri, ri+ 1, zj , zi+ 1是矩形單元四條邊界節(jié)點(diǎn)的幾何位置坐標(biāo)定義的, 根據(jù)這些假設(shè),矩形單元正常速度分量是沿該邊界均勻分布的,根據(jù)序列號(hào)的每一行開(kāi)始數(shù)，記作ui，j , ui+ 1，j , xi，j xi，j+ 1。同時(shí)r , z ,u, x則表示單元內(nèi)任意一點(diǎn)的幾何位置坐標(biāo)和速度分量。圖3： 矩形單元?jiǎng)涌扇菟俣葓?chǎng)的建立矩形單元圓環(huán)柱體的體積v如下所示：v=(r2i+ 1-r2i)(zj+1-zj)(1)矩形單元內(nèi)每一點(diǎn)都有三個(gè)速度組成，其中切線部分為零,根據(jù)體積不可壓縮的假設(shè), 每一節(jié)點(diǎn)的應(yīng)變率之和為零, 就是：r+z=0（2）這里，r、z分別是r、z的應(yīng)變率

29、方向。而對(duì)于軸對(duì)稱問(wèn)題，這個(gè)方程可以寫為：ur+ur+z=0ur+ur=-z（3）對(duì)于這個(gè)方程，右邊可以只認(rèn)為函數(shù)的變量z，左邊可以只認(rèn)為函數(shù)的變量r。雙方彼此無(wú)關(guān)，因此可以被視為兩個(gè)獨(dú)立的常微分方程。接下來(lái),速度場(chǎng)的矩形元素可以解決如下：u=-12mr+nr=mz-mij+ij（4）其中m=i，j+1-i，jzj+1-zjn=ui，jri+i，j+1-i，j2zj+1-zjr23.建立動(dòng)可容速度場(chǎng)當(dāng)直角三角形在變形時(shí), 斜邊bc總保持它在坐標(biāo)系中的方位不變, 既不伸長(zhǎng), 也不縮短, 而且邊界速度也沒(méi)有變化, 這樣一個(gè)直線可以被視為一條鋼性線, 根據(jù)這個(gè)假設(shè),剛性線可以擴(kuò)展為一個(gè)剛性三角形，如

30、圖4所示。圖4三角形單元?jiǎng)涌扇菟俣葓?chǎng)的建立以動(dòng)可容速度場(chǎng)的矩形單元作為參考,動(dòng)可容速度的三角單元可以推導(dǎo)出如下公式:i，j+rir i+1+r1ui，jzj-z1rriui，jri+1+r11+ri+1r （5）4.總功率w=wd+ws+wf（6）在這里，wd是單元可塑性變形功率；ws是單元之間速度的時(shí)間間隔所消耗的功率；wf 是單元和工具接觸表面之間所消耗的功率。4.1可塑性變形功率（1）矩形單元根據(jù)金屬塑性變形的原理, 進(jìn)行矩形單元環(huán)形循環(huán)的塑性變形功率如下所示：wd=23sv12kkdv=23s2zj+1-zjriri+134m2+n2r4rdr （7）在這里，s是材料在單項(xiàng)拉伸時(shí)的屈服

31、極限，單位是mpa；k是r、z方向上的應(yīng)變率，k=r、或者z（2）三角形單元根據(jù)金屬塑性成形的原理，進(jìn)行三角形單元環(huán)形循環(huán)的塑性變形功率可以獲得。wd=23svr2+2+z2+2rz2dv=4kriui，jri+1+ririri+1zjfr1+ri+1r+ri+12r2+z-zj22r212drdz （8）在這里fr=zj+1+zj-zj+1ri+1+rir-ri在這里，rz是剪切力應(yīng)變率；k是一個(gè)常數(shù)，與塑料狀態(tài)相關(guān)。4.2速度區(qū)間在以相鄰單元為界限所消耗的功率（1）矩形單元對(duì)于具有相同邊界的兩個(gè)矩形單元之間的滑動(dòng)功率如下所示：ws=sduidsd=23mri+1-ri2ri+1+2ri+2

32、nriri+1-ri （9）在這里，sd是中斷速度場(chǎng)程度ui；是sd的剪切力分量；ui是sd在速度場(chǎng)的中斷離子定量。（2）矩形單元和三角形單元ws=2rikzjzj+1acde-abcdz （10）4.3摩擦功率（1）矩形單元和工具接觸面之間的消耗功率在金屬塑性成形的過(guò)程中, 變形金屬表面上會(huì)因摩擦阻力而產(chǎn)生的一個(gè)滑動(dòng)速度su，計(jì)算公式如下所示：wf=sufvdsu（11）在這里，v是摩擦滑動(dòng)速度，單位是mm；f是摩擦剪應(yīng)力，單位是mpa，若按摩擦常量來(lái)考慮，則f=ms3，m是摩擦因子。因此，就會(huì)獲得接下來(lái)這個(gè)式子：wf=13msri+1mzj+1-zj2+2i，jzj+1-zj （12）（2）三角形單元圓環(huán)與工具接觸表面之間的摩擦功率wf=mksfvdsf=mk1+tan2rir i+1+r1ui,jri+1-riri+3ri+1 (13)5優(yōu)化的上限功率無(wú)論上層單元是這么被構(gòu)建的，wd、ws和wf都表示為函數(shù)的幾何位置參數(shù)單元的邊界和正常速度參數(shù)，也就是說(shuō)，如果只有位置坐標(biāo)和正常速度分量