RA17切管機(jī)切削過程仿真研究及其輔夾持裝置的研制.pdf

1、RAl7切管機(jī)是衡陽華菱鋼管有限公司用于切除熱軋無縫鋼管管頭的設(shè)備，使鋼管達(dá)到定尺寸和管頭平整。該設(shè)備原為德國(guó)制造，在使用中存在以下問題：①在切除管頭時(shí)每個(gè)管頭被切掉200多毫米，使一部分合格鋼管連同不規(guī)則管頭一起當(dāng)作廢料被切掉，且不能監(jiān)視切除管頭的過程，經(jīng)常因切削刀具損壞而導(dǎo)致刀桿一起損壞而報(bào)廢，使切管機(jī)維修工作頻繁。②切削鋼管時(shí)伴有嚴(yán)重振動(dòng)，并使切斷管頭時(shí)管壁連皮不斷，切口不平齊和管口不美觀。這些問題嚴(yán)重影響無縫鋼管的生產(chǎn)正常進(jìn)行，

2、影響產(chǎn)品的質(zhì)量，使經(jīng)濟(jì)效益降低。衡陽華菱鋼管有限公司決定與中南大學(xué)合作對(duì)RAl7切管機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。 本文對(duì)RAl7切管機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和出現(xiàn)的問題進(jìn)行全面分析和對(duì)國(guó)內(nèi)外切管機(jī)技術(shù)進(jìn)行比較研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了無縫鋼管切削過程的熱一力耦合的數(shù)值模擬，利用有限元理論建立切削過程的剛一塑性有限元模型，應(yīng)用MSC.Marc／Mentat軟件求解。分析在給定的切削參數(shù)下，切削時(shí)工件和切屑的溫度、應(yīng)力、應(yīng)變分布，研究切削力隨時(shí)間變化的曲

3、線圖，為加工參數(shù)的優(yōu)化尋找參考依據(jù)；建立鋼管一夾具一刀具系統(tǒng)的有限元的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)模型進(jìn)行模態(tài)和諧響應(yīng)的分析，找出該系統(tǒng)的前幾階振動(dòng)頻率和振型，為避免共振提供參考依據(jù)。 在上述研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)RAl7切管機(jī)的工作要求，提出了一個(gè)新的輔夾持裝置設(shè)計(jì)方案，并試制出樣品，經(jīng)過幾個(gè)月裝機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)表明，新研制的輔夾持裝置解決了切削管頭過程中存在的上述問題。與改造前相比每根鋼管兩端少切掉100～150mm，同時(shí)消除了切削過程中鋼管的機(jī)械

4、振動(dòng)，并能夠通過增設(shè)的工控機(jī)完全監(jiān)視切管過程，操作簡(jiǎn)便可靠，受到操作工人的充分肯定和集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)的高度贊揚(yáng)。緊接著，該公司決定其余3臺(tái)RAl7切管機(jī)全部按課題組的技術(shù)方案進(jìn)行改造和投入使用，在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，產(chǎn)生了顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)改造項(xiàng)目獲得華菱鋼管有限公司2005年度技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)。 RAl7切管機(jī)的技術(shù)改造獲得了圓滿成功，證明課題組對(duì)RAl7切管機(jī)的理論研究與技術(shù)改造方案完全正確，本文的研究工作對(duì)我國(guó)利用