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某自动喂料系统计量装置设计
来源:本站原创  作者:adminp  添加日期:2013年10月22日  点击数:

 

一、课题研究的背景和意义
随着现代社会的不断进步和科学的不断发展,经济的发展对制造业的要求越来越高,机床是制造业发展的根本所在,因此,随着工业的迅速发展,对各类机床的性能要求也提出了新的挑战。金属线是一种常见的产品形式,包括丝、线和杆。随着经济的不断发展,需求和生产也空前的繁荣[1]。现在拉丝机床制造业方面,无论国内国外都有了很成熟的技术也形成了一定的规模,但在竞争越来越激烈的时代,以最低的成本和最高的效率生产出让顾客满意的产品是当前对生产厂商提出的新的挑战,因此我们需要引进一项新的的技术来提高现有传统拉丝机床的性能,使其能够更高效更低成本的生产出更高质量的产品[2]。功率超声振动拉丝技术在今年应用越来越广泛,此课题是对功率超声振动拉丝机床的研究和设计,利用超声振动技术提高拉丝机床的性能,以适应当前发展的需要。超声振动加工技术可以提高加工的效率,关键是加工的质量好、精度高,明显提高表面加工质量。因此,此课题研究的重要性不言而喻,将成为未来机床制造业的一个发展方向[3]。
二、功率超声振动加工技术的研究与发展
超声振动加工技术,是指给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工或者利用超声振动使工件相互结合的加工方法。超声加工系统,一般由超声波发生器、换能器、变幅杆、振动传递系统、工具、工艺装置等构成[4]。这种技术大约成形于二十世纪四十年代,是一种发展迅速的特种加工技术。几十年来,超声振动加工技术的发展十分迅速,比如在超声振动系统、深孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、超声复合加工领域均有较广泛的研究和应用,尤其是在难加工材料领域解决了许多关键性的工艺问题,取得了良好的效果[5][6]。
1927年,美国物理学家伍德和卢米斯做了超声振动加工试验,利用超声振动对玻璃板进行雕刻和快速钻孔。当时超声振动技术并未应用到工业上,直到大约1940年在文献上第一次出现超声加工工艺技术描述以后,超声加工一直吸引了极大的关注,并且逐渐步入相当广泛的工业领域。1951年,科恩研制了第一台实用的超声加工机,为超声加工技术的发展奠定了基础[7]。1960年前后,包括英国、德国、美国、苏联、日本和中国已经研制了各种用途、各种类型和加工尺寸的超声加工设备与机床,先后开展了超声车削、钻孔、磨削、研磨、拉管、焊接、镗孔、光整加工和复合加工等方面的技术研究和生产实践,取得了良好的效果。我国超声加工技术的研究始于50年代末60年代初,哈尔滨工业大学应用超声振动加工技术,加工了一批飞机上的铝制细长轴。1973年上海超声波电子仪器厂研制成功CNM-2型超声研磨机。1982年,上海钢管厂、中国科学院声学研究所及上海超声波仪器厂研制成功超声拉管设备。1985年,清华大学进行了45号钢制成的超声砂带研抛的实验研究[8][9]。
超声加工技术在硬脆等难加工材料加工方面有较大的优势,同时这些硬脆材料具有普通材料无法比拟的特点, 使其在工程上有着越来越广泛的应用,国内外学者纷纷对超声加工技术的理论和工艺进行深入研究,不断扬弃传统超声加工过程中所出现的缺点, 使超声加工这一技术的优点更为突出。
三、拉丝机的行业现状与发展
目前国内金属制品行业的总体技术水平和装备水平,与工业发达国家相比仍有较大的差距,在拉丝机主机、辅助设备、润滑技术、线材生产、拉丝模质量等方面还比较落后;面对我国金属制品行业的实际情况,单纯追求先进的大型、高速拉丝机是不切合实际的.也不可取;对于拉丝机的设计者和制造厂家来说,工作的重点应放在设计、制造运行可靠、操作、维护简单、生产效率较高的拉丝机。目前国际上拉丝机的设计制造主要有两大指导思想;一个是以意大利、德国、瑞典等欧洲工业发达国家为代表,主张拉丝机向大型、高速的活套式、直线式方向发展;另一个是以日本为代表,主张拉丝机有较高的速度,结合先进的辅助设备,向组合式拉丝机方向发展。
欧洲国家以先进的机械、电气工业体系为依托,首先在拉丝模及其润滑技术和卷筒水冷系统上取得突破,使钢丝的拉拔速度和质量大大提高,其拉丝机主力是活套式、直线式和水箱拉丝机。日本在拉丝机设计制造方面,与欧洲国家相比稍有差距,但在辅助设备、简化电气控制系统等方面作了大量工作;它的指导思想是拉丝机首先应做到操作、维护简单、方便,用先进高效的辅助设备来提高拉丝生产效率。它首先在交流变频调速方面取得突破,使拉丝机电气系统变得比较简单、可靠、操作、维护都较方便;另一特点是它主张利用组合式拉丝机,在保证钢丝质量的前提下,尽量降低设备投资。 组合式拉丝机充分利用了各种型式拉丝机的优势,钢丝质量有较大的提高,并且可以用交流变频调速的方法使该类组合拉丝机具有象活套式或直线式拉丝机一样的、具有较大的机器压缩率的调节范围,对各种工艺路线适应性强[14][15]。
随着电线电缆行业的蓬勃发展, 各种产品象雨后春笋一样出现, 可供选择的产品及设备也越来越多。线缆制造厂在选择设备时不再象以前仅仅只是从价格和功能两方面来考虑, 而是从高效、低耗、高品质、实用、服务等方面对设备提出了更高的要求。拉丝机也正是沿着上述几个方面进行不断地更新和发展[16]。
2002年4月,在德国多塞尔多夫举办的国际电线电缆展览会上有来自42个国家超过1100个展出单位展示了当今电线电缆行业最新的设备、材料、技术, 其中也展出了许多新型的拉丝机。欧洲设备整体水平(从设计思想、制造工艺、控制系统等方面) 都比国内同行领先了一大步。这些新型的拉丝机从整个设计理念上看, 也正代表着拉丝机发展的方向和趋势[17]。
毕 业 设 计 开 题 报 告
2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):
总方案设计
功率超声振动拉丝机的设计主要是为了体现生产效率高、工艺性能好的要求,根据国内外的新型研究,主要采用的装置和零部件如下:
1.功率超声振动系统部分:
换能器是其核心设备,超声波换能器在合适的电场激励下产生有规律的振动,根据大功率复合棒换能器的极限功率,一般受压电陶瓷片的电极限、力极限和热极限的限,本课题设计中,选取合适的参数,经过计算选择压电陶瓷换能器。
对于功率超声系统的另一重要零部件——变幅杆,其是一个无源器件,本身不产生振动,只是将输入的振动改变振幅后再传递出去,同时也完成了阻抗的变换。由于工作时的负载情况,单一变幅杆能起到减小换能器与变幅杆之间的能量损耗,延长其使用寿命的作用,因此本课题设计的功率超声振动系统采用单一变幅杆。
2.振动方式选择
由于振动同时施加于内膜和外膜效果最好,因此本设计选择了正交复合超声振动方式,他能使拉丝机的张力调节周期有效延长3倍以上,使拉丝更趋于稳定,产品的表面质量更好。
3.拉丝机的结构:
拉丝机是金属制品企业用于线材拉拔的通用设备,应用范围广、品种多、数量大,拉丝机性能的高低直接影响铜丝产品的质量。通过综合的比较,一种新型的卧式连续拉丝机的性能最好,能达到产品的工艺要求。然后分别对卧室连续拉丝机的结构:活套轮、模盒、卷筒及其冷却系统、速度反馈系统进行设计计算。
 

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