拉丝模抛光机的反求创新设计【说明书+CAD+三维】
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拉丝模抛光机的反求创新设计【说明书+CAD+三维】,拉丝,抛光机,创新,设计,说明书,CAD,三维
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毕业设计(论文)开题报告题 目： 拉丝模抛光机的反求创新设计 系： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2008年 3 月 22 日毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文 献 综 述0、 引言线材行业、电光源行业广泛使用的一种模具是拉丝模。拉丝模的内孔由圆柱面与贺锥面组成，。圆锥面为对线材（工件）的压缩区，圆柱面为拉丝模的定径区（抛光区），其直径大小与线材尺寸相对应。拉丝的质量直接影响线材的形状、尺寸、表面粗糙度及使用寿命。我国目前采用的拉丝模研磨工艺是五十年代初从苏联引进的针磨工艺。这种工艺的可靠性不高，且生产效率较低。本实用新型涉及一种新型拉丝模线研磨抛光机，该机主要由卡具旋转机构、丝架往复运动机构两部分组成。该机特点在于可将拉丝模的内孔一次研磨抛光成型，使生产效率大大提高。丝架往复运动机构，采用配重平衡，而使丝架高、低速运行平稳，加工范围增宽，加工精度提高，使加工小孔径拉丝模具成为现实。1、拉丝模抛光机设计概述1.1 基本概念拉丝模是金属丝通过一种模具,使其由粗到细,逐步达到人们所需要的尺寸,这种特殊的模具就是拉丝模. 拉丝模的模芯一般是用天然钻石,人造钻石(人造钻石有GE,PCD,合成料等). 铜线拉丝模是属于软线拉丝模.还有硬线拉丝模,如拉钨丝等. 铜线拉丝模压缩区的角度一般为16-18度,定径长度为30-40% 而钨丝拉丝模压缩区的角度就比较小,一般在12-14度,定行长度为60-70%。拉丝模是各种金属线材生产厂家(如电线电缆厂、钢丝厂、焊条焊丝厂等)拉制线材的一种非常重要的易消耗性模具。拉丝模的适用范围十分广泛，主要用于拉拔棒材、线材、丝材、管材等直线型难加工物体，适用于钢铁、铜、钨、钼等金属和合金材料_1 J的拉拔加工。抛光机是指通过使用特殊的抛光用磨轮，去除研削加工后研削变质层的设备。拉丝模抛光机主要使用于小批或成批生产的拉丝模内孔的研磨、抛光工艺。其工作部分主要有工件的回转运动和抛光丝的往复运动两部分组成。拉丝模抛光机是一种利用工件和抛光丝的复合运动来实现对拉丝模内孔的研磨抛光的小型机床。随着新工艺及新技术的应用，拉丝模在拉拔棒材、线材、丝材管材等直线型难加工物体有着广泛应用。拉丝模抛光机，包括卡具旋转机构、丝架往复运动机构。所说的卡具旋转机构包括电动机、带传动、工件定位板组成。丝架往复运动包括电动机、带传动、曲柄、连杆、往复架组成。本设备具有低噪音，微振动,耗电省,降低生产成本等特点. 本设备利用中间连杆支撑点安装于冲程底部，保证冲程快速往复的平稳性，模具精度可以得到保障高速旋转，快速上下往复运动，对加工模具只需用最少的时间，就可以达到最佳的光亮度和加工要求.均匀平稳的收线功能,提高了加工速度,减少多次重复穿线,节省了加工时间，提高了生产效益。1.2拉丝模抛光机的控制系统液压控制：和液压传动一样，系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件，也是通过油液传递功率。二者不同之点是液压控制具有反馈装置，反馈装置的作用是执行元件的输出量(位移、速度、力等机械量)反馈回去与输入量(可以是变化的，也可以是恒定的)进行比较，用比较后的偏差来控制系统，使执行元件的输出随输入量的变化而变化或保持恒定。它是一种构成闭环回路的液压传动系统，也叫液压随动系统或液压伺服系统。 液压控制系统中用的是伺服控制元件，具有反馈结构，并用电气装置进行控制，有较高的控制精度和响应速度，所控制的压力和流量常连续变化。输出功率可放大。比例控制是介于上述二者之间的一种控制，所用比例控制阀是在通断式控制元件和伺服控制元件的基础上发展起来的一种新型的电液控制元件，兼备了上述两类元件的一些特点，用于用手调的通断式控制不能满足要求，但也不需要伺服阀对液压系统那样严格的污染控制要求的场合。液压传动系统中用的是通断式或逻辑式控制元件，就其控制目的，是保持被调定值的稳定或单纯变换方向，也叫定值和顺序控制元件。2 、拉丝模抛光机的组成一种拉丝模复合研磨抛光机，包括机械装置和电气装置，所说的机械装置包括工作台、立柱、主轴头、床身，所说的工作台由、移动机构、旋转机构、定位机构、摇动机构、调压力间隙机构和进电装置组成。3、拉丝模抛光机的工作原理拉丝模抛光机的工作原理是，由圆柱形抛光丝代替锥形磨头，抛光丝工作部分的直径等于或近于模孔直径。将抛光丝端头腐蚀出尖头，以便穿过模孔。抛光丝穿过模孔后，丝的上下两端分别固定在两个丝夹上。研磨时，拉丝模做圆周运动，抛光丝在往复架的带动下做上下运动。这样在抛光丝与模孔间就构成了一个复合运动，在丝与孔间还夹杂着研磨膏，经过短时间的研磨即可达到较理想的定径与抛光的效果。这种工艺的特点如下：首先，拉丝模与抛光丝之间的相对运动决定了加工出的模孔的圆柱度较针磨工艺的大为改善；拉丝时，模孔与线材间接触面积大大增加，使裂纹成核区深度加大，裂纹扩展到表面发生表面剥落的时间延长，模孔既不容易发生疲劳磨损，又可以延长模具的使用寿命，拉出来的丝（线材）的质量也显著提高；同时，线抛光机的结构决定了抛光时可能有的径向力不会因发生周期性变化而使之产生振动，对抛光机的结构产生不良影响。从这两个角度看，线抛光机确实具有先进性。其次，抛光丝通过丝夹头上下固定，具有“简支粱”的结构特征，可以增大磨削速度。抛光丝与模孔间的相对速度是由直线与圆周两种运动合成的，其合成速度约为针磨速度的50倍左右。相对速度提高了，工效也随之提高。4、 国内外拉丝模抛光机的研究现状及发展前景我国拉丝模制造工业从八十年代起，发展较快，但总的来说与国外还有不小的差距，我国制模工业还比较落后，加强制模管理，提高拉丝模质量水平，推动制模工艺技术的进步是当前的重要课题。八十年代以来，我国金属线材加工行业有好几十个厂家，先后引进了上百台高速拉线设备，在使用过程中，由于种种原因，普遍未达到设计水平已成为刻不容缓的重要任务。研磨工艺是拉丝模成型的主要工序。它分为三个步骤，粗磨、细磨(精磨)、抛光。加工方法基本相似，但使用磨料不一。粗磨，主要是将模坯各部角度尺寸大致瞎好。在该工序中一般使用金刚石砂或碳化硼。一些厂家也采用电解法，对于机械研磨应注意工艺要求，如磨料粒度、磨针质量等。目前国外高速拉丝模研磨机一般都采用在金属磨针表面镀金刚石工艺，这样的磨针可以研磨1520个模子，从而保证了研磨质量和产品的均一性。细磨和抛光，与机械法粗磨工序相似仅是磨料不同 当前所见国外拉丝模抛光效果最好的是日本、美国，而意大利、瑞典、丹麦等国抛光质量次之。据中国机床商业网报道，随着科学技术的不断发展，各种模具的加工工艺要求越来越高。提高模具抛光的速度和质量使我国模具制造工艺达到世界先进水平，已成为刻不容缓的重要课题。5、抛光机的发展趋势近年来也有部分学者在研究模具的加工，研究领域主要集中在研磨工艺上，主要又是以抛光为主。2003年凝华公司推出了一款新型抛光机RH-125K超声波模具抛光机的研究理念。它主要采用高频电火花脉部电源与声波快速振动研磨的原理进行抛光。德国的PAUL SCHAAF公司也进行了相关的研究，他们主要是对适用于碳化钨或金刚石模的镜面抛光和PCD拉丝模的加工和再加工全自动设备。2002年浙江工业大学的赵文宏、袁巨龙和浙江大学的邓凌及金华市消毒灭菌器材厂设备科的卢小慧简述超精密加工技术现状，介绍超精密平面抛光机的工作原理，分析达到纳米级超精密抛光的技术难点，并阐述了纳米级超精密抛光智能控制系统的实现。2005年西安工业学院机电工程学院的高佳宏，朱梅玲，李福援通过对Pro/ E 的三维参数化建模方法及技术的研究,提出了参数化建模方案及参数化建模方法,实现了电解机械复合抛光机的参数化设计,提高了设计效率和设计质量。2006年西安工业大学的陈智利,杭凌侠,张峰针对气囊式小磨头抛光方法的缺陷，提出了一种新的气囊式抛光方法。本文对该气囊式抛光法的原理和抛光气囊的结构、运动方式等进行了阐述。在此基础上，结合装置开展了实验，给出了去除量、压力、粗糙度与时间的关系。袁楚明教授就模具抛光成为模具智能制造的瓶颈,研究了模具的自动抛光并取得了很大的进展。随着抛光技术的发展，抛光机必须做许多适应性的改进。进入本世纪后，抛光机设计水平和制造技术有了很大的提高，抛光机的性能有了很大的改善。现代的抛光机不但要求性能好、体积小、重量轻、运行可靠，而且必须能适应控制方式和电源条件改变所产生的影响。因此抛光机的设计必会朝结构合理，用材考究，制造精良，高效节能、噪音低、振动小、运行可靠、安装使用维护方便等方面发展。6、小结我国目前绝大多数制模厂家，基本上是承袭五十年代设计理论和设计原则来研磨制造模子，这种模子的几何形状使用权得其使用寿命短，更不适合高速拉拔的要求。设计、制造拉丝模，若要使其寿命长，维修少，提高拉拔速度，适应当今高速拉拔，必须处理好以下三个问题。（1） 入口锥与工作锥加长，建立较好的润滑压力，而润滑锥角要适当缩短。（2） 定径带必须平直，其高度要合理。（3） 工作锥角与定径事交接处不应有过渡角，至少要减到最小，一般要小于0.5度。为了解决以上问题，就迫切要求我们在消化、吸收国外技术的基础上研制出自己的拉丝模抛光机。它要求用国产元件代替全部进口件，且标准件系数达到77.8%。降低进口价格，节省外汇。所研制的拉丝模抛光机要求我们结合我国拉丝模特点在机构上作改进。在电路上，针对国外机低速时失稳，没有励磁保护等缺陷也要做相应地改进。这将使用权我国线材生产、拉丝模生产、维修有了可靠的质量保证，提高了主产率，节省外汇。参考文献1 李世楠. 段齐骏. 新型拉丝模高速线抛光机的工艺原理. 华东工学院学报，1991(1)2 李桂雄. 朱立新. 新型拉丝模线研磨抛光机. 北京市电加工研究所3 姜继海. 宋锦春. 高常识. 液压与气压传动. 高等教育出版社4 曹凤国. 王建拓等. 拉丝模复合研磨抛光机. 北京市电加工研究所5 方琦. 国内外硬质合金拉丝模的发展情况. 株洲市硬质合金工具厂， 1994.2,11(1)6 于仁伟. 谢铁桥. 硬质合金拉丝模的历史变迁及其发展方向. 天津市予应力钢丝二厂，454450，7-10，TG355.47 维普资讯. 机床工具行业动态. 机电产品开发与创新，2003（1）8 钟培全 译. 丘银兰 校. 拉丝模用全自动加工设备. 中国钨业第十五卷9 赵文宏. 袁巨龙. 邓凌. 卢小慧. 纳米级精密抛光机控制台系统的研制，1000-8829（2002）07-0039-04 10 高佳宏. 朱梅玲. 李福援. 基于Pro/ E 的电解机械复合抛光机三维参数化建模研究. 现代设计技术，TP391.9，1672-1616(2006)01-0045-0311 陈智利. 杭凌侠. 张峰. 一种新的气囊式抛光方法的研究. 光电工程第33卷第10期，1003-501(2006)10-0120-0412 袁楚明. 张雷. 陈幼平. 周祖德. 谭汉元. 机器人辅助模具自动抛光研究及发展趋势. 中国机械工程第11卷第12期，2000.12 13 高素荷. 郭玉玺. 大型数控精密成形液压机机架设计分析. (太原重型机械(集团)有限公司技术中心，山西太原030024)14 Yong-Min Park. Min-An Kim. Byung-Min Kim. Young-Sik Kim. Dong-Hwan Kim. Drawing Steel Cord improve the efficiency of production of InnovationSteel Wire Products， 2004.S1 开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施开 题 报 告题目：拉丝模抛光机的反求创新设计一、课题的目的与意义我的毕业设计课题是拉丝模抛光机的反求创新设计，此课题的目的是通过查阅相关的文献资料，综合运用所学的知识来设计一台用液压系统控制的拉丝模抛光机。通过设计，掌握液压系统的设计过程和方法，以及拉丝模抛光机的总体方案设计、主要参数计算、拉丝模抛光机的结构设计、主要零部件设计、三维造型等。提高分析、解决问题的能力，了解拉丝模抛光机在我国工业中的重要地位，为以后从事该方面的工作打下坚实的理论、实践基础。二、课题发展现状和前景展望 我国金属制品行业处建国以来有了很大的发展。在金属制品拉拔行业中，拉丝模是非常重要的易耗工具，该工具经历了铸铁丝板凳，合金钢模、钻石模、硬质合金模、聚晶模等发展阶段。硬质合金于1923年由德国人发明，1927年试用，1940年广泛使用于拉丝行业，促进了金属制品的发展，特别对铜丝行业的生产起了重要的作用。五十年代我国发展了自己的硬质合金工业，硬质合金拉丝模的使用也逐步地普及开来，同时一些大型企业从苏联引进了当时比较先进的硬质合金工业生产成套设备，制造工艺和模具孔理论，在那时对我国拉丝模制品行业的发展起了巨大的推动作用，当时我国模具制造业发展也很快。八十年代以来，拉丝模在国际上有了新的发展。无论是理论上，还是制造工艺方面，以及拉丝模具使用方面都发生了大的变革。一些原来被认为正确的理论和观点，如四十年代由美国的机械工程师设计出拉丝模“R”型系列孔型，已不适应当今的高速拉拔生产的要求。为了推进我国拉丝模的技术进步和生产发展，本文提出了一些拉丝模应用中常见的问题及其解决方法，尤其是研磨抛光方面的问题的解决。拉丝模使用中的常见问题：工作锥角度选择不当引起的问题；中心断裂及人字裂纹现象；表面质量，这里着重介绍表面质量问题的处理。拉丝模的质量直接影响线材的形状、尺寸、表面粗糙度及使用寿命。我； 目前采用的拉丝模孔研磨工艺是五十年代初从苏联引进的针磨工艺。它的工作原理是，模具旋转，针状磨头在磨孔内做微移动或摆动，以达致电加工模孔的目的。这种工艺的可靠性不高，所谓工艺可靠性是指机订在规定期限的使用过程中，被加工零件获得并保持要求的加工精度的能力，且生产效率较低。针状磨头高计成锥状是为了使其在模孔内穿进方便，同时在磨削过程中产生径向分力以提高磨削效果。但因此也带来很多弊端。首先，针状磨头的锥度使用权加工出来的模孔也具有锥度，使用有锥虎的模孔拉丝时节，起定径作用的仅仅锥状模孔的小端。定径区小，因而在抛光作业时的接触面积小，那么由于拉丝模工作台过程中作用在磨擦表面微观体积上周期性的接触载荷或交变应力发生在距离表面0.78a处，a为接触区宽度的1/2。在交变剪应力的影响下，裂纹容易在此成核，并扩展到表面而产生剥落，因此当a很小时，扩展裂纹很快就导致表层材料呈细片状脱落，即发生疲劳磨损。由此造成模孔剧烈磨损，线材招光质量差。其次，针新诗磨头是手工修制的，磨头形状极难呈理想圆锥形。
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