RA17切管機切削過程仿真研究及其輔夾持裝置的研制.pdf

1、RAl7切管機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備，使鋼管達到定尺寸和管頭平整。該設備原為德國制造，在使用中存在以下問題：①在切除管頭時每個管頭被切掉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致刀桿一起損壞而報廢，使切管機維修工作頻繁。②切削鋼管時伴有嚴重振動，并使切斷管頭時管壁連皮不斷，切口不平齊和管口不美觀。這些問題嚴重影響無縫鋼管的生產(chǎn)正常進行，

2、影響產(chǎn)品的質量，使經(jīng)濟效益降低。衡陽華菱鋼管有限公司決定與中南大學合作對RAl7切管機進行技術改造。 本文對RAl7切管機的結構、工作原理和出現(xiàn)的問題進行全面分析和對國內外切管機技術進行比較研究的基礎上，進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，應用MSC.Marc／Mentat軟件求解。分析在給定的切削參數(shù)下，切削時工件和切屑的溫度、應力、應變分布，研究切削力隨時間變化的曲

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)學模型，并對模型進行模態(tài)和諧響應的分析，找出該系統(tǒng)的前幾階振動頻率和振型，為避免共振提供參考依據(jù)。 在上述研究的基礎上，根據(jù)RAl7切管機的工作要求，提出了一個新的輔夾持裝置設計方案，并試制出樣品，經(jīng)過幾個月裝機運行試驗表明，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，同時消除了切削過程中鋼管的機械

4、振動，并能夠通過增設的工控機完全監(jiān)視切管過程，操作簡便可靠，受到操作工人的充分肯定和集團公司領導的高度贊揚。緊接著，該公司決定其余3臺RAl7切管機全部按課題組的技術方案進行改造和投入使用，在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，產(chǎn)生了顯著的技術、經(jīng)濟效益。該技術改造項目獲得華菱鋼管有限公司2005年度技術進步三等獎。 RAl7切管機的技術改造獲得了圓滿成功，證明課題組對RAl7切管機的理論研究與技術改造方案完全正確，本文的研究工作對我國利用