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重慶科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
設(shè)計(jì)題目Φ20～Φ90高精度棒材矯直機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 劉 川 學(xué) 號(hào) 2004440118
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
院 (系) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院
指導(dǎo)教師 陳 祥 偉
年 月 日
開題報(bào)告填寫要求
1.開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作開始后2周內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及教研室審查后生效；
2.開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)址上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3.學(xué)生查閱資料的參考文獻(xiàn)理工類不得少于10篇，其它不少于12篇（不包括辭典、手冊(cè)）；
4.“本課題的目的及意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析”至少1000字，其余內(nèi)容至少1000字。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
1.本課題的目的及意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
(1)棒材矯直機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義
金屬棒材在軋制、加熱、運(yùn)輸?shù)雀鞣N加工過程中常常產(chǎn)生不同程度的彎曲、歪扭等塑性變形或內(nèi)部殘余應(yīng)力；目前冶金市場(chǎng)上對(duì)金屬棒材的成品精度要求也越來越高，因此軋制矯直設(shè)備在工廠中應(yīng)用越來越普遍，對(duì)矯直設(shè)備的自動(dòng)控制要求也越來越高。
（2）棒材矯直機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
長(zhǎng)期以來，壓力矯直機(jī)因彎曲由人工檢測(cè)，壓彎量人為設(shè)定不夠準(zhǔn)確，全過程都靠手工操作，效率低，矯直精度全憑操作者經(jīng)驗(yàn)來決定等缺點(diǎn)，一直作為一種補(bǔ)充矯直設(shè)備來使用。壓力矯直必須檢測(cè)工件的原始彎曲，測(cè)量彎曲量、確定最佳矯直點(diǎn)、設(shè)定壓彎量。由于缺少可靠的檢測(cè)手段和認(rèn)識(shí)上的一些人為因素，以前這些工作只能靠人工來完成。因此以前的壓力矯直機(jī)有以下缺點(diǎn)：彎曲人工檢測(cè)、壓彎量人工設(shè)定不夠準(zhǔn)確，效率低，矯直精度全憑操作者經(jīng)驗(yàn)來決定，降低了生產(chǎn)效率。
隨著機(jī)械工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,對(duì)鋼材產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高。矯直是軋制生產(chǎn)中不可缺少的重要工序,對(duì)于軋件來講,矯直主要用于解決軋件的彎曲、歪扭等塑性變形或內(nèi)部殘余應(yīng)力。矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和力能參數(shù)是設(shè)計(jì)和使用矯直機(jī)的主要依據(jù),參數(shù)的合理與否,直接影響矯直機(jī)的使用性能。相對(duì)一定的矯直條件和矯直精度要求,存在著最少?gòu)澢螖?shù)允許值,雖然增加彎曲次數(shù)可提高矯直精度,但機(jī)體的尺寸、重量、加工、維護(hù)及能耗等都相應(yīng)有所增加,因此有必要確定矯直軋件所需的最佳彎曲次數(shù)。
國(guó)際上運(yùn)用計(jì)算機(jī)、液壓控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了壓力矯直的自動(dòng)化、智能化，使壓力矯直機(jī)得以融入連鑄或鍛造生產(chǎn)線，成為在線設(shè)備。使生產(chǎn)效率得到了大大的提高。
二輥矯直機(jī)是斜輥矯直機(jī)的一種, 但其工作原理在斜輥矯直機(jī)中獨(dú)具特點(diǎn),如圖1 所示： 在多斜輥矯直機(jī)出現(xiàn)前后,人們創(chuàng)造出了二斜輥矯直機(jī),它的矯直功能來自于輥形的凹凸變化，它是以矯直短圓材的獨(dú)特性能而受到重視,并填補(bǔ)了這種矯直機(jī)的空白， 它又以能矯直圓材兩端和能壓光圓材表面( 輥?zhàn)有苯呛苄r(shí))而得到不斷發(fā)展。
圖1二輥矯直機(jī)示意圖
二輥棒材矯直機(jī)由于矯直精度高、造價(jià)低，可矯直輕中型棒材、管材，在治金工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)中有廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在在我國(guó)國(guó)內(nèi)中信重型機(jī)械公司洛陽礦山廠、無錫西漳液壓機(jī)械廠等很多廠家。而國(guó)外如英國(guó)的布朗克斯公司、維柯公司及羅伯運(yùn)（R0一BETSON)公司；法國(guó)的I)MS公司及艾梯巴爾(ErllBAR)公司：德國(guó)的索林堅(jiān)(sOLINGEN)公司和斯蘭特(sIAN7、)公司；美國(guó)的薩頓(sL~TION)公司；日本的川副機(jī)械公司；前蘇聯(lián)的基洛夫機(jī)床廣等。可以生產(chǎn)這種斜二輥輥矯直機(jī)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
2.本課題的任務(wù)、重點(diǎn)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑
設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容：
（一）設(shè)計(jì)參數(shù)：
1. 矯直棒材規(guī)格：Ф20—Ф90
2. 矯直棒材材料：合結(jié)鋼、不銹鋼（бs=1200N/mm2）
3.棒材原始曲率：≦0.4%（mm/m）
4.矯直后直度：0.05%（mm/m）
5.棒材原始表面：Ra3.2
6.棒材矯直后表面：Ra0.8
7.最大矯直速度：3~30m/min
8.最大矯直力：300KN
9.采用液壓過載保護(hù)
10.采用循環(huán)潤(rùn)滑與循環(huán)冷卻
11.自動(dòng)上下料
（二）整機(jī)設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)、整機(jī)設(shè)備安裝與維護(hù)方案制定
設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)要求：
滾光矯直機(jī)力能參數(shù)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)。具體要求如下：
1.進(jìn)行相關(guān)資料查閱，完成文獻(xiàn)綜述，英文資料翻譯，完成開題報(bào)告
2.進(jìn)行總體方案論證及選型，主要理論參數(shù)計(jì)算與優(yōu)化
3.采用計(jì)算機(jī)繪圖完成總機(jī)裝配圖、輥系裝配圖
4.完成15000字左右的設(shè)計(jì)說明書
5.答辯
（三）實(shí)現(xiàn)途徑
對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)棒材的直度和滾光表面：
以前人們采用平行輥矯直機(jī)矯直管、棒等圓形斷面條材，但是平行輥矯直機(jī)在矯直管、棒等圓形斷面條材時(shí)存在兩個(gè)致命的缺點(diǎn)：
第一：平行輥矯直機(jī)只能矯直圓材垂直于輥軸的縱向剖面上的彎曲。若矯直其他各方位的縱向剖面的彎曲常需要進(jìn)行多次的變方位的矯三過程；
第二，圓材在矯直過程中容易產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，不僅達(dá)不到矯直目的，反而要產(chǎn)生嚴(yán)重的螺旋形彎曲(俗稱麻花彎)，使產(chǎn)品報(bào)廢。
究其原因，前者是圓材彎曲具有全方位的特性，在矯直某一縱向剖面時(shí)對(duì)與其垂直的縱向剖面無矯直能力，即對(duì)側(cè)向彎曲不能矯直。后者乃系偏心壓彎條件下輥?zhàn)訉?duì)圓材壓力將構(gòu)成對(duì)圓材軸向轉(zhuǎn)矩，當(dāng)這種轉(zhuǎn)矩超過輥面與圓材之間的摩擦轉(zhuǎn)矩時(shí)，圓材便三立生自轉(zhuǎn)。而自轉(zhuǎn)一旦產(chǎn)生便將連續(xù)不斷。由自轉(zhuǎn)形成的螺旋彎曲也將越轉(zhuǎn)越嚴(yán)重。
所以我們這里采用二輥棒材矯直機(jī)矯直，工作輥的上輥為凹輥，下輥為凸輥，上下輥均為傳動(dòng)輥，輥?zhàn)拥慕嵌群透叨日{(diào)整是電動(dòng)的，輥?zhàn)觾蓚?cè)有導(dǎo)板，導(dǎo)板用液壓缸打開和鎖緊。利用二輥的弧度、剛度以及兩輥之間的傾角來控制棒材軋件，來達(dá)到矯直和滾光的目的。
對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)液壓過載保護(hù)及其潤(rùn)滑：
液壓系統(tǒng)是控制工作輥不可缺少的重要組成部分。它不僅為執(zhí)行元件提供動(dòng)力，同時(shí)也控制各執(zhí)行元件的動(dòng)作，使各執(zhí)行元件按設(shè)定的程序運(yùn)行。由于液壓系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)已很成熟，在此我們采用液壓控制系統(tǒng)來控制工作輥以提高矯直精度，同時(shí)利用液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)：
1) 主控系統(tǒng)采用插裝式邏輯錐閥控制，并通過功能元件來調(diào)節(jié)主閥芯的開啟時(shí)間及速度，以滿足大流量、快速、無沖擊、噪音小的要求。為了保證控制閥的質(zhì)量及其可靠性，先導(dǎo)閥等采用力士樂的產(chǎn)品；
2) 主缸、側(cè)缸均有高壓卸荷功能，減小液壓沖擊，保證壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)小。
3) 為防止壓機(jī)工作過程中壓力失控或考慮某些機(jī)械零部件的安全性，該系統(tǒng)采用壓力傳感器及溢流閥聯(lián)合使用， 對(duì)主、側(cè)缸進(jìn)行限壓保護(hù)。
潤(rùn)滑采用循環(huán)潤(rùn)滑與循環(huán)冷卻。
對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料：
1． 上料機(jī)構(gòu)：
上料機(jī)構(gòu)由升降式臺(tái)架，對(duì)齊輥道，步進(jìn)運(yùn)輸機(jī)組成。
步進(jìn)運(yùn)輸機(jī)由油缸驅(qū)動(dòng)升降；電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條副平移，電機(jī)變頻控制，可以實(shí)現(xiàn)棒料的平穩(wěn)、快速、無沖擊運(yùn)輸。可以提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
2． 送料小車：
送料小車可以夾持棒料，實(shí)現(xiàn)棒料前進(jìn)、后退、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作。配合檢測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)棒料實(shí)施三維掃描。棒料夾持采用三爪自動(dòng)夾盤裝置，旋轉(zhuǎn)由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪副帶動(dòng)卡盤旋轉(zhuǎn)，小車行走由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪鏈條牽動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)。
3． 出料系統(tǒng)：
出料系統(tǒng)由步進(jìn)運(yùn)輸機(jī)、出料輥道組成。步進(jìn)運(yùn)輸機(jī)與上料機(jī)構(gòu)相同。出料輥采用彈性浮動(dòng)輥?？梢苑乐钩C直時(shí)輥道因承壓而被壓壞。
3. 預(yù)計(jì)可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施
(1) 預(yù)計(jì)可能遇到的困難:
1）矯直的軋件可能達(dá)不到題目的要求精度問題；
2）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、高溫惡劣環(huán)境下液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的泄露問題；
3） 參數(shù)的計(jì)算過于復(fù)雜以及潤(rùn)滑、自動(dòng)上下料等問題 。
(2) 提出解決問題的方法和措施
1）可以提高工作輥的剛度、調(diào)整工作輥的傾角、調(diào)整工作輥的弧度；
2）對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理選擇液壓油，做好密封和日常維護(hù)工作，防止或減少液壓油的泄露；
3）對(duì)于參數(shù)設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)輔助建立數(shù)學(xué)模型、采用高質(zhì)量潤(rùn)滑油和運(yùn)用液壓系統(tǒng)控制運(yùn)輸機(jī)，出料軌道。
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4.完成本課題所需的工作條件（如工具書、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研等）及解決辦法
（一）工具書
[1]崔甫．矯之技術(shù)與矯直原理：冶金工業(yè)出版社，2005年4月（第二版）
[2] 濮良貴．機(jī)械設(shè)計(jì)：高等教育出版社，2001年6月（第七版）
[3] 劉鴻文．材料力學(xué) ： 高等教育出版社，2004年1月（第四版）
[4] 劉建臣． AutoCAD2004中文版 ：國(guó)防工業(yè)出版社，2004年1月
[5] 鄒家祥．軋鋼機(jī)械：冶金工業(yè)出版社，2000年2月（第三版）
[6] 王章忠．機(jī)械工程材料：機(jī)械工業(yè)出版社，2006年1月（第一版）
[7] 李坤．機(jī)械維護(hù)與安裝：化學(xué)工業(yè)出版社，2004年2月
[8] 劉延?。簤号c氣壓傳動(dòng) ：機(jī)械工業(yè)出版社，2007年2月（第二版）
[9] 王春行．液壓控制系統(tǒng)：機(jī)械工業(yè)出版社，2007年8月（第一版）
[10] 羅振才．冶金機(jī)械設(shè)計(jì)方法：冶金工業(yè)出版社，1993年4月
[11] 唐金松．簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：上海科技出版社，1992年6月
[12]．摩檫摩損與潤(rùn)滑 ：石油工業(yè)出版社
[13] 石洪衛(wèi)．冶金管理雜志 ：冶金管理雜志出版社，2008年1月
[14] 汪學(xué)瑤．特殊鋼雜志：特殊鋼雜志出版社，2008年2月
[15] 李茂基.軋鋼機(jī)械[M]北京：冶金工業(yè)出版社，1998
（二）解決方法：
1.計(jì)算機(jī)：運(yùn)用計(jì)算機(jī)畫CAD圖、處理一些相關(guān)文獻(xiàn)資料以及計(jì)算一些相關(guān)數(shù)。
2.工具書：首先是老師為我提供了很多關(guān)于軋鋼機(jī)械、矯直與矯直原理等方面的書籍。在此之外，還可以通過在學(xué)校圖書館以及通過網(wǎng)絡(luò)搜索出相關(guān)的資料，豐富自己的理論知識(shí)。為自己的課題研究提供所需要的信息。
5.進(jìn)度計(jì)劃（或工作方案分析）
2月24日—3月07日：查閱相關(guān)資料，確定設(shè)計(jì)思路，完成開題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述。
3月08日—3月14日：完成相關(guān)文獻(xiàn)的外文翻譯。
3月15日—3月31日：完成本次課題研究的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。
4月01日—4月30日：完成所要求的零件圖、裝配圖。
5月01日—5月31日：進(jìn)一步完善本次課題的其他工作，準(zhǔn)備答辯。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
指導(dǎo)教師意見：（對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的預(yù)測(cè)）
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
教研室審查意見：
教研室負(fù)責(zé)人簽名
年 月 日