盘料铜管校直下料机设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告

1 选题的背景和意义

1.1 选题的背景

铜管又称紫铜管，是压制的和拉制的无缝管。因其重量较轻，导热性好，低温强度高。常用于制造换热设备（如冷凝器）。也用于制氧设备中装配低温管路。铜管具备坚固、耐腐蚀的特性，而成为现代承包商在所有住宅商品房的自来水管道、供热、制冷管道安装的首选。

铜管校直下料机是热交换器生产中，将原材料（盘料）按照生产的需要校直切割成不同长度尺寸的专用设备。是热交换器生产（制冷、空调、暖风）等行业必须使用的一种机械设备[1]。2013年夏季持续的高温天气促使空调热卖，在很大程度上刺激了制冷铜管的销售。随着变频空调新能效标准实施，以及空调企业对更高能效产品深入研发，我国制冷铜管产业进入新的发展阶段。铜管的需求增大，客观上促进了铜管加工业的发展，校直下料机作为铜管加工中重要的工具，它的结构的优化和工艺的更新，将会影响企业的效益。铜管校直下料机，操作简便和铜管加工成本低。选择可靠性高的校直下料机，可以提高铜管切割效率和质量，降低成本，提高经济效益。

1.2 国内外研究现状及发展趋势

盘料铜管校直下料机可以分为校直机构与切割下料机构。盘料铜管校直下料机先将盘料铜管校直，然后输送至切割机构，两者工艺流程有先后，由输送装置相连，两者是可以独立的单元，故本文将校直机构与切割机构分开研究。

1.2.1校直机构

型、管、线、带等长条状的金属型材在轧制、锻造、挤压、拉拔、运种加工过程中常因外力作用，温度变化及内力消长等而发生弯曲或扭曲变得平直的成品，消除工件的弯曲、翘曲、凹凸不平等缺陷的加工方法称为弯曲的长条材状工件，使其由弯变直的加工方法，也常常被称为校直[2]。根据所使用校直工具的不同，目前在工业上主要使用的校直方法有压力校直法、平行辊校直法和斜滚校直法这三种方式。

经过对以上三种校直法研究分析，校直机构选择应用最广且比较适合的平行辊矫直法具体分析。校直作为一种重要的加工工艺，国内外专家学者对以上三种主要的矫直工艺都做了大量的研究。

平行辊校直法的使用范围相当广泛，特别适用于实心材料，如板、棒、线以及型材等的矫直。对于平行辊校直法，在大部分的研究中工件的轴线都与辊子的转轴相垂直。

图1.1 平行辊校直法原理

1.2.2切割机构

国内传统的铜管切割所采用的是锯切割断工艺，但锯切会造成管口有毛刺及锯屑进入铜管内孔等影响铜管使用的质量问题。据此，提出了无齿无屑的切割方式的设想，并通过无齿切割方式的实现，使铜管的切口质量有了明显提高[3]。

国外的如意大利的钢管加工设备公司（Tube Tech Machinery）设计、制造的新型切管机—大度高、加工速度快、切割管材直径范围大等优点，但切管机价格高，一般国内企业无法承受[4]。

2 研究的基本内容

本课题重点和关键是整体方案设计，包括传输、夹紧、切割机构设计，主要传动件设计计算。

2.1 基本框架

校直下料机结构主要由料架、机架、校直装置、送料装置、支承装置、定位装置、夹紧装置、驱动装置、切断装置、传动系统等组成。盘料铜管先由传输装置送至校直机构校直，然后经过送料装置送至切断装置，切断装置启动后，在切至铜管内径还有（0.03~0.05）mm就要断裂，拉断装置启动，将铜管拉断，完成校直下料过程，已切断的铜管收集在收料架。

图2.1盘料铜管校直下料机原理图

1.夹紧装置

2.切断装置

3.切断箱体

4.链轮

5.液压马达

6.送料箱体

7.支承装置

8.床身

9.送料装置10.定位装置11.链条

12.张紧装置13.物料检测14.校直装置15.传动系统

2.2 研究的重点和难点

解决校直下料机的结构设计，实现校直下料机的结构简单、操作方便，自动控制和铜管切割开口质量的保证是本次设计的重点和难点。

2.3 拟解决的关键问题

（1）切割方式采用割刀切割，虽然能解决端口毛刺、铜沫等问题。但随之带来的问题是：①端口收口较大，满足不了下一道工序的要求；②铜管外径尺寸变更的范围小。

（2）生产效率，单根铜管校直切割的生产效率较低，需要设计多根铜管校直切割的结构，提供高生产效率。

3 研究的方法及措施

3.1校直下料机的研究方法

校直下料机的校直机构采用平行辊校直法，其基本原理如图2.2所示。可以根据铜管直径进行调整，校直精度由a.b.c.d 手柄调整后锁紧螺母。防止校直过程铜管变形、表面划伤[6]。盘料铜管经由校直装置校直以后送至切割装置。校直装置同轴可以

存在多个校直轮，从而实现多根铜管校直，增加生产率。

图2.2校直装置

1.导向轮2-4.可调校直轮5.插板

6.导向架，其余为固定轮abcd.调整手轮

切割装置工作原理，如图4 所示。

图2.3 切割装置

铜管穿过中心通孔，切断缸工作，夹紧装置夹紧铜管，切割刀盘上的凸轮和托轮压下即实现了托轮托住铜管的同时，割刀进给这一动作。而在此同时切割刀带轮在皮带的带动下高速旋转，所以割刀是在围绕着铜管高速旋转的同时实现进给切割的。切断气缸向前运动时，托轮沿径向移动使托轮托住铜管，切断气缸继续向前运动，托轮

不动，而切刀继续向圆心运动，即将切断时，拉断气缸启动，将铜管拉断。

4 预期成果

完成盘料铜管校直下料机的结构设计，实现校直下料的机械化以及自动化，最终设计的校直下料机将以设计说明书和设计图纸的形式呈现，其中包括一张装配图、若干张零件图。

5 研究工作进度计划

本次设计总体时间的安排

2013.11.01～2013.11.15 了解课题的基本内容，查阅相关资料

2013.11.16～2013.12.25 翻译英文资料，完成开题报告。

2013.12.26～2014.02.09 学习相关内容和软件，初步建立方案。

2014.02.10～2014.04.01 零件结构图的绘制。

2014.04.02～2014.04.30 设计说明书。

2014.05.01～2014.05.15 写设计论文。

2014.05.15～2014.06.15 准备各类文件，准备答辩。