12MN管材卧式挤压机前梁设计
46页 20000字数+论文说明书+11张CAD图纸【详情如下】
T形平键13.dwg
丝杆11.dwg
右离合器06.dwg
导向座14.dwg
左离合器04.dwg
弹簧圈02.dwg
支轴.dwg
皮带轮.dwg
端盖09.dwg
钻模座42.dwg
12MN管材卧式挤压机前梁设计说明书.doc
12MN管材卧式挤压机装配图.dwg
摘 要
在有色金属材料中，应用最多的是铝及铝合金，铜及铜合金。随着技术不断进步以及社会市场对于高强度管材材料的需求，高强度合金钢等材料，在挤压加工中的比重也在加大。这些金属材料具有良好的导电导热性，良好的抗腐蚀性，外观洁净光亮，易于加工和组装，地壳中储存量丰富等优越性，应用极广。
热挤压工艺是利用挤压机上挤压杆传递的高压，将封闭在挤压筒中的坯料挤压成与模具形状相同制品的一种先进塑性加工方法。由于其具有提高金属的变形能力、制品综合质量高、产品范围广等优点，产品广泛应用于建筑、航空、交通、通信等领域。因此，热挤压加工成形技术在国民经济中占有极其重要的地位。近年来，随着我国核电、石化、电站锅炉行业的快速发展，对于高合金、特种合金管材卧式挤压机的需求与日剧增，同时对核电、石化和电站锅炉用管性能要求日益苛刻，材料难变形又十分昂贵，而热挤压技术因其具有的优点，成为生产高合金、特种合金管材卧式挤压机的重要方法，引起了国内外的普遍关注。我国管材热挤压技术发展缓慢，和国外存在较大差距。
本次毕业设计，主要通过查阅相关资料，对金属挤压机有一定感性的了解，再通过参观实习，深刻认识认识挤压机各组成部分，及其之间的相互位置，接触关系。借助CAD软件，构建机械结构简图。主要完成机械结构部分的设计工作。
借鉴已有挤压机的相关数据，查阅相关机械设计手册，确定挤压机主体结构(机架、后梁、主缸部件、前梁、动梁、穿孔装置、挤压筒及挤压筒座、模座)的相关尺寸，形状数据，最后计算校核主要构件的强度计算。
关键词： 热挤压；压力；强度；同轴度；校核
Abstract
In non-ferrous metal materials, the application of aluminium and its alloy are most, copper and copper alloy. With the social progress and technology for high strength steel materials market demand, high strength steel materials, in the proportion of extrusion processing increase. These metallic materials with good, good thermal conductivity of conductive corrosion resistance, easy to clean, shining appearance in the crust, processing and assembling etc advantages, storage rich applied widely.
Hot extrusi on using extrusion pressure, the relay extrusion rod will be closed on the tube extrusion die extrusion and blank shape of the same products is an advanced plastic processing methods. Due to the increase of metal with high quality products and comprehensive ability, product range, the products are widely used in construction, aerospace, transportation, communication, etc. Therefore, hot extrusion processing forming technique in the national economy of the utmost importance. In recent years, with China's nuclear power, petrochemical industry, boiler and rapid development of the industry, for high alloy, special alloy seamless steel tube, a large number of demand for nuclear power, petrochemical and boiler tube performance requirements increasingly stringent, material deformation and very expensive and difficult and hot extrusion technology because of its advantages, become high alloy, special alloy is an important method of seamless steel tube, caused the domestic and foreign general attention. Our steel hot extrusion technology development is slow, and foreign gap.
The graduation design, mainly through the access relevant information of metal, extrusion have perceptual, again through the internship, profound understanding to visit each part extrusion understanding, and mutual position, contacts. Using CAD software, constructing mechanical structure diagram. The main mechanical structure parts design work.
Reference data of existing extrusion machines, consult relevant mechanical design manuals, determine the extrusion of body structure (frame, and main cylinder parts, well.numerical examples before moving beam and perforation of the beam, and extrusion equipment, extruding cylinder block and block size, shape relevant data, and finally calculated main component of strength calculation.
Key Words：Hot extrusion;Pressure;Strength;The coaxial tolerance;Check
目 录
摘 要 1
Abstract 2
引 言 1
1文献综述 2
1.1管材卧式挤压机的现行生产工艺 2
1.1.1穿孔工艺 3
1.1.2挤压工艺 3
1.2挤压技术的历史发展及其特点 4
1.2.1挤压技术的发展历史 4
1.2.2挤压加工的优点 6
1.3挤压的类型及变形特点 7
2方案设计 9
2.1挤压机主要参数的确定 9
2.2主要结构的设计 15
2.2.1机架的主要结构 15
2.2.2主缸（工作缸）部件 17
2.2.3三梁的设计 20
2.2.4 穿孔装置 23
2.2.5挤压筒及挤压筒座 26
3部分零件强度校核 27
3.1张力柱的强度计算 28
3.2挤压机梁的强度计算 29
3.3主缸的强度计算 34
3.4挤压筒的强度校核 38
结 论 41
参 考 文 献 42
致 谢 46
引 言
我国经济和技术落后，管材卧式挤压机起步较晚，几乎是空白。由于我国国防工业和尖端技术的发展，对金属材料的品种、质量都提出了更高的要求，热挤压工艺作为一项新技术，得到了有关方面的重视。
近年来，管材卧式挤压机越来越多地受到人们的重视，目前我国的发展趋势与亟待解决的问题主要有以下几个方面：
(1)管材卧式挤压机生产线设备的国产化。由于我国经济技术的高速发展，对特种合金管材的需求与日剧增。而目前国内的钢挤压生产线设备多是从国外引进的，这就要求加速对钢挤压工艺和设备的研究，尽快实现钢挤压生产线设备的国产化。
(2)高温润滑剂的研究。润滑剂对于热挤压成形产品质量和工模具寿命有着重要影响，因此，研究适合于不同钢种的润滑剂，以提高产品的综合质量，减轻模具磨损是目前迫切需要解决的问题。
(3)模具寿命和精度的研究。热挤压时，模具承受高温高压和强磨擦复合作用，严重影响了模具的使用寿命和产品的质量。因此，对模具材料和模具结构设计研究，也是目前需要解决的问题之一。
(4)连铸管坯的研究。对强度高而难变形的高合金而言，目前基本采用锻坯和轧制工艺生产管坯。而对不锈钢之类易变形钢种，开展连铸管坯工艺研究，简化工序，提高成材率，降低成本，提高市场竞争力，势在必行。
1文献综述
热挤压技术是一种将金属在再结晶温度以上进行挤压， 使管坯从一个模孔挤出，以得到模孔形状断面管材的金属成型方法。在整个热挤压过程中（从管坯到成管中）管坯都是在三向压应力的状态下进行变形的。这不但可以解决难变形钢种的管材成型问题，而且可以避免由张应力引起的荒管内外表面缺陷，因此热挤压成型方法特别适合于各种合金钢、不锈钢、高强度钢、镍基高温合金等型材、管材的成型。目前，管材的挤压工艺已较成熟，挤压设备的功能及控制手段也日趋完善，以下将予以相应介绍。
1.1管材卧式挤压机的现行生产工艺
管材的热挤压成形工艺流程如下所示：
坯料准备：热挤压的坯料目前普遍大量采用的是轧坯和锻坯，长坯或短坯料须经剥皮、切断、钻深孔及端面加工等后，进入挤压生产线；加工好的挤压坯经在线脱脂后，进入环形预热炉预热，预热温度视钢种不同确定，然后进入立式工频感应炉，快速加热到材料的挤压温度。加热好的坯料经玻璃润滑剂装置涂粉，进入立式穿(扩)孔机，进行穿(扩)孔工艺；穿(扩)孑L后的空心坯经辊道转移进立式工频感应炉再加热，使其温度达到挤压温度后出炉(进行内外表面的高压水除鳞)，坯料在线进行内外表面涂玻璃润滑剂，并进卧式挤压机挤压；挤压管材在切除压余之后，定切和水冷。喷丸清除挤压管内外表面的氧化皮后经酸洗、清洗和钝化管材表面。检验工序进行表面质量、尺寸公差的检查和机械性能以及无损检测。热挤压管的交货状态有热处理状态和热挤压状态之分。
1.1.1穿孔工艺
用热挤压技术生产管材卧式挤压机时，管坯必须是空心坯。一种是对锻坯或铸坯进行穿孔的空心坯，另一种是离心铸造的空心坯。
对锻坯或铸坯进行穿孔，按照其钢种和规格的不同，可以采取3种不同的穿孔方法：（1）实心管坯在立式穿孔机上穿孔；（2）预先在管坯中心钻一个小孔（也叫导向孔），在压力穿孔机上进行穿孔；（3）在管坯中心钻一个直径稍大于挤压芯杆的大孔，直接送到挤压机上挤压。
1.1.2挤压工艺
穿孔后空心管坯的温度已有所降低，必须进行再加热，以达到要求的挤压温度。 空心管坯经过加热，温度升到1180-1250℃ 达到塑性变形状态。加热后的管坯先经除鳞，然后在玻璃粉上滚动，粘上一层玻璃粉。玻璃粉起润滑和隔热的作用。 管坯装入卧式挤压机的圆柱形挤压筒中。在挤压筒的底部装有挤压模和玻璃垫；在挤压杆内装有一根圆形芯杆（亦称穿孔针）伸到模孔中。挤压杆进入挤压筒，通过挤压垫将管坯向模孔端挤压， 随着施加的压力不断加大，先使管坯镦粗，消除管坯与挤压筒内壁之间的间隙， 接着将其从模孔中挤出。在挤压过程中，处于管坯与挤压模之间的玻璃垫融化，覆盖在钢件的表面上充当了润滑剂。
结 论
金属挤压机技工技术像其他工业领域一样，在不断的发展进步。这一工业领域技术的发展既受益于其他技术和工业领域，也促进其他科技和工业领域的发展。如电子技术的发展、计算机的应用和普及，促进了挤压设备控制系统的高度自动化，提高了挤压机速度闭环控制的精度，进一步满足了挤压工艺的要求；而金属挤压技术的发展，促进了车辆、船舶制造业、航空、航天、建筑、精密电子等新材料的大量应用。
在文章中也提到，挤压机的种类就结构划分，分为很多种，同一台挤压机的给部分系统也有好多细节，比如：挤压主体设备、供料等辅助设备、液压系统、电子控制系统等。本文作者，仅仅对于挤压主体设备的设计做了比较详细的说明，对其他设备没有给出具体的说明。
以下是几点结论：
1．挤压技术将会有更进一步的发展。挤压机的挤压力适用范围将集中在15~80MN间，未见有向更大挤压力批量转移的可能。工业化的国家、发展中国家有100MN以上的重型挤压机的需求，但全世界的总量不会很多。未来十年可能不会突破40台（现有30台）。
2．挤压机主体预应力框架结构受到了肯定。主机的辅助机械化设备将更臻于完善，对于大型挤压机挤压筒、挤压轴、穿孔针快速更换机构，已趋于成为固定配置。
3．挤压机的外观配套设备性能将进一步提高。后部设备的控制将并入主机控制系统，操作采用触摸屏人机对话方式有普遍应用的趋势。
4．电子计算机将在挤压生产的管理、生产工艺过程、产品质量控制、提高生产效率、减少金属损耗、降低能源消耗和生产成本等方面发挥了越来越重要的作用。并已有全部生产过程采用计算机控制的先例。
挤压加工技术正处于一个方兴未艾的时代。金属挤压机将伴随挤压技术的进步而不断发展，开发空间甚大，前景广阔。
参 考 文 献
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致 谢
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