数控无缝钢管倒棱机的研究与开发

发布时间：2020-05-29 23:06

【摘要】： 根据实际应用的需要，钢管应进行平端面加工，用于焊接的钢管还应进行倒焊接坡口的加工。倒棱机是钢管端面加工的专用设备。目前传统倒棱机的加工质量仍无法满足市场要求，而进口倒棱机价格昂贵，且服务周期长，因此，研发加工质量和生产能力均满足实际要求的新型国产倒棱机迫在眉睫。 本文以“鲁宝钢管325平头倒棱生产线的研制与开发”项目为背景，研究了钢管倒棱的工作原理，进行倒棱机的总体方案设计；对其机械结构特别是影响加工精度的重要部件，即刀盘和夹紧装置进行研究并做了详细的设计；用SINUMERIC 802D数控系统与工控机和PLC组成倒棱机的电气控制系统；设计了上位机(工控机)程序、SINUMERIC 802D数控系统应用程序以及下位机PLC程序。论文的具体内容安排如下： 第一章主要通过介绍无缝钢管的制造工艺，提出了钢管端面倒棱加工的意义和工艺过程，阐述了开发数控倒棱机的必要性，介绍了倒棱机技术的研究现状和发展方向，提出了本文的主要研究内容。 第二章根据倒棱机设计要求和参数，提出了全自动倒棱机的总体布置方案，确定了各主要部件的功能和结构；并对系统运动控制进行了研究，提出了电气控制系统的方案。 第三章计算了切削力，选择了主轴电机和进给电机；研究了倒棱切削过程中存在的加工误差，设计了浮动刀盘；分析了钢管定位夹紧的特殊性，设计了专用的夹紧装置。 第四章对电气控制系统进行设计，，论述了SINUMERIC 802D数控系统在倒棱机中的硬件配置和西门子S7-300PLC的硬件组态；研究了机床的位置检测装置；并在分析系统干扰源的基础上提出了相应的抗干扰措施。 第五章根据实际工作要求，设计了上位机监控软件、SINUMERIC 802D数控系统倒棱应用程序和PLC控制程序。 第六章对数控无缝钢管倒棱机的研制工作进行了总结，并对其进一步的开发研究做了展望。
【图文】：

无缝钢管是用实心管坯经穿孔后轧制的，按制造方法不同可以分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等品种。热轧无缝管一般在自动轧管机组上生产，制造过程见图1.1。实心管坯经检查并清除表面缺陷，截成所需长度，在管坯穿孔端端面上定心，然后送往加热炉加热，在穿孔机上穿孔;在穿孔同时不断旋转和前进，在轧辊和顶头的作用下，管坯内部逐渐形成空腔，称毛管;再送至自动轧管机上继续轧制，最后经均整机均整壁厚，经定径机定径，达到规格要求。利用连续式轧管机组生产热轧无缝钢管是较先进的方法。若欲获得尺寸更小和质量更好的无缝管，必须采用冷轧、冷拔或者两者联合的方法。冷轧通常在二辊式轧机上进行，钢管在变断面圆孔槽和不动的锥形顶头所组成的环形孔型中轧制。冷拔通常在0.5一IOOT的单链式或双链式冷拔机上进行。挤压法即将加热好的管坯放在密闭的挤压圆筒内，穿孔棒与挤压杆一起运动，使挤压件从较小的模孔中挤出。此法可生产直径较小的钢管。管坯经过剪断、加热、穿孔、轧管、定径、冷却等一系列加工工艺后

倒棱是钢管精整区域中的一个重要生产工艺。根据 ((APlsPECSL一2000管线钢管规范》、 ((GB/T97n.2一 1999石油天然气工业输送钢管交货技术条件》规定，除非订货合同另有规定，通常钢管的端面应有坡口和钝边，如图1.2所示。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH122

【引证文献】

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本文编号：2687645