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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題 目： 拉絲模拋光機(jī)的反求創(chuàng)新設(shè)計(jì)
系： 機(jī)械工程系
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名： 劉江芬 學(xué) 號(hào)： 200402010435
指導(dǎo)教師： 譚立新
2008年 3 月 22 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2500字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。
文 獻(xiàn) 綜 述
0、 引言
線材行業(yè)、電光源行業(yè)廣泛使用的一種模具是拉絲模。拉絲模的內(nèi)孔由圓柱面與賀錐面組成，。圓錐面為對(duì)線材（工件）的壓縮區(qū)，圓柱面為拉絲模的定徑區(qū)（拋光區(qū)），其直徑大小與線材尺寸相對(duì)應(yīng)。拉絲的質(zhì)量直接影響線材的形狀、尺寸、表面粗糙度及使用壽命。我國目前采用的拉絲模研磨工藝是五十年代初從蘇聯(lián)引進(jìn)的針磨工藝。這種工藝的可靠性不高，且生產(chǎn)效率較低。本實(shí)用新型涉及一種新型拉絲模線研磨拋光機(jī)，該機(jī)主要由卡具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、絲架往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。該機(jī)特點(diǎn)在于可將拉絲模的內(nèi)孔一次研磨拋光成型，使生產(chǎn)效率大大提高。絲架往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用配重平衡，而使絲架高、低速運(yùn)行平穩(wěn)，加工范圍增寬，加工精度提高，使加工小孔徑拉絲模具成為現(xiàn)實(shí)。
1、拉絲模拋光機(jī)設(shè)計(jì)概述
1.1 基本概念
拉絲模是金屬絲通過一種模具,使其由粗到細(xì),逐步達(dá)到人們所需要的尺寸,這種特殊的模具就是拉絲模. 拉絲模的模芯一般是用天然鉆石,人造鉆石(人造鉆石有GE,PCD,合成料等). 銅線拉絲模是屬于軟線拉絲模.還有硬線拉絲模,如拉鎢絲等. 銅線拉絲模壓縮區(qū)的角度一般為16-18度,定徑長度為30-40% 而鎢絲拉絲模壓縮區(qū)的角度就比較小,一般在12-14度,定行長度為60-70%。拉絲模是各種金屬線材生產(chǎn)廠家(如電線電纜廠、鋼絲廠、焊條焊絲廠等)拉制線材的一種非常重要的易消耗性模具。拉絲模的適用范圍十分廣泛，主要用于拉拔棒材、線材、絲材、管材等直線型難加工物體，適用于鋼鐵、銅、鎢、鉬等金屬和合金材料_1 J的拉拔加工。
拋光機(jī)是指通過使用特殊的拋光用磨輪，去除研削加工后研削變質(zhì)層的設(shè)備。
拉絲模拋光機(jī)主要使用于小批或成批生產(chǎn)的拉絲模內(nèi)孔的研磨、拋光工藝。其工作部分主要有工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和拋光絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩部分組成。
拉絲模拋光機(jī)是一種利用工件和拋光絲的復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)拉絲模內(nèi)孔的研磨拋光的小型機(jī)床。隨著新工藝及新技術(shù)的應(yīng)用，拉絲模在拉拔棒材、線材、絲材管材等直線型難加工物體有著廣泛應(yīng)用。
拉絲模拋光機(jī)，包括卡具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、絲架往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所說的卡具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、帶傳動(dòng)、工件定位板組成。絲架往復(fù)運(yùn)動(dòng)包括電動(dòng)機(jī)、帶傳動(dòng)、曲柄、連桿、往復(fù)架組成。本設(shè)備具有低噪音，微振動(dòng),耗電省,降低生產(chǎn)成本等特點(diǎn).?? 本設(shè)備利用中間連桿支撐點(diǎn)安裝于沖程底部，保證沖程快速往復(fù)的平穩(wěn)性，模具精度可以得到保障．高速旋轉(zhuǎn)，快速上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)加工模具只需用最少的時(shí)間，就可以達(dá)到最佳的光亮度和加工要求.均勻平穩(wěn)的收線功能,提高了加工速度,減少多次重復(fù)穿線,節(jié)省了加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)效益。
1.2拉絲模拋光機(jī)的控制系統(tǒng)
液壓控制：和液壓傳動(dòng)一樣，系統(tǒng)中也包括動(dòng)力元件、控制元件和執(zhí)行元件，也是通過油液傳遞功率。二者不同之點(diǎn)是液壓控制具有反饋裝置，反饋裝置的作用是執(zhí)行元件的輸出量(位移、速度、力等機(jī)械量)反饋回去與輸入量(可以是變化的，也可以是恒定的)進(jìn)行比較，用比較后的偏差來控制系統(tǒng)，使執(zhí)行元件的輸出隨輸入量的變化而變化或保持恒定。它是一種構(gòu)成閉環(huán)回路的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，也叫液壓隨動(dòng)系統(tǒng)或液壓伺服系統(tǒng)。
??? 液壓控制系統(tǒng)中用的是伺服控制元件，具有反饋結(jié)構(gòu)，并用電氣裝置進(jìn)行控制，有較高的控制精度和響應(yīng)速度，所控制的壓力和流量常連續(xù)變化。輸出功率可放大。比例控制是介于上述二者之間的一種控制，所用比例控制閥是在通斷式控制元件和伺服控制元件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的電――液控制元件，兼?zhèn)淞松鲜鰞深愒囊恍┨攸c(diǎn)，用于用手調(diào)的通斷式控制不能滿足要求，但也不需要伺服閥對(duì)液壓系統(tǒng)那樣嚴(yán)格的污染控制要求的場合。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中用的是通斷式或邏輯式控制元件，就其控制目的，是保持被調(diào)定值的穩(wěn)定或單純變換方向，也叫定值和順序控制元件。
2 、拉絲模拋光機(jī)的組成
一種拉絲模復(fù)合研磨拋光機(jī)，包括機(jī)械裝置和電氣裝置，所說的機(jī)械裝置包括工作臺(tái)、立柱、主軸頭、床身，所說的工作臺(tái)由Ｘ、Ｙ移動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、搖動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)壓力間隙機(jī)構(gòu)和進(jìn)電裝置組成。
3、拉絲模拋光機(jī)的工作原理
拉絲模拋光機(jī)的工作原理是，由圓柱形拋光絲代替錐形磨頭，拋光絲工作部分的直徑等于或近于模孔直徑。將拋光絲端頭腐蝕出尖頭，以便穿過?？?。拋光絲穿過?？缀?，絲的上下兩端分別固定在兩個(gè)絲夾上。研磨時(shí)，拉絲模做圓周運(yùn)動(dòng)，拋光絲在往復(fù)架的帶動(dòng)下做上下運(yùn)動(dòng)。這樣在拋光絲與?？组g就構(gòu)成了一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在絲與孔間還夾雜著研磨膏，經(jīng)過短時(shí)間的研磨即可達(dá)到較理想的定徑與拋光的效果。這種工藝的特點(diǎn)如下：首先，拉絲模與拋光絲之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)決定了加工出的?？椎膱A柱度較針磨工藝的大為改善；拉絲時(shí)，模孔與線材間接觸面積大大增加，使裂紋成核區(qū)深度加大，裂紋擴(kuò)展到表面發(fā)生表面剝落的時(shí)間延長，模孔既不容易發(fā)生疲勞磨損，又可以延長模具的使用壽命，拉出來的絲（線材）的質(zhì)量也顯著提高；同時(shí)，線拋光機(jī)的結(jié)構(gòu)決定了拋光時(shí)可能有的徑向力不會(huì)因發(fā)生周期性變化而使之產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)拋光機(jī)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響。從這兩個(gè)角度看，線拋光機(jī)確實(shí)具有先進(jìn)性。其次，拋光絲通過絲夾頭上下固定，具有“簡支粱”的結(jié)構(gòu)特征，可以增大磨削速度。拋光絲與模孔間的相對(duì)速度是由直線與圓周兩種運(yùn)動(dòng)合成的，其合成速度約為針磨速度的50倍左右。相對(duì)速度提高了，工效也隨之提高。
4、 國內(nèi)外拉絲模拋光機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景
我國拉絲模制造工業(yè)從八十年代起，發(fā)展較快，但總的來說與國外還有不小的差距，我國制模工業(yè)還比較落后，加強(qiáng)制模管理，提高拉絲模質(zhì)量水平，推動(dòng)制模工藝技術(shù)的進(jìn)步是當(dāng)前的重要課題。八十年代以來，我國金屬線材加工行業(yè)有好幾十個(gè)廠家，先后引進(jìn)了上百臺(tái)高速拉線設(shè)備，在使用過程中，由于種種原因，普遍未達(dá)到設(shè)計(jì)水平已成為刻不容緩的重要任務(wù)。
研磨工藝是拉絲模成型的主要工序。它分為三個(gè)步驟，粗磨、細(xì)磨(精磨)、拋光。加工方法基本相似，但使用磨料不一。粗磨，主要是將模坯各部角度尺寸大致瞎好。在該工序中一般使用金剛石砂或碳化硼。一些廠家也采用電解法，對(duì)于機(jī)械研磨應(yīng)注意工藝要求，如磨料粒度、磨針質(zhì)量等。目前．國外高速拉絲模研磨機(jī)一般都采用在金屬磨針表面鍍金剛石工藝，這樣的磨針可以研磨15~20個(gè)模子，從而保證了研磨質(zhì)量和產(chǎn)品的均一性。細(xì)磨和拋光，與機(jī)械法粗磨工序相似．僅是磨料不同 當(dāng)前所見國外拉絲模拋光效果最好的是日本、美國，而意大利、瑞典、丹麥等國拋光質(zhì)量次之。
據(jù)中國機(jī)床商業(yè)網(wǎng)報(bào)道，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種模具的加工工藝要求越來越高。提高模具拋光的速度和質(zhì)量使我國模具制造工藝達(dá)到世界先進(jìn)水平，已成為刻不容緩的重要課題。
5、拋光機(jī)的發(fā)展趨勢
近年來也有部分學(xué)者在研究模具的加工，研究領(lǐng)域主要集中在研磨工藝上，主要又是以拋光為主。2003年凝華公司推出了一款新型拋光機(jī)—RH-125K超聲波模具拋光機(jī)的研究理念。它主要采用高頻電火花脈部電源與聲波快速振動(dòng)研磨的原理進(jìn)行拋光。德國的PAUL SCHAAF公司也進(jìn)行了相關(guān)的研究，他們主要是對(duì)適用于碳化鎢或金剛石模的鏡面拋光和PCD拉絲模的加工和再加工全自動(dòng)設(shè)備。2002年浙江工業(yè)大學(xué)的趙文宏、袁巨龍和浙江大學(xué)的鄧凌及金華市消毒滅菌器材廠設(shè)備科的盧小慧簡述超精密加工技術(shù)現(xiàn)狀，介紹超精密平面拋光機(jī)的工作原理，分析達(dá)到納米級(jí)超精密拋光的技術(shù)難點(diǎn)，并闡述了納米級(jí)超精密拋光智能控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。2005年西安工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院的高佳宏，朱梅玲，李福援通過對(duì)Pro/ E 的三維參數(shù)化建模方法及技術(shù)的研究,提出了參數(shù)化建模方案及參數(shù)化建模方法,實(shí)現(xiàn)了電解機(jī)械復(fù)合拋光機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì),提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。2006年西安工業(yè)大學(xué)的陳智利,杭凌俠,張峰針對(duì)氣囊式小磨頭拋光方法的缺陷，提出了一種新的氣囊式拋光方法。本文對(duì)該氣囊式拋光法的原理和拋光氣囊的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式等進(jìn)行了闡述。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合裝置開展了實(shí)驗(yàn)，給出了去除量、壓力、粗糙度與時(shí)間的關(guān)系。袁楚明教授就模具拋光成為模具智能制造的瓶頸,研究了模具的自動(dòng)拋光并取得了很大的進(jìn)展。
隨著拋光技術(shù)的發(fā)展，拋光機(jī)必須做許多適應(yīng)性的改進(jìn)。進(jìn)入本世紀(jì)后，拋光機(jī)設(shè)計(jì)水平和制造技術(shù)有了很大的提高，拋光機(jī)的性能有了很大的改善?，F(xiàn)代的拋光機(jī)不但要求性能好、體積小、重量輕、運(yùn)行可靠，而且必須能適應(yīng)控制方式和電源條件改變所產(chǎn)生的影響。因此拋光機(jī)的設(shè)計(jì)必會(huì)朝結(jié)構(gòu)合理，用材考究，制造精良，高效節(jié)能、噪音低、振動(dòng)小、運(yùn)行可靠、安裝使用維護(hù)方便等方面發(fā)展。
6、小結(jié)
我國目前絕大多數(shù)制模廠家，基本上是承襲五十年代設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)原則來研磨制造模子，這種模子的幾何形狀使用權(quán)得其使用壽命短，更不適合高速拉拔的要求。設(shè)計(jì)、制造拉絲模，若要使其壽命長，維修少，提高拉拔速度，適應(yīng)當(dāng)今高速拉拔，必須處理好以下三個(gè)問題。
（1） 入口錐與工作錐加長，建立較好的潤滑壓力，而潤滑錐角要適當(dāng)縮短。
（2） 定徑帶必須平直，其高度要合理。
（3） 工作錐角與定徑事交接處不應(yīng)有過渡角，至少要減到最小，一般要小于0.5度。
為了解決以上問題，就迫切要求我們在消化、吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上研制出自己的拉絲模拋光機(jī)。它要求用國產(chǎn)元件代替全部進(jìn)口件，且標(biāo)準(zhǔn)件系數(shù)達(dá)到77.8%。降低進(jìn)口價(jià)格，節(jié)省外匯。所研制的拉絲模拋光機(jī)要求我們結(jié)合我國拉絲模特點(diǎn)在機(jī)構(gòu)上作改進(jìn)。在電路上，針對(duì)國外機(jī)低速時(shí)失穩(wěn)，沒有勵(lì)磁保護(hù)等缺陷也要做相應(yīng)地改進(jìn)。這將使用權(quán)我國線材生產(chǎn)、拉絲模生產(chǎn)、維修有了可靠的質(zhì)量保證，提高了主產(chǎn)率，節(jié)省外匯。
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２．開題報(bào)告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施
開 題 報(bào) 告
題目：拉絲模拋光機(jī)的反求創(chuàng)新設(shè)計(jì)
一、課題的目的與意義
我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是拉絲模拋光機(jī)的反求創(chuàng)新設(shè)計(jì)，此課題的目的是通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來設(shè)計(jì)一臺(tái)用液壓系統(tǒng)控制的拉絲模拋光機(jī)。通過設(shè)計(jì)，掌握液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程和方法，以及拉絲模拋光機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)、主要參數(shù)計(jì)算、拉絲模拋光機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主要零部件設(shè)計(jì)、三維造型等。提高分析、解決問題的能力，了解拉絲模拋光機(jī)在我國工業(yè)中的重要地位，為以后從事該方面的工作打下堅(jiān)實(shí)的理論、實(shí)踐基礎(chǔ)。
二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望
我國金屬制品行業(yè)處建國以來有了很大的發(fā)展。在金屬制品拉拔行業(yè)中，拉絲模是非常重要的易耗工具，該工具經(jīng)歷了鑄鐵絲板凳，合金鋼模、鉆石模、硬質(zhì)合金模、聚晶模等發(fā)展階段。硬質(zhì)合金于1923年由德國人發(fā)明，1927年試用，1940年廣泛使用于拉絲行業(yè)，促進(jìn)了金屬制品的發(fā)展，特別對(duì)銅絲行業(yè)的生產(chǎn)起了重要的作用。五十年代我國發(fā)展了自己的硬質(zhì)合金工業(yè)，硬質(zhì)合金拉絲模的使用也逐步地普及開來，同時(shí)一些大型企業(yè)從蘇聯(lián)引進(jìn)了當(dāng)時(shí)比較先進(jìn)的硬質(zhì)合金工業(yè)生產(chǎn)成套設(shè)備，制造工藝和模具孔理論，在那時(shí)對(duì)我國拉絲模制品行業(yè)的發(fā)展起了巨大的推動(dòng)作用，當(dāng)時(shí)我國模具制造業(yè)發(fā)展也很快。八十年代以來，拉絲模在國際上有了新的發(fā)展。無論是理論上，還是制造工藝方面，以及拉絲模具使用方面都發(fā)生了大的變革。一些原來被認(rèn)為正確的理論和觀點(diǎn)，如四十年代由美國的機(jī)械工程師設(shè)計(jì)出拉絲?！癛”型系列孔型，已不適應(yīng)當(dāng)今的高速拉拔生產(chǎn)的要求。為了推進(jìn)我國拉絲模的技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)發(fā)展，本文提出了一些拉絲模應(yīng)用中常見的問題及其解決方法，尤其是研磨拋光方面的問題的解決。
拉絲模使用中的常見問題：工作錐角度選擇不當(dāng)引起的問題；中心斷裂及人字裂紋現(xiàn)象；表面質(zhì)量，這里著重介紹表面質(zhì)量問題的處理。拉絲模的質(zhì)量直接影響線材的形狀、尺寸、表面粗糙度及使用壽命。我； 目前采用的拉絲模孔研磨工藝是五十年代初從蘇聯(lián)引進(jìn)的針磨工藝。它的工作原理是，模具旋轉(zhuǎn)，針狀磨頭在磨孔內(nèi)做微移動(dòng)或擺動(dòng)，以達(dá)致電加工模孔的目的。這種工藝的可靠性不高，所謂工藝可靠性是指機(jī)訂在規(guī)定期限的使用過程中，被加工零件獲得并保持要求的加工精度的能力，且生產(chǎn)效率較低。針狀磨頭高計(jì)成錐狀是為了使其在?？變?nèi)穿進(jìn)方便，同時(shí)在磨削過程中產(chǎn)生徑向分力以提高磨削效果。但因此也帶來很多弊端。首先，針狀磨頭的錐度使用權(quán)加工出來的?？滓簿哂绣F度，使用有錐虎的?？桌z時(shí)節(jié)，起定徑作用的僅僅錐狀?？椎男《恕６◤絽^(qū)小，因而在拋光作業(yè)時(shí)的接觸面積小，那么由于拉絲模工作臺(tái)過程中作用在磨擦表面微觀體積上周期性的接觸載荷或交變應(yīng)力發(fā)生在距離表面0.78a處，a為接觸區(qū)寬度的1/2。在交變剪應(yīng)力的影響下，裂紋容易在此成核，并擴(kuò)展到表面而產(chǎn)生剝落，因此當(dāng)a很小時(shí)，擴(kuò)展裂紋很快就導(dǎo)致表層材料呈細(xì)片狀脫落，即發(fā)生疲勞磨損。由此造成模孔劇烈磨損，線材招光質(zhì)量差。其次，針新詩磨頭是手工修制的，磨頭形狀極難呈理想圓錐形。因此，在研磨過程中，由于針磨頭呈錐面，徑向分力存在，且?guī)缀醪豢赡芡耆胶?，由此而產(chǎn)生的偏心力使懸置的磨頭呈現(xiàn)撓曲，從而加工出偏心的?？?。從考核產(chǎn)品或設(shè)備可靠性的角度來看，主要年級(jí)標(biāo)是壽命和性能指標(biāo)（工藝可靠性）。顯而易見，針磨工藝是比較落后的。我國在消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制出拉絲模拋光機(jī)，填補(bǔ)了國內(nèi)的空白。
三、課題主要內(nèi)容和要求
本課題的題目是拉絲模拋光機(jī)的反球創(chuàng)新設(shè)計(jì)，要求用用液壓系統(tǒng)控制；總體方案的確定；主要參數(shù)的分析、計(jì)算；液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；拉絲模拋光機(jī)部件和零件設(shè)計(jì)并利用三維軟件（SOLIDWORKS，UG或Pro/E）進(jìn)行三維建模；用計(jì)算機(jī)繪制拉絲模拋光機(jī)的裝配圖、零件工作圖；撰寫設(shè)計(jì)、計(jì)算說明書；畢業(yè)答辯。
四、研究方法、步驟和措施
1、研究方法
熟悉拉絲模拋光機(jī)的設(shè)計(jì)工藝過程，掌握拉絲模拋光機(jī)參數(shù)的確定和計(jì)算方法。用電腦繪制總裝配圖和零件圖。
2、步驟和措施
（1）查找資料，分析課題，了解拉絲模拋光機(jī)的設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)。
（2）通過參考本課題的相關(guān)論文及查找相關(guān)行業(yè)信息，認(rèn)真分析及總結(jié)后撰寫文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告。
（3）在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，搜集閱讀相關(guān)資料及文獻(xiàn)，結(jié)合實(shí)習(xí)所學(xué)，理論聯(lián)系實(shí)際，加深對(duì)本課題的感性和理性認(rèn)識(shí)。
（4）通過所學(xué)軟件和所具備的專業(yè)知識(shí)，完成對(duì)四柱式液壓機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)。
（5）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語：
2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日