开题报告_陈群立-1

北京科技大学硕士学位研究生选题报告及文献综述论文题目：大型卧式挤压机本体参数化结构分析及优化学号：_________________________作者：_________________________专业名称：_________________________指导教师：_________________________2009年3月22日机械设计及理论张清东（教授）目录北京科技大学...................................................................................................................1硕士学位研究生...............................................................................................................1选题报告及文献综述.....................................................................................................11.文献综述.................................................................................................................31.1.挤压加工概述..................................................................................................31.1.1.挤压加工基本理论...................................................................................31.1.2.挤压加工技术及挤压机的发展简史.......................................................41.1.3.挤压加工技术的特点...............................................................................61.2.挤压机的基本参数..........................................................................................91.2.1.挤压机吨位的选择...................................................................................91.2.2.穿孔力的选择.........................................................................................101.2.3.主缸回程力的选择.................................................................................101.2.4.穿孔回程力的选择.................................................................................101.2.5.制品分离剪刀吨位选择.........................................................................111.2.6.残料分离剪吨位的选择.........................................................................111.3.挤压方法和挤压设备的组成........................................................................111.3.1.挤压方法.................................................................................................111.3.2.热挤压法.................................................................................................111.3.3.挤压设备的组成.....................................................................................112.课题来源和选题意义...........................................................................................162.1.课题来源........................................................................................................162.2.选题意义........................................................................................................173.课题内容和时间安排..................................................................................................173.1.课题内容............................................................................................................173.2.时间安排............................................................................................................18参考文献.......................................................................................................................19北京科技大学研究生开题报告第3页1.文献综述金属挤压加工属于压力加工的范畴，是金属成形的一种重要方法。实现金属挤压的主要工具是挤压机。随着挤压技术、挤压设备的进步，以及新工程材料的不断开发，在挤压技术早期发展曾经起了重要作用的立式挤压机正在明显让位于卧式挤压机。我国在挤压机的设计制造方面已经取得一些进步，但是影响力不够，与国外还是存在明显的差距。所以对卧式挤压机的设计进行参数化架构分析和优化，对我国挤压机设计的发展有十分重要的意义。1.1.挤压加工概述1.1.1.挤压加工基本理论金属挤压加工就其本质而言，是用施加外力的方法，使处于耐压容器中承受三向压应力的金属产生塑性变形，并从特设的孔或间隙中被挤出，而得到一定截面形状及尺寸挤压制品的压力成形过程。这里，所谓的挤压制品，既可以是挤压毛坯——用于进一步加工，也可以是挤压成品——直接用于工程结构。为使金属变形，就要克服金属原子间的结合力，这种结合力就是金属的变形抗力。欲使金属通过压力加工达到塑性变形的目的，就必须具备一定的力学条件，使金属在外力作用下，克服变形抗力，由弹性变形阶段过渡到塑性变形阶段。经过长期的生产时间、科学试验和理论研究证明，金属压力加工（包括挤压加工）过程，“单位变形能不变条件”的基本原理，是符合实际的。“单位变形能不变条件”指出，各个应力分量对变形金属的单位体积变形功（即单位体积变形能）达到一定值时，该单位体积才能从弹性变形阶段进入塑性变形阶段。换言之，要使金属产生塑性变形，不仅要使金属具备一定的塑性变形的应力状态，而且，还要使应力达到一定的数值。其次，金属在外力作用下，变形和应力的近似关系，可以用金属压力加工原理中的“最小阻力定律”来表述，即如果金属在变形过程中，其质点有各种方向移动的可能时，则金属各质点将向阻力最小的方向移动。总括上述，金属挤压加工必须具备如下的三个条件：（1）使金属处于三向压应力状态；（2）建立足够的应力值，使金属能够产生塑性变形；（3）有能使金属流出的孔或间隙，提供一个阻力最小的方向。挤压加工方法适用于生产各种金属材料的棒材、线材、管材、型材等，即主要是长、直的半精制的挤压制品。北京科技大学研究生开题报告第4页1.1.2.挤压加工技术及挤压机的发展简史挤压加工方法的发展过程中，从开始到现在已经有200多年了：1820年，T.布恩设计出了第一台液压挤压机。这台挤压机大体上包括了现在管材挤压机的基本构件，如挤压筒，可以更换的模具，带挤压垫片的挤压轴，以及用螺纹固定在挤压轴上的穿孔针等。1837年，J．汉森设计出了可更换模桥和模舌的桥式模。1840年，W.阿姆斯特朗制造出了第一个液压蓄势器。1867年，法国人哈蒙研制了用煤气加热的双层挤压筒。1870年，出现了反向挤压的铅挤压机。1879年，第一台铠装电缆挤压机挤出了铠装电缆。1881年，克虏伯——格鲁逊制成了双向铠装电缆挤压机。1894年，A.迪克制成了第一台用于挤压高熔点金属的6MN卧式挤压机，用于生产黄铜制品。该挤压机有一个可倾斜的挤压筒，液态金属倒入凝固成形后，挤压筒转回挤压轴线进行挤压。这种老式的挤压机效率很低，作用在挤压垫片上的最大单位压力只有350MPa。1896年，出现了多层挤压筒。1904年，克虏伯——格鲁逊设计并制造了第一台完整的四张力柱挤压机。1910年，出现了铝挤压机。1917年，钢挤压机问世，挤压力为20MN。1921年，R.盖德尔发表了反向挤压的实验成果。1941年，发明了玻璃润滑剂，促进了钢的热挤压发展。1944，德马克液压公司和施劳曼——西马克公司制造了当时世界上最大的125MN卧式挤压机，并改进了辅助设备，提高了机械化水平。1950年，英国人罗伯逊于1893年提出了超高压挤压原理，取得了实验成功。1952年，英国人布里奇曼发表了静液挤压实验报告。1955年，钢及难变形金属（钛、铍、锆、铀等）的挤压加工有了重大进展。20世纪40～50年代，前苏联制造出了80MN双动铜挤压机和120MN、200MN大型挤压机。均为泵—蓄势站传动。20世纪60年代初期，油泵直接传动挤压机受到了重视。1963年后日本制造的挤压机全部采用油泵直接传动，但挤压力基本在30MN以下，而且限于挤铝及铝合金的低速挤压机。同期，我国沈阳重型机器制造厂，制造出国内第一台125MN卧式双动泵—蓄势器传动挤压机。这个自重近3000t的挤压机，改写了我国重型挤压设备制造的历史。也是我国有色金属挤压技术进步的一个重要标志。1971年8月，德国施劳曼公司为瑞士设计制造的72MN挤压机投入运行。北京科技大学研究生开题报告第5页同期，日本石川岛播磨重工（IHI），按德国施劳曼设计，制造出了油泵直接传动的95MN挤压机，从而，开创了用泵直接传动方式制造大型挤压机的先河。1999年我国太原重型机械集团有限公司设计、制造出了75MN泵直接传动铝挤压机。该机采用了德国西马克—德马克的液压动力、液压控制及电气控制系统，引进了德马克计算机控制系统。采用了多项新