基于间歇式切削的薄壁不锈钢管切管机的研究设计

 薄壁不锈钢管具有强度高、耐腐蚀性好、承受冲击能力强等众多优点，使得它广泛应用在生活的各个领域。随着自动化程度的不断提高，人们对薄壁不锈钢管的切割质量要求也越来越高。我国目前对薄壁管材的切割方法还存在着很多的不足，严重的制约着我国的工业发展，因此，近年来对高精度、高自动化、高切割质量、高切割效率的切管机研究成为了相关学科的研究重点和难点，同时也是中国工业进一步发展的必然趋势。本文旨在设计一款自动化程度高，结构紧凑，切割精度高的切管机，从而提高薄壁不锈钢钢管的切割质量，为企业带来更多的经济效益和社会效益。

  本文综合分析了国内外薄壁不锈钢管切管机的研究，对国外相关切管机的先进结构设计进行了借鉴，同时对薄壁不锈钢钢管易变形、难切削的特点进行了对比分析和研究，以管径为ø100mm～ø150mm、壁厚为1.0mm～1.5mm薄壁不锈钢管为设计对象，以现有行星式切管机的结构为基础，提出了一种行星式双刀对称偏心安装的间歇式切割方法，该切割方法不但能够实现刀具自身的主运动和进给运动，而且能减小了薄壁不锈钢管在切割过程中的变形量，提高切割面的质量。本文首先对间歇式薄壁不锈钢管切管机在切削过程中的切削特性进行了分析，计算了其切削过程中的切削力，其次对间歇式薄壁不锈钢管切管机的整体切割方案进行了确定对结构进行了设计，最后，针对间歇式薄壁不锈钢管切管机的重要部件进行了有限元分析，验证了其强度和刚度的可靠性。

  在对间歇式薄壁不锈钢管切管机的设计过程中，使用了理论分析与计算机仿真相结合的方法，验证了设计的可行性，完成了方案确定、理论分析和结构设计等任务，并对结构的合理性进行了验证。首先是行星式双刀对称偏心安装的间歇式切割方式能够降低薄壁不锈钢管的切割变形量，提高切割精度；其次间歇式薄壁不锈钢管切管机的刀具偏心安装在行星齿轮上，在公转的同时完成自转，因此只需要一个主电机就能够带动两把刀具转动，通过机械结构降低了电机的使用量，提高了电机的使用效率，降低了设备的制造成本；最后利用SolidWorks三维实体软件和ANSYS有限元分析软件对间歇式切管机的主要部件进行有限元分析，通过ANSYS软件验证了结构的合理性，提高切管机的使用寿命。