高精度冷拔钢管的效益性分析.pdf
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1、文章编号：（）高精度冷拔钢管的效益性分析谢松，刘效春，项传宝（淮北矿业集团 机电装备有限责任公司，安徽 淮北 ）摘要：介绍以热轧无缝钢管或直缝焊管为坯料的高精度冷拔管，并从降低产品成本，改善机加工工艺，提高产品的力学、防腐性能及产品质量、节约降耗等几个方面，阐述高精度冷拔钢管的经济性和优越性。关键词：高精度冷拔钢管；经济效益；粗糙度；工艺；优越性中图号：；文献标识码：!前言高精度冷拔钢管是以热轧无缝管或直缝焊管为坯料，经预处理后在高精度冷拔机上通过模具挤压使之塑性变形的精密管材。这种管材不但尺寸精度高（达到 ），表面粗糙度好!（）!，而且机械强度高（较原材质热轧管提高 ），可直接或经珩磨制成油
2、缸或气缸缸体。同时还解决了!用传统方法无法加工细长薄壁缸体的难题。连接刚性下降，振动加剧，甚至产生连接部的咬合现象。当前德国开发出 （短锥空心柄）连接方式，这种连接具有很高的接触刚度，夹紧可靠，重复定位精度高，适合于 的超高速主轴。近几年开发了不少适合于超高速切削的新型刀具材料。采用涂层碳化钨硬质合金、碳（氮）化钛硬质合金、陶瓷刀具材料、立方氮化硼（）、立方 六方复合氮化硼（）和聚晶金刚石（）等新型材料刀具。另外，采用零件少、简单、安全的刀体结构，同时具有较短切削刃、较大刀刃角、较强断层能力和经过优化设计的切削几何角度，其切削用量比常规提高了几倍到几十倍。机床的床身、立柱和底座等支撑基础件，要
3、求有良好的静刚度、动刚度和热刚度。目前高速加工机床多采用龙门式立柱性对称结构，可提高机床的承载能力和刚性，增强机床的耐冲击性和抗振性，降低机床的固有频率，减小机床因热变形所造成的几何误差。此外还有其他一些机床结构形式可供选择，如箱型结构，结构稳定性好，前后结构部分无温度差；高床身结构可减小运动部件质量，从而获得优异的动态性能。床身材料必须满足高刚性、高精度、高寿命和高阻尼性要求，通常可采用铸铁、聚合物混凝土（人造花岗岩）、花岗岩等材料。这些材料具有良好的阻尼特性和高的热稳定性，机床加工时机床的振动可减至最小。结语高速加工中心的研究及开发应用，必将给制造业带来重要而深远的影响。高速加工中心的关键
4、技术及其相关技术的研究，已成为国内外重要的研究领域之一。我国尽管在高速电主轴、磁浮轴承、直线电机等领域也进行了一些研究，并取得了一定的成果，但总技术水平及产业化进程同国外还有较大差距。如何针对这些关键领域，集中有限资金，协同攻关，避免项目低水平的重复开发，对我国机床行业的振兴及长远发展将具有重要的意义。参考文献：王科社，杨庆东，赵宏林 高速加工中心的快速自动换刀技术 制造技术与机床，（）：李如松，王克玮 高速加工中心的发展及其在大批量生产中的应用 组合机床与自动化技术，（）：张伯霖 高速切削技术及应用 北京：机械工业出版社，作者简介：刘静香（），女，河南修武人，在读硕士，讲师，年毕业于郑州工学
5、院，现主要从事工程力学的教学工作 收稿日期：，（，）：，：，；年第 期煤矿机械高精度冷拔钢管是采用无切削工艺。较传统工艺省工省料，能大幅度节约能源和原材料，有十分显著的社会效益和经济效益高精度冷拔钢管的优点显著已逐步为各界所认识，给生产企业和全社会带来极大的经济效益，主要表现以下几个方面。节约钢材传统的油缸筒加工方法是深孔镗削工艺，使大量钢材变为切屑，钢材利用率最多不超过 。而高精度冷拔工艺为利用普通无缝钢管在外力的作用下，使钢管的壁厚发生塑性变形，达到所需尺寸和精度，从而实现加工目的。它是一种新型的少、无切屑深孔加工快速成形技术无切屑冷变形工艺。除了必要的酸洗去净表面氧化皮和部分产品要求留有
6、珩磨余量外，几乎没有什么耗损。（）以煤矿系统产单体液压支柱油缸为例，外径!、内径!，过去用!热轧管加工，内径需 次镗削掉余量 ，按长度 计每根投料 ，钢材利用率仅为 ，而改用精密冷拔管后则需 即可，考虑到冷拔工艺过程必要的工艺耗损，钢材利用率也可达到 左右。（）以普通钢材代替合金钢材，降低了产品成本。工艺过程的改进（）简化工艺过程过去一些重要缸体在加工前先经热处理提高其机械性能，如单体液压支柱缸体及立柱管坯先经热处理调质再进行机械加工，机械行业的缸体也有采用 钢先经正火处理再加工的规定。而用合理工艺生产的冷拔钢管机械性能已大大提高，可以简化掉相应的热处理工艺过程。（）降低加工成本缸体内孔加工是
7、比较费工的工艺过程，即使采用硬质合金刀具进行高速推镗也要耗用较多工时，以镗削!，长的液压支柱油缸为例，粗精镗加上加工前经调质处理，共需 。而通过精密冷拔工艺拉拔 根内径!、长 的油缸，经过 次拉拔、拔前车拔头和前处理总共需 ，每米油缸平均仅需工时 ，对比之下，精密冷拔工艺可较镗孔工艺提高效率近 倍，节省大量加工工时，降低了加工成本。提高产品质量精密冷拔钢管除了可以保证内孔精度、表面粗糙度等技术指标外，还具有了以下几种优点是热轧管材无可比拟的：（）外观质量传统机械加工方法生产的缸体内孔虽达到高精度，但外表面多保持热轧状态比较粗糙。而精密冷拔油缸，由于拔前内外表面在预处理过程中经过酸洗、磷化、皂化
8、去除了氧化皮，再经内外模具拉拔，不但内表面粗糙度好而且外表面也同样光滑平整，所以不但美观而且在安装搬运中不会伤手。这个特点已受到用户普遍好评。（）力学性能由于钢管在冷过程中晶粒被拉长和破碎，产生“位错”，呈现出强度和硬度增高冷形变强化的效果。通过合理安排工艺可使冷拔钢管在保持塑性在一定范围之内的同时又可适当提高抗拉强度，所以其综合机械性能高于热轧状态。例如：钢冷拔缸筒!抗拉强度达 ，延伸率!，而原热轧管材抗拉强度 ，延伸率!。钢冷拔缸筒!抗拉强度达 ，延伸率!，而原热轧管材只是抗拉强度 及延伸率!。又如，单体液压支柱油缸原用 钢制造缸体，通过试验已证实完全可以利用 钢冷拔管代替。因此，可以通过
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