降低劳动强度铝管具有经济可行性

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     自工业革命以来都是人类进行生产制造的重要工具，被称为工作母机。机床在经济和国防现代化建设中起着战略性作用，体现国家综合国力的基础性产业。铝管的加工精度在一定程度上反应了社会的生产制造水平。车床作为一种通用性好、覆盖面广的高效率、高精度机床，机械加工制造中起到重要作用。车床主轴是车床上带动夹具和工件高速旋转的轴，工作时不但要承受扭转力矩，还要承受弯曲力矩。主轴质量的好坏直接影响整台机器的加工精度及使用寿命，因此是车床的关键零件之一。目前企业生产车床主轴毛坯采用的杆部拔长法的传统锻造工艺，其工艺流程为采用较大直径的实心自由锻造坯料，通过拔长工艺，保留法兰盘处直径尺寸，拔长出阶梯轴，再通过深孔钻或套料刀切削出深孔，得到满足后续加工要求的锻造坯料。这种传统工艺虽然简单，但存在坯料加热体积大、能源消耗大的缺点，且深孔加工困难、材料利用率低、生产效率也较低。为优化车床主轴毛坯锻造工艺，本文首次提出采用摆动辗压工艺方案成形车床主轴毛坯，其工艺流程为:以厚壁无缝钢管为原始坯料锯切下料---多向液压机端部聚料---热摆辗成形法兰。结合有限元理论对成形过程中金属的应力应变、速度场、温度场和成形力等因素进行了分析，所得主要研究结果有如下几点:1优化了聚料中间毛坯形状，将其设计为“上小下大”锥形，可避免摆辗过程产生蘑菇效应，更有利于金属成形，减少飞边的产生;
 采用摆头芯棒形式的闭式摆辗模具，对摆辗参数进行了优化，并在一次变速进给的基础上提出了多次变速进给方式，以得到更接近真实情况下的摆辗模拟结果，参考成形力数值选用260t卧式摆辗机;3通过对直角台阶摆头摆辗过程的金属流动缺陷的分析，设计出了锥角台阶摆头结构。结果表明锥角台阶摆头可避免金属流动缺陷的产生，且更节省材料，经济性更佳;4通过对比分析发现，空辗精整可摆正法兰盘，使材料厚度填充均匀。经测量，多次变速空辗后的锻件法兰盘面变形平整，尺寸符合要求。通过经济效益的定量计算发现，以某机床企业为例，若采用该工艺比传统工艺每年可节约成本192万元。初步论证研究结果表明，摆辗新工艺可有效降低成形力，提高产品组织性能，降低劳动强度，具有经济可行性。