结晶器铜管内孔电镀用专用工装设计

作     者：吴换 

作者单位：沈阳大学 

学位级别：硕士

导师姓名：程丽;刘玉旺

授予年度：2016年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：结晶器铜管 阳极 自动对中 专用工装 

摘      要：连铸结晶器铜管的质量对钢铁铸坯的生产质量以及产量提升具有十分重要的影响。为了增加结晶器铜管的使用寿命、减少其内孔磨损量,一般通过电镀处理结晶器铜管内孔的方法提高结晶器铜管内孔的强度与硬度。目前,大多数用于结晶器铜管内孔电镀的专用工装一般都使用人工找正方法来实现铜管内孔和电镀用阳极的对中,需要有操作经验的师傅使用多个楔块逐个逐步地进行。这种人工找正对中的过程费时费力,会受到各种主观因素及工人技术水平的影响,并且每一批工件的对中精度较低、对中精度的水平不稳定。故此,本文设计出一种能够自动对中的结晶器铜管内孔电镀用专用工装,以保证结晶器铜管电镀质量的稳定性、提高生产效率、降低工人的劳动强度和技术等级。首先,针对结晶器铜管内孔电镀需求,对电镀用专用工装进行总体方案设计。主要包括自动定心装置、夹紧装置、吊环、立柱、底架等功能部件。其次,对专用工装的自动定心部件开展详细的结构设计。该定心装置能够实现阳极和结晶器铜管内孔的自动对中。定心方案采用楔块作为定位元件,通过把四个楔块在轴向上同步地插入到结晶器铜管和阳极之间缝隙,完成结晶器铜管内孔与阳极之间的定心。针对对中操作需求,设计了5种自动定心装置的驱动方案。通过比较分析,确定一种最优方案,并展开详细的结构设计分析计算及运动仿真研究。再次,设计了专用工装的夹紧部件及其他辅助功能零部件。结晶器铜管内孔和阳极对中后,需要夹紧装置来定位铜管与阳极。对夹紧装置、横梁、立柱、吊环等零部件进行详细结构设计和分析计算,并应用有限元分析对主要受力部件进行结构优化设计。最后,应用Pro/E软件对结晶器铜管电镀用专用工装各个组成部件进行三维建模和装配,并开展运动仿真模拟,验证了整个工装设计方案的合理性和可行性。