【正文】 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 1 頁 共 28 頁 1 緒論 課題簡(jiǎn)介 金屬材料的產(chǎn)量和技術(shù)含量是一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。其中板材的應(yīng)用最為廣泛。板材產(chǎn)品薄而寬的斷面決定了板材產(chǎn)品在生產(chǎn)和應(yīng)用上有其特有的優(yōu)越條件。從生產(chǎn)上講，板材生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，便于調(diào)正，便于改換規(guī)格，同時(shí)生產(chǎn)效率高、重量輕。其中，槽型板的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。 槽形板是一種梁板結(jié)合的構(gòu)件。肋設(shè)于板的兩側(cè)，相當(dāng)于小梁，用來承受板的荷載。為便于擱置和提高板的剛度，在板的兩端常設(shè)端肋封閉。跨度較大的板，為提高剛度，還應(yīng)在板的中部增設(shè)橫肋。 由于槽型板的諸多優(yōu)點(diǎn)，被大量應(yīng)用于工業(yè)、建筑業(yè)、橋梁 建設(shè)等很多方面。 近年來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓式槽型彎板機(jī)也得到廣泛的使用，而且已經(jīng)投入了實(shí)際生產(chǎn)中。 本課題通過對(duì)所要加工板料的尺寸和形狀要求，設(shè)計(jì)了具體可行的液壓式槽型彎板機(jī)， 其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，采用了液壓系統(tǒng)控制 具有 性能穩(wěn)定 、 動(dòng)作平穩(wěn)、速度控制方便等優(yōu)點(diǎn)。 本課題主要任務(wù) 課題內(nèi)容： 本 課題是 液壓式槽型彎板機(jī)的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 以 槽 型 彎板機(jī) 主要加工的平 板 壁厚 3~5mm為主參數(shù) ，通過計(jì)算設(shè)計(jì)出彎板機(jī)的結(jié)構(gòu)。 該課題主要 要求 設(shè)計(jì)的 機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單方便、安全可靠。 用計(jì)算機(jī)繪圖 軟件 完成整體方案及主要零部件設(shè)計(jì) ， 且 方案合 理，可行 。 設(shè)計(jì)者必須復(fù)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)等有關(guān)的專業(yè)知識(shí)，收集整理設(shè)計(jì)所需的資料 ，并且 通過對(duì)文獻(xiàn)資料的查找和閱讀，且結(jié)合實(shí)際的問題 進(jìn)行設(shè)計(jì) 。本課題對(duì)液壓 式槽型 彎板機(jī)工件折彎的工藝要求進(jìn)行必要的研究 ， 并在此設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上確定了該彎板機(jī)的工作控制程序 ， 整理設(shè)計(jì)資料，認(rèn)真編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 。同時(shí)， 畫出 液壓系統(tǒng)原理圖，主體結(jié)構(gòu) 裝配圖和主要零件圖。 2. 液壓式槽型彎板機(jī)的 現(xiàn)狀及使用 液壓式槽型彎板機(jī) 的發(fā)展現(xiàn)狀 彎板機(jī)使用簡(jiǎn)單的模具可對(duì)金屬板材進(jìn)行各種角度的直線彎曲。已獲得所需淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 2 頁 共 28 頁 的金屬板材制件。操作簡(jiǎn)單 ，模具通用性強(qiáng)，運(yùn)行成本低，因此獲得廣泛的應(yīng)用。目前，液壓式彎板機(jī)已經(jīng)取代了機(jī)械式彎板機(jī)。液壓式彎板機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于有較大的工作行程，在行程的任一點(diǎn)都可以產(chǎn)生最大公稱力；折彎行程 、 壓力 、 速度可調(diào)，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控：可實(shí)現(xiàn)快速趨近，慢速折彎，符合工件的工藝要求；采用多缸同步系統(tǒng)，極大地提高了折彎精度。并實(shí)現(xiàn)了彎板機(jī)的多臺(tái)聯(lián)動(dòng)，拓寬了彎板機(jī)的工藝范圍。數(shù)控液壓式板料彎板機(jī)是問世最早，應(yīng)用最廣泛，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)最多的金屬板材加工機(jī)床。 “十五”期間，中國數(shù)控液壓式彎板機(jī)已經(jīng)進(jìn)入國際先進(jìn)水平的行列。目前，數(shù)控液壓式彎板機(jī)普遍 采用 BOSCH公司或 HOERBIGER公司的數(shù)字式閉路液壓系統(tǒng)和DELEM 公司或 CYBELEC 公司的專用數(shù)控系統(tǒng)；采用動(dòng)態(tài)壓力補(bǔ)償系統(tǒng)，側(cè)梁變性補(bǔ)償系統(tǒng)，溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，板材厚度及反彈在線檢測(cè)和修正系統(tǒng)，保證受力狀態(tài)下工作臺(tái)與滑塊相對(duì)位置的精確性；成熟完善的工藝軟件，自動(dòng)編程功能及彩屏顯示，可實(shí)現(xiàn)多種折彎工件的工藝儲(chǔ)存與輪番生產(chǎn)；滑塊的最大空程速度和工作速度分別達(dá)到了 100 毫米 /秒和 10 毫米 /秒，大大提高了彎板機(jī)的的工作效率；多軸數(shù)控保證了板料的精確送進(jìn)。 不過近年來，數(shù)控板料彎板機(jī)出現(xiàn)了有液壓驅(qū)動(dòng)向機(jī)械傳動(dòng) 回歸的動(dòng)向。這種回歸不是機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單地代替液壓驅(qū)動(dòng)，而是采用伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲桿直接驅(qū)動(dòng)折彎滑塊，形成新型數(shù)控板料彎板機(jī)。伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于，能耗，噪音，污染以及制造維修成本大為降低，同時(shí)，機(jī)床的可靠性，工作速度和效率得以提高。該類數(shù)控彎板機(jī)滑塊速度可達(dá) 100 毫米 /秒，折彎速度 1015 毫米 /秒，回程速度70 毫米 /秒；滑塊定位精度為 毫米，重復(fù)定位精度為 毫米。至此，我國的數(shù)控液壓板料彎板機(jī)在計(jì)數(shù)層面上已具備了網(wǎng)絡(luò)化的條件，并開始出現(xiàn)向網(wǎng)絡(luò)化和單元化發(fā)展的趨勢(shì)。 現(xiàn)有 液壓式槽 型彎板機(jī)的 產(chǎn)品介紹 CP系列電眼同步數(shù)控液壓折彎機(jī) CP系列液壓折彎機(jī)是上動(dòng)式的數(shù)控液壓折彎機(jī) ， 它通過伺服比例閥上的各類閥門的動(dòng)作來驅(qū)動(dòng)左右油缸伸長與返回 ， 這過程中帶動(dòng)機(jī)器活動(dòng)梁的上升與下降 。活動(dòng)梁的同步運(yùn)作是結(jié)合了電子尺訊號(hào)反饋及伺服比例閥發(fā)出的流量 ， 通過瑞士Cybelec數(shù)控系統(tǒng)完成 。 數(shù)控操作器備有 10寸的顯示屏幕 ， 液晶顯示 ， 可以人機(jī)對(duì)話 ， 模擬折彎工序 ， 不同角度工件的折彎可以一次成型?；搓幑W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 3 頁 共 28 頁 圖 CP系列電眼同步數(shù)控液壓折彎機(jī) 外觀圖 CP系列屬于三點(diǎn)式無反饋懸空折彎 ， 上刀的刀頭與 下模 V形槽的刃口確定了工件的折彎角度。由于電子尺的讀數(shù)精度為 ， 活動(dòng)梁下降的距離可以準(zhǔn)確得到控制。 Y軸重復(fù)性定位精度極高?；顒?dòng)梁左右油缸行程也可以單獨(dú)控制 ， 屬于兩軸配置 ， 設(shè)備可完成錐形工件的折彎 ， 例如 :工件左邊 88度 ,工件右邊 92度。此系列的折彎機(jī)可以按操作者的要求來完成不同角度的折彎 ,一次成型。設(shè)備的角度精度在全長的折彎內(nèi)可以控制在 177。176。 ， 按客戶的要求 ,我們也可以在設(shè)備上裝備有600mm長的滾珠絲杠 ， 通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)來完成工件定位 (X軸 )尺寸 ， 伺服電機(jī)的分辨為 ， 工作的定位精度 為 177。 ， 操作者在熟悉了數(shù)控機(jī)床的操作后可以更快完成不同角度、不同長度、多道折彎工序的工作折彎 ， 大大提高了工作效率。對(duì)于較大噸位的設(shè)備 ， 機(jī)器可備上撓度補(bǔ)償配置 ,工作撓度可控制在每米 內(nèi)。設(shè)備適用于大噸位、超長工件的折彎 及生產(chǎn)批量大的工序上。設(shè)備的關(guān)鍵零部件國外進(jìn)口 ， 生產(chǎn)的 規(guī)格在 50至 500噸 ， 折彎工件的長度在 8米長。 液壓彎板機(jī) 機(jī)器為全鋼焊接機(jī)構(gòu)，液壓上傳動(dòng)，振動(dòng)消除應(yīng)力，機(jī)器強(qiáng)度高、剛性好。液壓擺式剪板機(jī)是通過采用主油缸（固定在墻板上）做向下剪切運(yùn)動(dòng)、氮?dú)飧谆?程，因此簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)、運(yùn)行更穩(wěn)定。擺式剪板機(jī)的上刀架在剪切過程中繞一固定軸線作圓弧擺動(dòng)，通過 杠桿作用，支點(diǎn)受力小，可提高剪切刃壽命、機(jī)器壽命，整機(jī)結(jié)淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 4 頁 共 28 頁 構(gòu)緊湊， 并能無極調(diào)節(jié)上刀架的行程量，大大提高工作效率。 圖 液壓彎板機(jī) 數(shù)控系統(tǒng)功能（荷蘭 Delem）：全中文顯示，便于操作。后擋料裝置為機(jī)動(dòng)塊調(diào)整，具有單向和雙向定位功能，能有效消除絲杠間隙，具有退讓選料功能，避免擋料裝置與工件的干涉，減少磨損，提高定位精度，具有自動(dòng)或手動(dòng)搜索參考點(diǎn)功能。具有斷電位置記憶功能，對(duì)參數(shù)、位置及程序進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)。具有多 步加工編程功能，可實(shí)現(xiàn)多步動(dòng)運(yùn)行，完成多工步零件一次性加工，提高生產(chǎn)效率。采用防護(hù)柵與電器箱聯(lián)鎖人生安全保護(hù)裝置。 采用先進(jìn)的集成式液壓系統(tǒng)，可靠性好 現(xiàn)有 液壓式彎板機(jī) 存在的問題 國內(nèi)研制的各種彎板機(jī)，人為控制因素太多，產(chǎn)品質(zhì)量得不到很好的控制，尤其在推速控制方面存在許多問題。推彎有的甚至靠卷揚(yáng)機(jī)和鋼絲繩驅(qū)動(dòng)；推速不穩(wěn)定，忽快忽慢，導(dǎo)致彎板表面出現(xiàn)皺褶 ， 彎板幾何形狀不規(guī)矩等問題。國外的大中型彎板機(jī)國外既有機(jī)械式，也有液壓式。機(jī)械式結(jié)構(gòu)龐大，重量重，占據(jù)空間大，成本高。液壓式都為雙缸，而且液壓和 電氣控制系統(tǒng)均因解決同步問題增加相應(yīng)的元件和費(fèi)用，重要的是引進(jìn)國外彎管機(jī)設(shè)備的價(jià)格是十分昂貴的。 3 液壓式槽型彎板機(jī)的 液壓系統(tǒng) 設(shè)計(jì)說明書 課題內(nèi)容及要求 課題內(nèi)容：該課題是設(shè)計(jì)一個(gè) 液壓式槽型彎板機(jī)的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 以 槽形彎板機(jī) 主要加工的平 板 壁厚 3~5mm為主參數(shù) （取板厚 4mm） ， 計(jì)算出 推進(jìn)力 。 要求該機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單方便、安全可靠。 用計(jì)算機(jī)繪圖 軟件 完成整體方案及主要零部件設(shè)計(jì) 。 方案合理，可行 ， 實(shí)現(xiàn)課題要求的液壓系統(tǒng)及其液壓系統(tǒng)元件的選用。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 5 頁 共 28 頁 擬訂設(shè)計(jì)方案 液壓系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)的一部分，它的 任務(wù)是根據(jù)機(jī)器的用途、特要 求，利用液壓傳動(dòng)的基本原理，擬訂出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計(jì)算來確 定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)。 液壓系統(tǒng)工況分析 在開始設(shè) 計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先要對(duì)機(jī)器的工作情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，此處應(yīng)考慮下 幾個(gè)方面。 （ 1） 確定了該機(jī)器中需要液壓傳動(dòng)的部件是伸縮式液壓缸，且該伸縮缸需要根據(jù)其行程、負(fù)載來設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)。 （ 2） 運(yùn)動(dòng)的工作順序和執(zhí)行元件的工作循環(huán)：伸縮缸的伸出、停止、縮回的工作順序由人工來控制，執(zhí)行元件的工作循環(huán)也是 隨工作需要而變化的。 （ 3） 調(diào)速的范圍和具體的速度值也可視當(dāng)時(shí)情況而定 ， 要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 （ 4） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須實(shí)現(xiàn)液壓缸的多缸同步運(yùn)動(dòng)。 液壓系統(tǒng) 的主要 元件 （ 1）動(dòng)力元件（液壓泵） 它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能；是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)力部分。 （ 2）執(zhí)行元件（液壓缸、液壓馬達(dá)） 它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。 （ 3）控制元件 包括 調(diào)速閥， 溢流閥和換向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無級(jí)調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的速度，并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。 （ 4）輔助 元件 除上述三部分以外的其它元件，包括過濾器、蓄能裝置、管件及油箱等，它們同樣十分重要。 （ 5）工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動(dòng)中的液壓油或乳化液，它通過液壓泵和液壓缸等實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)原理圖時(shí)整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)，它的好壞從根本上影淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 6 頁 共 28 頁 響整個(gè)液壓系統(tǒng)。一般的方法是：先根據(jù)具體的動(dòng)作性能要求選擇液壓基本回路，然后將基本回路加上必要的連接措施有機(jī)地組合成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)，擬定液壓系統(tǒng)圖時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的問題： 1 所用液壓執(zhí)行元件的類型 液壓執(zhí)行 元件 有提供往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸，提供往復(fù)擺動(dòng)的擺動(dòng)缸和提供連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)。在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，可按設(shè)備所要求的運(yùn)動(dòng)情況來選擇，在選擇時(shí)還應(yīng)比較、分析、以求設(shè)計(jì)的整體效果最佳。 2 液壓回路的選擇 在確定了液壓執(zhí)行元件之后，要根據(jù)設(shè)備的工作特點(diǎn)和性能要求，首先確定對(duì)主機(jī)主要性能起決定性影響的主要回路。 3 液壓回路的綜合 液壓回路的綜合是把選出來的各種液壓回路放在一起，進(jìn)行歸并、整理、再增加一些必要的元件或輔助油路，使之成為完整的液壓轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí)還必須注意以下幾點(diǎn)： （ 1） 盡可能省去不必要的 元件，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。最終綜合出來的液壓系統(tǒng)應(yīng)保證其工作循環(huán)中的每個(gè)動(dòng)作都安全可靠，無相互干擾。 （ 2） 盡可能提高系統(tǒng)的效率，防止系統(tǒng)過熱。 （ 3） 盡可能使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合理，便于維修檢測(cè)。 （ 4） 盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件，減少自行設(shè)計(jì)的專用件。 最后把所選擇的液壓回路組合起來，即可組成圖 所示的液壓系統(tǒng)原理圖。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 7 頁 共 28 頁 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 液壓缸的設(shè)計(jì) 液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 不同的液壓缸有不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求。一般在設(shè)計(jì)液壓缸的結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： 1） 盡量使液壓缸的活塞桿處在 受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。 2） 考慮液壓缸行程終了處的制動(dòng)問題和液壓缸的排氣問題。缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，在系統(tǒng)中需要相應(yīng)的措施。但是并非所有的液壓缸都要考慮這些問題。 3） 根據(jù)主機(jī)的工作要求和結(jié)構(gòu)要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式。但液壓缸只能一端定位。 4） 液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，加工、裝配和維修方便。 1 液壓缸主要參數(shù)的確定 1） 初選液壓缸的工作工作壓力 2） 計(jì)算液壓缸的尺寸 3） 活塞桿穩(wěn)定性校核 4） 求液壓缸的最大流量 1） 液壓缸工作壓力的確定 液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來確定，對(duì)不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件的不同，通常采用的壓力范圍也不同。設(shè)計(jì)時(shí)，可用類比法來確定 ，初步確定 p1=3MPa。 表 31 液壓設(shè)備常用的工作壓力 設(shè) 備 類 型 機(jī) 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械或中型工程機(jī)械 液壓機(jī)、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械 磨 床 組合機(jī)床 龍刨床門 拉 床 工作壓力 p/ ～ 3～ 5 2～ 8 8～ 10 10～ 16 20～ 32 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 8 頁 共 28 頁 （ MPa） 2） 液 壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 fcFpdDFpD ???? 22212 )(44 ?? 122212 )()(4 ppdDp FFD fc ???? ? 式中 1p 液壓缸工作壓力，初算時(shí)可取系統(tǒng)工作的壓力 2p 液壓缸回油腔背壓力，初算時(shí)無法準(zhǔn)確計(jì)算，可先根據(jù)表 22 估計(jì)p2=； dD 活塞桿 直徑與液壓缸內(nèi)徑之比，可按表 23 選取 dD =； F 工作循環(huán)中最大的外負(fù)載 所要加