【正文】 折彎機的結構設計畢業(yè)論文目 錄摘要 IABSTRACT II第1章 緒論 1 折彎機概述 1 折彎機國內發(fā)展現(xiàn)狀 1 折彎機的國外發(fā)展現(xiàn)狀 3第2章 折彎機設計方案的確定 6 折彎機設計原理的分析、比較、確定 7 折彎機結構方案的分析、確定 8 本章小結 9第3章 折彎機設計的計算 10 折彎力的計算 10 壓邊力的計算 11 壓緊塊的設計 11 壓邊力的計算 12 壓緊塊中心位置的確定 13 機架的受力分析 14 機架以及相關零件參數(shù)的確定 14 機架的受力分析 16 本章小結 22第4章 液壓部件的選型 23 油缸的選取 23 壓緊缸的選取 23 折彎缸的選取 24 液壓系統(tǒng)的設計 29 負載分析 29 執(zhí)行元件主要參數(shù)的確定 30 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 32 液壓泵及電機的選取 34 液壓泵的選取 34 35 本章小結 35第5章 典型零件的加工工藝 36 37 壓緊塊的工藝安排 39 本章小結 40結論 41參考文獻 42致謝 44附錄 45第1章 緒 論 折彎機概述機械工業(yè)擔負著國民經濟各部門，包括工業(yè)，農業(yè)和社會生活各個方面提供各種性能先進，價格低廉，使用安全可靠的技術裝備的任務，在現(xiàn)代化建設中是舉足輕重的。機械設計是機械產品研制的第一道工序，設計工作的質量和水平直接關系到新產品質量、性能、研制周期和技術經濟效益。折彎機是一種使用最廣泛的彎曲設備，與金屬板料相關的企業(yè)大都需要使用折彎機，在機械行業(yè)中占有重要地位。折彎機是用最簡單的通用模具，對金屬板料進行各種角度直線彎曲的機械設備。它操作簡單，通用性好，模具成本低,更換方便，使用廣泛。隨著控制系統(tǒng)的發(fā)展，近些年市場上出現(xiàn)了數(shù)控化程度極高的折彎機，這種機器雖然有諸多優(yōu)點，但價格昂貴，有些公司難以承受。另外，對于一些小型公司,大型的自動化折彎機并不一定適合,它們更需要性價比高、更經濟使用的產品。本次設計采取常用的設計結構，采用液壓系統(tǒng)控制，不但充分考慮到上述企業(yè)的需要，而且使結構更加簡單，價格更合理，能滿足中小型企業(yè)的需求，對于豐富市場上折彎機的結構形式很有意義。 折彎機國內發(fā)展現(xiàn)狀近幾年來，繼液壓技術之后，數(shù)控技術廣泛應用于鍛壓機械各個領域，國內的數(shù)控折彎機也有一定的發(fā)展。從1986年10月第一臺W67Y160K/3200數(shù)控折彎機由天水鍛壓機床廠研制成功以為，國內數(shù)控折彎技術發(fā)展較為有代表性的單位有濟南鑄造鍛壓機械研究所、黃石鍛壓機床廠和上海沖剪機床廠。黃石鍛壓機床廠和濟南鑄造鍛壓機械研究所聯(lián)合先后完成了W67K100/3000和W67K100/3100S型數(shù)控三點板料折彎機。其中W67K100/3100S型折彎機產品屬于70年代末開發(fā)的新型折彎機。上海沖剪機床廠更是異軍突起，從1986年以來先后開發(fā)成功具有現(xiàn)代水平的QC12K與WC67K兩大系列數(shù)控折彎機和具有當代水平的高精度數(shù)控三點式折彎機。其中W67K系列數(shù)控折彎機采用瑞士CYBELEC CNC7200P折彎機專用數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過X軸（后擋料位置）、Y軸（機械擋料位置）來控制折彎角度，并由當柵尺檢測出滑塊位置，由CNC來控制滑塊上下死點、快慢速度換點和板料壓緊點等。不甘落后的上海新力機器廠奮起直追，1992年下半年起先后研制成功了WD67K系列數(shù)控板料折彎機，其中WD67K02100/3200數(shù)控折彎機采用臺灣心得科技公司生產的CDSERVO1702型數(shù)控系統(tǒng)，采用二軸切換方式實現(xiàn)二軸的分別控制和定位。該數(shù)控折彎機屬于經濟型，整機性能穩(wěn)定、可靠、操作簡便，該機已銷往海內外。另一種WD67K100/320數(shù)控折彎機的數(shù)控系統(tǒng)采用上海機床研究工作所開發(fā)的MTC1B型，該系統(tǒng)相當于瑞士CYBELEC公司的CNC7200P，具有80年代先進水平。該廠最新研制的WK67K22100/3200數(shù)控折彎機，采用瑞士DNC73PCGb數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用英語進行人機對話編程、折彎力計算，并控制折彎力，配有9in高分辨率顯示屏幕，輸入各折彎尺寸后可顯示所折產品的單色圖象，直觀地提示操作工人應如何進行操作，滑塊位置由沅柵尺檢測等等。另外，我國最近又研制成功了WC67KDNC系列三種數(shù)控板料折彎機，該系統(tǒng)折彎機采用瑞士Cybelec DNC7200型數(shù)控系統(tǒng)。該機具有如下特點：圖形顯示功能和計算機輔助編程功能（CAP），即操作者根據加工圖紙，將折彎角度和折彎邊緣的長度輸入后由DNC顯示工件的截面圖，并計算所需工件展開長度；引用存儲器里的模具參數(shù)等計算最佳折彎順序和每道順序的定位尺寸；壓力計算功能可以計算自由折彎及凹模折彎所需壓力；在圓弧折彎計算功能，用直線逼近方式模擬大圓弧折彎加工，計算每一工序的定位尺寸；輔助參數(shù)計算機功能，如計算滑塊的上死點位置，由DNC連續(xù)控制協(xié)助操作能避免錯誤動作。在CIMT＇展出的產品中，國產折彎機較多，而且水平較高。下面簡單介紹幾個公司的展品：1）上海沖剪機床廠展出的ME50/2550 機械電子伺服數(shù)控板料折彎機，ME50/2550型機械電子伺服數(shù)控板料折彎機是新一代的數(shù)控板料折彎機。該產品采用獨特的控制方法?；瑝K的運行由二臺伺服電機驅動，一改現(xiàn)有板料折彎機的傳統(tǒng)結構，使能耗、噪聲、污染以及制造維修成本大幅度降低，提高機床可靠性，提高工作速度、提高工作效率；后擋料可多軸控制，適用于加工形狀較為復雜的零件。數(shù)控系統(tǒng)采用光纖伺服網絡總線與伺服驅動I/O接口連接。2）新力機器廠展出的WD67Y系列液壓板料折彎機，機床采取整體焊接結構，并予以消除內因力，具有足夠的強度和剛度。采用液壓上傳動，滑塊采用扭軸同步結構，性能穩(wěn)定可靠。采用機械擋塊結構，定位精度穩(wěn)定可靠，機械擋塊由電機調整，計數(shù)器顯示調節(jié)值。扭軸的軸承及滑塊導軌，采用先進的復合材料，耐磨且摩擦系數(shù)小。具有點動、單次和連續(xù)行程操作，調整方便。電器箱上裝有機電連鎖裝置，打開電器箱門時自動切斷電源以保護人身安全。后擋料采用電動機傳動，計數(shù)器顯示。3）亞細亞機械有限公司展出的ASIA HB系列數(shù)控折彎機，機架采用鋼板整體焊接結構,具有足夠的強度和剛度,保證加工精度。集成式液壓控制系統(tǒng),提高機床穩(wěn)定性、可靠性。數(shù)控系統(tǒng)采用瑞士CYBELEC公司及意大利ESA公司產品。電液伺服同步，同步精度高。雙重補償機構，上滑塊配有斜楔式撓度補償裝置，工作臺有補償油缸。4）江都機床總廠展出的WE67Yk系列數(shù)控折彎機，采用WE67YK系列板料折彎機結構；由SDS－3PB折彎機全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)、兩把光柵尺、一個光電編碼器實時檢測反饋，步進電機驅動絲桿組成全閉環(huán)控制。兩把光柵尺；一把對后擋料、一把對滑塊的位置實時檢測反饋糾正；光電編碼器對油缸死擋塊的位置進行檢測反饋給數(shù)控系統(tǒng)。 折彎機的國外發(fā)展現(xiàn)狀國外的折彎機早已實現(xiàn)液壓化，現(xiàn)在已普遍采用電液比例（或伺服）控制技術對兩個油缸的同步位置，速度和壓力進行精確控制。與機械液壓伺服閥的液壓系統(tǒng)相比，不僅調整方便，控制精度高，容易實現(xiàn)雙機聯(lián)運，而且機械結構簡單。液壓系統(tǒng)集成化，與數(shù)控系統(tǒng)連接簡單方便，從而使折彎機的制造、裝配、調試和維修的工作量都相應減少。國外著名的液壓件公司如Rexroth、Bosch等都可全套提供折彎機的比例控制液壓系統(tǒng)，其控制閥塊（包括充液閥）直接裝在油缸頂部，使液壓管路減少到最代程度。著名的Cybelec、Delem、Autobend等公司可以提供折彎機專用的各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)。上述液壓系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)全都可以匹配，為折彎機制造廠提供了極大的方便為了進一步提高折彎精度，國外有些折彎機公司已開發(fā)了多種板料厚度自動測量裝置、折彎角度自動測量裝置、折彎角度回彈量自動測量及補償裝置，并已經在折彎機上得到實際應用。為了減輕換模的勞動強度和縮短換模時間。除了普遍使用上模液壓快速夾緊裝置以外，國外很多折彎機上采用了單模槽凹模，并在工臺上配置下模液壓快速夾緊裝置，不但便于更換下模，而且保證上下模的軸線自動對中，不需調整有的折彎機已裝備了自動換模裝置，在折彎機一側設置模具庫，實現(xiàn)自動換模。為了減輕折彎操作的勞動強度，實現(xiàn)無人操作，已有幾家折彎機公司開發(fā)了多軸數(shù)控的專用機器人與折彎機公司開發(fā)了多軸數(shù)控的專用機器人與折彎機組成“折彎機—機器人”系統(tǒng)，在生產尺寸較小，形狀不很復雜的典型折彎件時實現(xiàn)無人操作。CNC在國外折彎機已經普遍應用，如瑞典Pullmax公司的Ursviken分部每年大約生產200臺折彎機，其中90%以上的產品裝有CNC。該公司OPTIM型640KN CNC板料折彎機采用Cybelec 公司KNC900數(shù)控系統(tǒng)。該公司另一種新式的折彎機具有伺服控制（帶有偏心折彎功能），折彎過程中可以補償機身變形的“雙工作基準面”。多軸控制所具有的多性能使折彎機實現(xiàn)有效控制,懸浮結構和液壓模具夾緊裝置實現(xiàn)模具自動快速換模，并裝有板料的測厚裝置，用以檢查折彎板的厚度變化是否在折彎機的允許范圍之內。Adira的QHDNC系列全電—液壓系統(tǒng)控制的上傳動折彎機，采用Cybelec DNC33P6系統(tǒng)，全部實現(xiàn)DNC控制。美國的Pacific Press amp。 Shear公司的CNC三點折彎機，在工件折彎精度和機器操作方面都另具特色。而瑞士的Hammarler公司AP系列三點折彎機更是80年代冷加工設備的佼佼者，它不僅有數(shù)控或程序控制功能，并較好地解決了金屬板料折彎的高質量和高重復精度問題。模具設計成分片組合安裝的形式，上模安放在柔性壓力油枕上，分片下模的動態(tài)精度也能調整，因此，在多層次金屬板料折彎過程中，工件精度幾乎不受工件長度的影響。由于建立了下模凹槽嘗試和工件折彎角間的函數(shù)關系或數(shù)據庫，因而這些參數(shù)應用到數(shù)控指令上，可使冷加工工藝程序控制化或納入柔性生產線上。國外還有由機器人和折彎機組成的柔性折彎機系統(tǒng)，用于實現(xiàn)柔性折彎。如日本天田公司5500KNFDB型精密折彎機和意大利普利瑪公司設計的由機器人組成“折彎機—機器人”系統(tǒng)。機器人裝在折彎機的工作臺上，沿工作臺移向自動疊料機，以鉗爪夾住一塊板料（板料已升起到與夾鉗相同的水平面上），回到其工作位置，操作板料直到完成全部折彎工序為止，然后再回到自動疊料機處卸下已成形的工件并夾起另一塊板料[15]。第2章 折彎機設計方案的確定 折彎產品零件。具體對該折彎機來說所加工零件的材料為08F。在折彎加工之前，零件已經由沖壓機床進行了加工，即使板材的四周向上折好高為20mm的邊，另外在零件的中間部位還均勻分布有一些凸起（）。 折彎產品加工前的零件圖經過折彎機加工之后。 折彎產品的零件圖。要求在折彎后，零件內側的彎曲半徑為3mm。同時由零件圖可知加工過程就是一個彎曲過程，而彎曲過程可分為三個階段：1） 彈性彎曲階段 此時外彎曲力矩的數(shù)值不大，應力小于材料的屈服點；2） 彈塑性階段 在階段1）的基礎上，外應力繼續(xù)增大；3） 純塑性階段在階段2）的基礎上，隨著外應力的繼續(xù)增大，毛坯的材料完全處于塑性變形階段。 折彎機設計原理的分析、比較、確定由折彎產品的零件圖可知。要實現(xiàn)這一功能可以有如下的方案：方案（1）利用沖壓機床加工設計一臺專用的沖壓機床來加工，將待加工件置于沖壓機床的工作臺面上，然后通過機床的沖壓頭作用加工而成。利用沖壓機床加工的效率高，但是由于所需加工的零件面積相對沖壓機床的工作臺很大，這樣要求沖壓頭也很大，單位面積上所能承受的壓力很小，在加工過程之中零件很易斷裂。同時由于待加工件的四周已經加工了高為20mm的邊，使得在沖壓加工過程之中將產生干涉，因此該方案難于實現(xiàn)。方案（2）利用折彎機床加工在方案（1）之中，為了加工得到所需的零件，所利用的方法就是將待加工件置于一工作臺上，然后從待加工件的正上方施加一沖力。相對方案（1）而言，方案（2）主要是從零件的下方施加一個始終垂直于零件的力。具體來說就是設計一臺專用的折彎機，再在工作臺的正上方施加一垂直工作臺的力，將零件壓緊在工作臺上，然后在零件的右邊部分施加一個垂直該部分的力，慢慢的將右邊部分向上折起，直到達到所需的形狀（）。方案（2）改進了方案（1）之中出現(xiàn)的問題，避免了在零件的表面施加一很大沖量。使零件在加工過程之中受力均勻，不會發(fā)生斷裂現(xiàn)象，該方案可行?？蛇x用該方案進行設計，來加工零件。 零件加工過程受力圖 折彎機結構方案的分析、確定通過設計原理的分析比較以及選用，結合所給的任務書，可以確定折彎機的大概輪廓，施加在零件上的壓邊力要求是一恒力，且在加工完成之后，該力可以撤除以便取走加工件，則可以選用一個雙作用的油缸用做壓緊缸，利用油缸活塞桿的上下移動來完成加工。壓緊油缸固定在上梁之上，活塞桿與活動梁相連，通過活塞桿的上下移動來帶動活動梁運動（）。 折彎機結構簡圖又由于零件的四周有一高為20mm的邊、表面有凸起，則不能讓活動梁直接壓在零件之上，因此必須根據零件的結構來設計一壓緊塊，讓壓緊塊與零件作用。折彎機三梁二柱結構的確定提供了在加工過程之中的壓邊力，更重要的是需要有折彎力，由分析可知，要求折彎力在加工過程之中始終與零件垂直,則必須設計一個機構,通過機構的轉化來實現(xiàn)上述的要求。結合任務書可得,提供折彎力的施力體為油缸即折彎缸。 折彎機構圖該機構為一個含一個移動副的四桿機構，有三個轉動副和一個移動副，其自由度為：F=3n2PL=3 x32x4=1該機構的原動件為移動副，具體對折彎機構來說就是折彎油缸。通過折彎機結構和折彎機構的確定，可以定出折彎機的結構和折彎機工作過程：即為先是壓緊油缸的活塞先動作，推動活動梁和壓緊塊向下運動,直到壓緊塊壓住零件，并且保壓一 段時間，在壓緊缸保壓過程中，折彎缸對零件進行折彎加工。加工完成后，壓緊缸的活塞桿向上運動，將活動梁與壓緊塊移走，以便取走已加工件。 本章小結由本章敘述可知，要完成零件的加工，最關鍵的就是要有能夠提供壓緊力和折彎力的機構，且保證兩力在工作