【正文】 折彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘要 IABSTRACT II第1章 緒論 1 折彎?rùn)C(jī)概述 1 折彎?rùn)C(jī)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 1 折彎?rùn)C(jī)的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 3第2章 折彎?rùn)C(jī)設(shè)計(jì)方案的確定 6 折彎?rùn)C(jī)設(shè)計(jì)原理的分析、比較、確定 7 折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)方案的分析、確定 8 本章小結(jié) 9第3章 折彎?rùn)C(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算 10 折彎力的計(jì)算 10 壓邊力的計(jì)算 11 壓緊塊的設(shè)計(jì) 11 壓邊力的計(jì)算 12 壓緊塊中心位置的確定 13 機(jī)架的受力分析 14 機(jī)架以及相關(guān)零件參數(shù)的確定 14 機(jī)架的受力分析 16 本章小結(jié) 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(shè)計(jì) 29 負(fù)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(jī)的選取 34 液壓泵的選取 34 35 本章小結(jié) 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(jié) 40結(jié)論 41參考文獻(xiàn) 42致謝 44附錄 45第1章 緒 論 折彎?rùn)C(jī)概述機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，包括工業(yè)，農(nóng)業(yè)和社會(huì)生活各個(gè)方面提供各種性能先進(jìn)，價(jià)格低廉，使用安全可靠的技術(shù)裝備的任務(wù)，在現(xiàn)代化建設(shè)中是舉足輕重的。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品研制的第一道工序，設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和水平直接關(guān)系到新產(chǎn)品質(zhì)量、性能、研制周期和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。折彎?rùn)C(jī)是一種使用最廣泛的彎曲設(shè)備，與金屬板料相關(guān)的企業(yè)大都需要使用折彎?rùn)C(jī)，在機(jī)械行業(yè)中占有重要地位。折彎?rùn)C(jī)是用最簡(jiǎn)單的通用模具，對(duì)金屬板料進(jìn)行各種角度直線彎曲的機(jī)械設(shè)備。它操作簡(jiǎn)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(chǎng)上出現(xiàn)了數(shù)控化程度極高的折彎?rùn)C(jī)，這種機(jī)器雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格昂貴，有些公司難以承受。另外，對(duì)于一些小型公司,大型的自動(dòng)化折彎?rùn)C(jī)并不一定適合,它們更需要性價(jià)比高、更經(jīng)濟(jì)使用的產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)采取常用的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，價(jià)格更合理，能滿足中小型企業(yè)的需求，對(duì)于豐富市場(chǎng)上折彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu)形式很有意義。 折彎?rùn)C(jī)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀近幾年來(lái)，繼液壓技術(shù)之后，數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用于鍛壓機(jī)械各個(gè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)也有一定的發(fā)展。從1986年10月第一臺(tái)W67Y160K/3200數(shù)控折彎?rùn)C(jī)由天水鍛壓機(jī)床廠研制成功以為，國(guó)內(nèi)數(shù)控折彎技術(shù)發(fā)展較為有代表性的單位有濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所、黃石鍛壓機(jī)床廠和上海沖剪機(jī)床廠。黃石鍛壓機(jī)床廠和濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所聯(lián)合先后完成了W67K100/3000和W67K100/3100S型數(shù)控三點(diǎn)板料折彎?rùn)C(jī)。其中W67K100/3100S型折彎?rùn)C(jī)產(chǎn)品屬于70年代末開(kāi)發(fā)的新型折彎?rùn)C(jī)。上海沖剪機(jī)床廠更是異軍突起，從1986年以來(lái)先后開(kāi)發(fā)成功具有現(xiàn)代水平的QC12K與WC67K兩大系列數(shù)控折彎?rùn)C(jī)和具有當(dāng)代水平的高精度數(shù)控三點(diǎn)式折彎?rùn)C(jī)。其中W67K系列數(shù)控折彎?rùn)C(jī)采用瑞士CYBELEC CNC7200P折彎?rùn)C(jī)專用數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過(guò)X軸（后擋料位置）、Y軸（機(jī)械擋料位置）來(lái)控制折彎角度，并由當(dāng)柵尺檢測(cè)出滑塊位置，由CNC來(lái)控制滑塊上下死點(diǎn)、快慢速度換點(diǎn)和板料壓緊點(diǎn)等。不甘落后的上海新力機(jī)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?rùn)C(jī)，其中WD67K02100/3200數(shù)控折彎?rùn)C(jī)采用臺(tái)灣心得科技公司生產(chǎn)的CDSERVO1702型數(shù)控系統(tǒng)，采用二軸切換方式實(shí)現(xiàn)二軸的分別控制和定位。該數(shù)控折彎?rùn)C(jī)屬于經(jīng)濟(jì)型，整機(jī)性能穩(wěn)定、可靠、操作簡(jiǎn)便，該機(jī)已銷(xiāo)往海內(nèi)外。另一種WD67K100/320數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的數(shù)控系統(tǒng)采用上海機(jī)床研究工作所開(kāi)發(fā)的MTC1B型，該系統(tǒng)相當(dāng)于瑞士CYBELEC公司的CNC7200P，具有80年代先進(jìn)水平。該廠最新研制的WK67K22100/3200數(shù)控折彎?rùn)C(jī)，采用瑞士DNC73PCGb數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用英語(yǔ)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話編程、折彎力計(jì)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(chǎn)品的單色圖象，直觀地提示操作工人應(yīng)如何進(jìn)行操作，滑塊位置由沅柵尺檢測(cè)等等。另外，我國(guó)最近又研制成功了WC67KDNC系列三種數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)，該系統(tǒng)折彎?rùn)C(jī)采用瑞士Cybelec DNC7200型數(shù)控系統(tǒng)。該機(jī)具有如下特點(diǎn)：圖形顯示功能和計(jì)算機(jī)輔助編程功能（CAP），即操作者根據(jù)加工圖紙，將折彎角度和折彎邊緣的長(zhǎng)度輸入后由DNC顯示工件的截面圖，并計(jì)算所需工件展開(kāi)長(zhǎng)度；引用存儲(chǔ)器里的模具參數(shù)等計(jì)算最佳折彎順序和每道順序的定位尺寸；壓力計(jì)算功能可以計(jì)算自由折彎及凹模折彎所需壓力；在圓弧折彎計(jì)算功能，用直線逼近方式模擬大圓弧折彎加工，計(jì)算每一工序的定位尺寸；輔助參數(shù)計(jì)算機(jī)功能，如計(jì)算滑塊的上死點(diǎn)位置，由DNC連續(xù)控制協(xié)助操作能避免錯(cuò)誤動(dòng)作。在CIMT＇展出的產(chǎn)品中，國(guó)產(chǎn)折彎?rùn)C(jī)較多，而且水平較高。下面簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)公司的展品：1）上海沖剪機(jī)床廠展出的ME50/2550 機(jī)械電子伺服數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)，ME50/2550型機(jī)械電子伺服數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)是新一代的數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)。該產(chǎn)品采用獨(dú)特的控制方法。滑塊的運(yùn)行由二臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，一改現(xiàn)有板料折彎?rùn)C(jī)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使能耗、噪聲、污染以及制造維修成本大幅度降低，提高機(jī)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(fù)雜的零件。數(shù)控系統(tǒng)采用光纖伺服網(wǎng)絡(luò)總線與伺服驅(qū)動(dòng)I/O接口連接。2）新力機(jī)器廠展出的WD67Y系列液壓板料折彎?rùn)C(jī)，機(jī)床采取整體焊接結(jié)構(gòu)，并予以消除內(nèi)因力，具有足夠的強(qiáng)度和剛度。采用液壓上傳動(dòng)，滑塊采用扭軸同步結(jié)構(gòu)，性能穩(wěn)定可靠。采用機(jī)械擋塊結(jié)構(gòu)，定位精度穩(wěn)定可靠，機(jī)械擋塊由電機(jī)調(diào)整，計(jì)數(shù)器顯示調(diào)節(jié)值。扭軸的軸承及滑塊導(dǎo)軌，采用先進(jìn)的復(fù)合材料，耐磨且摩擦系數(shù)小。具有點(diǎn)動(dòng)、單次和連續(xù)行程操作，調(diào)整方便。電器箱上裝有機(jī)電連鎖裝置，打開(kāi)電器箱門(mén)時(shí)自動(dòng)切斷電源以保護(hù)人身安全。后擋料采用電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，計(jì)數(shù)器顯示。3）亞細(xì)亞機(jī)械有限公司展出的ASIA HB系列數(shù)控折彎?rùn)C(jī)，機(jī)架采用鋼板整體焊接結(jié)構(gòu),具有足夠的強(qiáng)度和剛度,保證加工精度。集成式液壓控制系統(tǒng),提高機(jī)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(chǎn)品。電液伺服同步，同步精度高。雙重補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，上滑塊配有斜楔式撓度補(bǔ)償裝置，工作臺(tái)有補(bǔ)償油缸。4）江都機(jī)床總廠展出的WE67Yk系列數(shù)控折彎?rùn)C(jī)，采用WE67YK系列板料折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)；由SDS－3PB折彎?rùn)C(jī)全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)、兩把光柵尺、一個(gè)光電編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)反饋，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿組成全閉環(huán)控制。兩把光柵尺；一把對(duì)后擋料、一把對(duì)滑塊的位置實(shí)時(shí)檢測(cè)反饋糾正；光電編碼器對(duì)油缸死擋塊的位置進(jìn)行檢測(cè)反饋給數(shù)控系統(tǒng)。 折彎?rùn)C(jī)的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外的折彎?rùn)C(jī)早已實(shí)現(xiàn)液壓化，現(xiàn)在已普遍采用電液比例（或伺服）控制技術(shù)對(duì)兩個(gè)油缸的同步位置，速度和壓力進(jìn)行精確控制。與機(jī)械液壓伺服閥的液壓系統(tǒng)相比，不僅調(diào)整方便，控制精度高，容易實(shí)現(xiàn)雙機(jī)聯(lián)運(yùn)，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。液壓系統(tǒng)集成化，與數(shù)控系統(tǒng)連接簡(jiǎn)單方便，從而使折彎?rùn)C(jī)的制造、裝配、調(diào)試和維修的工作量都相應(yīng)減少。國(guó)外著名的液壓件公司如Rexroth、Bosch等都可全套提供折彎?rùn)C(jī)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?rùn)C(jī)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?rùn)C(jī)制造廠提供了極大的方便為了進(jìn)一步提高折彎精度，國(guó)外有些折彎?rùn)C(jī)公司已開(kāi)發(fā)了多種板料厚度自動(dòng)測(cè)量裝置、折彎角度自動(dòng)測(cè)量裝置、折彎角度回彈量自動(dòng)測(cè)量及補(bǔ)償裝置，并已經(jīng)在折彎?rùn)C(jī)上得到實(shí)際應(yīng)用。為了減輕換模的勞動(dòng)強(qiáng)度和縮短換模時(shí)間。除了普遍使用上模液壓快速夾緊裝置以外，國(guó)外很多折彎?rùn)C(jī)上采用了單模槽凹模，并在工臺(tái)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(dòng)對(duì)中，不需調(diào)整有的折彎?rùn)C(jī)已裝備了自動(dòng)換模裝置，在折彎?rùn)C(jī)一側(cè)設(shè)置模具庫(kù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換模。為了減輕折彎操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，已有幾家折彎?rùn)C(jī)公司開(kāi)發(fā)了多軸數(shù)控的專用機(jī)器人與折彎?rùn)C(jī)公司開(kāi)發(fā)了多軸數(shù)控的專用機(jī)器人與折彎?rùn)C(jī)組成“折彎?rùn)C(jī)—機(jī)器人”系統(tǒng)，在生產(chǎn)尺寸較小，形狀不很復(fù)雜的典型折彎件時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。CNC在國(guó)外折彎?rùn)C(jī)已經(jīng)普遍應(yīng)用，如瑞典Pullmax公司的Ursviken分部每年大約生產(chǎn)200臺(tái)折彎?rùn)C(jī)，其中90%以上的產(chǎn)品裝有CNC。該公司OPTIM型640KN CNC板料折彎?rùn)C(jī)采用Cybelec 公司KNC900數(shù)控系統(tǒng)。該公司另一種新式的折彎?rùn)C(jī)具有伺服控制（帶有偏心折彎功能），折彎過(guò)程中可以補(bǔ)償機(jī)身變形的“雙工作基準(zhǔn)面”。多軸控制所具有的多性能使折彎?rùn)C(jī)實(shí)現(xiàn)有效控制,懸浮結(jié)構(gòu)和液壓模具夾緊裝置實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)快速換模，并裝有板料的測(cè)厚裝置，用以檢查折彎板的厚度變化是否在折彎?rùn)C(jī)的允許范圍之內(nèi)。Adira的QHDNC系列全電—液壓系統(tǒng)控制的上傳動(dòng)折彎?rùn)C(jī)，采用Cybelec DNC33P6系統(tǒng)，全部實(shí)現(xiàn)DNC控制。美國(guó)的Pacific Press amp。 Shear公司的CNC三點(diǎn)折彎?rùn)C(jī)，在工件折彎精度和機(jī)器操作方面都另具特色。而瑞士的Hammarler公司AP系列三點(diǎn)折彎?rùn)C(jī)更是80年代冷加工設(shè)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(zhì)量和高重復(fù)精度問(wèn)題。模具設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)精度也能調(diào)整，因此，在多層次金屬板料折彎過(guò)程中，工件精度幾乎不受工件長(zhǎng)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(guān)系或數(shù)據(jù)庫(kù)，因而這些參數(shù)應(yīng)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(chǎn)線上。國(guó)外還有由機(jī)器人和折彎?rùn)C(jī)組成的柔性折彎?rùn)C(jī)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)柔性折彎。如日本天田公司5500KNFDB型精密折彎?rùn)C(jī)和意大利普利瑪公司設(shè)計(jì)的由機(jī)器人組成“折彎?rùn)C(jī)—機(jī)器人”系統(tǒng)。機(jī)器人裝在折彎?rùn)C(jī)的工作臺(tái)上，沿工作臺(tái)移向自動(dòng)疊料機(jī)，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?yàn)橹?，然后再回到自?dòng)疊料機(jī)處卸下已成形的工件并夾起另一塊板料[15]。第2章 折彎?rùn)C(jī)設(shè)計(jì)方案的確定 折彎產(chǎn)品零件。具體對(duì)該折彎?rùn)C(jī)來(lái)說(shuō)所加工零件的材料為08F。在折彎加工之前，零件已經(jīng)由沖壓機(jī)床進(jìn)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(chǎn)品加工前的零件圖經(jīng)過(guò)折彎?rùn)C(jī)加工之后。 折彎產(chǎn)品的零件圖。要求在折彎后，零件內(nèi)側(cè)的彎曲半徑為3mm。同時(shí)由零件圖可知加工過(guò)程就是一個(gè)彎曲過(guò)程，而彎曲過(guò)程可分為三個(gè)階段：1） 彈性彎曲階段 此時(shí)外彎曲力矩的數(shù)值不大，應(yīng)力小于材料的屈服點(diǎn)；2） 彈塑性階段 在階段1）的基礎(chǔ)上，外應(yīng)力繼續(xù)增大；3） 純塑性階段在階段2）的基礎(chǔ)上，隨著外應(yīng)力的繼續(xù)增大，毛坯的材料完全處于塑性變形階段。 折彎?rùn)C(jī)設(shè)計(jì)原理的分析、比較、確定由折彎產(chǎn)品的零件圖可知。要實(shí)現(xiàn)這一功能可以有如下的方案：方案（1）利用沖壓機(jī)床加工設(shè)計(jì)一臺(tái)專用的沖壓機(jī)床來(lái)加工，將待加工件置于沖壓機(jī)床的工作臺(tái)面上，然后通過(guò)機(jī)床的沖壓頭作用加工而成。利用沖壓機(jī)床加工的效率高，但是由于所需加工的零件面積相對(duì)沖壓機(jī)床的工作臺(tái)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(guò)程之中零件很易斷裂。同時(shí)由于待加工件的四周已經(jīng)加工了高為20mm的邊，使得在沖壓加工過(guò)程之中將產(chǎn)生干涉，因此該方案難于實(shí)現(xiàn)。方案（2）利用折彎?rùn)C(jī)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(tái)上，然后從待加工件的正上方施加一沖力。相對(duì)方案（1）而言，方案（2）主要是從零件的下方施加一個(gè)始終垂直于零件的力。具體來(lái)說(shuō)就是設(shè)計(jì)一臺(tái)專用的折彎?rùn)C(jī)，再在工作臺(tái)的正上方施加一垂直工作臺(tái)的力，將零件壓緊在工作臺(tái)上，然后在零件的右邊部分施加一個(gè)垂直該部分的力，慢慢的將右邊部分向上折起，直到達(dá)到所需的形狀（）。方案（2）改進(jìn)了方案（1）之中出現(xiàn)的問(wèn)題，避免了在零件的表面施加一很大沖量。使零件在加工過(guò)程之中受力均勻，不會(huì)發(fā)生斷裂現(xiàn)象，該方案可行。可選用該方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，來(lái)加工零件。 零件加工過(guò)程受力圖 折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)方案的分析、確定通過(guò)設(shè)計(jì)原理的分析比較以及選用，結(jié)合所給的任務(wù)書(shū)，可以確定折彎?rùn)C(jī)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(gè)雙作用的油缸用做壓緊缸，利用油缸活塞桿的上下移動(dòng)來(lái)完成加工。壓緊油缸固定在上梁之上，活塞桿與活動(dòng)梁相連，通過(guò)活塞桿的上下移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)活動(dòng)梁運(yùn)動(dòng)（）。 折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)梁直接壓在零件之上，因此必須根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)一壓緊塊，讓壓緊塊與零件作用。折彎?rùn)C(jī)三梁二柱結(jié)構(gòu)的確定提供了在加工過(guò)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(guò)程之中始終與零件垂直,則必須設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu),通過(guò)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)上述的要求。結(jié)合任務(wù)書(shū)可得,提供折彎力的施力體為油缸即折彎缸。 折彎?rùn)C(jī)構(gòu)圖該機(jī)構(gòu)為一個(gè)含一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)，有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)移動(dòng)副，其自由度為：F=3n2PL=3 x32x4=1該機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件為移動(dòng)副，具體對(duì)折彎?rùn)C(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)就是折彎油缸。通過(guò)折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)和折彎?rùn)C(jī)構(gòu)的確定，可以定出折彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu)和折彎?rùn)C(jī)工作過(guò)程：即為先是壓緊油缸的活塞先動(dòng)作，推動(dòng)活動(dòng)梁和壓緊塊向下運(yùn)動(dòng),直到壓緊塊壓住零件，并且保壓一 段時(shí)間，在壓緊缸保壓過(guò)程中，折彎缸對(duì)零件進(jìn)行折彎加工。加工完成后，壓緊缸的活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，將活動(dòng)梁與壓緊塊移走，以便取走已加工件。 本章小結(jié)由本章敘述可知，要完成零件的加工，最關(guān)鍵的就是要有能夠提供壓緊力和折彎力的機(jī)構(gòu)，且保證兩力在工作