【導(dǎo)讀】在研究國內(nèi)外折彎機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r和我國折彎機(jī)械存在的問題的基礎(chǔ)上，根據(jù)零件作業(yè)的要求，設(shè)計(jì)了一種利用液壓元件驅(qū)動(dòng)單向作業(yè)的折彎機(jī)。型采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，解決了實(shí)際生產(chǎn)之中薄板材的折彎。并且通過對機(jī)構(gòu)的。該折彎機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，工效高。

　　

【正文】 ???? ，設(shè)推力 P 的分力 P1 和 P2 對轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn) O的作用線分別為 l1和 l2， l2與 OA 的夾角為 Φ。在推板轉(zhuǎn)到臨界位置 3 之前的過程之中，推力 P 對 O 的轉(zhuǎn)矩的作用效果始終與折彎力的作用效果相反（見圖415） ，以 O 點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)中心，以逆時(shí)針方向?yàn)檎?，由力矩平衡可得? 022211 ??? lFlplp (42) 26 圖 415 折彎機(jī)構(gòu)受力圖 又有 ： 21112 t a n。c o s。t a n llpppp ???? ?? 則式 （ 1） 可化為： ? ?，為一定值，則：又 OAllFlllp??????2221222121s in ? ? ????? ?s in2221 21ll Flp (42) 由式 （ 2） 可知，在這個(gè)過程之中，要使折彎缸的推力最小，即只要 ? ????sin最大，此時(shí) 090???? ，又由于在初始位置時(shí) Φ=， 則此時(shí)要求 а=。隨著推板繞 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，則 Φ 不斷的增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)臨界位置 3 時(shí)，此時(shí) Φ=900折彎的推力沿水平方向上的分力 P2 的作用方向過折彎機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)，即分力P2對折彎機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的力矩為 0。 隨著折彎機(jī)構(gòu)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)終點(diǎn)位置時(shí)，此時(shí) Φ= 414所示的位置 2，則在該過程之中，由力矩平衡方程可得： 27 022211 ??? lFlplp (43) 又有 : 21112 t a n。c o s。t a n llpppp ???? ?? 則式 （ 3） 可化為： ? ?，為一定值，則：又 OAllFlllp??????2221222121s in ? ? ?????? s in2221 21ll Flp (44) 在推板的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)即從位置 3 轉(zhuǎn)到位置 2，為滿足 ? ????sin 最大， 由于Φ 均大于 900， 應(yīng)使 а盡可能的小。 又由機(jī)架的具體結(jié)構(gòu)，初定 а=400，則由此可定出折彎缸底座工作臺的具體尺寸。再由確定的尺寸量得折彎缸的行程為 ， 小于選取的行程200mm。當(dāng)確定好 а的具體值后，就可以定出折彎缸在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程之中的受力情況，由于 mmAOllmmlNF 2221 ????? 、。又由裝配圖可量得在折彎機(jī)構(gòu)從起始位置轉(zhuǎn)動(dòng)臨界位置，再轉(zhuǎn)動(dòng)到終點(diǎn)位置時(shí) а 的值分別為400、 390， Φ 的值分別為 、 900和 。 則在位置 1 時(shí)，由式 （ 2） 可求得折彎缸的推力為： ? ? Nll Flp i 2 0 1 1s i n 0212221 21 ?? ??????? ?； 在臨界位置時(shí)，折彎缸的分力 P2 對轉(zhuǎn)動(dòng)中心的力臂為 0，即 L2=0，而 P1對轉(zhuǎn)動(dòng)中心的力臂就為 OA，大小為 ， 則可求得起大小為： NLFlp 4 2 62 2 0 1 12 11 ?? ??? ； NppP o sc o s 11 ???? ?? ； 或者在臨界位置時(shí) Φ=900，則式 （ 2） 可以化為： ? ? NPll Flll Flp 2 4 1c o sc o s90s i n 12221 2102221 21 ??????? ??? 由以上兩式可知，折彎機(jī)構(gòu)在起始位置與臨界位置時(shí)折彎缸的推力很接近，但由式 （ 2） 可得，當(dāng) 090???? 時(shí)，折彎機(jī)構(gòu)的受力最小，且該位置存在于 28 折彎機(jī)構(gòu)在從起始位置轉(zhuǎn)到臨界位置這一過程之中，由裝配圖上量得此時(shí)的а=、 Φ=， 則可求得此位置折彎缸的推力為： ? ? Nll Flp i i n 0212221 21 ?? ??????? ?； 在終點(diǎn)位置時(shí)，折彎缸的推力可按式 （ 4） 計(jì)算，則： ? ? Nll Flp i i n 02221 21 ??? ?????? ? 表 41不同情況下 折彎機(jī)構(gòu)的受力 350 400 450 500 550 起始位置 最小位置 臨界位置 終點(diǎn)位置 則由以上的分析可得，折彎缸在工作過程之中，其所 需要的推力先減小，然后折彎力又慢慢的變大，當(dāng)達(dá)到臨界位置時(shí)，折彎缸的推力與在起始位置時(shí)很接近，再隨著折彎機(jī)構(gòu)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，折彎缸的就推力又慢慢的減小，直到達(dá)到終點(diǎn)位置，但在終點(diǎn)位置時(shí)折彎缸的推力比在起始位置時(shí)小。則可以得到折彎機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程之中起始位置時(shí)的受力最大，在起始位置與臨界位置之間的某一位置時(shí)受力最小。由此可知，預(yù)設(shè)的折彎缸與豎直方向的夾角符合要求。由以上可知，預(yù)設(shè)的行程可滿足工作要求，同時(shí)該折彎缸適用于 400—— +800C 29 的液壓油、機(jī)械油和乳化液等介質(zhì)。其具體的型號為： YHG1E 63/36200 L E1H L1 O Y — 冶金標(biāo)準(zhǔn)液壓缸； HG1— 雙作用活塞桿的第一種類型； E — 壓力級代號，此處表壓力為 16MP； 63 — 缸徑，用 ΦA(chǔ)L表示，單位為 mm； 200— 行程，用 ΦMM表示，單位為 mm； L — 油口連接代號， L 表示螺紋連接； E1 — 安裝方式代號， E1 表示尾部單耳環(huán)； H — 附加裝置代號， H 表示帶緩沖； L1 — 活塞桿端結(jié)構(gòu)代號， L1 表示為外螺紋； O — 介質(zhì)代號， O 表示為液壓油。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 負(fù)載分析 負(fù)載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸 的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機(jī)械效率中加以考慮。壓緊缸帶動(dòng)的活動(dòng)梁是在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，動(dòng)梁與壓緊塊的重力之和為 1039N。而折彎缸是為了推動(dòng)推板運(yùn)動(dòng)，則折彎缸在工進(jìn)行程中，需要克服折彎板和推板重力沿油缸方向的分力和折彎力，但由于重力的分力遠(yuǎn)小于折彎力，則可認(rèn)為折彎缸只需要克服折彎力，由任務(wù)書可知：所給定的壓緊缸的公稱壓力為 50KN， 折彎缸的公稱壓力為 30KN，而實(shí)際所需要的壓緊力為 ，折彎力為 ， 能滿足要求。 壓緊缸在下行過程之中，速度為 45mm/s， 此時(shí)壓緊缸只需要平衡活動(dòng)梁與壓 緊塊的重力。當(dāng)壓緊塊接觸零件后，壓緊缸回油路被阻斷，進(jìn)油腔的壓力升高，直到作用在零件上壓邊力達(dá)到實(shí)際所需。當(dāng)零件加工完成之后，壓緊缸的拉回速度為 60mm/s， 則在拉回的過程之中，壓緊缸只需要平衡活動(dòng)梁與壓緊塊的重力。設(shè)液壓缸的效率為 ?m? 。則壓緊缸在各工作階段的總機(jī)械負(fù)載可以算出，見表 42。 表 42 壓緊缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表 運(yùn)動(dòng)階段 計(jì)算公式 總的機(jī)械負(fù)載 30 下行 F=G 1039N 保壓 F=F 壓 拉回 F=G 1039N 而折彎缸在 工作過程之中，折彎力始終垂直于零件的下表面，而方向又是不斷的變化，則折彎缸在工作過程之中，總的機(jī)械負(fù)載是一個(gè)變量，但由第 可知，折彎機(jī)構(gòu)在起始位置時(shí)，折彎缸需要提供的推力最大，因此可假設(shè)折彎缸在工進(jìn)過程中的推力均為該值，即 P=。 執(zhí)行元件主要參數(shù)的確定 由任務(wù)書可得，已經(jīng)將壓緊缸和折彎剛的工作壓力分別定為 50KN 和30KN。 本設(shè)計(jì)中，壓緊缸采用剛體固定，折彎缸采用缸尾固定，且均為單桿式的液壓缸，且由油缸的選取可知： 表 43 液壓缸各腔面積表 無桿腔面積 有桿腔面積 壓緊缸 220 cmDA ????????? 222/0 cmdDA ????????????????? 折彎缸 2211 cmDA ????????? 22121/1 cmdDA ????????????????? 由于在折彎機(jī)工作過程之中，壓緊缸是為了提供壓緊力，且它在下行和上行時(shí)是勻速運(yùn)動(dòng)的，他不需要調(diào)速。則需要按最低工作速度驗(yàn)算折彎缸的尺寸，查產(chǎn)品樣本，節(jié)流閥最小穩(wěn)定流量為 min/ in Lq ? ，因折彎缸工進(jìn)速度為m in/?? 為最小速度，查《 液壓與氣壓傳動(dòng)》可得： 222 3m i nm i n1 cmcmvqA ????? 本設(shè)計(jì)中， ?? 21 cmA ，滿足最低速度要求。 根據(jù)液壓缸在各階段的速度以及液壓缸的有效面積，可以算出液壓缸在各階段的壓力、流量和功率，其計(jì)算公式和計(jì)算結(jié)果列于表 44 中。 表 44 壓緊缸所需的實(shí)際流量、壓力和功率 工作循環(huán) 計(jì)算公式 負(fù)載 進(jìn)油壓力 回油壓力 所需流量 輸入功率 31 F（ N） Pj(MPa) Pn(Pa) L/min P（ KW） 下行 0vAq? 1039 ? 保壓 0vAq? 0 上行 /0vAq? 1039 ? 在保壓過程之中，由于壓緊缸的活塞靜止不動(dòng)，而為了達(dá)到所需要的壓力，液壓泵仍然繼續(xù)工作，直至裝在壓緊缸進(jìn)油口處的壓力表達(dá)到 MPapj ? 時(shí)壓力表發(fā)出信號，液壓泵停止對壓緊缸供油。 而對于折彎缸，在工作過程之中，已經(jīng)設(shè)它的推力一直為 Np ? 。 則折彎缸的進(jìn)油壓力為： ajnajMPppMPAPp 2 5 5 41?????? ?中回油壓力又有折彎缸工進(jìn)過程之 折彎缸流量分別為： m in/ m in/?? ??拉回過程：工進(jìn)過程： 又在折彎缸工進(jìn)過程之中，所需要輸入的功率為： KWLMPqPP j 0 3 7 in/ ???? 而在折彎缸推回的過程之中，可以通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)折彎缸活塞桿的拉會速度。 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 在液壓缸的初步計(jì)算前已經(jīng)確定了采用節(jié)流閥調(diào)速，有兩個(gè)液壓回路，但兩回路不是同時(shí)工作，油泵為 CBF10。 電機(jī)為 1500r/min,3KW。在折彎機(jī)的液壓系統(tǒng)中，采用兩個(gè)三位四通的電磁換向閥來控制兩回路的循環(huán)動(dòng)作。電磁閥可直接安裝在液壓站上，由工作臺的行程開關(guān)控制，另外采用單向閥來實(shí)現(xiàn)回路的循環(huán)。具體工作過程為，先是壓緊缸回路工作，當(dāng)壓緊缸的壓力達(dá)到所需要的值時(shí)，壓緊回路上電磁閥回到中位，這時(shí)折彎油缸回路開始工作，待將零件加工完成后，壓緊缸再將活動(dòng)梁與壓緊塊拉起，以便取走已加工件，其原理 32 圖見圖 416。 4Y 3Y2Y 1Y 圖 416 液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)中兩個(gè)電磁換向閥的動(dòng)作順序表如下所示： 表 45 電磁鐵動(dòng)作順序表 動(dòng)作順序 1Y 2Y 3Y 4Y 壓緊缸 下行 + 保壓 上行 + 折彎缸 頂出 + 退回 + 由上所述，本設(shè)計(jì)中所以閥的額定壓力都為 ，額定流量根據(jù)各閥通過的流量，確定為 16L/min,25L/min,40L/imn 三種型號，所有元件的規(guī)格型號見表 46。 表中序號與原理圖中一致。 表 46 液壓元件明細(xì)表 序號 元件名稱 最大通過流量 （ L/min） 型號 1 齒輪泵 18 CBF10 2 溢流閥 25 Y16B 3 三位四通電磁閥 25 34*25BY 33 4 液控單向閥 16 SL10G 5 壓力表 YX160B3C 6 液控單 向閥 16 SL10G 9 壓力表 YX160B3C 10 單向節(jié)流閥 25 I25B 11 溢流閥 25 Y16B 12 三位四通電磁閥 25 34*25BY 13 濾油器 32 XUB32X100 注：表中未寫的 7 與 8 分別為壓緊缸和折彎缸 。 根據(jù)選定的液壓閥的流量，液壓缸進(jìn)、出油管的直徑 d 按產(chǎn)品樣本，選用內(nèi)徑為 15mm， 外徑為 19mm的 10 號冷拔鋼管。 油箱的容積一般取液壓泵額定流量的 57 倍，本設(shè)計(jì)中去 7 倍，故油箱的容積為： ? ? LLV 126187 ??? 對于壓緊缸，在壓緊過程中，需要的最大壓力為 ，在達(dá)到該壓力后，油泵將停止對壓緊缸供油，則此時(shí)在壓緊缸回路上的壓力損失為 0，則可將溢流閥 2 的壓力定為： ? ? MPPP j %101 m a x ????? 則將溢流閥 2 的壓力調(diào)為 6MP。 而對于溢流閥 12， 由于在工進(jìn)過程之中，系統(tǒng)所需的壓力僅為 ，則可見將該溢流閥的壓力調(diào)為 1MP。 以上即為液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。 34 第 5 章 典型零件的加工工藝過程 編寫工藝卡就是要確定該零件的加工工藝路線，在制定工藝路線時(shí)主要應(yīng)考慮的問題有 ：怎樣選擇定位基準(zhǔn)；怎樣確定加工方案；怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗(yàn)等其他工序。 零件上的全部加工表面應(yīng)安排在一個(gè)合理的加工工序中加工，這對保證零件質(zhì)