下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 立式數(shù)控彎管機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985成 績(jī)下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985I摘要隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，彎管技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)行業(yè)，特別是在鍋爐、壓力容器、石油石化工程等領(lǐng)域。這次研究中主要設(shè)計(jì)出了雙向彎管機(jī)的模子提升裝置和液壓系統(tǒng)。模子提升裝置主要作用是使彎管模具提升或下降，因此，我們?cè)O(shè)計(jì)出其結(jié)構(gòu)主要由定位油缸、杠桿、和機(jī)架組成，由液壓泵提供動(dòng)力，由杠桿傳遞，滿足使彎管模的提升。設(shè)計(jì)出了裝置的所有零件后，計(jì)算分析了主要零件的的受力、強(qiáng)度情況，并用 Pro/E 軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模與裝配 另外，我們?cè)O(shè)計(jì)了采用液壓為整個(gè)雙向彎管機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)液壓泵輸出高壓油來(lái)滿足各個(gè)執(zhí)行元件的正常工作。主要設(shè)計(jì)出了液壓泵站、油箱和一些輔助元件。在管子的加工過(guò)程中，有加緊裝置、轉(zhuǎn)模裝置、提升裝置及模子橫移裝置都是采用液壓來(lái)提供動(dòng)力的，因此液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤其重要。 數(shù)控彎管機(jī)采用液壓系統(tǒng)為整個(gè)彎管機(jī)裝置提供動(dòng)力，完成管子的彎制?，F(xiàn)今，我國(guó)彎管機(jī)制造也基本上能滿足工業(yè)需求，他是以液壓，機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)完成控制進(jìn)行工作。過(guò)去手動(dòng)式液壓彎管機(jī)到近年的半自動(dòng)彎管機(jī)，單頭彎管機(jī)，隨著社會(huì)科學(xué)的發(fā)展，數(shù)控彎管機(jī)制出來(lái)了，液壓彎管機(jī)的彎曲彎管角需要手工調(diào)整?，F(xiàn)代數(shù)控彎管機(jī)將改變以往的現(xiàn)狀，工作效率高，精確度高，因此立式數(shù)控彎管機(jī)將取代傳統(tǒng)彎管機(jī)成為現(xiàn)代彎管的主要設(shè)備。關(guān)鍵字：彎管機(jī)；液壓系統(tǒng)下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IIAbstractWith the rapid development of modern science and technology, elbow pipe technology has been widely used in various production industries, especially in the boiler, pressure vessel, petroleum and petrochemical projects, and other fields. In this study, the main design of the two-way pipe bending machine mold lifting device and hydraulic system. Mold lifting device main role is to make the elbow piece mold is raised or lowered. Therefore, we design a structure is mainly composed of a positioning oil cylinder, a lever, and a rack, by the hydraulic pump provides the power to transfer from the lever, to satisfy the conditions of the promotion of bending die. Design all parts of the device after calculated analysis of the main parts of the stress and intensity, and by the Pro / E software of 3D solid modeling and assembly also, we design the hydraulic pressure provides the power for the bidirectional pipe bending machine, the hydraulic pump output pressure oil to meet the various components of the implementation of the normal work. The main design of the hydraulic pump station, the fuel tank and some auxiliary components. In the process of pipe, a clamping device, a rotating die device, lifting device and mold traversing device is powered by hydraulic, so the design of hydraulic system is especially important. The numerical control bending machine adopts hydraulic system to provide power for the whole pipe bending machine. Nowadays, the manufacture of the pipe bending machine in our country is basically able to meet the needs of the industry. He is working with the hydraulic and mechanical mechanism to complete the control. In recent years, manual hydraulic pipe bending machine, a single head of pipe bending machine, with the development of social science, CNC bending machine, the bending 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IIIangle of the hydraulic pipe bending machine needs to be adjusted by hand. Modern CNC pipe bending machine will change the status of the past, high efficiency, high precision, so vertical CNC bending machine will replace the traditional pipe bending machine become the main equipment.Key words: Pipe bending ;machine Hydraulic system 目錄摘要 ..................................................................IAbstract ...............................................................II緒 論 .................................................................................................................................11.1 彎管機(jī)在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機(jī)的性價(jià)比： .................11.2 彎管機(jī)的基本原理與選擇 .........................................21.3 彎管機(jī)的現(xiàn)狀 .................................................4第二章 彎管機(jī)設(shè)計(jì) ...........................................................................................................52.1 工件工藝分析 ..................................................52.2 計(jì)算彎曲力矩 ..................................................5下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IV2.3 電機(jī)選取 .....................................................52.4 傳動(dòng)比的計(jì)算與各傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)與參數(shù) ..........................72.5 皮帶輪與皮帶的計(jì)算與選擇 ......................................82.6 蝸輪蝸桿減速箱的計(jì)算與選擇 ....................................92.7 聯(lián)軸器的計(jì)算與選擇 ............................................92.8 軸承的選擇 ...................................................102.9 軸的初步計(jì)算與設(shè)計(jì)及校核 .....................................102.10 齒輪的計(jì)算與設(shè)計(jì) ............................................152.11 大小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................172.12 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..............................................192.13 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 ........................................192.14 機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ........................................202.15 彎管機(jī)的主要參數(shù) ............................................21第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................................................................233.1 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................23第四章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................................254.1 動(dòng)力設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................254.1.1 壓緊缸載荷分析并選定壓緊缸缸徑 .........................254.1.2 計(jì)算切頭缸載荷并選定切頭缸缸徑 ..........................254.1.3 計(jì)算抓緊缸載荷并選定抓緊缸缸徑 ..........................264.1.4 分析擺動(dòng)缸載荷并選定擺動(dòng)缸缸徑 ..........................284.1.5 計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)缸載荷并選定轉(zhuǎn)動(dòng)缸缸徑 ..........................28下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985V4.1.6 分析移位缸載荷并選定移動(dòng)缸缸徑 .........................294.1.7 分析定位缸載荷并選定定位缸缸徑 .........................294.1.8 分析抽芯缸載荷并選定抽芯缸缸徑 ..........................294.2 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................304.2.1 確定切頭刀具工作角度： .................................304.2.2 確定齒輪齒條模數(shù)及齒輪齒數(shù) .............................304.2.3 計(jì)算抓緊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位角度 ....................................304.2.4 計(jì)算轉(zhuǎn)位缸行程并選定標(biāo)準(zhǔn)行程 ............................304.2.5 計(jì)算切頭缸工作行程并選定標(biāo)準(zhǔn)行程 ........................314.2.6 分析壓緊缸工作行程并選定壓緊缸標(biāo)準(zhǔn)行程 ..................324.2.7 選定抓緊缸標(biāo)準(zhǔn)行程 ......................................324.2.8 選定切頭機(jī)構(gòu)移動(dòng)缸標(biāo)準(zhǔn)行程 ..............................324.2.9 計(jì)算切頭機(jī)構(gòu)擺動(dòng)缸并選定標(biāo)準(zhǔn)行程 ........................324.2.10 選定抽芯缸標(biāo)準(zhǔn)行程 .....................................334.2.11 選定定位缸標(biāo)準(zhǔn)行程 .....................................334.3 選定各工作油缸標(biāo)準(zhǔn)型號(hào) .......................................33第五章 PLC 控制回路的設(shè)計(jì) ...........................................................................................355.1 彎管機(jī)控制系統(tǒng) I/O 端口分配 ....................................355.2 彎管機(jī)控制系統(tǒng)端子連線圖 ......................................365.3 彎管機(jī)控制系統(tǒng)程序流程圖 .....................................375.4 彎管機(jī)流程圖 .................................................38結(jié)論 .................................................................40下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985VI參考文獻(xiàn) .............................................................41致謝 .................................................................42下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985VII下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985VIII下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851緒 論1.1 彎管機(jī)在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機(jī)的性價(jià)比：現(xiàn)今工業(yè)發(fā)達(dá)，無(wú)論是哪一種機(jī)器設(shè)備、健身器材、家具等幾乎都有結(jié)構(gòu)鋼管，有導(dǎo)管，用以輸油、輸氣、輸液等，而在飛機(jī)、汽車及其發(fā)動(dòng)機(jī)，健身器材，家具等等占有相當(dāng)重要的地位。各種管型品種之多、數(shù)量之大、形狀之復(fù)雜，給導(dǎo)管的加工帶來(lái)了不少的困難。對(duì)于許多小企業(yè)，家庭作坊，或者大企業(yè)中需要配管的場(chǎng)合，如工程機(jī)械上的壓力油管，機(jī)床廠的液壓管道發(fā)動(dòng)機(jī)的油管健身器材的彎管等等，這些場(chǎng)合可能不需要功能全的彎管機(jī)，且加工的管件的難度不高，簡(jiǎn)易手動(dòng)型的彎管機(jī)很可能適應(yīng)。這系列彎管機(jī)采用手動(dòng)夾緊，機(jī)械彎曲，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制元件極少，因此價(jià)格上比較容易被用戶接受。市面上現(xiàn)有的自動(dòng)彎管機(jī)大多數(shù)是液壓的，數(shù)控的(如圖 1-1,1-2)，也有機(jī)械傳動(dòng)的，但它們的占地面積較大(長(zhǎng)度在 2.5~4m 之間) ，價(jià)格昂貴(2~5 萬(wàn)元人民幣或更多)，然而大多數(shù)用戶都需求是是小占地面積小價(jià)格便宜使用方便的自動(dòng)。本設(shè)計(jì)便是朝這方面的用途方面設(shè)計(jì)的自動(dòng)彎管機(jī)，設(shè)計(jì)出一種價(jià)格便宜,占地面積少,使用方便的自動(dòng)彎管機(jī)（長(zhǎng) 0.9M，寬 0.8M，高 1.1M，價(jià)格 9000 元人民幣左右），并著手對(duì)彎管機(jī)的性能更進(jìn)一步的強(qiáng)化，使其能彎曲不同口徑或不同的鋼型、采用制動(dòng)電機(jī)以提高彎曲機(jī)的彎曲精度。大大的簡(jiǎn)化了電器控制系統(tǒng)，方便操作。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 119709852圖 1-1 液壓彎管機(jī)圖 1-2 數(shù)控彎管機(jī)1.2 彎管機(jī)的基本原理與選擇下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 119709854彎管機(jī)的彎曲原理,在普通情況下有以下二種情況，即滾彎式與纏繞式。如下圖 1-1、1-2 分別是彎管原理圖。彎 管 模 滾 彎 式纏 繞 式彎 管 模夾 緊 塊 導(dǎo) 板下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855圖 1-3 纏繞式 圖 1-4 滾彎式二者各有優(yōu)缺點(diǎn)：纏繞式主要用于方管的彎曲其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而滾彎式主要用于圓管彎曲也可用于方管彎曲但沒(méi)有纏繞式好，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。故本彎管機(jī)采用滾彎式。彎管的步驟大致是：1.留出第 1 段直線段長(zhǎng)度，并夾緊管子。2.彎曲。3.松開夾緊塊，取出管子，使模具復(fù)位。按管形標(biāo)準(zhǔn)樣件在檢驗(yàn)夾具上檢查管 形，并校正。4.重復(fù)第 1 步，直至彎完管子為止。1.3 彎管機(jī)的現(xiàn)狀近幾年，我國(guó)數(shù)控彎管機(jī)呈高速發(fā)展超勢(shì)，產(chǎn)銷也不斷上升。隨著數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展與提高，使彎管機(jī)主機(jī)對(duì)配件要求與依賴都越來(lái)越高。而且具體分析，我們都應(yīng)該清楚，配件技術(shù)發(fā)展間接決定了彎管機(jī)主機(jī)發(fā)展水平。從而我們可看出專業(yè)化發(fā)展方向成為我國(guó)機(jī)配床件業(yè)總體發(fā)展趨勢(shì)。那么怎樣才能縮小與國(guó)外工業(yè)大國(guó)差距呢，這就需要我國(guó)各大彎管機(jī)廠全力配合，企業(yè)本身要加快技術(shù)改革步伐，積極自主創(chuàng)新，并且勇于與國(guó)外企業(yè)多多學(xué)習(xí)。企業(yè)應(yīng)該努力學(xué)習(xí)國(guó)際先進(jìn)彎管機(jī)技術(shù)，全面開展創(chuàng)新工作，企業(yè)高層也應(yīng)該鼓勵(lì)并且大力支持彎管機(jī)配件創(chuàng)新，從而使我國(guó)彎管機(jī)配件業(yè)越做越強(qiáng)。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長(zhǎng)，我國(guó)彎管機(jī)配件業(yè)也會(huì)呈現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)份額也將不斷提高，這種帶動(dòng)作用使我國(guó)彎管機(jī)業(yè)不斷發(fā)展，但我國(guó)彎管機(jī)配件業(yè)也存著一定不足，當(dāng)然也有很好發(fā)展空間。不足之處：彎管機(jī)配件發(fā)展必須由彎管機(jī)業(yè)全面發(fā)展來(lái)進(jìn)行帶動(dòng)，這就不得不提到我國(guó)彎管機(jī)業(yè)發(fā)展前景，我國(guó)彎管機(jī)業(yè)要想進(jìn)行更穩(wěn)定且快速發(fā)展，必須進(jìn)行全面數(shù)下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 119709856控化改革及創(chuàng)新工作，這樣才能使一系列彎管機(jī)配件業(yè)不斷一起跟進(jìn)前進(jìn)。但我國(guó)大部分彎管機(jī)配件廠資金還比較緊張，這使技術(shù)創(chuàng)新改革帶動(dòng)了很大影響，這也我國(guó)配件水平未能快速進(jìn)步重要一點(diǎn)。成為影響到彎管機(jī)業(yè)發(fā)展一個(gè)障礙。國(guó)產(chǎn)彎管機(jī)配件較國(guó)際技術(shù)來(lái)講，無(wú)論技術(shù)還質(zhì)量或性能上還與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距。第二章 彎管機(jī)設(shè)計(jì)2.1 工件工藝分析此工作件采用的直徑為 30mm,厚為 2mm 的無(wú)縫鋼管做為彎管件，材料為 10 號(hào)鋼，其最小彎曲半徑為 60mm,而彎曲件的彎曲半徑為 100mm，固其符合加工工藝性。彎管件要求不能有裂紋，不能有過(guò)大的外凸,不能有皺紋。其工件如圖 2-1,2-2。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 119709857圖 2-1 無(wú)縫鋼管最大半徑 圖 2-2 無(wú)縫鋼管最小半徑2.2 計(jì)算彎曲力矩由彎管力矩公式 由于彎管時(shí)彎曲半徑越小所用的力矩越大，故以鋼管在最小半徑彎曲時(shí)的力矩來(lái)做為管的彎曲彎力矩。其式如下 2-1(2-1)2384bsrttrM?????其中 為彈性應(yīng)力，r 為管材內(nèi)徑，t 為管材壁厚， 為屈服應(yīng)力， 為中性層s? b??的彎曲半徑= (2-2)9532608432683????πMmN40?下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098582.3 電機(jī)選取由經(jīng)驗(yàn)選取彎管機(jī)的彎管速度為 8r/min則有 (2-3) KW2608234???πωMP由工作功率為 2KW 所以電機(jī)功率 (2-4) 54321ηP工、 、 、 、 分別為帶傳動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、齒輪、軸承的傳動(dòng)效率。1?2345?取 =0.96、 =0.9、 =0.99、 =0.97、 =0.98 則345?(2-5) KW5.2980790624????...P由于彎管機(jī)需要彎多種型式的鋼型，固選用較大功率的電機(jī)以使彎管機(jī)能夠適用更大的彎曲范圍，又由于彎曲機(jī)需要固有制動(dòng)功能故選用配有制動(dòng)功能的電機(jī)，且電機(jī)正反的頻率過(guò)大，所以電機(jī)轉(zhuǎn)速不宜過(guò)大，現(xiàn)取電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 960r/min 為宜。故選用電機(jī)的型號(hào)為 YEP132S-6，其基本性能如表 [1]2.1表 2.1YEP132-6 的主要性能參數(shù)滿載時(shí)型號(hào) 功率轉(zhuǎn)速 電流 效率功率因數(shù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)達(dá)矩靜制動(dòng)轉(zhuǎn)達(dá)矩不小于空載制動(dòng)時(shí)間不大于噪聲YEP132S-63KW 960r/min8.8A 77% 0.67 2.2 2.2 29．4N·m 0．4/s 71/db電機(jī)的主要安裝尺寸如下AGHFILEC B1 4089φ3847 58028 021 6315132D下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 119709859圖 2-2 電機(jī)尺寸 表 [1]2.2 電機(jī)的安裝尺寸 單位（mm）型號(hào) A B C D E F G H I LYEP-132S-6 280 140 89 38 80 315 216 132 210 5152.4 傳動(dòng)比的計(jì)算與各傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)與參數(shù)由電機(jī)轉(zhuǎn)速 ，而彎管機(jī)的速度初擬為minr/9601?Nr/min85?N所以 總傳動(dòng)比 1205?工由皮帶輪的傳動(dòng)比為 1~4 所以取皮帶輪的傳動(dòng)比 =2.5，由于單付齒輪的傳動(dòng)比1i為 1~8 。便擬定取齒輪傳動(dòng)比 =3,則蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比 =16,蝸輪的傳動(dòng)比不大這有3i 2利于提高蝸輪的壽命。為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（或功率）。如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為 1 軸、2 軸……以及, , … 為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比；1i2下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098510， … 為相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率；01?2P1，P 2… 為各軸的輸入功率（ ）；KwT1 ,T2… 為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩（ ）；mN?N1 ,N2… 為各軸的轉(zhuǎn)速（ ）；r/in（1） 各軸轉(zhuǎn)速電機(jī)軸轉(zhuǎn)速 Nm=960 r/min蝸輪小軸端（2-6）r/in384529601?.i蝸輪大軸端r/i612i小齒輪轉(zhuǎn)速 r/min423?N大齒輪轉(zhuǎn)速 /i824i工作臺(tái)轉(zhuǎn)速 r/in45?（2）各軸的輸入功率電機(jī)輸出功率 KW30P蝸輪小軸輸入功率 （2-2.8.96101 ???ηP7）蝸輪大軸輸入功率 .50.21212?齒輪小軸輸入功率 K2.6.9333 ???ηP齒輪大軸輸入功率 W.417052444 .工作臺(tái)輸入功率 29825 ..ηη工?（2） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 （2-m.N8429603950NPTm??下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985118）蝸輪小軸輸入轉(zhuǎn)矩 m.N6271905284101 ..ηiT????蝸輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 .36722 ..齒輪小軸輸入轉(zhuǎn)矩 .9610233.η齒輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 m.N87244 ..iT????工作臺(tái)輸入轉(zhuǎn)矩 .3126590861255 ..η2.5 皮帶輪與皮帶的計(jì)算與選擇由電機(jī)轉(zhuǎn)速與功率，確定了采用普通 A 型皮帶作為傳動(dòng)帶。由 A 型帶的小帶輪最小直徑為 70mm，故定小帶輪直徑為 =100mm1d皮帶速度驗(yàn)算（2-035160943160..nπdv????9）所以 5< < =20?max所以此帶輪合格則從動(dòng)輪 m25012???.di初選 60daL則有 （2-BA???210）下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098512其中 (2-11)????632850143608421 ..dπLAda ???????2521 .B所以 619863262....a????主動(dòng)輪包角 00010 125375578 工....d???帶的根數(shù) (2-12)??La工KΔPz??0其中取 W97.10.ΔP工?96.Ka0.l?可得 ??92619703...z???取 3z?2.6 蝸輪蝸桿減速箱的計(jì)算與選擇因?yàn)槲佪單仐U的安裝為蝸桿在蝸輪的側(cè)面所以選用 CWS 型的蝸輪蝸桿減速器，又因?yàn)槲佪喆筝S輸入轉(zhuǎn)矩 m.N271032T?下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098513蝸輪小軸輸入功率 KW821.P?傳動(dòng)比 6i所以選用蝸輪蝸桿的型號(hào)為 ?? 79351251JB/TCS?其基本性能如表 2-2表 [1]2-2 蝸輪減速器的主要友參數(shù)型號(hào) 公稱傳動(dòng)比 轉(zhuǎn)速 中心距 額定輸入功率 額定輸出轉(zhuǎn)矩CWS-125 16 750r/min 125mm 7.781KW 1400 N·m2.7 聯(lián)軸器的計(jì)算與選擇由于此聯(lián)軸器承受的力矩相對(duì)較大，且顧及性價(jià)比軸孔徑的配合關(guān)系且彈性柱銷齒式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，不需用專用的加工設(shè)備，工作是不需潤(rùn)滑，維修方便，更換易損件容易迅速，費(fèi)用低，因此選用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。由于 =1020.96 3Tm.N且蝸輪蝸桿的蝸輪軸徑為 55mm 故選用 ZL4 聯(lián)軸器，其型號(hào)為 1985084512?GBXDJYZL其主要尺寸及參數(shù)如表 2-3 表 [1]2-3 聯(lián)軸器的主要參數(shù) 未標(biāo)單位（mm）下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098514型號(hào) 許用轉(zhuǎn)矩N·m許用轉(zhuǎn)速r/min軸孔直徑 軸孔長(zhǎng)度 外徑 凸圓厚度轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg·m2)重量(Kg)ZL4 1600 4000 40,45,50,55 112 84 158 89 0.046 14.82.8 軸承的選擇由于彎管機(jī)需要一個(gè)平穩(wěn)的平臺(tái)且軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故不能選用深溝滾子軸承。且軸承受力不大，轉(zhuǎn)速也較低，故可選用圓錐滾子軸承，且可選取外徑較小的以使空間更緊湊和降低成本。選用 32912 和 32918 二種圓錐軸承。其主要參數(shù)及基本尺寸如表 2-4 表 [1]2-4 軸承的主要參數(shù) 未注單位（mm）型號(hào) 小徑 外徑 厚度 內(nèi)圈厚度 外圈厚度 額定載荷 極限轉(zhuǎn)速 重量32912 60 85 17 16 14 34.5KN 4000r/min 0.24kg32918 90 125 23 22 19 77.8KN 3200r/min 0.79kg2.9 軸的初步計(jì)算與設(shè)計(jì)及校核初步計(jì)算軸徑選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。(2-13)3npAd??P 為軸所傳遞的功率， KW為軸的轉(zhuǎn)速，nmin/rA 由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)，其值可取 A=103~26下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098515現(xiàn)在取 A=115則 54.26.1534???d取 m則 09.78.35取 ?d為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，故在軸與聯(lián)軸器相接間需制出一個(gè)軸肩，由于半聯(lián)軸器的連接長(zhǎng)度為 L=84mm 又因軸段長(zhǎng)度比 L 要短些故取 L1 為 82mm，且軸徑與半聯(lián)軸器直徑一樣取 d1=55mm。軸肩后卻是齒輪段，于是軸承的關(guān)系故取 d2 為 60mm，取軸承端蓋的總厚度為 42mm（由箱體及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離L2=10mm，由于軸承是由軸承座支撐住的，故取軸承座的高厚為 25mm，取齒輪與軸承座之間的距離為 15mm 由于齒輪的寬度為 175mm，齒輪左端需制出一個(gè)軸肩，由齒輪與軸承座之間的距離為 15mm 且軸承座與軸承之間的距離相差為 8mm，則此軸肩的長(zhǎng)度為23mm，又因?yàn)檩S承的厚度為 17mm 則軸肩之至左端要比軸承的厚度要長(zhǎng)一點(diǎn)，取 18mm，其直徑為 60mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。查得鍵的截面為 鍵槽用鍵槽刀加工，長(zhǎng)為 160mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)178??hb中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器的配合為 H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡m06配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 n6。取軸端倒角為 。0452?軸上載荷的計(jì)算與軸的校核m.N961023?T(2-14)48610.35??dFt(2-15)79.cos2tan4861costan0???r下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098516(2-16)N9.8307.tan4861tan1 ????Fa由軸的結(jié)構(gòu)尺寸及安裝條件可知，作為得支梁的軸的支承跨距 a=221 ，從軸m的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩各扭矩圖中可以看出截面 C 是危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面 C 處的、 、 的值如表 2-5HMV表 2-5載荷 水平面 H 垂直面 V支反力 F N5.24301?NH N7947.1052??NVFF彎矩 M m/268570? /m8734/m1292??VVM總彎矩 /8536/9321 NNM扭矩 T /m1093?T軸的彎矩圖:下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098517圖 2-4 軸彎矩圖進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。則由(2-17)????Mpa96.31601.22953331 ??????WaTMca?前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，可得= 因此 ，故安??01????1-?＜ca全。故小軸的結(jié)構(gòu)尺寸如圖 2-5下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098518圖 2-5 小軸結(jié)構(gòu)尺寸由于大軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算大部分與小軸類同。故在此，類同的省略，且經(jīng)驗(yàn)算此軸也為安全軸。由于軸不是與半聯(lián)軸器相連，而是與工作臺(tái)即彎曲模。由于轉(zhuǎn)矩較大且要求工作臺(tái)要較為平穩(wěn)及誤差小，由此軸與彎曲模的連接采用矩形花鍵連接。由靜聯(lián)接有 (2-18) ??pzhldTm??????3p102對(duì)矩形花鍵進(jìn)行驗(yàn)算。 載荷分配不均系數(shù)，與齒數(shù)多少有關(guān)，一般取 =0.7~0.8，現(xiàn)取 =0.8??花鍵的齒數(shù) 8?z花鍵齒側(cè)面工作高度2dDh??(2-19)m368齒的工作長(zhǎng)度 ml80?花鍵平均直徑 2dDm??(2-20)608下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098519故有(2-21)??pa140~7.5680375.0126 MpMap ??????＜故此矩形花鍵安全另外，為了緊固彎曲模在軸上，從而在軸端鉆了螺紋孔，其規(guī)格為 M12-深30mm，軸的主要尺寸及其結(jié)構(gòu)如下圖 2-6圖 2-6 軸的結(jié)構(gòu)尺寸2.10 齒輪的計(jì)算與設(shè)計(jì)由于齒輪傳動(dòng)只有一對(duì)，為利于機(jī)器的平穩(wěn)，壽命及制造方便，故選用直齒齒輪傳動(dòng)。此機(jī)器為一般工作機(jī)器，速度不高故選用 7 級(jí)精度采用鍛造制造。材料選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為 40HBS按齒面接角強(qiáng)度設(shè)計(jì)(2-22)32112. ?????????HEdt ZiTKd??下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098520式中取載荷系數(shù) 3.1?tK取小齒輪傳遞的傳矩 mN96.02?T取齒寬系數(shù) 1d?查得材料的彈性影響系數(shù) 21Mpa8.9?EZ大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極502? Mpa601??各取值代入公式則得 m9.13?td由于小齒輪直徑為 55mm 而為了達(dá)到 1t?故取 401?td所以齒輪中心矩 (2-23)????m2803121??iat初步定 80?一般 初選 115~37??，z ,10,21??z則 (2-24)9.563cos8cos21???am取 7則 (2-25)9.160cos28cos21 ????az?取 8021則按 可得 12iz?6,?z則 (2-26)??0217.9cos??azm?下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098521則小齒輪 m0.14cos1??zdt大齒輪 .22t則齒厚 16840.1???tdb?取大齒輪厚 m702則小齒輪厚取 b51驗(yàn)算齒輪,由 (2-27)145701496.2313???ttdTF合適 (2-28 )m//.82 NbKtA?大、小齒輪的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 2-7，2-8圖 2-7 大齒輪下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098522圖 2-8 小齒輪2.11 大小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮到綜合性能故都采用 45 號(hào)鋼，由于軸主要是由鋼板支撐，但由于鋼板不能選用太厚，而軸承的厚度又是過(guò)厚故采用加入軸承座用螺釘緊固于鋼板從而來(lái)支持軸承，從而支持軸，這樣較于用軸承套焊接于鋼板上或是用超厚鋼板來(lái)支持軸與軸承大大的降低了成本，同時(shí)也便于安裝和維修。由于受力不大所以采用四根 M10 的內(nèi)六角螺釘來(lái)緊固軸的前后端蓋及軸承承座，已經(jīng)足夠支撐。它的的結(jié)構(gòu)及尺寸圖 2-9，2-10，2-11，2-12 ，2-13 ，2-14下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098523圖 2-9 大軸前端蓋 圖 2-10 大軸后端蓋圖 2-11 大軸承座 圖 2-12 小軸承座下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098524圖 2-13 小軸后端蓋 圖 2-14 小軸前端蓋2.12 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于軸套的厚度 s 在 之間d0.2~5.小軸軸徑為 60mm 故取小軸的軸套厚度為 6mm大軸軸徑為 90mm 故取大軸的軸套厚度為 8mm 軸套的材料為 45 鋼，為能與軸與軸承之間的更好，更耐久的配合，故把軸套進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，軸套的結(jié)構(gòu)其尺寸如圖 2-15，2-16下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098525圖 2-15 大軸軸套 圖 2-16 小軸軸套2.13 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算由于在蓋板上需裝好多零件，如行程開關(guān)，擋料架，大小齒輪軸的端蓋以及用于安裝定位的孔。故蓋板采用厚度為 20mm 是 45 鋼。此蓋板的長(zhǎng)與度主要是由電機(jī)與蝸輪蝸桿所占的空間位置所取定的，由于電機(jī)與蝸輪蝸桿的中心距 a=519.6 m大飛輪的分度圓直徑為 d 2=250電機(jī)的安裝地腳寬為 L 1=280取壁至電機(jī)腳的空間長(zhǎng)度 L 0=90取壁到大飛輪的空間長(zhǎng)度 L 2=110m壁厚取 b 1=10又因蓋板要比壁凸出以便于與壁配合 b 0=10故蓋板長(zhǎng)度 6.1024/221210 ?????adLb取 L=1025 m蓋板的寬厚主要跟大齒輪的位置及電機(jī)各自的相互空間位置有關(guān)取齒輪端到壁的距離 齒輪另一端到壁的距離 B1下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098526mB1602?同大齒輪的 d5=420mm 則 m6802410521 ????dB則得蓋板尺寸車 ??568??hL結(jié)合其它結(jié)構(gòu)需要，故其結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 2-16圖 2-16 蓋板結(jié)構(gòu)尺寸2.14 機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算由于機(jī)身支撐了整套機(jī)器的零件，故機(jī)身采用厚鋼板及鋼管焊接而成，由于機(jī)器重且機(jī)器性能要求平穩(wěn)，故用地腳螺釘來(lái)緊固機(jī)器以減少機(jī)器的振動(dòng)，腳板采用 45 鋼厚 10mm，尺寸為 用四個(gè)腳來(lái)支撐機(jī)器。??mLB1028?支撐鋼管采用 20 號(hào)方管鋼。型號(hào)為 46?下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098527地腳高度取 h1=80mm采用 45 號(hào)厚為 20mm 的鋼板來(lái)作為底板支撐電機(jī)與蝸輪蝸桿減速箱?？紤]中板與與底板是距離過(guò)及支撐齒輪的問(wèn)題，故在兩側(cè)多加二個(gè)鋼板以增加機(jī)身的強(qiáng)度。側(cè)板的尺寸 ，且在二側(cè)有碟結(jié)配合后用薄鐵板把前后面給圍住。m205487???hLB蓋板與中板之間是齒輪的箱體機(jī)構(gòu)，四邊都采用 45 號(hào)鋼，厚度為 20mm 的鋼板與20 號(hào)鋼方管焊接而成，為讓機(jī)身與蓋板容易裝拆，以便齒輪箱內(nèi)各零件容易裝拆與維修，故采用蓋板與機(jī)身用螺釘連接。采用四個(gè)螺釘連接。在方管上焊接一塊 45 號(hào)鋼厚為 20mm 的小鋼板，尺寸 ??mhLB205487???機(jī)身的基本尺寸及其結(jié)構(gòu)如圖 2-17下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098528圖 2-17 箱體結(jié)構(gòu)尺寸圖2.15 彎管機(jī)的主要參數(shù)主要為機(jī)械設(shè)計(jì)部分，液壓件的選型，而數(shù)控部分從簡(jiǎn)，2D 最好為 DWG 文件，3D 為 solidworks，驅(qū)動(dòng)為液壓泵，馬達(dá)實(shí)際流量 1-16U/min，三個(gè)輥的輸出件為 3個(gè)獨(dú)立的液壓馬達(dá)，液壓泵大致功率為 11KW，最大轉(zhuǎn)矩 3000Nm，前輪調(diào)節(jié) 360-1100mm，輥軸直徑 105mm。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098529下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098530第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擋料架在彎管機(jī)上的作用主要是用來(lái)?yè)鯊澢摴軙r(shí)的反力，同時(shí)也具有定位的作用。 有如同夾具一般。由于本彎管機(jī)是采用滾彎式的彎管原理，故鋼管與擋料輪的接觸面較不大，故擋料輪的硬度不能比鋼管的硬，故采用黃銅作為擋料輪的材料。擋料輪的結(jié)構(gòu)主要由擋料輪、擋料軸、擋料輪架、軸承、鍵、軸蓋、擋料座、螺紋桿、手輪等一些組成。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，由于彎管時(shí)不同型號(hào)的彎曲半徑相差可能會(huì)很大，但由于 單純?cè)趽趿陷喖艿恼{(diào)整來(lái)調(diào)整彎曲半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，故采用擋料架具有不同的定位安裝位置，以增加擋料架與彎曲模的調(diào)整范圍。設(shè)計(jì)了在擋料架上的調(diào)范圍為 50mm 而在位置調(diào)整的范圍可達(dá) 100mm。故總調(diào)整范圍有 150mm。鎖緊螺紋采用自鎖螺紋，用手輪鎖緊。滾輪主要由軸支持再結(jié)合二個(gè)滾子軸承而裝于擋料輪架上，這樣滾輪滾動(dòng)時(shí)的滾動(dòng)摩擦小有利于提高彎管的合格率。采用普通黃銅 H62 材料作為其直徑 D=100mm 高度 H=60mm擋料軸采用 45 號(hào)鋼軸徑 D1=20mm擋料輪架采用 45 號(hào)鋼尺寸為 1084???hLB軸承采用深溝滾子軸承 237dD鍵采用 45 號(hào)鋼其尺寸為 ??m406h擋料座采用 45 號(hào)鋼其尺寸為 951???LB下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098531螺紋桿采用 45 號(hào)鋼其尺寸為 ??m1456??Ld手輪的尺寸為 02D軸蓋采用 45 號(hào)鋼其尺寸為 ??56??H擋料架的主要尺寸及結(jié)構(gòu)如圖 3-1圖 3-1 擋料架尺寸結(jié)構(gòu)圖下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098532第四章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 動(dòng)力設(shè)計(jì)計(jì)算先根據(jù)工作條件確定各個(gè)油缸的載荷，再選定各油缸的缸徑。4.1.1 壓緊缸載荷分析并選定壓緊缸缸徑板簧在切頭加工時(shí)，壓緊缸壓緊工件，且定位銷將工件定位，工件受力分析如圖4-1。圖 4-1 板簧受力分析圖由受力分析圖知：在切頭時(shí)，工件受力較復(fù)雜，不但受集中載荷切削力 F，壓緊N，支持力 N1，壓緊塊對(duì)工件滑動(dòng)摩擦力 F1，及定位銷對(duì)工件反作用 F2 作用外，還受芯軸對(duì)工件的部分分布載荷 q 作用。因此，以目前的我的理論知識(shí)還無(wú)法對(duì)其進(jìn)行定量的計(jì)算以求出壓緊力 N1，因此只好以同型設(shè)備類比取壓緊缸的缸徑。壓緊缸缸徑?。?mD32?4.1.2 計(jì)算切頭缸載荷并選定切頭缸缸徑（1）鋼板彈簧工件在 900〇 C 高溫下進(jìn)行切頭加工，因而切頭缸產(chǎn)生的推力（即切削下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098533力）應(yīng)大于工件在 900〇 C 下的剪切極限力。查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P67 附表 2 得：40 #碳素鋼在 900〇 C 時(shí)的剪切強(qiáng)度 ?? 而無(wú) 60Si2Mn 在 900〇 C 時(shí)的抗剪強(qiáng)度 ??2/7mkgf又查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P70 附表 1 得：40 #碳素鋼在常溫下的抗剪強(qiáng)度 ?? 2/48f?60Si2Mn 在常溫下的抗剪強(qiáng)度 ，類比來(lái)求 60Si2Mn 彈簧鋼板在 900〇 C2/7mkgf時(shí)的抗剪強(qiáng)度? 900C，折換系數(shù) k=44/72=0.6111，則? 900?C =7/k=7/0.6111=11.444 2/mkgf又根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)知：加工的鋼板彈簧工件最大截面積 Amax=1400 ，由此計(jì)算出2切斷工件所需的最大剪切力 F’max(4-1)N48.1694.109maxa ???cAF因此，切頭缸需要的最大推力，但考慮到液壓缸的自重故可取小些max,aF（2）選定切頭缸缸徑考慮到油缸工作壓力太高時(shí)，油缸的價(jià)格增高，同時(shí)在使用中有漏油等弊病不易解決。因此定油缸工作壓力為中高壓（大于 8-16Mpa）以后各油缸定工作壓力同此原則。因切頭缸推力較大，定其工作壓力為 P=16Mpa由公式 ??pFDt/4max?計(jì)算出油缸的缸徑（以后各缸的計(jì)算同此公式）。以上公式摘自《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷 P17-262。初定油缸時(shí)取? 94.01.???dvt用公式求出切頭缸缸徑 D，則下載后文件包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098534查《機(jī)械設(shè)??mpFDt 12.694.013/4/42/1max ???????計(jì)手冊(cè)》第四卷 P17-247 表 17-6-2，取切頭缸缸徑 D=110 （由于切頭架、液壓缸等自重故不用放大 10%，并且工程上允許偏差 3%是合格的）4.1.3 計(jì)算抓緊缸載荷并選定抓緊缸缸徑工件在抓緊力 N1 作用下，繞芯軸中心線同芯軸一道轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼板發(fā)生塑性變形產(chǎn)生彎曲，此時(shí)壓緊塊雖然對(duì)工件無(wú)壓緊力作用，但工件必然因翅曲對(duì)壓緊塊產(chǎn)生一作用力，相應(yīng)地壓緊塊對(duì)工件產(chǎn)生一反作用力 N2，工件越難彎曲， N2 就越大。工件受力如圖 4-2。圖 4-2 壓緊缸受力分析現(xiàn)在我們可以反過(guò)來(lái)分析：假設(shè)抓緊力 N1 絕對(duì)能夠抓緊工件，抓緊機(jī)構(gòu)固定不動(dòng)，工件此時(shí)相當(dāng)于懸臂梁，在力 N2 的作用下，同樣能產(chǎn)生塑性變形，發(fā)生彎曲。因而可以理解為 N2 產(chǎn)生的彎矩 M=N2L 最小應(yīng)該大于板簧工件在 900℃時(shí)屈服極限力，才能使工件產(chǎn)