立式数控弯管机系统设计(全套含CAD图纸)
下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985毕业设计(论文)题 目 立式数控弯管机系统设计 学 院专业班级学生姓名指导教师下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985成 绩下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985I摘要随着现代科技的高速发展,弯管技术已广泛应用于各个生产行业,特别是在锅炉、压力容器、石油石化工程等领域。这次研究中主要设计出了双向弯管机的模子提升装置和液压系统。模子提升装置主要作用是使弯管模具提升或下降,因此,我们设计出其结构主要由定位油缸、杠杆、和机架组成,由液压泵提供动力,由杠杆传递,满足使弯管模的提升。设计出了装置的所有零件后,计算分析了主要零件的的受力、强度情况,并用 Pro/E 软件进行三维实体建模与装配 另外,我们设计了采用液压为整个双向弯管机提供动力,通过液压泵输出高压油来满足各个执行元件的正常工作。主要设计出了液压泵站、油箱和一些辅助元件。在管子的加工过程中,有加紧装置、转模装置、提升装置及模子横移装置都是采用液压来提供动力的,因此液压系统的设计尤其重要。 数控弯管机采用液压系统为整个弯管机装置提供动力,完成管子的弯制。现今,我国弯管机制造也基本上能满足工业需求,他是以液压,机械机构来完成控制进行工作。过去手动式液压弯管机到近年的半自动弯管机,单头弯管机,随着社会科学的发展,数控弯管机制出来了,液压弯管机的弯曲弯管角需要手工调整。现代数控弯管机将改变以往的现状,工作效率高,精确度高,因此立式数控弯管机将取代传统弯管机成为现代弯管的主要设备。关键字:弯管机;液压系统下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 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 下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 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 目录摘要 .IAbstract .II绪 论 .11.1 弯管机在自工工业中的地位和各种弯管机的性价比: .11.2 弯管机的基本原理与选择 .21.3 弯管机的现状 .4第二章 弯管机设计 .52.1 工件工艺分析 .52.2 计算弯曲力矩 .5下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985IV2.3 电机选取 .52.4 传动比的计算与各传动装置的运动与参数 .72.5 皮带轮与皮带的计算与选择 .82.6 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择 .92.7 联轴器的计算与选择 .92.8 轴承的选择 .102.9 轴的初步计算与设计及校核 .102.10 齿轮的计算与设计 .152.11 大小齿轴前后端盖及轴承座的结构设计 .172.12 轴套的结构设计 .192.13 盖板的结构设计及计算 .192.14 机身的结构设计与计算 .202.15 弯管机的主要参数 .21第三章 挡料架的结构设计 .233.1 挡料架的结构设计 .23第四章 液压系统设计 .254.1 动力设计计算 .254.1.1 压紧缸载荷分析并选定压紧缸缸径 .254.1.2 计算切头缸载荷并选定切头缸缸径 .254.1.3 计算抓紧缸载荷并选定抓紧缸缸径 .264.1.4 分析摆动缸载荷并选定摆动缸缸径 .284.1.5 计算转动缸载荷并选定转动缸缸径 .28下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985V4.1.6 分析移位缸载荷并选定移动缸缸径 .294.1.7 分析定位缸载荷并选定定位缸缸径 .294.1.8 分析抽芯缸载荷并选定抽芯缸缸径 .294.2 运动设计计算 .304.2.1 确定切头刀具工作角度: .304.2.2 确定齿轮齿条模数及齿轮齿数 .304.2.3 计算抓紧机构转位角度 .304.2.4 计算转位缸行程并选定标准行程 .304.2.5 计算切头缸工作行程并选定标准行程 .314.2.6 分析压紧缸工作行程并选定压紧缸标准行程 .324.2.7 选定抓紧缸标准行程 .324.2.8 选定切头机构移动缸标准行程 .324.2.9 计算切头机构摆动缸并选定标准行程 .324.2.10 选定抽芯缸标准行程 .334.2.11 选定定位缸标准行程 .334.3 选定各工作油缸标准型号 .33第五章 PLC 控制回路的设计 .355.1 弯管机控制系统 I/O 端口分配 .355.2 弯管机控制系统端子连线图 .365.3 弯管机控制系统程序流程图 .375.4 弯管机流程图 .38结论 .40下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985VI参考文献 .41致谢 .42下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985VII下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985VIII下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709851绪 论1.1 弯管机在自工工业中的地位和各种弯管机的性价比:现今工业发达,无论是哪一种机器设备、健身器材、家具等几乎都有结构钢管,有导管,用以输油、输气、输液等,而在飞机、汽车及其发动机,健身器材,家具等等占有相当重要的地位。各种管型品种之多、数量之大、形状之复杂,给导管的加工带来了不少的困难。对于许多小企业,家庭作坊,或者大企业中需要配管的场合,如工程机械上的压力油管,机床厂的液压管道发动机的油管健身器材的弯管等等,这些场合可能不需要功能全的弯管机,且加工的管件的难度不高,简易手动型的弯管机很可能适应。这系列弯管机采用手动夹紧,机械弯曲,机器结构简单,控制元件极少,因此价格上比较容易被用户接受。市面上现有的自动弯管机大多数是液压的,数控的(如图 1-1,1-2),也有机械传动的,但它们的占地面积较大(长度在 2.54m 之间) ,价格昂贵(25 万元人民币或更多),然而大多数用户都需求是是小占地面积小价格便宜使用方便的自动。本设计便是朝这方面的用途方面设计的自动弯管机,设计出一种价格便宜,占地面积少,使用方便的自动弯管机(长 0.9M,宽 0.8M,高 1.1M,价格 9000 元人民币左右),并着手对弯管机的性能更进一步的强化,使其能弯曲不同口径或不同的钢型、采用制动电机以提高弯曲机的弯曲精度。大大的简化了电器控制系统,方便操作。下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709852图 1-1 液压弯管机图 1-2 数控弯管机1.2 弯管机的基本原理与选择下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709853下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709854弯管机的弯曲原理,在普通情况下有以下二种情况,即滚弯式与缠绕式。如下图 1-1、1-2 分别是弯管原理图。弯 管 模 滚 弯 式缠 绕 式弯 管 模夹 紧 块 导 板下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709855图 1-3 缠绕式 图 1-4 滚弯式二者各有优缺点:缠绕式主要用于方管的弯曲其结构复杂,而滚弯式主要用于圆管弯曲也可用于方管弯曲但没有缠绕式好,但结构简单。故本弯管机采用滚弯式。弯管的步骤大致是:1.留出第 1 段直线段长度,并夹紧管子。2.弯曲。3.松开夹紧块,取出管子,使模具复位。按管形标准样件在检验夹具上检查管 形,并校正。4.重复第 1 步,直至弯完管子为止。1.3 弯管机的现状近几年,我国数控弯管机呈高速发展超势,产销也不断上升。随着数控技术不断发展与提高,使弯管机主机对配件要求与依赖都越来越高。而且具体分析,我们都应该清楚,配件技术发展间接决定了弯管机主机发展水平。从而我们可看出专业化发展方向成为我国机配床件业总体发展趋势。那么怎样才能缩小与国外工业大国差距呢,这就需要我国各大弯管机厂全力配合,企业本身要加快技术改革步伐,积极自主创新,并且勇于与国外企业多多学习。企业应该努力学习国际先进弯管机技术,全面开展创新工作,企业高层也应该鼓励并且大力支持弯管机配件创新,从而使我国弯管机配件业越做越强。由于我国经济稳定增长,我国弯管机配件业也会呈现稳定发展趋势,市场份额也将不断提高,这种带动作用使我国弯管机业不断发展,但我国弯管机配件业也存着一定不足,当然也有很好发展空间。不足之处:弯管机配件发展必须由弯管机业全面发展来进行带动,这就不得不提到我国弯管机业发展前景,我国弯管机业要想进行更稳定且快速发展,必须进行全面数下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709856控化改革及创新工作,这样才能使一系列弯管机配件业不断一起跟进前进。但我国大部分弯管机配件厂资金还比较紧张,这使技术创新改革带动了很大影响,这也我国配件水平未能快速进步重要一点。成为影响到弯管机业发展一个障碍。国产弯管机配件较国际技术来讲,无论技术还质量或性能上还与发达国家有一定差距。第二章 弯管机设计2.1 工件工艺分析此工作件采用的直径为 30mm,厚为 2mm 的无缝钢管做为弯管件,材料为 10 号钢,其最小弯曲半径为 60mm,而弯曲件的弯曲半径为 100mm,固其符合加工工艺性。弯管件要求不能有裂纹,不能有过大的外凸,不能有皱纹。其工件如图 2-1,2-2。下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709857图 2-1 无缝钢管最大半径 图 2-2 无缝钢管最小半径2.2 计算弯曲力矩由弯管力矩公式 由于弯管时弯曲半径越小所用的力矩越大,故以钢管在最小半径弯曲时的力矩来做为管的弯曲弯力矩。其式如下 2-1(2-1)2384bsrttrM其中 为弹性应力,r 为管材内径,t 为管材壁厚, 为屈服应力, 为中性层s b的弯曲半径= (2-2)9532608432683MmN40下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098582.3 电机选取由经验选取弯管机的弯管速度为 8r/min则有 (2-3) KW2608234MP由工作功率为 2KW 所以电机功率 (2-4) 54321P工、 、 、 、 分别为带传动、蜗轮传动、联轴器、齿轮、轴承的传动效率。12345取 =0.96、 =0.9、 =0.99、 =0.97、 =0.98 则345(2-5) KW5.2980790624.P由于弯管机需要弯多种型式的钢型,固选用较大功率的电机以使弯管机能够适用更大的弯曲范围,又由于弯曲机需要固有制动功能故选用配有制动功能的电机,且电机正反的频率过大,所以电机转速不宜过大,现取电机的转速为 960r/min 为宜。故选用电机的型号为 YEP132S-6,其基本性能如表 12.1表 2.1YEP132-6 的主要性能参数满载时型号 功率转速 电流 效率功率因数堵转转矩最大转达矩静制动转达矩不小于空载制动时间不大于噪声YEP132S-63KW 960r/min8.8A 77% 0.67 2.2 2.2 294Nm 04/s 71/db电机的主要安装尺寸如下AGHFILEC B1 40893847 58028 021 6315132D下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709859图 2-2 电机尺寸 表 12.2 电机的安装尺寸 单位(mm)型号 A B C D E F G H I LYEP-132S-6 280 140 89 38 80 315 216 132 210 5152.4 传动比的计算与各传动装置的运动与参数由电机转速 ,而弯管机的速度初拟为minr/9601Nr/min85N所以 总传动比 1205工由皮带轮的传动比为 14 所以取皮带轮的传动比 =2.5,由于单付齿轮的传动比1i为 18 。便拟定取齿轮传动比 =3,则蜗轮蜗杆的传动比 =16,蜗轮的传动比不大这有3i 2利于提高蜗轮的寿命。为进行传动件的设计计算,要推算出各轴的转速和转矩(或功率)。如将传动装置各轴由高速至低速依次定为 1 轴、2 轴以及, , 为相邻两轴间的传动比;1i2下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098510, 为相邻两轴间的传动效率;012P1,P 2 为各轴的输入功率( );KwT1 ,T2 为各轴的输入转矩( );mNN1 ,N2 为各轴的转速( );r/in(1) 各轴转速电机轴转速 Nm=960 r/min蜗轮小轴端(2-6)r/in384529601.i蜗轮大轴端r/i612i小齿轮转速 r/min423N大齿轮转速 /i824i工作台转速 r/in45(2)各轴的输入功率电机输出功率 KW30P蜗轮小轴输入功率 (2-2.8.96101 P7)蜗轮大轴输入功率 .50.21212齿轮小轴输入功率 K2.6.9333 P齿轮大轴输入功率 W.417052444 .工作台输入功率 29825 .工(2) 各轴输入转矩电机输出转矩 (2-m.N8429603950NPTm下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985118)蜗轮小轴输入转矩 m.N6271905284101 .iT蜗轮大轴输入转矩 .36722 .齿轮小轴输入转矩 .9610233.齿轮大轴输入转矩 m.N87244 .iT工作台输入转矩 .3126590861255 .2.5 皮带轮与皮带的计算与选择由电机转速与功率,确定了采用普通 A 型皮带作为传动带。由 A 型带的小带轮最小直径为 70mm,故定小带轮直径为 =100mm1d皮带速度验算(2-035160943160.ndv9)所以 5 =20max所以此带轮合格则从动轮 m25012.di初选 60daL则有 (2-BA210)下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098512其中 (2-11)632850143608421 .dLAda 2521 .B所以 619863262.a主动轮包角 00010 125375578 工.d带的根数 (2-12)La工KPz0其中取 W97.10.P工96.Ka0.l可得 92619703.z取 3z2.6 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择因为蜗轮蜗杆的安装为蜗杆在蜗轮的侧面所以选用 CWS 型的蜗轮蜗杆减速器,又因为蜗轮大轴输入转矩 m.N271032T下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098513蜗轮小轴输入功率 KW821.P传动比 6i所以选用蜗轮蜗杆的型号为 79351251JB/TCS其基本性能如表 2-2表 12-2 蜗轮减速器的主要友参数型号 公称传动比 转速 中心距 额定输入功率 额定输出转矩CWS-125 16 750r/min 125mm 7.781KW 1400 Nm2.7 联轴器的计算与选择由于此联轴器承受的力矩相对较大,且顾及性价比轴孔径的配合关系且弹性柱销齿式联轴器的结构简单,制造容易,不需用专用的加工设备,工作是不需润滑,维修方便,更换易损件容易迅速,费用低,因此选用弹性柱销齿式联轴器。由于 =1020.96 3Tm.N且蜗轮蜗杆的蜗轮轴径为 55mm 故选用 ZL4 联轴器,其型号为 1985084512GBXDJYZL其主要尺寸及参数如表 2-3 表 12-3 联轴器的主要参数 未标单位(mm)下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098514型号 许用转矩Nm许用转速r/min轴孔直径 轴孔长度 外径 凸圆厚度转动惯量(kgm2)重量(Kg)ZL4 1600 4000 40,45,50,55 112 84 158 89 0.046 14.82.8 轴承的选择由于弯管机需要一个平稳的平台且轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故不能选用深沟滚子轴承。且轴承受力不大,转速也较低,故可选用圆锥滚子轴承,且可选取外径较小的以使空间更紧凑和降低成本。选用 32912 和 32918 二种圆锥轴承。其主要参数及基本尺寸如表 2-4 表 12-4 轴承的主要参数 未注单位(mm)型号 小径 外径 厚度 内圈厚度 外圈厚度 额定载荷 极限转速 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 轴的初步计算与设计及校核初步计算轴径选取轴的材料为 45 钢,调质处理。(2-13)3npAdP 为轴所传递的功率, KW为轴的转速,nmin/rA 由轴的许用切应力所确定的系数,其值可取 A=10326下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098515现在取 A=115则 54.26.1534d取 m则 09.78.35取 d为了满足半联轴器的轴向定位要求,故在轴与联轴器相接间需制出一个轴肩,由于半联轴器的连接长度为 L=84mm 又因轴段长度比 L 要短些故取 L1 为 82mm,且轴径与半联轴器直径一样取 d1=55mm。轴肩后却是齿轮段,于是轴承的关系故取 d2 为 60mm,取轴承端盖的总厚度为 42mm(由箱体及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器左端面间的距离L2=10mm,由于轴承是由轴承座支撑住的,故取轴承座的高厚为 25mm,取齿轮与轴承座之间的距离为 15mm 由于齿轮的宽度为 175mm,齿轮左端需制出一个轴肩,由齿轮与轴承座之间的距离为 15mm 且轴承座与轴承之间的距离相差为 8mm,则此轴肩的长度为23mm,又因为轴承的厚度为 17mm 则轴肩之至左端要比轴承的厚度要长一点,取 18mm,其直径为 60mm。至此,已初步确定了轴的各段直径和长度。齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。查得键的截面为 键槽用键槽刀加工,长为 160mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对178hb中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为 H7/n6;同样,半联轴器与轴的联接,选用平键为,半联轴器的配合为 H7/k6。滚动轴承与轴的周向定位是借过渡m06配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为 n6。取轴端倒角为 。0452轴上载荷的计算与轴的校核m.N961023T(2-14)48610.35dFt(2-15)79.cos2tan4861costan0r下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098516(2-16)N9.8307.tan4861tan1 Fa由轴的结构尺寸及安装条件可知,作为得支梁的轴的支承跨距 a=221 ,从轴m的结构图以及弯矩各扭矩图中可以看出截面 C 是危险截面。现将计算出的截面 C 处的、 、 的值如表 2-5HMV表 2-5载荷 水平面 H 垂直面 V支反力 F N5.24301NH N7947.1052NVFF弯矩 M m/268570 /m8734/m1292VVM总弯矩 /8536/9321 NNM扭矩 T /m1093T轴的弯矩图:下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098517图 2-4 轴弯矩图进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险截面 C)的强度。则由(2-17)Mpa96.31601.22953331 WaTMca前已选定轴的材料为 45 钢,调质处理,可得= 因此 ,故安011-ca全。故小轴的结构尺寸如图 2-5下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098518图 2-5 小轴结构尺寸由于大轴的结构设计与计算大部分与小轴类同。故在此,类同的省略,且经验算此轴也为安全轴。由于轴不是与半联轴器相连,而是与工作台即弯曲模。由于转矩较大且要求工作台要较为平稳及误差小,由此轴与弯曲模的连接采用矩形花键连接。由静联接有 (2-18) pzhldTm3p102对矩形花键进行验算。 载荷分配不均系数,与齿数多少有关,一般取 =0.70.8,现取 =0.8花键的齿数 8z花键齿侧面工作高度2dDh(2-19)m368齿的工作长度 ml80花键平均直径 2dDm(2-20)608下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098519故有(2-21)pa1407.5680375.0126 MpMap 故此矩形花键安全另外,为了紧固弯曲模在轴上,从而在轴端钻了螺纹孔,其规格为 M12-深30mm,轴的主要尺寸及其结构如下图 2-6图 2-6 轴的结构尺寸2.10 齿轮的计算与设计由于齿轮传动只有一对,为利于机器的平稳,寿命及制造方便,故选用直齿齿轮传动。此机器为一般工作机器,速度不高故选用 7 级精度采用锻造制造。材料选择小齿轮材料为 40Cr(调质),硬度为 280HBS,大齿轮材料为 45 钢(调质)硬度为240HBS,二者材料硬度差为 40HBS按齿面接角强度设计(2-22)32112. HEdt ZiTKd下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098520式中取载荷系数 3.1tK取小齿轮传递的传矩 mN96.02T取齿宽系数 1d查得材料的弹性影响系数 21Mpa8.9EZ大齿轮的接触疲劳强度极限 小齿轮的接触疲劳强度极502 Mpa601各取值代入公式则得 m9.13td由于小齿轮直径为 55mm 而为了达到 1t故取 401td所以齿轮中心矩 (2-23)m2803121iat初步定 80一般 初选 11537,z ,10,21z则 (2-24)9.563cos8cos21am取 7则 (2-25)9.160cos28cos21 az取 8021则按 可得 12iz6,z则 (2-26)0217.9cosazm下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098521则小齿轮 m0.14cos1zdt大齿轮 .22t则齿厚 16840.1tdb取大齿轮厚 m702则小齿轮厚取 b51验算齿轮,由 (2-27)145701496.2313ttdTF合适 (2-28 )m/.82 NbKtA大、小齿轮的结构及尺寸如图 2-7,2-8图 2-7 大齿轮下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098522图 2-8 小齿轮2.11 大小齿轴前后端盖及轴承座的结构设计考虑到综合性能故都采用 45 号钢,由于轴主要是由钢板支撑,但由于钢板不能选用太厚,而轴承的厚度又是过厚故采用加入轴承座用螺钉紧固于钢板从而来支持轴承,从而支持轴,这样较于用轴承套焊接于钢板上或是用超厚钢板来支持轴与轴承大大的降低了成本,同时也便于安装和维修。由于受力不大所以采用四根 M10 的内六角螺钉来紧固轴的前后端盖及轴承承座,已经足够支撑。它的的结构及尺寸图 2-9,2-10,2-11,2-12 ,2-13 ,2-14下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098523图 2-9 大轴前端盖 图 2-10 大轴后端盖图 2-11 大轴承座 图 2-12 小轴承座下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098524图 2-13 小轴后端盖 图 2-14 小轴前端盖2.12 轴套的结构设计由于轴套的厚度 s 在 之间d0.25.小轴轴径为 60mm 故取小轴的轴套厚度为 6mm大轴轴径为 90mm 故取大轴的轴套厚度为 8mm 轴套的材料为 45 钢,为能与轴与轴承之间的更好,更耐久的配合,故把轴套进行调质处理,轴套的结构其尺寸如图 2-15,2-16下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098525图 2-15 大轴轴套 图 2-16 小轴轴套2.13 盖板的结构设计及计算由于在盖板上需装好多零件,如行程开关,挡料架,大小齿轮轴的端盖以及用于安装定位的孔。故盖板采用厚度为 20mm 是 45 钢。此盖板的长与度主要是由电机与蜗轮蜗杆所占的空间位置所取定的,由于电机与蜗轮蜗杆的中心距 a=519.6 m大飞轮的分度圆直径为 d 2=250电机的安装地脚宽为 L 1=280取壁至电机脚的空间长度 L 0=90取壁到大飞轮的空间长度 L 2=110m壁厚取 b 1=10又因盖板要比壁凸出以便于与壁配合 b 0=10故盖板长度 6.1024/221210 adLb取 L=1025 m盖板的宽厚主要跟大齿轮的位置及电机各自的相互空间位置有关取齿轮端到壁的距离 齿轮另一端到壁的距离 B1下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098526mB1602同大齿轮的 d5=420mm 则 m6802410521 dB则得盖板尺寸车 568hL结合其它结构需要,故其结构及尺寸如图 2-16图 2-16 盖板结构尺寸2.14 机身的结构设计与计算由于机身支撑了整套机器的零件,故机身采用厚钢板及钢管焊接而成,由于机器重且机器性能要求平稳,故用地脚螺钉来紧固机器以减少机器的振动,脚板采用 45 钢厚 10mm,尺寸为 用四个脚来支撑机器。mLB1028支撑钢管采用 20 号方管钢。型号为 46下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098527地脚高度取 h1=80mm采用 45 号厚为 20mm 的钢板来作为底板支撑电机与蜗轮蜗杆减速箱。考虑中板与与底板是距离过及支撑齿轮的问题,故在两侧多加二个钢板以增加机身的强度。侧板的尺寸 ,且在二侧有碟结配合后用薄铁板把前后面给围住。m205487hLB盖板与中板之间是齿轮的箱体机构,四边都采用 45 号钢,厚度为 20mm 的钢板与20 号钢方管焊接而成,为让机身与盖板容易装拆,以便齿轮箱内各零件容易装拆与维修,故采用盖板与机身用螺钉连接。采用四个螺钉连接。在方管上焊接一块 45 号钢厚为 20mm 的小钢板,尺寸 mhLB205487机身的基本尺寸及其结构如图 2-17下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098528图 2-17 箱体结构尺寸图2.15 弯管机的主要参数主要为机械设计部分,液压件的选型,而数控部分从简,2D 最好为 DWG 文件,3D 为 solidworks,驱动为液压泵,马达实际流量 1-16U/min,三个辊的输出件为 3个独立的液压马达,液压泵大致功率为 11KW,最大转矩 3000Nm,前轮调节 360-1100mm,辊轴直径 105mm。下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098529下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098530第三章 挡料架的结构设计3.1 挡料架的结构设计挡料架在弯管机上的作用主要是用来挡弯曲钢管时的反力,同时也具有定位的作用。 有如同夹具一般。由于本弯管机是采用滚弯式的弯管原理,故钢管与挡料轮的接触面较不大,故挡料轮的硬度不能比钢管的硬,故采用黄铜作为挡料轮的材料。挡料轮的结构主要由挡料轮、挡料轴、挡料轮架、轴承、键、轴盖、挡料座、螺纹杆、手轮等一些组成。结构设计上,由于弯管时不同型号的弯曲半径相差可能会很大,但由于 单纯在挡料轮架的调整来调整弯曲半径远远不足,故采用挡料架具有不同的定位安装位置,以增加挡料架与弯曲模的调整范围。设计了在挡料架上的调范围为 50mm 而在位置调整的范围可达 100mm。故总调整范围有 150mm。锁紧螺纹采用自锁螺纹,用手轮锁紧。滚轮主要由轴支持再结合二个滚子轴承而装于挡料轮架上,这样滚轮滚动时的滚动摩擦小有利于提高弯管的合格率。采用普通黄铜 H62 材料作为其直径 D=100mm 高度 H=60mm挡料轴采用 45 号钢轴径 D1=20mm挡料轮架采用 45 号钢尺寸为 1084hLB轴承采用深沟滚子轴承 237dD键采用 45 号钢其尺寸为 m406h挡料座采用 45 号钢其尺寸为 951LB下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098531螺纹杆采用 45 号钢其尺寸为 m1456Ld手轮的尺寸为 02D轴盖采用 45 号钢其尺寸为 56H挡料架的主要尺寸及结构如图 3-1图 3-1 挡料架尺寸结构图下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098532第四章 液压系统设计4.1 动力设计计算先根据工作条件确定各个油缸的载荷,再选定各油缸的缸径。4.1.1 压紧缸载荷分析并选定压紧缸缸径板簧在切头加工时,压紧缸压紧工件,且定位销将工件定位,工件受力分析如图4-1。图 4-1 板簧受力分析图由受力分析图知:在切头时,工件受力较复杂,不但受集中载荷切削力 F,压紧N,支持力 N1,压紧块对工件滑动摩擦力 F1,及定位销对工件反作用 F2 作用外,还受芯轴对工件的部分分布载荷 q 作用。因此,以目前的我的理论知识还无法对其进行定量的计算以求出压紧力 N1,因此只好以同型设备类比取压紧缸的缸径。压紧缸缸径取: mD324.1.2 计算切头缸载荷并选定切头缸缸径(1)钢板弹簧工件在 900 C 高温下进行切头加工,因而切头缸产生的推力(即切削下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098533力)应大于工件在 900 C 下的剪切极限力。查模具设计与制造简明手册P67 附表 2 得:40 #碳素钢在 900 C 时的剪切强度 而无 60Si2Mn 在 900 C 时的抗剪强度 2/7mkgf又查模具设计与制造简明手册P70 附表 1 得:40 #碳素钢在常温下的抗剪强度 2/48f60Si2Mn 在常温下的抗剪强度 ,类比来求 60Si2Mn 弹簧钢板在 900 C2/7mkgf时的抗剪强度 900C,折换系数 k=44/72=0.6111,则 900C =7/k=7/0.6111=11.444 2/mkgf又根据设计参数知:加工的钢板弹簧工件最大截面积 Amax=1400 ,由此计算出2切断工件所需的最大剪切力 Fmax(4-1)N48.1694.109maxa cAF因此,切头缸需要的最大推力,但考虑到液压缸的自重故可取小些max,aF(2)选定切头缸缸径考虑到油缸工作压力太高时,油缸的价格增高,同时在使用中有漏油等弊病不易解决。因此定油缸工作压力为中高压(大于 8-16Mpa)以后各油缸定工作压力同此原则。因切头缸推力较大,定其工作压力为 P=16Mpa由公式 pFDt/4max计算出油缸的缸径(以后各缸的计算同此公式)。以上公式摘自机械设计手册第四卷 P17-262。初定油缸时取 94.01.dvt用公式求出切头缸缸径 D,则下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098534查机械设mpFDt 12.694.013/4/42/1max 计手册第四卷 P17-247 表 17-6-2,取切头缸缸径 D=110 (由于切头架、液压缸等自重故不用放大 10%,并且工程上允许偏差 3%是合格的)4.1.3 计算抓紧缸载荷并选定抓紧缸缸径工件在抓紧力 N1 作用下,绕芯轴中心线同芯轴一道转动,钢板发生塑性变形产生弯曲,此时压紧块虽然对工件无压紧力作用,但工件必然因翅曲对压紧块产生一作用力,相应地压紧块对工件产生一反作用力 N2,工件越难弯曲, N2 就越大。工件受力如图 4-2。图 4-2 压紧缸受力分析现在我们可以反过来分析:假设抓紧力 N1 绝对能够抓紧工件,抓紧机构固定不动,工件此时相当于悬臂梁,在力 N2 的作用下,同样能产生塑性变形,发生弯曲。因而可以理解为 N2 产生的弯矩 M=N2L 最小应该大于板簧工件在 900时屈服极限力,才能使工件产
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