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风管道阀门体折弯机传动装置设计说明书
哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）哈尔滨华德学院毕业设计（论文）题 目风管道阀门体折弯机传动装置设计专 学 学业 号 生机械设计制造及其自动化
潘炜 段铁群 2014 年 12 月指 导 教 师 答 辩 日 期哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）摘要风管道阀门体折弯机是风阀体加工自动生产线上的一台专业设备。 风阀 体板料大都是由薄壁板料加工而成，为了增加板料刚度需要进行折弯处理。 本弯边机采用辊压成形对板料进行折弯处理。 本设计的任务是完成一台板料弯边机的总体设计和部件设计， 侧重点在 动力箱的设计。在熟悉板料弯曲拉伸理论的基础上，设计出板料折弯机的工 作原理，计算出相关参数，并确定部件及零件的型号、尺寸和动力参数。绘 制弯边机联系尺寸图、动力箱的部装图及箱体零件图，并对主要零部件进行 相关的校核计算。 板带材产品薄而宽的断面决定了板带材产品在生产和应用上有其特有 的优势条件。本设备具有结构相对紧凑、性能可靠、生产成本相对便宜、工 作效率高等特点。关键词 风阀体 ; 板料 ; 折弯机 ;传动装置I哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）AbstractThe wind pipe valve body bending machine is specialized equipment,automatic production line wind valve developed by processing of a enterprise.Wind valve plate material is composed of material processing thin plate and plate material,in order to increase stiffness the need for bending processing.The bending machine by using the rolling forming of sheet metal bending processing. This design task is to complete a platen material bending machine design and the components design,design in the power box focus.Based on familiar sheet metal bending tensile theory,design principle of plate bending machine,calculate the relevant parameters,and determine the components and parts of the type,size and dynamic parameters.Drawing bending machine contact size map,the power box part assembly drawing and box part drawing,and the main parts are related to checking calculation. Plate and strip products thin and wide section determines the product has unique advantages in the production and application conditions.The device has a relatively compact structure and reliable performance,relative to the cost of production is relatively cheap,work efficiency. K transmission deviceII哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）目 录摘要 Abstract II 第一章 1.1 1.2 1.3 绪论 课题背景 课题研究的意义 国内外研究现状 1.3.1 国内研究现状 1.3.2 国外研究现状 1.4 课题的技术要求与主要内容 第二章 工艺流程及总体方案设计 2.1 毛坯料的计算 2.1.1 计算板材的尺寸 2.2 2.3 2.4 2.1.2 最小弯曲半径 咬入条件计算 方案的最终确认 总体方案设计 2.4.1 总体布局 2.4.2 结构及构件选择 2.4.3 工作原理 2.4.4 结构特点 本章小结 传动装置设计 I1 1 2 2 2 5 6 7 7 7 8 8 12 12 13 14 15 15 16 17 17 17 18 18 192.5 第三章3.1 电机的选择 3.2 动力箱的传动方案 3.3 传动装置的运动及动力参数计算 3.3.1 传动比分配 3.3.2 各轴的转矩计算`IV哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）3.43.5 第四章 4.13.3.3 轴径的初步确定 主要部件 3.4.1 箱体的选择 3.4.2 水平轧制装置设计 3.4.3 垂直装置设计 本章小结 运动部件的设计计算与校核 带轮计算20 22 22 22 24 25 26 26 28 32 32 36 40 43 44 45 46 47 544.2 蜗杆蜗轮设计 4.3 齿轮传动设计 4.3.1 第一对齿轮的传动设计 4.3.2 第二对齿轮的传动设计 4.4 轴的校核计算 4.5 本章小结 结论 致谢 参考文献 附录 1 附录 2`V哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）第一章 绪论1.1 课题背景在现代工业生产中，由于金属板材生产效率高，重量轻，且能制出复杂 剖面形状等优点，金属板材成为应用最广泛的型材，同时折边机是最重要的 金属板材成型加工设备之一， 因此风阀阀体辊压折边机的设计也充分体现了 此课题研究的重要性。 目前，国内外金属板料成型装备正朝着高精度、数控等方向不断发展。 因其本身的重要性，所以其技术水平很大程度决定了制件的质量和成本。 金属板料成型设备在 20 世纪已经得到了全面的发展。形成了较完备的 体系并达到了较高的技术水平。现今板料成型设备技术持续发展，并形成了 许多新种类产品，如高精密压力机、弯边机、数控回转头压力机以及无模成 型压力机等。 中央空调的通风口大部分都是由薄壁板材加工而成。 为了增加刚度需要 弯边，采用冲压加工比较困难，因为板材较长，一般都长一米多，因此模具 的加工困难。而用手工加工不但精度差而且效率低。没法满足高效的自动化 的大批量的现代化生产要求。采用辊压成形能很好地解决以上问题。本成形 弯边机是专为通风口滚边而设计的，所加工的材料厚度约为 2.0~4.0mm。材 料为延展性较强的钢板或类似的金属材料，轧辊转速可调，工作台可以上下 升降、前后调节。工件最终的形状为“ U ”型。 辊压成品的制作步骤： 按照所需规格将一定宽度的金属板片经输入装置 水平匀速地送人成型辊压机， 金属板片经过串联的 12 对主轧辊和 11 对辅助 轧辊的辊压加工，逐渐变形成为所需的“ U ”形槽形状。最后经输出装置送 走进入下一走加工装置。1哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）1.2 课题研究的意义风阀体是风阀的重要组成部分，而风阀在中央空调、通风系统中起着重 要作用。随着人民生活水平的提高，生活质量的改善，空调的需求量日益增 大，使得风阀的使用量越来越大。风阀大都是由冷轧板加工而成。为了增加 刚度需要弯边，采用冲压加工比较困难，因为板材较长，一般都长一米多， 因此模具的加工困难，而用手工加工不但精度差而且效率低，没办法满足高 效、自动化、大批量的现代化生产要求 [1] 。1.3 国内外研究现状1.3.1 国内研究现状板料折弯机可以对金属板料进行各种角度的弯曲加工，具有成本低、生 产效率高、使用简单等优点，因此被广泛应用。在汽车、仪表、电器等行业 有 80% 以上的结构件都是通过金属板材成型加工获得，金属板材加工机床中 折弯机、剪切机、压力机的应用最为普遍，下面介绍一下国内板料加工机床 的发展现状 [2]。 国内生产板料折弯机的企业主要有上海冲剪机床厂、 江苏富力数控机床 有限公司、湖北三环锻压机床公司、江苏金方圆数控机床公司泰安联达锻压 设备制造公司、靖江三力锻压机床制造公司等，如图 1-1 所示[3]。江苏富力数控机床有限公生产的 EB3512 型全电伺服数控折弯机是通过 伺服电机带动滚珠丝杠驱动滑块完成折弯加工， 光栅尺精确检测滑块的位置 并反馈到数控系统，由数控系统实现对左右伺服电机进行同步控制，从而达 到精确、节能、静音折弯加工。 MB8-500*6400 型双机联动型数控折弯机工 作台长度达到 6400mm ，能够实现对长板料的折弯。 湖北三环锻压机床公司生产的 W67K ．100 ／ 3200 型数控折弯机，采用美 国 Autobend 数控系统实现两轴数控，工作台装有机械式挠度补偿装置，采2哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）用 LVD 公司的机械伺服阀控制油缸的同步性， 机械挡块控制油缸行程的结构[4]。 上海冲剪机床厂研发的 WS67K ． 160 ／ 3200 型折弯机，采用 Cybelec 公司的 Press Cad900 数控系统，实现了 7 轴数控 (X1 、 X2、 YI、 Y2 、 Z1 、 Z2、 R)[5]。北京锻压机床厂研发的 W67K ． 63 ／ 2500 型折弯机，使用 DelemDA ． 24 数控系统实现两轴数控，主机采用扭轴机械挡块式结构控制滑块行程 [6]。a） 江苏亚威机床公司b）湖北三环锻压机床公司c） 江苏杨力集团 图 1-1d） 无锡金立锻压机床公司 国内先进板料折弯机辊弯成型过程是一涉及动力学、 几何学和运动学等多学科问题的复杂成 型过程 [7]。它的变形包含纵向、横向的弯曲、伸缩等附加变形，而不仅只是 单一某个方向上的变形。由于辊弯成型的复杂性，现在还没有推导出完善的 成型理论，对辊弯成型中轧辊的设计还是以经验法为主，通过生产实践调整3哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）工艺工序， 在不断的试错中设计出合适的轧辊， 这样大大浪费了有限的资源， 降低了工作效率。随着有限元技术的发展，可以对辊弯成型进行仿真，验证 折弯机设计是否合理，并且获取合理的工艺工序，指导生产实践 [8] 。下面介 绍一下国内应用有限元法对折弯机的研究。 国内，王春新 [9] 应用有限元方法模拟了内半径为零的辊弯成型，并对 冷弯工艺中内弯曲半径为零的轧辊进行了优化。 夏雁宾通过应用有限元理论 分析了预冲孔板料的辊弯成型过程，通过仿真分析对轧辊进行了优化设计。 重庆大学黄世琦教授 [10]对 2450 大型轧机整机做了光弹分析，并且对其 中板轧机做了有限元分析， 分析结果显示压下螺母孔乘压面上和上梁与立柱 间转角内侧的应力值最大。 重庆大学余钦义教授 [11]对冷轧机机架做了有限元计算。 方法是截取横梁 的一半，然后网格划分、施加约束和载荷，进行有限元分析，并把三维分析 结果与二维分析结果对比，对比结果显示三维分析的精确度远高于二维分 析。同时可以看出转角处应力集中较大，并不是横梁应力集中最大的位置。 刘安中和李友荣 [12]两人利用有限元分析软件 ANSYS 系统地对 1000mm 粗 轧机机架进行三维建模和有限元分析， 分析结果显示有限元计算的结果和实 测值是高度符合的，并且准确的反映机架各零部件、尤其是应力集中地方的 变形趋势和应力分布：出现应力集中的位置是压下螺母孔承压面圆角附近， 所以它是机架强度最不充足的地方。 梁兴复和曲庆章两人利用光弹性实验法和有限元法对四辊液压机机架 的刚度和强度做了分析，结果显示：光弹性试验和有限元分析的结论极其相 近，并且利用有限元法，求解应力集中区域的应力值更加精准。半闭口式轧 机机架的有限元计算结果是：建立半闭口式机架接触应力问题的三维模型， 并对模型处理，从而力学模型符更加符合实际情况。按照这个模型分析的好 处是可以消除了由于简化和接触应力计算所造成的变形和应力误差， 从而提 高了计算精度，同时实例分析结果说明该计算方法的计算结果合理，相符实 际。 王俊领同志用 SAP5 程序对 4200mm 轧机机架做了有限元分析，用了 7 种方案对螺母孔处的圆角半径进行了计算，计算结果是：机架对称平面和压4哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）下螺母孔过渡圆角相交点是机架的危险点。1.3.2 国外研究现状国 外 生 产 板 料 折 弯 机 的 著 名 厂 家 有 很 多 ， 如 比 利 时 LVD 、 瑞 典 萨 耀 (sajo) 、日本天田株式会社 (Amada)、日本小松产机株式会社 (Komatsu) 、日 本村田机械株式会社 (Murata) 、瑞士海莫乐公司 (Hammerle) 、德国 FASTI 公司 (FASTI) 等公司，如图 1-2 所示。a）瑞士 Bystronicb）德国 EHTc）比利时 LVD 图 1-2 国外先进板料折弯机d）日本 Komatsu5哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）比利时 LVD 公司 [13]生产的 PPI 系列折弯机有同步误差检测系统， 能予以 保护和纠正在机床断电重新启动时，如果滑块没归零产生的运动误差。PPEB 系列折弯机除了具有 PPI 系列的功能之外，还具有精度达到 0.01mm 的板料 厚度自动检测装置，它对板料厚度实际尺寸与名义尺寸比较，对凸模进入凹 模的深度进行修正，进而补偿板厚变化对折弯角度的影响。 日本小松产机株式会社 (Komatsu) 生产的一种新型无痕下模折弯机。下 模两端装有两块可以回转的模板， 折弯机折弯时下模模板随着折弯角度的变 化而回转，使模板与板料间没有相对运动。这样就不会在凹模开口处形成的 擦痕。 瑞士海莫乐公司 (Hammerle) 70 年代开发出结构独立的三点式折弯机。 1996 年， G ． NEFUSSI 等人应用弹塑性理论对轧辊弯曲成型进行模拟， 模型中板定义为壳单元， 随后应用上述建模方法， 建立了圆管辊弯成型模型。 2001 年，韩国的 M． Kiuchi 等人 [14] 应用有限元方法研究了成型长度与 辊弯成型之间的关系，得出影响预变形板料成型长度的主要因素是加工硬 化。1.4 课题的技术要求与主要内容技术要求：生产批量： 3 万件 / 年；截面形状：呈 U 字型（详见参考图 样）；技术参数：加工材料 Q235 ，纵向长度为 1424mm ，板厚 2.0~4.0mm 。 主要内容： 1 、调研开题：调查研究、收集资料，完成开题报告 1 份。 2 、总体设计：确定设计方案，确定主要技术参数，进行初步技术，选 择主要部件，绘制阀门体折弯机总装图 1 张。 3 、部件设计：以总体设计为依据，完成必要的计算与校核，绘制阀门 体折弯机传动装置装配图 1 张。 4 、零件设计：绘制阀门体折弯机传动装置零件图 3 张。 5 、文档设计：撰写毕业设计计算说明书（ 10000 字以上） 1 份。6哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）第二章 工艺流程及总体方案设计中央空调的通风口大部分都是由薄壁板材加工而成。 为了增加刚度需要 弯边，采用冲压加工比较困难，因为板材较长，一般都长一米多，因此模具 的加工困难。而用手工加工不但精度差而且效率低。没法满足高效的自动化 的大批量的现代化生产要求。采用辊制成型能形成各种形状的弯曲板材，具 有重量轻，生产率高的特点，适用于大批量生产各种复杂剖面形状的制件。 同时各种金属板材成型加工设备是汽车、电子信息、家用电器、和仪表等行 业最重要的工艺装备之一。 因此风阀阀体辊压折边机轧制装置的设计也充分 体现了此课题研究的重要性。2.1 毛坯料的计算2.1.1 计算板材的尺寸风阀体板料纵向长度为 1424mm ，材料许用应力 ?? ? ? 375 M Pa ，弹性模 量 E ? 2.0 ?105 M Pa 。轧制后截面几何形状及尺寸见图 2-1[15] 。Ri --内径 2.0mm T--板厚 2.0mm RO ? ?外径 4mm 材料Q235 ?s ? 235 M Pa图 2-1板材截面几何形状及尺寸7哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）板料拉伸后弯角处中性层长度可表示为Ln ? ?? /1800 (? T ? Ri ) ( mm )(2-1)式中 ? ? ?弯曲角 ，?。由于 Ri / T ? 1 ，可得 ? ? 0.41 。 ? ? ?系数（由Ri / T的值决定）Ri ? ?内半径 ， r 。 T ? ?板厚 ， m m。将数值代入式 (2-1) ， Ln ? ? ? 900 /? 2 ? 2) ? 4.43 因为四个弯角 相同，所以板料中性层总宽度为 L=285.72mm 。2.1.2 最小弯曲半径最大和最小半径是影响板材性能的两个重要参数， 因此有必要对其进行 计算。 由关系式 式中Ri (min) ? 1 mm 。 Ri (min) ? CT（ 2-2 ）C--材料的系数 T--板厚 。 由 手 册 ， 查 得 C 为 0.5 。 因 此 ，本设计的 Ri (min)? 2mm 。 ，Ri (max) ? 4mm2.2 咬入条件计算本设计要求两个轧弯 90 度。初定每个 90 度分 6 道，共 12 道。第一道 轧角为 0 度，起导向及定位作用。最后一道为 90 度起定型及出料作用。板 厚为 2mm 的金属板料每道最大弯角为 25 度， 因此定为第一次弯 90 度的第一 道 0 度，第二道 20 度，第三道 40 度，第四道 60 度，第五道 80 度，第六道 90 度。第二次弯 90 度的定为第七道 20 度，第八道 40 度，第九道 60 度， 第十道 80 度，第十一道 90 度，第十二道也为 90 度。最后的一道是为了终 定型及板料出料。 考虑每道弯角为 20 度，板料进入轧辊因难，因此在每道轧辊之间加一 道辅助轧辊，对板材进行一次预弯。金属板材厚 2mm 的每道辅助弯角最大为8哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）15 度，因此定为每道 10 度，第一道不预弯，为 0 度。只起进一走定向作用。 能使轧制精度提高。在 12 道主轧辊之间共加 11 道辅助轧辊。第一道 0 度， 第二道 30 度，第三道 50 度，第四道 70 度，第五道 90 度，第六道 94 度（考 虑到回弹的作用），第七道 30 度，第八道 50 度，第九道 70 度，第十道 90 度，第十一道 94 度（考虑到回弹）。 1 ．对每道轧制力进行计算 受力几何图见图 2-2 。 由手册得 ? ? 0.15 ，可得 ? max ? 8 。轧制的图 2-2轧制的受力几何图根据公式 代入（ 2-3），可得?h ?a??h R（ 2-3 ）5.5 ? 2 ? sin 200 ? 1.282 2R ? ?h / tg 2 a ? 64.9 mm即 R 要大于 65mm ，初定轧辊半径为 70mm 2 ．第二道的受力分析 可得到弯曲梁高度为 （本设计取轧制速度为 15m/min ）。如图 2-2b ? R2 ? ( R ? 2?h)2代入（ 2-4），可得（ 2-4）b ? R2 ? ( R ? 2?h)2 =18.772 mm因此，可得到弯曲力矩的计算式M?? s bT 212[3 ? (2? s ? Rr 2 ) ] E(2-5)弯曲中心层半径为Rr ? Ri ? T / 2 ? 2 ? 2 /1 ? 3 mm9哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）代入（ 2-5），可得M? 235 ? 18.772? 22
[3 ? ( ) ] ? 4411 N.mm 12 2.0? 105又由弯曲力的计算式为 代入 (2-6) ，可得F?2M (1 ? sin ? ) L(2-6)L ? Ri ? R0 ? T ? 2 ? 4 ? 2 ? 8 mm? ? 90 ? a ? 90 ? 20 ? 70代入 (2-6) ，可得 又由阻力矩的计算式 其中 代入 (2-7)，得到 摩擦力 得到力矩 则总力矩为F? 2 ? 4411 (1 ? sin 70 ) ? .94 ? 2140 N 8M 阻 ? FLL ? b / 2 ? 18.772 / 2 ? 9.39 mm(2-7)M阻 ? 2140 ? 9.39 ? 20095 N.mmF? ? F ? ? 2140 ? 0.15 ? 321 N M ? ? F? ? R ? 321? 70 ? 22470 N.mm 。M总 ? 20095 ? 22470 ? 42565 N.mm根据上述的计算过程，可以得到各道次轧制力见表 2-110哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）表 2-1 各道次轧制力计算 弯曲角 名称 第一道 轧辊 第二道 轧辊 第三道 轧辊 第四道 轧辊 第五道 轧辊 第六道 轧辊 第七道 轧辊 第八道 扎辊 第九道 轧辊 第十道 轧辊 第十一道轧 辊 第十二道轧 辊 度? (mm) 0 20 40 60 80 90 20 40 60 80 90 咬入高 度 ?h (mm) 0 1.282 1.128 0.838 0.446 0.057 1.282 1.128 0.838 0.446 0.057 轧辊半 径R (mm) 70 70 70 70 轧辊径向 力 F r (N) 0
.6 469.22 轧辊圆周 力 弯矩 M (N.mm) 0
03.2 65 .9 3.84Ft (N)0 310 274.3 201.23 114.84 70.383 310 274.3 201.23 114.84 70.38370 70 70 70 70 70 70900.05770469.2270.3835863.8411哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）2.3 方案的最终确认本设计采用 12 对主轧辊，11 对辅助轧辊，第一对主轧辊为 0 度， （ 1～ 6 ）为轧第一个型，（ 7 ～ 12）为第二个型。 六对主扎辊角度分别为 0 度、 20 度、 40 度、 60 度、 80 度、 90 度。 各道弯角所受的弯矩见表 2-2 。根据计算，采用 R=70mm 的轧辊（以中 心距为准，即中心距为 140mm ）。表 2-2 弯角 0度 20 度 40 度 60 度 80 度 90 度 第一个 90 弯角所受的弯矩 M 弯矩 0 M=42565N.mm M=35330N.mm M=24294.9N.mm M=12303.2N.mm M=5863.84N.mm十一个辅助轧辊分别为 0 度、 30 度、 50 度、 70 度、 90 度、 94 度。 30 度、 50 度、 70 度、 90 度、 94 度。第六道、十一道辅助轧辊为 94 度是为了 考虑金属板材的回弹。2.4 总体方案设计机床设计和其他产品设计一样，都是根据市场的需求、现有制造条件和 可能采用的新工艺以及有关科学技术知识进行的一种创造性劳动。 随着科学技术的发展，机床设计工作已经由单纯类比发展到分析计算； 由单纯静力分析发展到包括静态、动态以及热变形、热应力等的分析；由定 性分析发展到定量分析，使机床产品在设计阶段就能预测其性能，提高了一 次成功率。 特别是在计算机辅助设计的发展和应用以及生产社会化的有利条 件下的今天，不仅能提高机床设计的效率，缩短设计周期，而且许多零部件 均可外购，缩短了产品的制造周期，可更好地满足市场的需求。12哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）本板料弯边机的总体设计也是符合上述要求的其设计的流程见图 2-3 。图 2-3弯边机的设计流程图2.4.1 总体布局风阀体板料弯边机现在主要有两种形式，即立式与卧式。 立式结构虽然占用空间小，但在实际流水线生产过程中存在连续性差， 生产效率低，且结构复杂、工艺性差、成本高等缺点。 卧室结构虽然占用空间较大，但在实际流水线作业中连续性好，生产效 率高，而且结构简单、制造容易、安装方便且传动链易于控制等优点。 综合对比以上两种结构形式， 显然卧式结构最适合风阀体生产厂家的实 际情况，所以本设计选用卧式结构。13哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）2.4.2 结构及构件选择本设备主要是由电机、带传动、蜗杆传动、齿轮传动、辊轮传动系统以 及输入输出装置组成见图 2-4 。图 2-4弯边机总体图由于本设备的整个工作台可以上下、前后调整位置，电机与减速箱的距 离是可变的，因此采用了带传动，并且可以通过调节电机座上的螺杆来改变 皮带的松紧。另外带传动还具有缓冲、吸振、运行平稳等特点。采用蜗杆传 动是因为它具有传动比大、结构紧凑、工作平稳的特点。由于要做成一个大 的动力箱的话蜗杆轴很长强度不好，所以把动力箱分成 6 个，每个动力箱带 动 2 对主轧辊， 每个之间再用联轴器串联联接， 这样能满足蜗杆的挠度要求。14哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）同时蜗轮扭矩较大， 能够满足与蜗轮同轴的大齿轮同时带动两组齿轮工作的 要求。采用齿轮传动，主要是其瞬间传动比恒定，从而使轧辊转速恒定。在 电机的选择上，因为要求轧辊的转速可调，所以采用了变频调速器来实现电 机的无级变速。2.4.3 工作原理如图 2-4 所示，成型辊压机工作原理为：电机通电后，通过带传动把动 力传到 6 根串联的蜗杆上。6 根蜗杆分置在 6 个减速箱内，箱体间通过联轴 器连接。每根蜗杆带动一根蜗轮轴旋转。大齿轮与蜗轮同轴，每个大齿轮分 别与其左右两侧的两个大齿轮相啮合， 每个与大齿轮同轴的小齿轮又和它上 方的小齿轮啮合，这样一个大齿轮就能带动四个小齿轮旋转。小齿轮的尺寸 是一样的，每个小齿轮轴作为减速器的输出轴。减速器共有上下两排 24 个 输出轴。这 12 对输出轴经过万向联轴器接到 12 对主轧辊轴上，经过调速电 机，使轧辊获得所需的转速，来实现对工件的渐进加工， 11 对辅助轧辊对 工件的加工起辅助作用。2.4.4 结构特点由于最终形成的“ U ”型槽变形较大，所以在辊压系统中共采用了 12 对主轧辊和 11 对辅助轧辊对金属板料进行渐变加工，这样可以提高加工精 度。为了使各个轧辊与加工工件接触处的线速度方向相同，采用一个大齿轮 带动其左右两侧的两个相同尺寸的大齿轮， 每个与大齿轮同轴的小齿轮再带 动其上方的一个小齿轮的方法，来得到我们所需的转向关系。而且各个小齿 轮的尺寸完全一致，每根轧辊轴有相同的角速度。为了调整工作台的高度， 以适应自动化生产线中下一道工序对工件高度的要求， 在本设备中采用了蜗 杆传动和螺旋传动相结合的方法。 通过蜗杆传动以及蜗轮轴孔和螺杆的螺旋 传动，把蜗杆的水平旋转转换成螺杆的垂直运动，以此改变工作台的高度。 这相对于用垫铁来改变高度，既减轻了工人的劳动强度，又提高了精度。15哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）2.5 本章小结本章完成了风阀阀体辊压折边机的工艺性分析和风阀阀体辊压折边机 的整体结构进行设计，通过对毛坯料进行咬入条件计算和轧制力计算，得到 合理的轧制工艺工序。16哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）第三章 传动装置设计3.1 电机的选择前六道的力矩为 0、 42565N.mm、 35330N.mm、 24294.9N.mm、 12303.2N.mm 、 5863.84N.mm 可见力矩是减小的。取最大力矩 T=42565 ，可计算出电机的功 率 P 及转速 n 为P?n? v ? 60 ? 103 ?DTn 9550其中， v=0.25m/s(3-1) (3-2)代入（ 3-2），得n? v ? 60 ?103 0.25 ? 60 ?103 ? ? 34.12 ?D 3.14 ?140取 n ? 34 (r / min) 取最大的力矩来计算即 M=42565 N.mm 。 共 12 道主轧辊， 11 道辅助轧辊。 M总 ? 42565? 23 ? 978995N.mmP? Tn 978995 ? ? 3.48 KW 考虑到经过多重传送，且打算采用蜗轮蜗杆传动，设备精度不高，而且 为了设备以后升级，可轧更厚的板材和提高轧制速度，取功率为 5.5KW 的 Y132W ― 4 型同步转速电机，转速为 1500r/min 。3.2 动力箱的传动方案本设计所采用 5.5KW （ Y132W ― 4 ）型同步转速电机，由上可知转速为 1500r/min 。轧制速度初定为 10m/min=0.167m/s 。则有nw ? v ? 60 ?103 0.167 ? 60 ?103 ? ? 22.79 (r / min) ?D 3.14 ?14017哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）i总 ?n0 1500 ? ? 65.81 nw 22.79动力箱的传动示意图见图 3-1 。先经过带轮减速后再传到动力箱，动力 箱采用二级传动 ,第一级为蜗杆传动 , 第二级为齿轮传动。1．电机 2.皮带 3. 联轴器 4. 涡杆轴 5.蜗杆 6. 大齿轮 7.万向联轴器 8.小齿轮 9.联轴器 10. 小齿轮 图 3-1 传动方案3.3 传动装置的运动及动力参数计算3.3.1 传动比分配考虑到蜗轮蜗杆的传动能力较大，为进一步简化结构，方便零件的生产 和加工，增强机构的通用性，在第一级蜗轮蜗杆传动时，传动比稍大些，而 第二级齿轮传动采用等转速传动。现分配如下。 1 ）分配传动比，初定带传动 i带 ? 1.65； 2 ）变速器第一级 i1 ? 40 ； 3 ）变速器第二级 i2 ? 1 ；18哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）所以总传动比 i总 ? i带 ? i1 ? i2 ? 1.65 ? 40 ?1 ? 64 。3.3.2 各轴的转矩计算0 轴，即为电机轴，其转矩 T0 计算如下。p0 ? pr ? 5.5 kw ， n0 ? 1500 r/minT0 ? 9.55p0 5.5 ?103 ? 9.55 ? ? 35.02 N.m n0 1500(3-3)Ⅰ轴，即为减速器高速轴 ( 蜗杆轴 ), 查得带传动的效率 ?VB 为 0.95, 则 可得p1 ? p0 ??VB ? 5.5 ? 0.95 ? 5.225 kwn1 ? n0 1500 ? ? 909 r/min i01 1.65T1 ? 9.55p1 5.225 ?103 ? 9.55 ? ? 54.89 N.m n1 909Ⅱ轴，即为减速器蜗轮轴 , 共有 6 根 ,功率按平分计算。查得蜗杆传动的 效率为 0.80, 滚动轴承的效率为 0.98, 则可得p2 ? p1 ??G ??B / 6 ? 5.225 ? 0.80 ? 0.98 / 6 ? 0.68 kwn2 ? n1 909 ? ? 22.725 r/min i12 40T2 ? 9.55p2 0.68 ?103 ? 9.55 ? ? 285.45 N.m n2 22.725Ⅲ轴，即为下轧辊轴 , 查得齿轮传动的效率为 0.97, 滚动轴承的效率 0.98, 则可得p3 ? p2 ??E ??B ? 0.68 ? 0.97 ? 0.98 ? 0.6464 kwn3 ? n2 22.75 ? ? 22.75 r/min i23 119哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）p3 0. T3 ? 9.55 ? 9.55 ? ? 269.9 N.m n3 22.75Ⅳ轴，即为上轧辊轴，查得齿轮传动效率为 0.97 ，滚动轴承的效率为 0.98 ，则可得p4 ? p3 ??E ??B ? 0.6464 ? 0.97 ? 0.98 ? 0.6145 kwn4 ? n3 22.75 ? ? 22.75 r/min i34 1p4 0. T4 ? 9.55 ? 9.55 ? ? 257.8 N.m n4 22.75由上述计算，可得到各轴的传动参数见表 3-1表 3-1 轴序号 0 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 功率 ( kw) 5． 5 5.225 0． 68 0． 6464 0． 6145 转速 (r/min ) .75 22.75 22.75 35.02 54.89 285.45 269.9 257.8 1 1． 65 40 1 1 0． 95 0． 75 0． 95 0． 95 各轴传动参数 转矩 (N． m) 传动比 i 效率3.3.3 轴径的初步确定1 ．Ⅰ轴 蜗杆轴由关系式d ? A0 3p n(3-4)采用 45 钢， A0 ? 112 ，代入（ 3-4），得到 5.225 d ? 112 3 ? 20.06 (mm) 909 即最小直径应大于 21mm 。 2 ．Ⅱ轴 蜗轮轴由关系式20哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）d ? A0 3p n(3-4)其中， A0为与材料有关的许用扭剪应力系数，A0在110 160 之间，采用 45 钢，取 A0 ? 112 。代入（ 3-4 ），得到d ? 112 3即最小直径应大于 35mm 。 3 ．Ⅲ轴0.68 ? 34.75 (mm) 22.75即为下轧辊轴由关系式d ? A0 3 p n(3-4)其中， A0为与材料有关的许用扭剪应力系数，A0在110 160 之间，采用 45 钢，取 A0 ? 112 ，代入（ 3-4 ），得到d ? 112 3即最小直径应大于 35mm 。 4 ．Ⅳ轴 蜗轮轴由关系式0.6464 ? 34.17 (mm) 22.75d ? A0 3p n(3-4)其中， A0为与材料有关的许用扭剪应力系数，A0在110 160 之间，采用 45 钢，取 A0 ? 112 。代入（ 3-4 ），得到d ? 112 3即最小直径应大于 34mm 。0.6145 ? 33.6 (mm) 22.75由上述计算，可得各轴的最小半径见表 3-2。表 3-2 轴号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 各轴的最小半径 最小半径 ( mm) 21 35 35 3421哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）3.4 主要部件3.4.1 箱体的选择焊接结构较之铸造结构具有强度和刚度高、重量轻、生产周期短以及施 工简便等优点。如表 3-2 所示，对铸造与焊接的优缺点进行比较。表 3-2 项目 机架重量 强度、刚度及抗震性 铸铁机架 较重 铸造机架的强度与刚度较 低，但内摩擦大，阻尼作 用大，故抗震性好 铸铁材料来源方便、 材料价格 生产周期 成本高 由于技术上的限制，铸件 壁厚不能相差过大。而为 设计条件 了取出芯砂、设计时只能 用开口式结构，影响厚度 单件小批量生产大、中型机架，如大型水 用途 大批量生产的中小型机架 压机衡梁，底座机立柱，大的轧钢机机架 等 结构设计灵活、壁厚可以相差很大，并且 可以根据工况需要， 不同部位选用不同性 能材料 廉价 生产周期长，资金周转慢， 生产周期短、能适应市场竞争的需要 价格高 铸造焊接比较 焊接机架 钢板焊接毛坯比铸造毛坯轻 30%，比 铸钢毛坯轻 20% 强度高、刚度大，对同一结构的强度为铸 铁 2.5 倍，钢的疲劳强度为铸铁的三倍综上类比，最后选择焊接箱体，选择板材为 25mm 的 Q235 。3.4.2 水平轧制装置设计由于风阀体的 U 型槽较大，所以应用轧辊对冷轧板进行渐变加工，以保22哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）证加工精度。轧辊系统包含了 12 对水平轧辊和 11 对垂直轧辊。轧辊成形原 理是由多对成形轧辊轴顺次对板料变形并向前送进的滚压成形。 滚压成形是 从板料的两边开始弯曲成形，再顺次成形到中间，最后成型为 U 型槽。1、轧辊支架； 2、端闷盖； 3、轧辊支撑体； 4、调心轴承； 5 、端透盖 6、密封圈； 7 、下轧辊； 8、平键； 9、上轧辊； 10 、半圆压环； 11、压紧丝杠； 12 、螺钉； 13 、法兰螺母； 14、螺母 图 3-3 水平轧制装置简图由于轧制的风阀体板料厚度是从 2mm-4mm ，所以要求水平轧制装置的 上、下轧辊之间的距离是可调的，而下排轧辊安装时要求保持水平且受到的 力较大，因此下排轧辊轴是固定不动的。由于上、下两个轧辊都与支架槽型 连接，当调整上轧辊轴承座时，需要旋转压紧丝杠，使压紧丝杠带动上轧辊 轴承座向上移动， 从而改变两个轧辊的相对高度以实现调整上下轧辊间的间 隙。水平轧制装置的结构见图如图 3-3 所示。其余的 12 轧制装置结构大体 相似，只是上下轧辊不同。23哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）3.4.3 垂直装置设计在 12 道水平轧辊之间共加 11 道垂直轧辊。第一道 0 度，第二道 24 度， 第三道 67 度，第四道 85 度，第五道 92 度，第六道 90 度，第七道 24 度， 第八道 67 度，第九道 85 度，第十道 92 度，第十一道 90 度。 11 道垂直轧辊的作用：a，对板料起定向作用；b ，对板料起定型作用， 且垂直轴都采用一样的轴。第一道垂直辊，板材平整无弯曲。 由上述垂直辊作用可知，垂直辊的左右上下都可以取中心对称，且垂直 辊轴中心上下处都需要安装轴承，为保证轴承在固定位置。则需要在垂直辊 的中心位置设计为凸台形状，且上下面用螺钉固定垂直辊端盖。 垂直辊外框尺寸设计只须依据板料弯曲形状来确定尺寸。 取垂直辊外部 台阶高 b1=10mm ，板料顶端与垂直辊接触处间距 L=106mm ，板料上下接触与 垂直辊外框相距 L1=9m 。由于板材厚度为 2mm ，则取垂直辊间距 b=2.1mm 。 由此尺寸设计，可画第一道垂直装置简图如图 3-4 所示。1、导辊座； 2 、导支板； 3、扁螺母； 4 、导辊轴； 5、导辊端盖； 6、锥滚轴承； 7、垂直辊； 8、轴套； 9 、扁螺母 图 3-4 第一道垂直辊简图24哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）3.5 本章小结根据工序要求，制订传动方案、分配各轴的传动比进行动力分析。并对 比不同形成的箱体， 确定箱体方案， 同时设计水平轧制装置和水平轧制装置， 确定每道轧制工艺的轧辊、水平辊的结构。25哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）第四章 运动部件的设计计算与校核4.1 带轮计算由上一章可知，电动机为 Y132W-4，功率 P=5.5KW ，转速 n=1440r/min 。 则带轮的设计计算与校核具体如下。 1 ．定 V 带型号和带轮直径 工作情况系数 Ka ，可查得 Ka=1.3 功率 Pc=Ka.P=1.3 ? 5.5=7.15 KW 选带型号，由功率 Pc 可知，取 B 型 小带轮直径，可取 D1=100mm Dn 100 ?1440 大带轮直径， 由 D2= (1 ? ? ) 1 1 ? (1 ? 0.01) ? =170 mm （设 ? ? 1% ） n2 872.7 大带轮转速， n2 ? (1 ? ? ) 2 ．计算带长Dm ? D2 ? D1 170 ? 100 ? =135 mm 2 2 D2 ? D 170 ? 100 ? =35 mm 2 2D1n1 100 ? r/min ? (1 ? 0.01) n2 170??初定中心距 a=600mm 。 则带长L ? ? Dm ? 2a ? ?2 a(4-1)代入 (4-1)，可得 L ? ? Dm ? 2 a ? 基准长度取 Ld ? 1800 mm。 3 ．求中心距和包角 中心距?2 352 ? ? ?135 ? 2 ? 600 ? =1636.04 mm a 60026哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）a?L ? ? Dm 1 ? ( L ? ? D m ) 2 ? 8? 2 4 4(4-2) 代入 (4-2) 可得 a ??L ? ? Dm 1 ? ( L ? ? D m ) 2 ? 8? 2 4 41800 ? ? ?135 1 ? (1800 ? ? ?135) 2 ? 8 ? 352 4 4=687 mm 小轮包角a1 ? 1800 ? D2 ? D1 ? 60 a? 180 ?170 ? 100 ? 60 =173.52 °。 6874 ．求带根数带速v?? D1n160 ?1000?? ? 100 ? 144060 ?1000=7.536 m/s传动比i? n1 1440 ? =1.26 n2 1140带根数可查得 P0=1.27KW ， Ka=0.74 ，取 KL=0.92 ， ?p0 ? 0.40 得到z? pc ( p ? ?p0 )k a kl(4-3)代入（ 4-3），可得 z ? 5 ．计算轴上载荷pc 7.15 ? =5 根 ( p ? ?p0 )k a kl (1.27? 0.40) ? 0.92 ? 0.74张紧力F0 ? 500 pc 2.5 ? K a ( ) ? qv 2 vz Ka pc 2.5 ? K a ( ) ? qv 2 vz Ka27(4-4)代入 (4-4)，可得F0 ? 500哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）? 500 ?7.15 2.5 ? 0.74 ?( ) ? 0.17 ? 7. ? 5 0.74=235.3N 轴上载荷FQ ? 2 zF0 sin代入 (4-5)，可得a1 2 a1 2173.520 =2350N 2(4-5)FQ ? 2 zF0 sin? 2 ? 5 ? 235.3 ? sin4.2 蜗杆蜗轮设计蜗杆采用 45 钢，表面硬度 &45HRC 。蜗轮材料采用 ZCuSn10P1 ，砂型铸 造。具体计算如下。 1 ．初选 [ d1 / a ]当量摩擦系数， vs ? v1 / cos r ? 4m/s7m/s取大值?v ? 0.03 ?v ? 10 40'，选 [ d1 / a ]值，在 i=40 线上中间区域选一点，有[d1 / a] ? 0.4，? ? 6 ，?1 ? 0.60 。2 ．中心距计算 蜗轮转矩T2 ? T1i?1 ? 54.89 / 6 ? 40 ? 0.95 =347637N.mm使用系数取 K A ? 1.1 转速系数，zn ? (1 1 ? ? n2 22.75 ? 1) 8 ? ( ? 1) 8 =1.08 8 8弹性系数，根据蜗轮副材料查得 zE ? 147 MPa28哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）寿命系数，zh ? 600 =1.13&1.6 ? Lh 12000接触系数，可查得 z? ? 2.7 接触疲劳极限，可查得 ? H lim ? 265MPa 接触疲劳最小安全系数，自定，选 SH lim ? 1.3a ? 3 K AT2 ( Z E Z ? S H lim 2 . ) Z n Z h ? H lim Z E Z ? S H lim 2 . ) Z n Z h ? H lim中心距，(4-6)代入 (4-6),可得a ? 3 K AT2 (147 ? 2.7 1.3 2 ? 3 1.1? 347637( . ) ? 182 ，取 a=190mm 。 1.08 ?1.13 2653 ．传动基本尺寸 查得 ? ? 60Z1 ? 1蜗杆头数蜗轮齿数 Z2 ? iZ1 ? 40? 1=40模数 取 m ?7m ? (1.4 1.7) ? 6.65 8.07a 190 ? (1.4 1.7) Z2 40d1 ]? a 蜗杆分度圆直径 a ? 0.4 ?190 ? 176 d1 ? [取 d1 ? 105 mm。 蜗轮分度圆直径，d2 ? mz2 ? 7 ? 40 =280 mm29哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）蜗杆导程角， tg? ?Z1m 1? 7 ? ? 0.067 ，查得 ? ? 3.35 d1 105b2 ? 2m(0.5 ?蜗轮宽度，d1 ? 1) m 105 ? 1) ? 63 7? 2 ? 7(0.5 ?取 b2 ? 63mm 。 蜗杆圆周速度， v1 ?? d1n160 ?1000?? ?105 ? 90960 ?1000=4.995m/s相对滑动速度， vs ? v1 / cos r ? 4.995 / cos 3.35 =5.02m/s 当量摩擦系数，可查得?v ? 0.023 ， ?v ? 1.304 ．齿面接触疲劳强度验算[? H ] ? Z n Z h许用接触应力，? 1.08 ?1.13 265 =202.3 MPa 1.3? H limS H lim最大接触应力，? H ? ZE Z?K AT2 1.1? 347637 ? 147 ? 2.7 =171.6&202.3MPa 合格。 3 a 1903齿根弯曲疲劳极限5 ．轮齿弯曲疲劳验算 可查得 ? F lim ? 115MPa弯曲疲劳最小安全系数，自取， SF lim ? 1.4 许用弯曲疲劳应力， [? F ] ? 轮齿最大弯曲应力， ? F ?? F limS F lim?115 =82MPa 1.42K AT2 2 ?1.1? .6&82 MPa 合格。 ? mb2 d2 7 ? 63 ? 28030哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）6 ．蜗杆轴挠度验算轴惯性矩，I?? d1464?? ?105464=5.96 ×106 mm4允许蜗杆挠度 , [? ] ? 0.01m ? 0.01? 7 得 [? ] ? 0.07mm 蜗杆挠度，? ? Ft l 3 tg 2 at ? tg 2 (? ? ? v ) / 48EI2(4-7)代入 (4-7)，可得? ? Ft l 3 tg 2 at ? tg2 (? ? ? v ) / 48 EI2tg 2 200 ? tg 2 (3.35 ? 1.30) 2 ?
? 800 200 48 ? 206 ?103 ? 5.96 ?106=0.027mm 合格 7 ．温度计算 传动啮合效率，?1 ? tan ? / tan(? ? ?v )? tan 3.350 / tan(3.350 ? 1.30 )=0.807 搅油效率，自定， ?2 ? 0.99 轴承效率，自定， ?3 ? 0.99 总效率? ? ?? 1 2?3 ? 0.807 ? 0.99 ? 0.99 =0.79散热面积估算 , A ? 9 ?10?5 a1.88 ? 9 ?10?5 ?.467m2 箱体工作温度t1 ? 1000 P 1 (1 ? ?1 ) ? t0 ?w A(4-8)代入 (4-8)，可得? ? 0.79) ? 20 =52.6°＜ 70°合格 15 ?1.46731哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）4.3 齿轮传动设计4.3.1 第一对齿轮的传动设计齿轮用 45 号钢，调质处理，硬度 229HB~286HB ，平均取 240HB 。计算步 骤如下。 1 ．齿面接触疲劳强度计算 （ 1）初步计算 转矩 T2 ， T2 ? 9.55 ?106 齿宽系数，取 ?d ? 0.32P2 0.68 =288808N.m ? 9.55 ?106 n2 22.75接触疲劳极限，取? H lim1 ? 580MPa ? H lim 2 ? 580MPa[? H 1 ] ? 0.9 ? ? H lim1 ? 0.9 ? 580 [? H 2 ] ? 0.9 ? ? H lim2 ? 0.9 ? 580初步计算的许用接触应力 [? H ] ，Ad 值 ，可查得 Ad =80初步计算的小齿轮直径， d1 ? Ad 3T2 u ?1 . 2 ?d [? H ] u(4-9)代入 (4-9)，可得 d1 ? Ad 3T2 u ?1 . 2 ?d [? H ] u ? 1 . ? 176 0.32 ? 5222 1? 80 ? 3取 d1=180mm 。初步齿宽， b ? ?d d1 ? 0.32? 180=57.6 ，取 b ? 63 mm 。32哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）（ 2）校核计算 圆周速度 ? ， v ? 精度等级选 8 级 齿数 Z 和模数 m ，取齿数 Z1 =30 Z2 =30 m= 使用系数 K A ，可查得 K A ? 1.35 动栽系数 KV ，可查得 KV ? 1.2 齿间载荷分配系数 K Ha ，先求Ft ? 2T2 2 ? 288808 ? ? 3208 N d1 180 d1 180 ? ?6 Z1 30? d1n160 ?1000?? ?180 ? 22.7560 ?1000=0.214 m/sK A Ft 1.35 ? 3208 ? ? 68.74N/mm b 63? a ? [1.88 ? 3.2(? [1.88 ? 3.2(1 1 ? )]cos ? Z1 Z 21 1 ? )] ? 1.667 30 30Z? ?由此得， K Ha ?4 ? ?a 4 ? 1.667 ? ? 0.604 3 31 1 ? ? 2.73 2 Z? 0.6042齿向载荷分布系数 K H ?K H ? ? A ? B( b 2 ) ? C.10?3 b d1(4-10)代入 (4-10)，可得 K H ? ? A ? B(b 2 ) ? C.10?3 b d1? 1.17 ? 0.16 ? 0.3192 ? 0.61?10?3 ? 6333哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）=1.502 载荷系数 K ， K ? K A KV K H? K H ? 1.35 ?1.2 ?1.33 ?1.502 ? 2.88 弹性系数 Z E ，可查得 Z E = 189.8 MP 节点区域系数 Z H ，可查得 Z H =2.5 接触最小安全系数 S H min ，可查得 S H min =1.05 总工作时间 t h ， th ? 10 ? 300 ? 8 ? 0.3 ? 7200h 应力循环次数 N L ， N L1 = 60? ntn ? 60 ? 2 ? 22.75? 7200 ? 1.97 ?107NL2 ? N L1 ? 0.985 ?107 i?2接触寿命系数 Z N ，可查得 接触应力， ?? H 1 ? ?Z N 1 ? 1.27 Z N 2 ? 1.29? 1.05 ? 702 MPa? H lim1Z N 1 580? 1.27S H min?? H 2 ? ?验算， ? H ?? H lim 2 Z N 1S H min?580 ?1.29 ? 713 MPa 1.052kT1 u ? 1 . ? 485MPa & ?? H 1 ? bd12 u计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。 （ 3）确定传动主要尺寸和实际分度圆直径 模数取标准值 m=6 ，齿数为 Z=30 。对分度圆进行圆整，即d1 ? mz1 ? 6 ? 30 ? 180 mm34哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）d2 ? mz2 ? 6 ? 30 ? 180 mm中心距 a a= 齿宽 bb1 =? d d1 ? 0.32 ?180 ? 57.6 mmm( z1 ? z2 ) 6 ? (30 ? 30) ? ? 180 mm 2 2b2 ? ? d d2 ? 0.32 ?180 ? 57.6 mm2 ．齿根弯曲疲劳强度验算 重合度系数 Y? ， Y? = 0.25 ? 验算如下 ,0.75?a? 0.25 ?0.75 ? 0.68 1.744齿间载荷分配系数 K Fa ， K Fa ? 齿向载荷分配系数 K Fb ， K Fb =1 1 ? ? 1.47 Y? 0.68b 57.6 ? ? 10 取 K Fb =1.21 。 h 2.25 ? 2.5载荷系数 K ， K ? K A KV Ka Kb ? 1.35 ?1.2 ?1.47 ?1.21 ? 2.88 齿型系数 YFa ，可查得 YFa1 =2.34 ， YFa 2 =2.34 应力修正系数 YSa ，可查得 YSa1 =1.72 ， YSa 2 =1.72 弯曲疲劳极限 ? F lim ，可查得 ? F lim1 =600MPa ， ? F lim 2 =450MPa 弯曲最小安全系数 S F min ，可查得 S F min =1.2 应力循环次数 N L ， N L1 ? 1.97 ?107 ， N L 2 ? 0.985 ?107 弯曲寿命系数 YN ，可查得 YN 1 =0.95 ， YN 2 =0.9735哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）尺寸系数 Y X ， Y X =1.0 许用弯曲应力 ?? F ??? F1 ? ? ?? F 2 ? ?验算? F lim1YN 1YXS F min S F min? ?600 ? 0.95 ?1.0 ? 485 MPa 1.20 450 ? 0.97 ?1.0 ? 364 MPa 1.20? F lim2YN 2YX? F1 ?代入 (4-11)，可得 ? F 1 ??2 KT1 YFa1YSa1Y? bd1m(4-11)2 KT1 YFa1Y Sa1Y? bd1m2 ? 2.62 ? 240 ? 342 ? 2.34 ? 1.72 ? 0.68 ? 43.6 MPa 57.6 ?180 ? 6? F 2 ? ? F1YFa 2YSa 2 2.34 ?1.72 ? 43.6 ? ? 42.37 MPa YFa1YSa1 2.34 ?1.72? F 1 〈 ?? F1 ? ， ? F 2 〈 ?? F 2 ?传动无严重过载，故不作静强度校核。4.3.2 第二对齿轮的传动设计齿轮用 45 号钢，调质处理，硬度 229HB~286HB ，平均取 240HB 。计算过 程如下。 1 ．齿面接触疲劳强度计算 （ 1）初步计算 转矩 T3 ， T3 ? 9.55 ?106P3 0.N.m ? 9.55 ?106 n3 22.7536哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）齿宽系数，可查得 ?d ? 0.32 接触疲劳极限，可查得? H lim1 ? 580MPa ? H lim 2 ? 580MPa[? H 1 ] ? 0.9 ? ? H lim1 ? 0.9 ? 580 [? H 2 ] ? 0.9 ? ? H lim2 ? 0.9 ? 580初步计算的许用接触应力 [? H ] ，Ad 值 ，可查得 Ad =80 初步计算的小齿轮直径d1 ? Ad 3 ? 80 ? 3T2 u ?1 . 2 ?d [? H ] u ? 1 . ? 140 0.32 ? 5222 1取 d1 ? 140mm 。 初步齿宽， b ? ?d d1 ? 0.32? 140=44.8mm ，取 b ? 63mm 。 （ 2）校核计算 圆周速度 v ?? d1n160 ?1000?? ?140 ? 22.7560 ?1000=0.167(m/s)精度等级，选 8 级 齿数 Z 和模数 m ，取齿数 Z1 =25 Z2 =25 m= 取 m=6mm 使用系数 K A ，可查得 K A ? 1.35 动栽系数 KV ，可查得 KV ? 1.2 齿间载荷分配系数 K Had1 140 ? ? 5.6 Z1 2537哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）Ft ?2T3 2 ? 271345 ? ? 3014 N d1 180K A Ft 1.35 ? 3409 ? ? 73N/mm b 63? a ? [1.88 ? 3.2(? [1.88 ? 3.2(1 1 ? )]cos ? Z1 Z 21 1 ? )] ? 1.624 25 25Z? ?由此得 K Ha ?4 ? ?a 4 ? 1.624 ? ? 0.889 3 31 1 ? ? 1.2626 2 Z? 0.8892齿向载荷分布系数 K H ?K H ? ? A ? B( b 2 ) ? C.10?3 b d1? 1.17 ? 0.16 ? 0.3192 ? 0.61?10?3 ? 63 =1.325载荷系数 K K ? KA KV KH? KH? = 1.35 ?1.2 ?1.33 ?1.325 ? 2.78 弹性系数 Z E ，可查得 Z E = 189.8 MPa 节点区域系数 Z H ，可查得 Z H =2.5 接触最小安全系数 S H min ，可查得 S H min =1.05 总工作时间 t h ， th ? 10 ? 300 ? 8 ? 0.3 ? 7200 h 应力循环次数 N L ， N L = 60? ntn ? 60 ??22.75 ? 7200 ? 0.983?107NL2 ? N L1 ? 0. i?238哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）接触寿命系数 Z N ，可查得 接触应力Z N 1 ? 1.27 Z N 2 ? 1.29?? H 1 ? ? ?? H 2 ? ?验算? H lim1Z N 1S H min? ?580 ?1.27 ? 702 MPa 1.05 580 ?1.29 ? 713 MPa 1.05? H lim 2 Z N 1S H min?H ?2kT1 u ? 1 . ? 376(MPa) & ?? H 1 ? bd12 u计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。 （ 3）确定传动主要尺寸和实际分度圆直径。 模数取标准值 m=6 ，齿数为 Z=25 。对分度圆进行圆整，即d1 ? mz1 ? 6 ? 25 ? 140 mmd2 ? mz2 ? 6 ? 25 ? 140 mm中心距 a 齿宽 ba=m( z1 ? z2 ) 6 ? (25 ? 25) ? ? 140 mm 2 2b 1=? d d1 ? 0.32 ?140 ? 44.8 mmb2 ? ? d d2 ? 0.32 ?140 ? 44.8 mm 取 b1 = b2 =63mm2 ．齿根弯曲疲劳强度验算 步骤如下 0.75 0.75 重合度系数 Y? , Y? = 0.25 ? ? 0.25 ? ? 0.712 ?a 1.624 齿间载荷分配系数 K Fa ， K Fa ?1 1 ? ? 1.40 Y? 0.71239哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）齿向载荷分配系数 K Fb ， K Fb = 取 K Fb =1.21b 63 ? ? 11.2 h 2.25 ? 2.5载荷系数 K , K ? K A KV Ka Kb ? 1.35 ?1.2 ?1.40 ?1.21 ? 2.63 齿型系数 YFa ，可查得 YFa1 =2.34 ， YFa 2 =2.34 应力修正系数 YSa ，可查得 YSa1 =1.72 ， YSa 2 =1.72 弯曲疲劳极限 ? F lim ，可查得 ? F lim1 =600MPa ， ? F lim 2 =450MPa 弯曲最小安全系数 S F min ，可查得 S F min =1.2 应力循环次数 N L ， N L1 ? 0.983 ?107 ， NL 2 ? 0.65 ?107 弯曲寿命系数 YN ，可查得 YN 1 =0.95 ， YN 2 =0.97 尺寸系数 Y X ， Y X =1.0 许用弯曲应力 ?? F ??? F1 ? ? ?? F 2 ? ?? F lim1YN 1YXS F min? ?600 ? 0.95 ?1.0 ? 485 MPa 1.20 450 ? 0.97 ?1.0 ? 364 MPa 1.20? F lim2YN 2YXS F min? F1 ??2 KT1 YFa1YSa1Y? bd1m2 ? 2.62 ? 240 ? 342 ? 2.34 ?1.72 ? 0.68 ? 51.1 MPa 45 ?186 ? 3? F 2 ? ? F1YFa 2YSa 2 2.34 ?1.72 ? 51.1? ? 47.6 MPa YFa1YSa1 2.34 ?1.7240哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）? F 1 〈 ?? F1 ? ， ? F 2 〈 ?? F 2 ?故传动无严重过载，故不作静强度校核。4.4 轴的校核计算本动力箱共有四类轴，分别为减速器高速轴 ( 蜗杆轴 ) ，减速器蜗轮轴， 下轧辊轴和上轧辊轴。由于第一个动力箱受力相对较大，故本校核计算以第 一个箱体为例，而这四根轴中，在取同样的轴径下，以减速器高速轴 (蜗杆 轴 )受力最大，也最为复杂。故只校核减速器高速轴 (蜗杆轴 ) 即可。以下以 弯曲应力计算法进行校核。 减速器高速轴 ( 蜗杆轴 ) 的校核计算如下。 1. 初步计算 轴的计算如下。p n1 ）最小轴径的计算，有关系式d ? A0 3(4-12)采用 45 钢，故 A0 ? ?与材料有关的许用扭剪应力系数，A0 ? 110 160间，A0 ? 112 。代入（ 4-12 ），得到 d ? 112 35.225 ? 20.06 mm，即最小直径应大于 90921mm 。 2 ）小齿轮受力计算 2T 2? 54890 圆周力 Ft ? ? ? 1829.67N.mm d1 60 径向力 FR ? Ft tan an ? 1829.67 ? tan 20? 665.9N.mm 轴的受力见图 4-141哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）Fr FQ FR &1FR '2Fa FR '1FtFR &2图 4-1轴的受力图水平面反力Fr'1 ? Fr'2 ? Fa 6066.2 ? N ? 3033.1 N 2 2垂直面反力Fr&1 ? Fr&2 ? Fr 16666.7 ? N ? 8333.3 N 2 2由弯矩公式得到 水平面的最大弯矩15 ? 38 M max ? 3033.1? ( ) ? 80377.15 N.mm 2垂直面的最大弯矩15 ? 38 M max ? 8333.3 ? ( ) ?
N.mm 2合成弯矩为，2 2 M ? M xy ? M xz =
N.mm许用应力为 用插入法可得到[? 0b ] ? 135(MPa)， [? ?1b ] ? 78.75 MPa应力校正系数??当量转矩[? ?1b ] 78.75 ? ? 0.58 [? 0b ] 13542哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）? T ? 0.58 ? 400000 ? 232000 N.mm当量最大弯矩发生安装在小齿轮的中间截面处，则2 =N.mm .662 ? 232000 M ' ? M 2 ? (?T ) 2 = 2209783 ）校核轴径 校验d ?3M' 0.1[? ?1b ](4-13)代入 (4-13)，得到 d ? 3M' =34mm ? d0 ? 40mm 0.1[? ?1b ]所以轴并无严重过载 ,不要进行强度校核。4.5 本章小结通过计算得出 V 带型号是 B 型，小带轮直径是 100mm ，大带轮直径是 170mm ， 基准长度取 1800mm ， 中心距 687mm ， 小轮包角 173.52 °轴上载荷 2350N 涡轮采用 45 钢，中心距 190mm ，涡轮齿数取 7 ，蜗杆分度圆直径 105mm ，涡 轮分度圆直径 280mm ，涡轮宽度 63mm ，通过验算，齿面接触疲劳强度合格， 蜗杆轴挠度合格。第一对齿轮的初步齿宽 63mm ，通过验算接触疲劳强度合 适，齿轮尺寸无需调整。传动无严重过载。第二对齿轮的初步齿宽 63mm ， 通过验算接触疲劳强度合适，齿轮尺寸无需调整。传动无严重过载。轴的最 小直径应大于 21mm ，通过验算得到轴无严重过载，不要进行强度校核。43哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）结论本文在充分调研国内外板料折弯机的实际应用和分析国内外现有板料 折弯机的特点和发展趋势的趋势上，针对中央空调风阀体需求大、生产效率 低的问题，提出了风阀阀体折弯机专用机床的设计方案，完成了折弯机的工 艺性分析、传动方案设计、轧制力计算，确定了主要部件的结构，完成了折 弯机的总体设计。主要完成了以下工作和研究： 1. 对板料折弯机进行调研，结合风阀阀体板料实际的生产要求，提出了 风阀体专用折弯机的设计方案，它满足大批量、高效率、自动化的要求。 2. 通过对风阀体折弯机的研究，了解了板料中性层的计算和轧制工艺的 安排， 进行了折弯机的总体部装设计， 制订了传动方案并分配了各轴传动比。 依据传动方案和工序要求，设计出每道轧制工艺的垂直轧辊和水平辊结构， 同时对箱体的选择进行了分析和说明。 3. 对动力箱的一些主要部件进行了设计和计算，并对部件进行了校核， 确保机器能正常的运转。 风阀阀体专用折弯机是一种应用潜力大、结构复杂的机械系统，由于本 人能力有限，对某些问题的研究与理解不够深入，还需要进一步的学习，对 折弯机的研发也有待进一步的完善与创新。 主要还是要进一步完善轧辊结构 的设计，把轧辊设计成辊套式组合轧辊，当轧辊磨损时主要更换磨损部分就 行了，这样才能适应压力更高、速度更快的轧制过程，降低生产成本。44哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）致谢四年的大学学习， 让我对机械设计与制造方面的知识有了一个系统而又 全面的认识。毕业设计是我们学习中一个重要的实践性环节，是一个综合性 很强的设计任务，它为我们以后从事技术工作打下了一个良好的基础，对我 们掌握所学知识情况进行了全面而又直观的检测。 为了能够较好的完成这次 毕业设计，我投入了万分的精力作了充分的准备工作。 首先，我先针对毕业课题来考虑，在指导老师的指点和帮助下，对所需 的资料进行搜集和整理，根据设计的要求，再对资料做一个简单的归类。 其次，根据指导老师给出的设计任务要求，先制定设计的总体方案，按 照指导老师要求的设计进度，一步步的完成此次的设计任务。 毕业设计虽已结束，但想想我在其中所学到的知识，所遇到的困难，仍 记忆犹新。它让我明白了无论是设计新产品，还是改造老产品，都是一个复 杂的技术过程，容不的半点含糊。设计人员应先明白设计的目的，了解产品 的价值和实用性。其次，要对设计的产品进行构思，确定总体方案，查阅资 料，最后编写设计说明书，进行绘图。 这次毕业设计培养我独立设计思考的和分析解决问题的能力， 拓宽了我 的知识面，感谢所有关心我的各位老师和同学，最后祝华德学校越来越好。45哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）参考文献1 张明富，黄治中．国内外折弯机、剪板机现状和发展趋势 [J]．锻压机械， 1994(7) ： 34―36. 2 王蕾， 王春生 . 我国金属板材加工机床的技术进步与发展 [J]． 机械工人 (热 加工， 2009， (4)： 20-22 ． 3 俞新陆．板件柔性制造系统 [M] ．北京：机械工业出版社， 2008 ： 74-83 ． 4 朱乃燔．国内外折弯机技术的最新发展 [J]．锻压机械．1995 ，30(6) ：9-13 ． 5 田万英 . 基于有限元的折弯机压力补偿技术研究 [D] ．扬州：扬州大学， 2010 ： 3-7 ． 6 王春生．CIMl2007 金属成型机床展品评述 [J]．世界制造技术与装备市场， 2008， (4) ： 76-79． 7 史永凌． 先进高强度钢辊弯成型有限元仿真研究 [D] . 北京： 北方工业大学， 2006 ： 8-12． 8 夏雁宾． 辊弯成型计算机仿真及在预冲孔板料中的应用研究 [D]. 北方工业 大学硕士学位论文， 2003 ： 2-5． 9 王春新． 辊弯成型过程的计算机仿真在工程实例中的应用研究 [D].北方工 业大学硕士学位论文， 2003 ： 5-8 ． 10 黄世琦，曹震，祖正华．2450 钢板轧机机架的三维有限元及整机光弹性 分析 [J]．重型机械， 1987 ， (10):41-49． 11 余钦义．冷连轧机架的三维有限元分析 [J]．重型机械， 1985 ， (6):1-9 ． 12 李友荣，刘安中．1000mm 初轧机机架的三维有限元分析 [J]．武汉钢铁学 院学报， 1992 ， 9(3):278-288 ． 13 LVD Company． Press Brake Technical Manual[M] ． ． 14 M ．Kiuchi ，H．Moslemi Naeini ，K．Shintani ．A Numerical Sireulation for the Reshaping of Non[J] ． Circular Pipes 9th Intemational Conference on Sheet Metal ， Leuven ， 2001 ： 587-594 ． 15 机械设计手册编委会编写组 . 机械设计手册 3. 机械工业大学出版社， 46哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）附录一Bending machine Bending machine into manual bending machine, hydraulic bending machine and CNC bending machine. Hydraulic bending machine press synchronous mode can be divided into:twisted axis,liquid synchronization and electrohydraulic aynchronization Hydraulic bending machine press movement can be divided into: on moving down. Including the stent, worktable and clamping board, placed on the table, workbench stent by base and linking piece, base through the hinge and clamping plate connected by mountain shell, base plate, coil and composed, coil in the sag, shell seat top cover A sag. When used by wire to coil electrify, after electrify to produce gravitational attraction, thereby realize plate embossed sheet of between the clamping and base. As a result of thelectromagnetic force, and makes the linking piece can make clamping workpiece requirements, but also of the workpiece with wall. Bending machine can replace bending machine mould, thus to satisfy various demands of workpiece! Bending machine working principle Bending machine including stents, worktable and clamping board, placed on the table, workbench stent by base and linking piece, base through the hinge and clamping plate connected by mountain shell, base plate, coil and composed, coil in the sag, shell seat top cover. A sag, When used by wire to coil electrify, after electrify to produce gravitational attraction, thereby realize plate embossed sheet of between the clamping and base. As a result of the electromagnetic force, and makes the linking piece can make clamping workpiece47哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）requirements, and many of the workpiece machining, the wall is very simple. Bending machine The buyer is expected in payment, best first before the final purpose, from the machine known possible nao variables, parts of the bending radius etc carefully consider what to buy. Workpiece The first consideration is important to you is to buy a key parts, finish machining task and workbench shortest, number of minimum machine. Consider carefully material and thickness of the biggest brands and length. If most of the work is thickness gauge, 16 maximum length ten feet, bending strength low need more than 50 tons. However, if in the bottom of dies.the forming, may be considered a 150 tons of machine tools. Assuming the thick material is 1/4 inch, 10 feet to 165 tons, bending and bottom bend (correction dies.the need at least 600 tons of bending). If a majority of workpiece is 5 feet or shorter, number, thus greatly reduced almost halve the purchae cost. To determine the length of the new machine parts of the specification is quite important. Flexible variable In the same load, 10 feet machine table and slider appear variable is 5 feet of 4 times. This means that shorter machine requires less gasket, can produce qualified parts. Reduce gaskets adjustment and shorten the time. Material is one of the key factors. Grades Compared with low carbon steel, stainless steel to load, and usually increased by 50%, most grades of soft aluminum is reduced by 50%. You can always from bending48哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）machine manufacturers of get machine, the display in the decimal tons of different thickness and different materials under each foot length required number estimation. Parts of the bending radius Using free bending, bending radius of dies.the openings for 0.156 times. In the process of bending die from should open, the thickness of metal material is 8 times. For example, using 1/2 inch opening from forming and gauge low-carbon steel, parts of the bending radius about 0.078 inches. If the bending radius nearly to the thickness shall be bottom of dies.the forming. However, the forming of dies.the bottom pressure is four times as big bending. If the bending radius, less than material thickness should be used in front of less than material thickness round angle-radius punch, and turn to stamping bending method. So, need 10 times in bending stress. Free bends, punch and die by 85 ? or less than 85 ° processing (smaller as well). Using this group of mould, note the punch and die in stroke, and enough space at the bottom of the springback compensation and maintain material about 90 ° . Usually, the bending free in new bending machine produces the springback Angle than 2 °, bending radius equal to the distance 0.156 dies.the openings. For bottom bend Angle of dies.the commonly, mould for 86-90 ° . At the bottom of the trip, intensive between due a slightly higher than the thickness of the material. Forming Angle to improve, because the number of dies.the bottom bend large (about 4 times of bending free), and reduced the bending radius scope of stress caused by the springback normally. Pressure seal bending and bottom bend, just the same dies.the punch to the front-end processing to the bending radius, and stroke bottom49哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）clearances between less material thickness. Due to exert enough pressure (about 10 times the bending is forcing punch front-end contact materials, basically avoided the rebound. In order to select the lowest number specification, the best material thickness for more than the bending radius, and plan for as far as possible using free bending method. Bending radius, often do not affect the quality and to use. Precision Bending accuracy is a need to reconsider the factors, the factors, decision you need to consider a CNC bending machine or manually controlled bending machine. If the bending accuracy ± 1 ° and cannot be changed, you must focus on CNC machine. CNC bending machine slider repeat precision is ± 0.0004 inches, forming precision Angle must use the accuracy and good mould. Hand point bending machine slider reproducible accuracy ± 0.002 inches, and using the appropriate mold conditions generally produce ± 2 ~ 3 ° deviation. In addition, CNC bending machine for fast loading mode, when you need to prepare many small batch parts bending, which is considered one of the unquestionable. Mould Even if you are full of mould, don't think shelves in the mould suitable for the new machine. Must be checked every one of the mold, the measurement method is worn the punch to the front stage shoulder length and dies.the platform between the shoulder length. For general mold, each feet in ± 0.001 deviation, and total length inch deviation less than ± 0.005 inches. For fine grinding, each foot precision mould should be ± 0.0004 inches, total precision not greater than ± 0.002 inches. The best mould for CNC bending50哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）machine, conventional mould for manual bending machine. Curved piece length Assume a 10 feet along the gauge low-carbon steel plate bend 10-90 °, bending machine probably must exert extra pressure plate top 7.5 tons, and operator must for 280 pounds to prepare straight down. Make the parts may need several strong workers even a crane. Bending machine operators often require bending long side parts, but aware of how they work. Now there is a &feeder suitable for this job in the workshop, the device can according to new and old machine needs to improve. Use this device, forming long side parts need one operator. Bending machine usage According to the common hydraulic bending machining Q235 sheet to do simple introduction. 1.the first is the switch on the power, on the control panel, click open keys switch pump start-up, so you can hear the sound of the pump rotation. This machine is not action 2.and travel adjustment, bending machine must pay attention to adjust, be sure to bend in the trial. Bending machine mould downward to the bottom must ensure a thickness of clearance. Otherwise it will cause damage to the mold and the machine. The trip is adjusting quick adjustment of manual and electric stomach. 3.bending, should choose to notch commonly the thickness of the width of the slot eight times. If the sheet metal bending 4mm, selection of 32 slot. 4.the adjustment generally have electric, quick adjustment and manual, method and cutting machine.51哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）5.trample down pedal switch began to bend, bending machine and cutting machine is different, can loosen, loosen your feet, and bending machine stop in step further. bending machine safety procedures 1.Strictly abide by rules of safe operation, the machine work according to provisions wear labor protection articles. 2.Must be carefully checked before starting motor, switch, lines and grounding is normal and firm, inspection equipment, various control buttons are in the correct position. 3.Check the coincidence degree and strong mould, Check the positioning device meets the requirements by processing. 4.In each position on board and were not in the origin of the shaft, operation procedure to origin. 5.After the start-up equipment idle running for 1-2 minutes, the board with 2-3 times trip movement, such as the discovery of abnormal sound or failure should stop immediately, troubleshooting, everything is normal. 6 work by one person should be unified command, operators and feeding, ensure suppress personnel closely cooperate with staff in a safe location must bend signal. 7.Sheet bending must, in case the compaction in sheet metal bending when the cock. 8.Adjustable sheet metal mould must cut off power supply, stop running. 9.In change of open under variable, don't allow any material and lower contact. The machine work, are not allowed to stand back machine. 10.Strictly separate in one place crushing sheet.52哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）11.when running or parts were found, and shall die in operation, parking forbidden hand in hand calibration. 12. Prohibit super thick iron or fold the quenching, senior alloy steel plate, sheet metal bending machine and the performance of sheet metal, lest damage. 13.Check the mould coincidence, Indicates whether or not in conformity with the provisions of the gauge. 14.anomalies, check immediately stop and promptly eliminate. 15.Before the shutdown, on both sides of the cylinder mold placed below under the skateboard fell to pieces will block. 16.First exit control system program, after power off.53哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）附录二折弯机简介 折弯机分为手动折弯机，液压折弯机和数控折弯机。 液压折弯机按同步方式又可分为：扭轴同步、机液同步和电液同步。 液压折弯机按运动方式又可分为：上动式、下动式。 包括支架、工作台和夹紧板，工作台置于支架上，工作台由底座和压板 构成，底座通过铰链与夹紧板相连，底座由座壳、线圈和盖板组成，线圈置 于座壳的凹陷内，凹陷顶部覆有盖板。 使用时由导线对线圈通电，通电后对压板产生引力，从而实现对压板和 底座之间薄板的夹持。由于采用了电磁力夹持，使得压板可以做成多种工件 要求，而且可对有侧壁的工件进行加工。折弯机可以通过更换折弯机模具， 从而满足各种工件的需求！ 折弯机的工作原理 折弯机包括支架、工作台和夹紧板，工作台置于支架上，工作台由底座 和压板构成，底座通过铰链与夹紧板相连，底座由座壳、线圈和盖板组成， 线圈置于座壳的凹陷内，凹陷顶部覆有盖板。使用时由导线对线圈通电，通 电后对压板产生引力，从而实现对压板和底座之间薄板的夹持。由于采用了 电磁力夹持，使得压板可以做成多种工件要求，而且可对有侧壁的工件进行 加工，操作上也十分简便。 折弯机选购 预期的买主在付款之前，最好先从机器的最终用途、已知机器可能发生 的挠变量、零件的弯曲半径等方面仔细考虑买什么。 工件 第一个值得考虑的重要事项是您要生产的零件，要点是购买一台能够完 成加工任务而工作台最短、吨数最小的机器。 仔细考虑材料牌号以及最大加工厚度和长度。如果大部分工作是厚度 16 gauge、最大长度 10 英尺的低碳钢，那么自由弯曲力不必大于 50 吨。不过， 若是从事大量的有底凹模成形 , 也许应该考虑一台 150 吨位的机床。54哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）好了，假定最厚的材料是 1/4 英寸，10 英尺自由弯曲需要 165 吨，而有 底凹模弯曲（校正弯曲）至少需要 600 吨。如果大部分工件是 5 英尺或更短 一些，吨数差不多减半，从而大大降低购置成本。零件长度对确定新机器的 规格是相当重要的。 挠变 在相同的载荷下， 10 英尺机工作台和滑块出现的挠变是 5 英尺机的 4 倍。 这就是说，较短的机器需要较少的垫片调整，就能生产出合格的零件。减少 垫片调整又缩短了准备时间。 材料牌号也是一个关键因素。与低碳钢相比， 不锈钢需要的载荷通常增加 50% 左右，而大多数牌号的软铝减少 50% 左右。 您随时可以从折弯机厂商那里得到机器的吨数表，该表显示在不同厚度、不 同材料下每英尺长度所需要的吨数估算。 零件的弯曲半径 采用自由弯曲时，弯曲半径为凹模开口距的 0.156 倍。 在自由弯曲过程 中，凹模开口距应是金属材料厚度的 8 倍。例如，使用 1/2 英寸的开口距成 形 16 gauge 低碳钢时，零件的弯曲半径约 0.078 英寸。若弯曲半径差不多 小到材料厚度，须进行有底凹模成形。不过，有底凹模成形所需的压力比自 由弯曲大 4 倍左右。 如果弯曲半径小于材料厚度， 须采用前端圆角半径小于材料厚度的凸模， 并求助于压印弯曲法。这样，就需要 10 倍于自由弯曲的压力。 就自由弯曲而言，凸模和凹模按 85 °或小于 85°加工（小点儿为好）。 采用这组模具时，注意凸模与凹模在冲程底端的空隙，以及足以补偿回弹而 使材料保持 90 °左右的过度弯曲。 通常，自由弯曲模在新折弯机上产生的 回弹角≤ 2°，弯曲半径等于凹模开口距的 0.156 倍。 对于有底凹模弯曲，模具角度一般为 86 ~ 90 °。在行程的底端，凸凹 模之间应有一个略大于材料厚度的间隙。成形角度得以改善，因为有底凹模 弯曲的吨数较大（约为自由弯曲的 4 倍），减小了弯曲半径范围内通常引起 回弹的应力。55哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）压印弯曲与有底凹模弯曲相同，只不过把凸模的前端加工成了需要的弯 曲半径， 而且冲程底端的凸凹模间隙小于材料厚度。 由于施加足够的压力 （大 约是自由弯曲的 10 倍）迫使凸模前端接触材料，基本上避免了回弹。 为了选择最低的吨数规格，最好为大于材料厚度的弯曲半径作打算，并 尽可能地采用自由弯曲法。弯曲半径较大时，常常不影响成件的质量及其今 后的使用。 精度 弯曲精度要求是一个需要慎重考虑的因素，正是这个因素，决定了您需 要考虑一台 CNC 折弯机还是手控折弯机。如果弯曲精度要求±1 °而且不能 变，您必须着眼于 CNC 机。 CNC 折弯机滑块重复精度是±0.0004 英寸，成 形精确的角度须采用这样的精度和良好的模具。 手控折弯机滑块重复精度为 ±0.002 英寸，而且在采用合适的模具的条件下一般会产生± 2~3 °的偏差。 此外， CNC 折弯机为快速装模作好准备，当您需要弯制许多小批量零件时， 这是一个不容置疑的考虑理由。 模具 即使您有满架子的模具，勿以为这些模具适合于新买的机器。必须检查 每件模具的磨损，方法是测量凸模前端至台肩的长度和凹模台肩之间的长 度。 对于常规模具，每英尺偏差应在± 0.001 英寸左右，而且总长度偏差不 大于±0.005 英寸。至于精磨模具，每英尺精度应该是± 0.0004 英寸，总精 度不得大于± 0.002 英寸。最好把精磨模具用于 CNC 折弯机，常规模具用 于手动折弯机。 弯曲件边长 假设沿着一张 5×10 英尺的 10-gauge 低碳钢板弯曲 90 °，折弯机大概 必须额外施加 7.5 吨压力把钢板顶起来， 而操作者必须为 280 磅重的直边下 落作好准备。制造该零件可能需要好几个身强力壮的工人甚至一台起重机。 折弯机操作者经常需要弯制长边零件，却意识不到他们的工作有多么费劲。 现在有一种托料装置适合于从事这种工作的车间，这种装置可以根据新 老机器的需要加以改进。利用该装置，成形长边零件只需一人操作。56哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）折弯机使用方法 按普通的液压折弯机加工 Q235 板料来做简单介绍： 1. 首先是接通电源，在控制面板上打开钥匙开关，再按油泵启动，这样 你就听到油泵的转动声音了。（此时机器不动作） 2. 行程调节，折弯机使用必须要注意调节行程，在折弯前一定要试车。 折弯机上模下行至最底部时必须保证有一个板厚的间隙。 否则会对模具和机 器造成损坏。行程的调节也是有电动快速调整和手动胃调。 3.折弯槽口选择，一般要选择板厚的 8 倍宽度的槽口。如折弯 4mm 的板 料，需选择 32 左右的槽口。 4.后挡料调整一般都有电动快速调整和手动微调，方法同剪板机。 5.踩下脚踏开关开始折弯，折弯机与剪板机不同，可以随时松开，松开 脚折弯机便停下，在踩继续下行。 折弯机安全操作规程 1.严格遵守机床工安全操作规程，按规定穿戴好劳动防护用品。 2.启动前须认真检查电机、开关、线路和接地是否正常和牢固，检查设 备各操纵部位、按钮是滞在正确位置。 3.检查上下模的重合度和坚固性；检查各定位装置是否符合被加工的要 求。 4.在上滑板和各定位轴均未在原点的状态时，运行回原点程序。 5.设备启动后空运转 1― 2 分钟，上滑板满行程运动 2 ― 3 次，如发现有 不正常声音或有故障时应立即停车，将故障排除，一切正常后方可工作。 6.工作时应由 1 人统一指挥，使操作人员与送料压制人员密切配合，确 保配合人员均在安全位置方准发出折弯信号。 7.板料折弯时必须压实，以防在折弯时板料翘起伤人。 8.调板料压模时必须切断电源，停止运转后进行。 9.在改变可变下模的开口时，不允许有任何料与下模接触。 10.严禁单独在一端处压折板料。 11.运转时发现工件或模具不正，应停车校正，严禁运转中用手校正以防 伤手。57哈尔滨华德学院本科生毕业设计（论文）12.禁止折超厚的铁板或淬过火的钢板、高级合金钢、方钢和超过板料折 弯机性能的板料，以免损坏机床。 13.经常检查上、下模具的重合度；压力表的指示是否符合规定。 14.发生异常立即停机，检查原因并及时排除。 15. 关机前，要在两侧油缸下方的下模上放置木块将上滑板下降到木块 上。 16.先退出控制系统程序，后切断电源。58
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