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1、1 绪论1.1课题简介金属材料的产量和技术含量是一个国家国民经济实力的重要标志。其中板材的应用最为广泛。板材产品薄而宽的断面决定了板材产品在生产和应用上有其特有的优越条件。从生产上讲，板材生产方法简单，便于调正，便于改换规格，同时生产效率高、重量轻。其中，槽型板的应用也相当广泛。槽形板是一种梁板结合的构件。肋设于板的两侧，相当于小梁，用来承受板的荷载。为便于搁置和提高板的刚度，在板的两端常设端肋封闭。跨度较大的板，为提高刚度，还应在板的中部增设横肋。由于槽型板的诸多优点，被大量应用于工业、建筑业、桥梁建设等很多方面。近年来随着科学技术的不断发展，液压式槽型弯板机也得到广泛的使用，而且已经投入了
2、实际生产中。1.2 本课题主要任务课题内容：该课题是设计一个液压式槽型弯板机的结构设计，以槽形弯板机主要加工的平板壁厚35mm为主参数，其它参数自拟。该课题主要要求该机构操作简单方便、安全可靠。用计算机绘图软件完成整体方案及主要零部件设计；方案合理，可行。设计者必须复习机械设计、液压传动等有关的专业知识，收集整理设计所需的资料，并且通过对文献资料的查找和阅读，且结合实际的问题，本课题打算设计一液压式槽型弯板机。本课题拟对液压弯板机工件折弯的工艺要求进行必要的研究，并设计以液压缸制的滑块的机械机构和与之相适应的液压控制系统，并在此设计原理的基础上确定了该弯板机的工作控制程序，整理设计资料，认真编
3、写毕业设计说明书。同时，画出液压系统原理图，主体结构装配图和主要零件图。2. 液压式槽型弯板机的现状及使用2.1 液压式槽型弯板机的发展现状弯板机使用简单的模具可对金属板材进行各种角度的直线弯曲。已获得所需的金属板材制件。操作简单，模具通用性强，运行成本低，因此获得广泛的应用。目前，液压式弯板机已经取代了机械式弯板机。液压式弯板机的优点在于有较大的工作行程，在行程的任一点都可以产生最大公称力；折弯行程、压力、速度可调，易于实现数控：可实现快速趋近，慢速折弯，符合工件的工艺要求；采用多缸同步系统，极大地提高了折弯精度。并实现了弯板机的多台联动，拓宽了弯板机的工艺范围。数控液压式板料弯板机是问世最
4、早，应用最广泛，国内生产企业最多的金属板材加工机床。“十五”期间，中国数控液压式弯板机已经进入国际先进水平的行列。目前，数控液压式弯板机普遍采用BOSCH公司或HOERBIGER公司的数字式闭路液压系统和DELEM公司或CYBELEC公司的专用数控系统；采用动态压力补偿系统，侧梁变性补偿系统，温度补偿系统，板材厚度及反弹在线检测和修正系统，保证受力状态下工作台与滑块相对位置的精确性；成熟完善的工艺软件，自动编程功能及彩屏显示，可实现多种折弯工件的工艺储存与轮番生产；滑块的最大空程速度和工作速度分别达到了100毫米/秒和10毫米/秒，大大提高了弯板机的的工作效率；多轴数控保证了板料的精确送进。不
5、过近年来，数控板料弯板机出现了有液压驱动向机械传动回归的动向。这种回归不是机械传动简单地代替液压驱动，而是采用伺服电机带动滚珠丝杆直接驱动折弯滑块，形成新型数控板料弯板机。伺服电机直接驱动的优点在于，能耗，噪音，污染以及制造维修成本大为降低，同时，机床的可靠性，工作速度和效率得以提高。该类数控弯板机滑块速度可达100毫米/秒，折弯速度10-15毫米/秒，回程速度70毫米/秒；滑块定位精度为0.035毫米，重复定位精度为0.01毫米。至此，我国的数控液压板料弯板机在计数层面上已具备了网络化的条件，并开始出现向网络化和单元化发展的趋势。2.2 现有液压式槽型弯板机的产品介绍2.2.1 CP系列电眼
6、同步数控液压折弯机CP系列液压折弯机是上动式的数控液压折弯机,它通过伺服比例阀上的各类阀门的动作来驱动左右油缸伸长与返回,这过程中带动机器活动梁的上升与下降。活动梁的同步运作是结合了电子尺讯号反馈及伺服比例阀发出的流量,通过瑞士Cybelec数控系统完成。数控操作器备有10寸的显示屏幕,液晶显示,可以人机对话,模拟折弯工序,不同角度工件的折弯可以一次成型。CP系列属于三点式无反馈悬空折弯,上刀的刀头与下模V形槽的刃口确定了工件的折弯角度。由于电子尺的读数精度为0.005mm,活动梁下降的距离可以准确得到控制。Y轴重复性定位精度极高。活动梁左右油缸行程也可以单独控制,属于两轴配置,设备可完成锥形
7、工件的折弯,例如:工件左边88度,工件右边92度。此系列的折弯机可以按操作者的要求来完成不同角度的折弯,一次成型。设备的角度精度在全长的折弯内可以控制在0.5.按客户的要求,我们也可以在设备上装备有60Omm长的滚珠丝杠,通过伺服电机驱动来完成工件定位(X轴)尺寸,伺服电机的分辨为0.01mm ,工作的定位精度为0.05mm,操作者在熟悉了数控机床的操作后可以更快完成不同角度、不同长度、多道折弯工序的工作折弯,大大提高了工作效率。对于较大吨位的设备,机器可备上挠度补偿配置,工作挠度可控制在每米0.75mm之内。设备适用于大吨位、超长工件的折弯及生产批量大的工序上。设备的关键零部件国外进口。我厂
8、生产的规格在50至500吨,折弯工件的长度在1.6米至8米长。2.2.2 液压弯板机 机器为全钢焊接机构，液压上传动，振动消除应力，机器强度高、刚性好。液压摆式剪板机是通过采用主油缸（固定在墙板上）做向下剪切运动、氮气缸回程，因此简化液压系统、运行更稳定。摆式剪板机的上刀架在剪切过程中绕一固定轴线作圆弧摆动，通过杠杆作用，支点受力小，可提高剪切刃寿命、机器寿命，整机结构紧凑，并能无极调节上刀架的行程量，大大提高工作效率。 数控系统功能（荷兰 Delem）：全中文显示，便于操作。后挡料装置为机动块调整，具有单向和双向定位功能，能有效消除丝杠间隙，具有退让选料功能，避免挡料装置与工件的干涉，减少磨
9、损，提高定位精度，具有自动或手动搜索参考点功能。具有断电位置记忆功能，对参数、位置及程序进行现场保护。具有多步加工编程功能，可实现多步动运行，完成多工步零件一次性加工，提高生产效率。采用防护栅与电器箱联锁人生安全保护装置。采用先进的集成式液压系统，可靠性好2.2.3 现有液压式弯板机存在的问题国内研制的各种弯板机，人为控制因素太多，产品质量得不到很好的控制，尤其在推速控制方面存在许多问题。推弯有的甚至靠卷扬机和钢丝绳驱动；推速不稳定，忽快忽慢，导致弯板表面出现皱褶；弯板几何形状不规矩等问题。国外的大中型弯板机国外既有机械式，也有液压式。机械式结构庞大，重量重，占据空间大，成本高。液压式都为双缸
10、，而且液压和电气控制系统均因解决同步问题增加相应的元件和费用，重要的是引进国外弯管机设备的价格是十分昂贵的。3 便携式通用登高器液压系统设计说明书3.1 课题内容及要求课题内容：该课题是设计一个液压式槽型弯板机的结构设计，以槽形弯板机主要加工的平板壁厚35mm为主参数，其它参数自拟，推进力根据板厚计算而定，其它参数自拟。要求该机构操作简单方便、安全可靠。用计算机绘图软件完成整体方案及主要零部件设计；方案合理，可行，实现课题要求的液压系统及其液压系统元件的选用。3.2 拟订设计方案液压系统的设计是整个机器设计的一部分，它的任务是根据机器的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟订出合理的液压
11、系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。3.2.1 液压系统工况分析在开始设计液压系统时，首先要对机器的工作情况进行详细的分析，此处应考虑以下几个方面。a）确定了该机器中需要液压传动的部件是伸缩式液压缸，且该伸缩缸需要根据其行程、负载来设计其结构。b）运动的工作顺序和执行元件的工作循环：伸缩缸的伸出、停止、缩回的工作顺序由人工来控制，执行元件的工作循环也是随工作需要而变化的。c）调速的范围和具体的速度值也可视当时情况而定，要求运动平稳。d）系统设计时必须实现液压缸的多缸同步运动。3.2.2 液压系统的主要元件（1）动力元件（液压泵
12、） 它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。 （2）执行元件（液压缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。 （3）控制元件 包括调速阀，溢流阀和换向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液压系统的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 （4）辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括过滤器、蓄能装置、管件及油箱等，它们同样十分重要。 （5）工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它通过液压泵和液压缸等实现能量转换。拟定液压系统原理图液压系统原理图时整个液压系统设计中最重要的一环，它的好坏从根本上影响整个液压系统。一般的方
13、法是：先根据具体的动作性能要求选择液压基本回路，然后将基本回路加上必要的连接措施有机地组合成一个完整的液压系统，拟定液压系统图时，应考虑以下几个方面的问题：1. 所用液压执行元件的类型液压执行元件有提供往复直线运动的液压缸，提供往复摆动的摆动缸和提供连续回转运动的液压马达。在设计液压系统时，可按设备所要求的运动情况来选择，在选择时还应比较、分析、以求设计的整体效果最佳。2. 液压回路的选择在确定了液压执行元件之后，要根据设备的工作特点和性能要求，首先确定对主机主要性能起决定性影响的主要回路。3. 液压回路的综合液压回路的综合是把选出来的各种液压回路放在一起，进行归并、整理、再增加一些必要的元件
14、或辅助油路，使之成为完整的液压转动系统，进行这项工作时还必须注意以下几点：1） 尽可能省去不必要的元件，以简化系统结构。2） 最终综合出来的液压系统应保证其工作循环中的每个动作都安全可靠，无相互干扰。3） 尽可能提高系统的效率，防止系统过热。4） 尽可能使系统经济合理，便于维修检测。5） 尽可能采用标准元件，减少自行设计的专用件。3.2.3 拟订液压系统原理图a) 确定供油方式考虑到该登高器在工作时负载较小，速度较低，从节省能源考虑，泵源系统宜选用齿轮泵。b) 调速方式的选择在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀和调速阀。根据登高器速度、负载不高的要求，且为了满足通用性的要
15、求，在没有电源供给的情况下仍能使用，此处选用调速阀，这种调速回路具有结构简单，阀安装也较方便。c) 伸缩回路的选择用三位四通换向阀来控制伸出、停止、缩回的换向动作，为了确保系统的安全，回路中安装了溢流阀。最后把所选择的液压回路组合起来，即可组成图1所示的液压系统原理图。图1液压系统原理图3.3 液压缸的设计3.3.1液压缸设计中应注意的问题不同的液压缸有不同的设计内容和要求。一般在设计液压缸的结构时应注意以下几个问题：1） 尽量使液压缸的活塞杆处在受拉状态下承受最大负载，或在受压状态下具有良好的纵向稳定性。2） 考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题。缸内如无缓冲装置和排气装置，在系
16、统中需要相应的措施。但是并非所有的液压缸都要考虑这些问题。3） 根据主机的工作要求和结构要求，正确确定液压缸的安装、固定方式。但液压缸只能一端定位。4） |液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计，尽可能做到结构简单、紧凑，加工、装配和维修方便。1. 液压缸主要参数的确定1）初选液压缸的工作工作压力2）计算液压缸的尺寸3）活塞杆稳定性校核4）求液压缸的最大流量2.液压缸主要尺寸的确定1） 液压缸工作压力的确定液压缸工作压力主要根据液压设备的类型来确定，对不同用途的液压设备，由于工作条件的不同，通常采用的压力范围也不同。设计时，可用类比法来确定，初步确定p1=3MPa。表2-1 液压设备常用的工作压力设 备 类
