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1、矫直机是对金属型材、棒材、管材、线材等进行矫直的设备。矫直机 通过矫直辊对棒材等进行挤压使其改变直线度。一般有两排矫直辊，数量 不等。也有两辊娇直机，依靠两辊（中间内凹，双曲线辊）的角度变化对 不同直径的材料进行矫直。主要类型有压力矫直机、平衡滚矫直机、鞋滚 矫直机、旋转反弯矫直机等等。辊子的位置与被矫直制品运动方向成某种 角度，两个或三个大的是主动压力辊，由电动机带动作同方向旋转，另一 边的若干个小辊是从动的压力辊，它们是靠着旋转着的圆棒或管材摩擦力 使之旋转的。为了达到辗子对制品所要求的压缩，这些小辊可以同时或分 别向前或向后调整位置，一般辊子的数目越多，矫直后制品精度越高。制 品被辊子咬
2、入之后，不断地作直线或旋转运动，因而使制品承受各方面的 压缩、弯曲、压扁等变形，最后达到矫直的目的。板簧发生侧曲是制约汽车板簧生产质量的瓶颈问题，为了满足生产汽 车板簧的中大型企业实际需要，保证产品质量，降低工人的劳动强度，进 而提高企业的生产率和经济效益，特进行了液压式板簧侧曲液压矫直机的 设计。本文的研究内容主要有以下几个方面：1完成了娇直机的机械结构设计，并对机械结构进行了校核。2依据负载情况，确定了液压缸、液压控制元件、液压辅助元件的主 要参数，对各驱动电机的功率进行了选择，并绘制了液压系统的原理阁。本设计的主要创新点是在活塞杆的一次运动过程中通过铰杆带动压头 可以同时校核两个工件，节
3、衍了劳动时间，提高了劳动效率。关键词：板簧；液压矫直机；铰杆机构目录摘要IIAbstract错误!未定义书签。目录错误!未定义书签。第一章引言1第二章国内外情况分析3第三章矫直机的矫直理论及方案说明53.1弹塑性弯曲的基本概念53.2矫直方案的论证6第四章机械部分设计计算74.1铰杆的设计74.1.1铰杆长度确定74.1.2 铰杆的受力分析74.1.3铰杆螺纹部分直径的校核84.2导轨强度校核94.2.1导轨许用压强的校核94.2.2导轨螺钉的校核94.3柱销的选择与校核104.4机架的设计与计算114.4.1机架材料的选用114.4.2机架壁厚的选用114.4.3机架导轨的选用11第五章液压
4、部分设计计算125.1液压系统原理图125.2液压工作原理135.3执行元件主要参数确定145.3.1初选拉I行元件的.T作压力145.3.2液压缸主要尺汴计算145.4液压泵的计算和选择155.4.1确定液压泵的最大工作压力155.4.2确定液压泵的流量155.5电动机的选取165.6阀类元件的选择165.6.1方向控制元件的选择165.6.2溢流阀的选择175.6.3节流阀的选择175.7油箱及其附件的选择185.7.1油箱的选择185.7.2压力表的选择195.7.3冷却器的选择195.7.4加热器的选择205.7.5液压油的选择205.7.6过滤器的选择215.7.7管路的选择215.
5、7.8管接头的选择22结论23致谢错误!未定义书签。参考文献25第一章引言矫直技术在冶金工业中运用的非常广泛，由其在现代化程度较高 的连铸生产线中的连铸坯矫直设备也是必不可少的；钢板、型钢、钢 管等乳钢厂的精整车间，矫直机则更是必不可少的设备之一。因为轧 件在乳制生产过程中，由于冷却不均、塑性变形或运输等一系列原因 使轧件出现不同程度的瓢曲、挠曲、波浪、镰刀弯和歪扭，或内部残 余应力（如：钢轨、型材和管材常常出现弧形弯曲；工字钢容易产生 翼缘内并、外扩和扭转；板、带材则经常出现波浪形（边浪弯、中间浪 弯）、瓢曲或镰刀弯等），因而轧机出来的轧件通常都会具有不平直 性以及形状尺寸精度误差较大的情况
6、，其原因主要是受到乳钢生产工 艺和冷却过程综合影响的结果。除此之外，还存在着外部机械损伤等 原因。如果对轧件不进行校直处理或校直精度无法满足，就会对产品 的后续加工和使用造成影响，甚至会产生废品。从而增加了成本，不 利于制造业的发展。查阅相关资料分析归纳，使轧件形状产生缺陷的主要原因有以下 几方面： 由于压力不均匀（特别是轧制异型材）、轧件材料性能不均6J、 轧件加热不均匀、上下轧辊圆周速度不一致以及孔型调整不正确等， 都会使轧件造成纵向或横向的挠曲； 轧件横截面厚度不均匀、断面形状不对称以及轧件在轧后冷却 的过程中横截面各处冷却速度不一致或收缩不均久1,轧件也将产生变 形； 高温状态下轧件过
7、长时间停留在辊道运输的过程中或在运输 过程中轧件出现跳动，轧件会由于自身重力而引起弯曲； 在高温状态下进行剪切、鋸切轧件等操作，轧件也会产生相应挠曲。国家对各类产品都制定了相关的质量标准，来保证产品的安全可 靠性。限制了轧件的变形必须在一定的公差范围内。倘若仅仅从轧制 生产工艺方面来消除轧件的挠曲和瓢曲这会是非常的不现实也是相当 困难的。因而要将己经产生变形的乳件进行相关的矫正，我们则需要 有专门的娇直设备，使其达到标准所制定的公差范围以内，从而得到 平直性好的产品。这使得矫直机成为了冶金工业中不可缺少的设备之本课题来源于汽车板簧生产企业开发项目。课题所研究板簧校直机设计以解决在实际生产过程中
8、制约汽车板 簧生产质量的瓶颈问题，满足生产汽车板簧的中大型企业实际需耍， 保证产品生产质量，降低工人的劳动强度，进而提高企业的生产率和 经济效益。本课题采用液压机械式结构，用液压缸作为动力执行件，适应生 产不同规格板簧侧曲的校直，尽可能降低制造成本，具有操作的直观 性和简单性，满足操作工人文化和技术素质相对较高的中大型企业的 需要。通过对机械工艺有关知识的系统学习，我们初步具备了本专业的 一些基础知识，为了更好的将所学知识寓于实际，落入实践，在老师 的指导帮助下，我们在这学期进行了毕业设计，通过完整的构想，细 致的计算和检验，完成了毕业设计的工作要求。对于工作成果的优劣 良莠，我们不知道，也无
9、从得知，但有一点我们可以肯定，毕业设计 里包含着我们的汗水，蕴含着我们的辛劳。首次进行这类综合性的设计，对于我们这些刚刚走出书本知识的 学生来说，难度是比较大的，设计中出现的错误和不当必然很多，我 诚恳的希望老师给与我们批评指正，以帮助我们更好成长。第二章国内外情况分析随着汽车产业的不断壮大，对汽车的配件工业也提出了更高的耍求， 车用板簧作为减震部件对汽车性能的影响是可想而知的。对于板簧来讲， 其平整度对板簧性能影响甚大。处理后的板簧并非令部符合耍求，这必然 要求对板簧侧曲进行矫直，这就导致了矫直机的产生。这里先说一下矫直 技术的发展史。矫直技术产生的确切时间尚未找到准确的文字记载。但从文物发
10、掘中 看到我国春秋战国时期宝剑的平直度可以使人想象到当时手工矫直和平整 技术己经达到很高水平。在我国古代人的生活与生产中使用的物品与工具, 小自针锥、大到铁杵都耍求矫直技术来完成成品的制造。手工矫直与平整 工艺所用的设备与工具是极简单的，如平锤、砧台等。常借助高温加热进 行大型工件的手工矫直。“矫枉必须过正”的哲理就是古代人在矫直及整形 的实践中认识到物质的反弹特性，这不但一语道破了矫直技术的矫正原理, 同吋对丁社会的改造也有着指导意义。由于中国社会的特殊条件，好多技术停用在手工状态，欧洲在18世纪 末到19世纪初叶进行了产业革命，机械化的生产逐渐地代替手工劳动。到 了 19世纪30年代，冶铁
11、技术也发展起来，使得当时英国的生铁产量增加 了 2.7倍，由原来的7万吨增长到了 19万吨。19世纪50年代开辟了炼钢 技术发展的新纪元。随着平炉炼钢技术的发明，钢产量增长迅速。到了 19 世纪末，钢材产量占钢产量的比重也显著增加，钢产量增加了 50多倍。这 吋己经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机械。进入20世纪，由于电力的 发展，电力驱动替代了蒸汽动力，也使得机械工业得到了很好的发展。在 1905年英国制造出了大概是我们能够见到的最早的矫直机一辊式板材矫直 机。20世纪初，出现了矫直圆材的二辊式矫直机，解决了钢管矫直的问题, 同吋也提高了棒材矫直的速度。20世纪20年代，日本制造了多辊矫直机
12、。 20世纪30至40年代，在我国的金属制品业和钢铁工业中相继引进了国外技术发达的板材矫直机和型材矫直机。随着电子技术及计算机技术的发展, 矫直机的品种、规格、结构及控制系统都得到不断的发展与完善。20世纪 70年代，改革开放以后我国接触到了国外大量的设计研究成果。值得自豪 的是我国科技界一直在研究矫直技术，奋力直追，努力提高科研设计和创 新能力，缩小与国外先进国家的距离。在20世纪50起年代，我国刘天明 提出了双曲线辊形设计的精确计算法和文献28提出了矫直曲率方程式。6080年代在辊形理论方面有许多学者进行了深入的研宄并取得了显著的 成果。近年来我国在多斜辊薄壁管矫直机、反弯辊形九斜辊矫直机
13、、复合 转毂式矫直机、双向反弯辊形2辊矫直机、3斜辊薄铜管矫直机、平行辊异 辊距矫直机及液压自动切料机等研制方面相继取得成果。目前，在国内市场上出售的和生产上使用的板簧矫直机大多为机械式 的，采用液压式的很少，或者即使采用也因为一系列难以解决的问题而束 之高阁，成为一摆设。正是基于这种情况，我们对液压式板簧矫直机进行 了设想，并对其原理、结构作了分析，设计成了这种液压式机构。希望能 为液压矫直机的发展做一些铺贽。第三章矫直机的矫直理论及方案说明3.1弹塑性弯曲的基本概念轧件在矫直机上弯曲变形时实际上是一个横向弯曲的过程。如果在轧件厚 度h与矫直轧件时的两个支点距离/的比值（%）很小的情况下，对
14、于剪应力 的影响可以忽略，从而可以得出矫直轧件时的弯曲近似乎是一个纯弯曲变形。外负载弯曲力矩M的作用于乳件产生的弯曲变形时，拉仲变形主耍发生在中性 层以上的纵向纤维，而压缩变形则主耍出现在中性层一下的纵向纤维。根据外 负荷力矩M的大小，轧件的弯曲变形有三种情况：（1）纯弹性弯曲在外负荷力矩的作用下，轧件表面层的最大应力小于或等于材料的屈服极 限，各层的纵向纤维都处于弹性变形状态。外负荷去除后，在弹性内力矩的作 用下，纵向纤维的变形能够全部恢复，这种变形称为纯弹性变形。（2）弹塑性弯曲随着外负荷弯曲力矩的增大，轧件各层纤维继续产生变形。当外负荷增加 到一定的数值，轧件表层纵向纤维应力超过了材料的
15、屈服极限时，纤维就会产 生塑性变形。外负荷越人吋，塑性变形区由表层向中性层扩展的深度也越大。 当除去外负荷后，在弹性内力矩作用下，各层纵向纤维的变形只可以弹性恢复 一部分，但己经无法再全部恢复。这种弯曲变形称为弹塑性弯曲变形。（3）纯塑性弯曲随着外负荷弯曲力矩的继续增大，整个轧件断面的纵向纤维应力都超过了 材料的屈服极限，则所有的纵向纤维都处于塑性变形状态。当除去外负荷后，在弹性内力矩作用下，纵向纤维的变形只能恢复弹性变形部分，但无法全部恢 复。这种弯曲变形称为纯塑性弯曲变形。由以上可知：（1）在外负荷弯曲力矩M作用下，轧件中同时有弹性和塑性变 形的；（2）轧件弹塑性弯曲变形过程由两个阶段组成，在外负荷弯曲力矩作用下 的弹簧塑性弯曲阶段和除去外负荷后的弹性恢复阶段（轧件产生弹性恢复变 形）o3.2矫直方案的论证压力机一般分为两种：一种为机械式；一种为液压式。其中机械式结构复 杂，操作繁琐、工作不稳定、维护困难、而且制造成本高周期长。而液压装置 重量轻，惯性小，反应快，工作比较平稳，易于实现快速启动、频繁的换向和 制动。相对于机械式，液压式传动操纵更方便，因为它是对液体的流量、压力 和流动方向进行调节和控制，因此也更容易实现工业的自动化。另外，液压式 还有着机械式无法比拟的优点，其液压元件能自行润滑，而液压装置易
