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1、毕业设计说明书题 目：管材折弯机结构设计系 别：机电学院专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 学生姓名： 指导教师： 管材折弯机结构设计设 计 人： 指导教师： 摘 要随着中国经济的快速发展，各行各业也跟随其后发展起来，基础设施建设如火如荼地进行着。厂房、设备、交通设施需求急剧增加，各种金属管的需求已远远不能满足，许多金属管的形状要求也不断复杂化，从而催生了弯管机系统设计和开发。本文设计的是经济性能较好且精度较高的管材折弯机，主要针对的是直径20mm以下的管材。 此弯管机主要是用夹紧机构把管材压紧在主轴上的成型轮模的槽中，然后通过主轴的旋转来实现管材的折弯，这种折弯是二维的。优点是经济性好性
2、好，制造使用简单，而且适用范围广，缺点就是精度较低，这种物理折弯还会产生一定反弹。传统的手工折弯很难控制角度和距离，而且精度太低，往往很难满足需求，相反现代化的全自动数控折弯机各方面性能都比较好，但是非常昂贵，不适合中小企业，而我这个折弯机就能既保证一定的精度，也有很好的经济性，具有广泛的运用空间。关键词：管材 折弯机 折弯 夹紧 液压 全套图纸，加153893706AbstractWith the rapid development of Chinese economy,every walk of china developed quickly.Many basic foundation i
3、s to be built.We need more workship,facility and transportation.The steel tube couldnt satisfy need of.For some curling tubes are required,many engineers begin to design the curling machine.The machine which I design is a kind of good presicion and proper price。Its used for curling the tube whichs d
4、iameter is under 20mm. The curling process is very simple:firs the clamp equipment clamp the tube,then principal axis go round and round.The machine is easy for using and making.Also the cost is proper and it could be used in many circumstance.But the precision is not high,and this kind of curling s
5、hall have bring a bit rebound.Taditionnal byhand curling hardly could control the curling angel and space.It has poor presicion .With the development of the industry ,traditional curling method couldnt satisfy the presicion requirement .In the other hand,the CNC curling machine has a very good presi
6、cion ,but its very expensive.As my design has a good presicion and a proper price.Its could be used in many factory.Keywords:steel tube curling machine curl clamp hydraulic pressure目 录摘 要11 绪论12 管材折弯机的详细结构设计32.1主要技术参数:32.2电机选型32.2.1电机功率计算32.2.2电机选择32.3传动机构的设计及计算42.3.1带传动的设计计算42.3.2链轮传动设计计算72.4液压夹紧装置
7、的设计112.3.1夹紧装置的设计与原理112.3.2丝杠传动设计与原理132.4弯管机参数设计与校核152.4.1 输入轴的结构设计及校核152.4.2 输出轴的结构设计及校核163 结束语184 致谢195 参考文献20一.绪论七八十年代，是中国工业经济快速发展的初期。各行各业急待发展，基础设施建设如火如荼地进行着。厂房、设备、交通设施需求急剧增加，各种金属管的需求已远远不能满足，许多金属管的形状要求也不断复杂化，从而催生了弯管机系统设计和开发。由于国内技术水平的落后，许多弯管设备开发设计只停留在初级阶段，继电器式的电气控制系统生产出来的产品质量和产量都没有达到人们对各种金属管工艺的理想要
8、求。导管的传统弯曲是依据二维产品图样，采用装砂填料热弯、装砂填料手工冷弯、普通机弯以及钢管充液压弯等方法进行的。传统弯管完全凭借操作者的经验和技术熟练程度来控制产品质量。因此，管形差异较大，校正量大，大管径导管弯曲质量尤其难以保证，往往产生圆度超差、内半径处起皱、管腔内的填充物清除不干净等问题。传统弯管工序很多，操作过程繁杂。比如，装砂填料热弯和普通机弯的成形过程分别为：装砂填料热弯步骤：导管一端堵死，填砂，另一端也堵死，在钳台上夹持，在弯曲部位划线，加热弯曲，与标准实样对比并校形，切端头，去毛刺，吹净，修皱纹!椭圆吹净残砂和金属屑。普通机弯步骤：管子上机床夹紧，弯曲成形，松开模具，取出管子，
9、使模具复位，按标准实样校正，按标准实样在管子上划下一个的起始线，按划线位置把管子放在模具内并夹紧!继续弯曲，直到弯好。以往客车制造中，客车骨架一般是工人根据预先加工的靠模样板，用简易锻床及手锤等工具手工完成，工人劳动强度大、效率低、难以形成批量、弧度管弯制精度及加工周期，受其技术及经验影响程度大，满足不了批量的客车生产需求；有些大型汽车厂对定型车辆采用大型模具，虽然效率较高，但因各批次矩形管料回弹量差异很大，回弹无法控制，而修整模具又非常困难，生产成本很高。随后，出现了液压仿型弯管机，这种弯管机工作原理是由液压系统推动矩形管与靠模模具同时运动，由靠模滚轮在固定的模具上滑动，靠模滚轮与动滚轮连接
10、，依靠滚轮的运动直接带动动滚轮运动。矩形管在动滚轮、定滚轮和靠滚轮的挤压下产生变形，同时矩形管不断的顶出导致矩形管输出轨迹变化，形成客车车身所需要的弧杆件。这种加工方式的弊端也是明显的：管材弯制曲线完全取决于靠模模具，不能实现曲率的灵活变化，而且，由于模具的磨损，必须频繁修整、更换模具。更为严重的是，由于材料的回弹量的严重差异，而在弯制中又不能实现回弹补偿，很难一次弯制出合格弧杆件。90年代后，中国经济水平的飞速发展和不断提高，以前旧样弯管机已无法满足复杂的工业需要。二维数控自动弯管机正是在这一背景下逐渐开发成型，近几年, 随着高等级公路不断发展, 客车业也抓住机会蓬勃发展起来, 豪华客车不断
11、推陈出新, 其挺拔的外观、饱满的弧度、流线形的车身给人以视觉的享受。然而, 组成客车骨架的弧度渐变的弧度管的弯制较为复杂。目前，国内大多数客车生产厂家正逐步采用冷弯型钢制作客车骨架，由此产生了冷弯型钢的弯制工艺问题。客车的骨架的弧形构件如顶棚横梁，立柱，前后风窗框以及轮罩等约占40%到50%，曲率半径在R200至R9000mm之间，多数厂家采用模具冲压，靠模围弯等工艺弯制这些零件，而少数厂家采用拉弯成型， 弧度渐变的弧度管, 因其曲率半径不统一, 而且其材料为强度较大的矩形管,同时其弯制的质量合格与否, 直接关系到后续工序, 如玻璃及外饰件的装配等方面, 所以弯制技术要求较高。以往客车制造中,
12、 一般是以技术较好的工人用氧乙炔焊枪辅以其它工具手工完成, 虽然能制出, 但问题显而易见: a.工人劳动强度大; b. 效率低, 难以形成批量; c. 弧度管弯制好坏, 受其技术及经验影响程度大。存在型钢弹性变形量难以控制，整形工作量大及质量不稳定的缺点此种方法只适合于试制或小批量生产的要求, 对于批量较大的客车生产是不适合的。因此, 企业必须有与产量相适应的弯管设备。液压数控二维数控弯管机正是以其操作简单、弯制质量好、适合批量生产等优点很快得到客车企业的亲睐，液压数控二维弯管机采用PC总线控制，无触点运行，通过液压控制位移，使工件通过三滚轮系统完成滚压弯曲成型，本文就弧度管弯制的过程及原理结
13、合实际操作加以探讨。该弯管机不但实现了客车顶棚横梁骨架任意曲率半径弧形构件一次滚压弯曲成型，而且保证产品精度和提高效率，该机采用计算机控制，无金属靠模，可进行人工或自动操纵控制，弯制不用弯曲形状管梁时，只须改变计算机输入的数据，便可进行弯曲工作，简便而迅速的修改和控制弯曲回弹量提供了方便。即可适应生产各种不同对称截面的冷弯型钢、薄壁矩形管材以及圆管的弯曲加工。二.弯管机的结构设计部分2.1主要设计参数设计题目：管材折弯机的结构设计加工零件：直径20mm以下长度在200mm以上的钢管，厚度1mm主轴转速：80180r/min管材材料：45钢主轴转速：0.30.8m/s2.2 电动机的选择2.2.
14、1 功率的计算对于功率的计算采用如下的近似理论计算方法。本方法是基于电机的功率应该与单位时间相同的原则，即认为电机的功率应如下求得：P=FV转速近似估计为0.4m/s，F经验值近似13kn所以功率近似为5.2kw2.2.2 电机的选择由于管材的折弯力无法通过计算直接得到，故只能根据实验值计算。故参考一些实验值选择的折弯力，结合生产实践的经验，估取电机功率为5.5kw, 选择电动机型号为Y160M-8。其主要参数如下：额定功率：5.5KW 额定转速：723r/min效率：0.835 功率因数：0.73输出轴径：48mm 重量：150kg2.3传动机构的设计与计算根据上述所得的电机及主轴转速，初步
15、确定电机至主轴间的减速比为 i=723/180=4.0根据生产实践经验，选定电机至主轴间的减速传动机构为一对带轮和一对链轮。结合带轮和齿轮的传动特点，取带轮间的减速比为2，链轮间的减速比为2。 2.3.1带传动的设计计算参考机械工业出版社出版的机械设计手册第二版的第四卷。已知电机轴转速723r/min,输入功率P=5.5kw1）设计功率 由表33.1-2查得工况系数1.2， P1.25.5=6.6kw2）选定带型 根据=6.6kw和=723r/min，由图33.1-2确定为B型带。3）小带轮基准直径及大带轮基准直径参考表33.1-18和图33.1-2，取140mm，取传动比i=2.0,弹性滑动系数0.01。则大带轮基准直径i(1-)=2.01400.99=277.2mm由表33.1-18取=280mm4）
