DW38数控弯管机机械设计.docx
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优秀设计
摘要
管的弯制方法有很多，相应的设备也有很多，但大多数都是用手动或机械弯管机加工生产出来的，而且多为冷弯。
在实际中通常是根据生产对管的质量要求选择相应的弯管机进行加工。
本课题旨在寻求一种新的弯管工艺，在保证弯管质量的前提下尽可能提高弯管的速度。
本着以上的目的，本课题研究设计了一款DW38液压全自动弯管机。
它具有生产
效率较高，制造成本低。
整台机器共有以下几部分组成：
送料夹紧和送料机构、弯曲夹紧机构、弯曲机构和切断机构四大部分组成。
除了切断机构是由一台功率为
0.37kw的小功率三相异步电动机带动之外，其它的机构均采用了液压传动。
弯管方式采用辗压。
在弯管的过程中，定模保持不动，固定在旋转平台上的动模进行靠模完成管子的加工。
由于主要采用了液压传动的传动方式，和其它的液压设备相同，该液压全自动弯管机在传动上大为简化，缩短了传动链，从而提高了动力的传动效率。
本设备可以一次完成两根管料的同时加工，所以加工效率较高。
关键词：
弯管机齿轮传动液压缸
毕业论文
ABSTRACT
Therearemanybendingmethodoftube,sothecorrespondingdeviceisalot.
But
mostbendingmachineismanualormechanicalprocessing,andmostlyiscold.Inpractice;
theselectofbendingmachineisusuallybasedonthequalityoftheproductionrequirementsontube.Thistopicseekstofindanewelbowtechnology,inensuringthequalityofpipebendsunderthepremiseofimprovingthespeedasmuchaspossible.
Intheabovepurpose,theresearchdesignofahydraulicautomatictubebendingmachine.Ithashigherproductionefficiency,lowmanufacturingcost.Thewholemachineisatotalofthefollowingcomponents:
Feedingclampingandfeedmechanism,clampbodybending,bendingbodiesandcutoffthebodiesoffourparts.Inadditiontocuttingoffbodybyalow-powerpower0.37kwthreephaseinductionmotordrive,theotheragenciesareusingahydraulictransmission.RollingElbowisadopted.Inthebendingprocess,scheduledtodieremainintact,fixedontherotatingplatform,thedynamicmodelforthetubetocompletetheprocessingbythemodule.
Sincethemainuseofthehydraulicdrivetransmission,andothersimilarhydraulicequipment,automaticbendingmachineofthehydraulicdriveonthegreatlysimplified,reducingthetransmissionchain,resultinginimprovedpowertransmissionefficiency.Thedeviceatonce,whiletwopipematerialsprocessing,sotheprocessingefficiencyishigher.
Keywords:
Bender,Motor,Gear,Hydrauliccylinder
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毕业论文
目录
第1章管子弯曲方法的选择..............................................
4
1.1管料弯曲变形分析 4
1.2常用弯管方法 4
1.4弯曲方法的拟定 6
第2章弯管机的总体设计拟定............................................
7
2.1弯管机的总体机拟定及分析 7
2.2弯管机总体机构的划分 7
第3章弯管机各机构的选择和设计........................................
8
3.1靠模弯曲机构的设计 8
3.2定模和夹块运动的设计 8
3.3顶镦装置的设计 8
3.4切断机构的设计 9
第4章齿轮的参数计算和选定...........................................
10
4.1齿轮的拟定 10
4.2齿条的参数计算和拟定 10
第5章液压缸的设计...................................................
11
5.1液压缸主要参数的初步计算和拟定 11
5.2液压缸的验算 11
5.3液压缸各部分结构形式的拟定 12
5.3.1缸筒与端盖联接方式的确定 12
5.3.2
活塞结构形式的选取 12
5.3.3活塞杆的结构拟定以及直径的计算 13
5.3.4活塞与活塞杆的联接以及活塞的密.封 14
5.3.5
导向套的选择 14
第6章
大液压缸的选择.................................................
15
第7章
切断电机的选择以及计算.........................................
16
第8章
冷弯工艺参数的计算.............................................
17
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毕业论文
8.1冷弯工艺参数的计算 17
8.1.1弯头伸长量的计算 17
8.1.2旋转力矩的计算 17
8.1.3夹紧力和压料力的计算 18
第9章旋转轴的校核...................................................
19
结束语................................................................
22
参考文献..............................................................
23
致
谢.................................................................
24
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第1章管子弯曲方法的选择
1.1管料弯曲变形分析
管料弯曲基本变形机理与板料弯曲加工是相同的，特殊之处在于管料断面是中空的，被折弯的管料外侧与内侧壁厚变化相反。
管料断面的形状变化，内侧管面的褶皱缺陷往往成为管料弯曲加工中的问题。
加工过程中管料断面的形状变化如图1所示，与板料弯曲相似，管料弯曲时，
弯曲横断面上，外侧壁厚发生拉伸变形，内侧壁厚发生压缩变形。
当弯曲达到一定程度后，内侧管壁在压应力的作用下仍会失稳而发生皱折，外侧管壁在拉应力的作用下会产生裂纹。
另外，弯管外侧的管壁由于受切向拉伸而向内侧转移，导致管料
弯曲后整个断面形状呈椭圆形。
图1.1管料弯曲变形示意图
1.2常用弯管方法
管材弯曲成型是直接靠特别的磨具来实现的，通常按模具的特征大致可以分为四类：
ll
冲模强制成型法，其代表就是用冲床来生产弯管件。
滚轮弯曲法，常见于电动三辊卷弯机，其特点是只能卷制不同的弧形，目前应用最广的是不锈钢装饰行业。
滚压法，常见于电动机平台式弯管机，目前液压弯管机械中的双弯机也是采
用这种成型方法。
缠绕式弯曲法，目前市场上所有的单头液压弯管机及数控弯管机采用的都是这种成型法，其特点是产品变形小，基本上可以避免管材表面的划伤，进行有芯弯曲时管材的椭圆度和减薄量都可以控制在最小范围内。
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毕业论文
l若按采用芯棒情况又可以分为两类，即有芯棒弯曲法和无芯棒弯曲法，液压弯管机和数控弯管机都是按缠绕式弯曲进行设计的，并都可以进行有芯弯曲和无芯弯曲。
管料的压弯和绕弯示意图：
图1.2压弯法弯管示意图
图1.3管料绕弯示意图
按管子成型方法的不同可以分为以分为：
压（顶）弯、滚弯、回弯和挤弯，回
弯又分为辗压式和拉拔式。
1.3管件的加工
管料弯曲制品断面有一定椭圆度是难免的。
但不同的加工方法（包括是否使用芯棒）对椭圆变化程度影响不同。
用压缩弯曲或回转牵引弯曲法加工，当R/d=2.0
时，椭圆率η约为5%（η
=（a-b）/a 各符号见图1）
管料弯曲的加工极限决定于破裂和折皱缺陷的产生。
一般对于壁厚t和管径d
之比较小的薄壁管料，折皱是制约加工极限的主要因素；而采用回转牵引弯曲时，由于整个管料都收拉伸，容易发生破裂，其加工极限决定于是否达到破裂的拉伸极限。
随着工业技术的发展，为了获得紧凑的结构。
这类管件的弯制目前可以采用以下加工方法，但第二和第三种已不属于弯曲变形。
带有轴向顶镦装置的机械冷弯如图4所示：
图1.5切向应力叠加
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图1.4轴向顶镦机械冷弯示意图
如图4所示，为了改善弯头的质量，采用顶镦装置，即在管子末端施加了轴向推力。
在轴向推力的作用下，可以使管子外侧拉伸区的切向拉伸应力由+σ1减小大
+σ3，使弯曲中性线外移（图5中由R2移到R1）.这样，弯头截面的畸变和外侧壁厚减薄都得到改善。
但内侧压缩区的压缩应力-σ1增大至-σ3，这样将增加内壁产生皱折的可能性，为此在内侧加防皱板。
轴向推力的大小根据具体要求而定。
通常以中性线外移至等于平均弯曲半径的原则来确定。
1.4弯曲方法的拟定
本设备初步拟定采用辗压式的加工方法。
管子弯曲过程弯曲意图如图6所示：
图1.6管子弯曲过程示意图
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第2章弯管机的总体设计拟定
2.1弯管机的总体机拟定及分析
弯管机的总体构思如图7所示
图2.1弯管机的总体工作示意图
2.2弯管机总体机构的划分
弯管机的总体结构可以分为送料夹紧、送料、弯曲夹紧、靠模弯曲和切断机构五个部分。
弯曲夹紧、弯曲靠模以及动模的运动考虑采用液压缸液压传动来实现，
传动链简短而且机构简单易于实现。
切断机构采用小电机驱动锯片旋转来实现。
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第3章弯管机各机构的选择和设计
3.1靠模弯曲机构的设计
动模固定在旋转平台上，而定模固定在主机机体上，靠模过程靠动模和定模的相对运动来实现，定模在靠模过程中保
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