U型鈑金冷彎成型機(jī)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

緒論1.1選題背景及其意義隨著我國工業(yè)的發(fā)展，近年來，冷彎技術(shù)應(yīng)用的范圍越來越廣，由原來的普通結(jié)構(gòu)的小范圍使用，到現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)、輕工機(jī)械、電氣、家電、家具、裝飾、集裝箱、交通設(shè)施、汽車、機(jī)車車輛、起重機(jī)械、電梯等，都被應(yīng)用。冷彎成型技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用方面具有很好的優(yōu)點(diǎn)，粗成型段采用共用輥與更換輥組合方式，更換產(chǎn)品規(guī)格時(shí)，部分機(jī)架的軋輥不必更換，可節(jié)省部分軋輥的儲(chǔ)備量。輥型曲線簡單，制造與修復(fù)方便，軋輥重復(fù)利用率高,平輥用組合輥片，粗成型段為六機(jī)架，立輥群軋輥傾斜布置，車輥體積小，比傳統(tǒng)輥式成型機(jī)軋輥重量減輕1/3以上，設(shè)備結(jié)構(gòu)更緊湊。而對(duì)于U型鈑金來說，結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，但用量卻特別大，所以，應(yīng)用冷彎成型技術(shù)，可以有效的縮短工期，節(jié)約勞力資源，節(jié)約材料成本，減少人員投入。例如，在建筑行業(yè)中，輕型鋼結(jié)構(gòu)的廠房，具有縮短施工周期，減少用鋼量，工程綜合造價(jià)低等特點(diǎn)，已經(jīng)早已被廣泛應(yīng)用。在汽車制造業(yè)中，載重汽車及大型客車的車廂邊框、墻板、底板、車體框架、底部大梁及車門窗框等，都是可以用冷彎技術(shù)加工生產(chǎn)，即節(jié)約用鋼量，有提高產(chǎn)量；小客車及轎車的冷彎型鋼需要量不大,但其用于制作門窗框件、各種導(dǎo)軌、構(gòu)件及裝飾件等,斷面復(fù)雜、尺寸精度高?，F(xiàn)在冷彎成型的材料也不單單是碳素鋼，還有鍍鋅板、不銹鋼等,還有要求高的冷彎型鋼。而本次選題的意義就是通過對(duì)冷彎成型的應(yīng)用，完成U型鈑金的一次成型。擴(kuò)大冷彎成型的應(yīng)用范圍，增加冷彎成型技術(shù)對(duì)工業(yè)的影響程度。在這過程中，肯定是會(huì)遇到各種各樣的問題，而努力去發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，就是我在這次設(shè)計(jì)中的寶貴收獲，并讓我有機(jī)會(huì)更加深入的了解冷彎成型技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)目前，我國自主設(shè)計(jì)和研制的加工設(shè)備，從整體上看與國際先進(jìn)水平相比還有很大的差距，但某些技術(shù)正在追趕世界先進(jìn)水平。對(duì)于冷彎成型來說，多種成型形式正在被研究開發(fā)，俄羅斯切列波維茨克鋼鐵廠發(fā)明了生產(chǎn)沖孔冷彎型鋼的技術(shù)；日本拓殖大學(xué)的小奈宏教授論述了用計(jì)算機(jī)控制的冷彎成型機(jī)械的變截面型鋼成型技術(shù)及設(shè)備組成；瑞典Ortic公司和德國Bemo公司共同開發(fā)了一種關(guān)于冷彎型鋼的彎曲截面和可變形狀截面的輥彎成型方式即Monroe方式；英國則在研制冷彎系統(tǒng)，特點(diǎn)是設(shè)計(jì)，對(duì)整條冷彎生產(chǎn)線上的設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以應(yīng)付各種不一樣的冷彎產(chǎn)品。近年來，輕型鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于發(fā)達(dá)國家的建筑業(yè)中，對(duì)于美國、英國、西歐等發(fā)達(dá)國家，小到居民住宅，大到購物中心、機(jī)場(chǎng)、寫字樓等，冷彎型鋼產(chǎn)品都是第一大用戶。美國在輕鋼結(jié)構(gòu)體系的分析、應(yīng)用方法、設(shè)計(jì)理論、生產(chǎn)加工工藝技術(shù)上已經(jīng)非常完善，發(fā)明了許多專利，并且與其配套的設(shè)計(jì)軟件也十分實(shí)用，能在短時(shí)間內(nèi)完成繪圖、設(shè)計(jì)、工程量統(tǒng)計(jì)和報(bào)價(jià)等工作。再加上有限元技術(shù)的迅速發(fā)展，商業(yè)化的大型有限元軟件也為冷彎成型的成型工藝提供了很好的設(shè)計(jì)平臺(tái)，使冷彎成型能往更復(fù)雜、更困難的成型方向發(fā)展，同時(shí)也推動(dòng)了現(xiàn)在冷彎成型的主流設(shè)計(jì)方向，既以設(shè)計(jì)軟件為主要設(shè)計(jì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)發(fā)展方向。我國在華北、東北、華東地區(qū)，對(duì)冷彎成型技術(shù)應(yīng)用的比較多，主要用于建筑門窗、貨架、家用電器、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。主要產(chǎn)品有卷邊或非卷邊的C形、Z形鋼和角鋼、閉口方矩形管和圓管，還有一些異形復(fù)雜斷面型鋼、多種波形、帶孔的孔型鋼等。我國目前對(duì)冷彎成型的應(yīng)用還是沒國外的多，需要繼續(xù)加深數(shù)學(xué)模型的建立、理論知識(shí)的補(bǔ)充、CAD軟件的開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累，國外技術(shù)的引進(jìn)研究等。我抓住U型鈑金的特點(diǎn)，以及U型鈑金目前的生產(chǎn)方式和應(yīng)用范圍，決定為我國國民經(jīng)濟(jì)及鋼產(chǎn)業(yè)做出一點(diǎn)微不足道的貢獻(xiàn)，即設(shè)計(jì)一個(gè)U型鈑金的冷彎成型機(jī)。2設(shè)計(jì)主要的研究內(nèi)容2.1冷彎成型的基本工作原理冷彎成型的主要對(duì)象是軋鋼，軋鋼通過成型機(jī)的送料輥，調(diào)整進(jìn)入成型機(jī)的方向以及給予軋鋼初速度。再與多對(duì)工作輥的擠壓折彎過后，漸漸地形成所需要的形狀。在這過程中，主要是利用了材料的可彎曲性能，用硬度大于軋鋼的材料制造的軋輥，在一定推力的推動(dòng)擠壓下，將材料彎曲，并保證軋輥不在這個(gè)過程中被磨損。這之中關(guān)鍵的就是軋輥之間的位置精確性以及軋輥材料的可靠性，本次設(shè)計(jì)中，軋鋼的材料為Q235，其布氏硬度在140HB左右，軋輥材料為9Cr，硬度在260HB左右，完全可以在折彎軋鋼的情況下自身不變形。給軋鋼一定的壓力，其變形量不會(huì)產(chǎn)生永久變形，這個(gè)壓力施加在送料輥上，上下送料輥的外徑距離小于材料厚度，能給材料足夠的壓力，增加送料輥與軋鋼的接觸面積，提高靜摩擦力，提高軋鋼前進(jìn)的能量。工作輥每一道的折彎角度都不一樣，通過合理的公式計(jì)算來設(shè)計(jì)角度，工件的目標(biāo)折彎角度是90度，但是要考慮到材料變形后的回彈，本文采取的辦法是在最后一個(gè)道次之前，即倒數(shù)第二道的時(shí)候，總的折彎角度達(dá)到92度，以一定的超過量，來進(jìn)行余量矯正，最后一道90度是為了給之后的裁斷做固定之用。2.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容軋鋼的寬度和折彎角度通過已知的產(chǎn)品要求，計(jì)算軋鋼的寬度，即產(chǎn)品展平后的寬度，改計(jì)算要涉及到材料的折彎系數(shù)，再計(jì)算每個(gè)道次的折彎角度。（2）電機(jī)、液壓缸的選型計(jì)算每個(gè)道次的工作功率，將各階段功率相加，以計(jì)算得出的工作總功率來選合適的電動(dòng)機(jī)。分析產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，計(jì)算沖裁力，選型液壓缸。成型機(jī)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)主要為鏈傳動(dòng)，通過計(jì)算任務(wù)要求的加工速度，利用鏈輪減速減速到符合工作要求，用一條長鏈條負(fù)責(zé)傳動(dòng)每個(gè)道次的軋輥。軋輥的尺寸計(jì)算每個(gè)工作輥都不一樣，計(jì)算一個(gè)道次的2個(gè)軋輥，通常是一起計(jì)算，各尺寸計(jì)算公式中，各有影響。軸的強(qiáng)度校核通過之前的計(jì)算工作功率，分析哪個(gè)軸的受力最大，校核這根軸的強(qiáng)度，畫受力分析圖和轉(zhuǎn)矩彎矩圖。2.3技術(shù)要求利用冷彎成型技術(shù)，將2mm厚的軋鋼，材料為低碳鋼Q235，冷彎成U型形狀，折彎內(nèi)側(cè)半徑為0.8mm，并在前后兩頭沖壓出腰型孔，冷彎成型速度不低于0.2m/s，產(chǎn)品的最終尺寸如圖2-1：圖2-1U型鈑金成型尺寸為方便后面的計(jì)算，定半徑0.8mm為：；厚度2mm為：；至于折彎前的鈑金寬度則需要自己另外計(jì)算，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。3總體設(shè)計(jì)方案分析產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，從加工進(jìn)度開始，軋鋼進(jìn)入成型機(jī)開始，先由送料輥和機(jī)體上的固定軌道來矯正方向和給與速度，在送料輥和第一道工作輥之間，有液壓缸所驅(qū)動(dòng)沖壓裝置，將腰型孔和邊料沖裁去除。之后在多對(duì)工作輥的工作下，使軋鋼達(dá)到產(chǎn)品要求的形狀尺寸，再有最后的液壓沖裁裝置將其剪斷。從傳動(dòng)路線開始，由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)過多對(duì)鏈輪減速將轉(zhuǎn)速將到滿足設(shè)計(jì)要求，上下軋輥有分主動(dòng)輪和從動(dòng)輪，一般都是設(shè)計(jì)下軋輥為主動(dòng)輪，上軋輥為從動(dòng)輪。在軋輥設(shè)計(jì)上，需要考慮到傳動(dòng)環(huán)節(jié)上的功率損失。理論上來說，工件軋鋼前進(jìn)的速度與軋輥的線速度相同，雖然是用一根鏈條鏈接所有軋輥，但還是會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速上的微小差異，為了避免不必要的相對(duì)位移和滑動(dòng)摩擦，適當(dāng)?shù)闹鸫卧黾榆堓侐?qū)動(dòng)半徑的直徑，讓周長變大，在轉(zhuǎn)速變小的情況下而保持線速度的基本持平，對(duì)提高工件表面的光滑度、精確度、水平度等。電動(dòng)機(jī)減速后，軸的轉(zhuǎn)矩會(huì)變大，負(fù)責(zé)傳動(dòng)的鏈條所承受的力也會(huì)變大，所以，負(fù)責(zé)軋輥傳動(dòng)的鏈條應(yīng)該是型號(hào)最大的鏈條。該成型機(jī)只負(fù)責(zé)軋鋼的成型和沖裁，對(duì)于成型前的軋鋼支架與軌道，以及裁斷后的安放與保存，不在設(shè)計(jì)之內(nèi)。初步設(shè)計(jì)該成型機(jī)的總長度為5000mm，工作高度為1260mm，總高度與所選型的液壓缸的高度有關(guān)，需要另行計(jì)算。軋輥軸上的軸承座，都是上下分離可拆卸式的，便于更換維修。4成型機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1折彎角度的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1計(jì)算鈑金寬度首先，要計(jì)算出該產(chǎn)品的展開寬度,要先計(jì)算出拐角的折彎中心長度，通過公式：(4-1)K為折彎系數(shù)，由的值來確定；r為半徑，t為厚度。當(dāng)時(shí)，，查圖可得：k=0.35；所以，總寬度為：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，將折彎道次定為7道次較為合理。其中，為降低材料的彈性變形的影響，第6道次的折彎角度為，第7道次折彎角度為。4.1.2計(jì)算折彎角度第1折彎道次至第5折彎道次的折彎角度通過公式計(jì)算得出：（4-2）為折彎道次數(shù)；為第6折彎道次折彎角度，；N為該過程總折彎道次數(shù)N=6；第一道次的折彎角度為：第二道次的折彎角度為：第三道次的折彎角度為：第四道次的折彎角度為：第五道次的折彎角度為：4.2電動(dòng)機(jī)的選型為了實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)定、價(jià)格低廉、使用普遍、維修更換方便等現(xiàn)實(shí)的使用需求，初步選定于三相異步Y(jié)型電機(jī)，計(jì)算每個(gè)軋輥道次的工作功率，計(jì)算它們的總功率，來選擇合適的電動(dòng)機(jī)。4.2.1送料輥功率計(jì)算在工作輥的7個(gè)道次之前，還有一個(gè)負(fù)責(zé)給工件提供初始速度的送料輥。計(jì)算送料輥的工作功率，需要考慮工件的材料應(yīng)變、彈性極限、彈性模量等問題。送料輥與軋鋼之間的位置和形變之間的關(guān)系如圖4-1：圖4-1送料輥與軋鋼的彈性變形分析圖軋鋼材料為低碳鋼Q235，厚度t=2mm，查資料得：彈性模量E=200GPa；彈性極限軋輥材料為9Cr，表面鍍青銅；查表得軋輥與材料為Q235的軋鋼的表面靜摩擦系數(shù)：應(yīng)變公式：（4-3）將彈性模量和彈性極限代入公式：又因?yàn)椋海?-4）所以：=1r為軋輥的驅(qū)動(dòng)半徑；根據(jù)勾股定理：（4-5）mm所以，受到擠壓的投影面積為：軋鋼的彈性形變的彈力為：送料輥與軋輥之間的摩擦力為：工作功率計(jì)算公式為：（4-6）其中，為軋輥與軋鋼之間的摩擦力；V為軋鋼前進(jìn)的速度，可看做是送料輥的線速度，按要求V=0.2m/s；所以，送料輥工作時(shí)所需要的工作功率為：4.2.2工作輥功率計(jì)算工作輥負(fù)責(zé)對(duì)軋鋼的折彎，需要計(jì)算對(duì)軋鋼的折彎壓力：（4-7）F為折彎壓力；b為軋鋼折彎前后的寬度；t為軋鋼厚度，t=2mm;為軋鋼的抗拉極限，查表得：；工作輥第一道次的工作功率：為了節(jié)省計(jì)算量和時(shí)間，對(duì)于每個(gè)道次折彎后的形狀尺寸，我用UG8.5軟件進(jìn)行建模，并通過設(shè)定折彎系數(shù)、鈑金材料、折彎半徑等參數(shù)，對(duì)鈑金進(jìn)行折彎和展平，然后測(cè)量折彎后的寬度，并投影標(biāo)注出來。第一道次折彎22.6°后的截面圖如圖4-2：圖4-2第一次折彎后截面圖所以，；第一道次的折彎壓力為：功率為：第二道次折彎43.0°，折彎后截面如圖4-3：圖4-3第二次折彎后截面圖所以，；第二道次的折彎壓力為：功率為：第三道次折彎61.1°，折彎后截面如圖4-4：圖4-4第一次折彎后截面圖所以，；第三道次的折彎壓力為：功率為：第四道次折彎角度為76.5°，折彎后截面如圖4-5：圖4-5第四次折彎后截面圖所以，；第四道次的折彎壓力為：功率為：第五道次折彎角度為87.6°，折彎后截面如圖4-6：圖4-6第五次折彎后截面圖所以，；第五道次的折彎壓力為：功率為：第六道次折彎角度為92°，折彎后截面如圖4-7：圖4-7第六次折彎后截面圖所以，；第六道次的折彎壓力為：功率為：第七道次的折彎角度為90°，即最后成型形狀，所以，第七道次的折彎壓力為：功率為：為方便查看和之后的計(jì)算，整理之前所計(jì)算的數(shù)據(jù)如表4-1：表4-1各道次軋輥功率計(jì)算結(jié)果道次折彎角度折彎后寬度b(mm)折彎壓力F(N)工作功率P(W)送料0193.51363021452.08第一道次22.6182.72211.1442.22第二道次43.0168.82267.3453.46第三道次61.1146.12437.3487.46第四道次76.5122.42543.3508.66第五道次87.6104.02534.9506.98第六道次9296.62331.5466.3第七道次901002086.6417.32所以，總的工作功率為：電動(dòng)機(jī)減速采用鏈條三級(jí)減速，鏈條的傳動(dòng)效率為0.96，所以總功率為：所以，電動(dòng)機(jī)選取為：Y型三相異步電動(dòng)機(jī)Y160M2-8其中額定功率；轉(zhuǎn)速；4.3鏈傳動(dòng)的計(jì)算設(shè)工作輥與送料輥的工作直徑一樣為D=220mm，工作輥線速度要求根據(jù)線速度公式：推得轉(zhuǎn)速公式為：（4-8）所以，鏈輪減速后的送料及工作轉(zhuǎn)速取20r/min.由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：，減速后的轉(zhuǎn)速為20r/min。所以，總的減速比為：查閱相關(guān)資料，得知鏈條減速的單次減速比不能超過7，同時(shí)考慮到轉(zhuǎn)矩的逐漸增大以及鏈條寬度和節(jié)距也逐漸增大，故將減速分為3級(jí)減速，減速比分別為：，，4.3.1一級(jí)減速計(jì)算取小鏈輪齒數(shù)為：；則，大鏈輪齒數(shù)：計(jì)算功率公式：（4-9）為工況系數(shù)，查表得：；為主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查圖得：；P為主動(dòng)鏈輪功率，所以：根據(jù)，，查圖可得：鏈條型號(hào)為10A；查表可得：鏈條節(jié)距為。初選中心距：鏈長節(jié)數(shù)為：取鏈傳動(dòng)最大中心距為：(4-10)為中心距計(jì)算系數(shù)，查表得所以，選中心距4.3.2二級(jí)減速計(jì)算取小鏈輪齒數(shù)為：；則，大鏈輪齒數(shù)：；為工況系數(shù)，查表得：；為主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查圖得：；P為主動(dòng)鏈輪功率；所以，根據(jù)，查圖可得：鏈條型號(hào)為16A；查表可得：鏈條節(jié)距為。初選中心距：鏈長節(jié)數(shù)為：取為中心距計(jì)算系數(shù)，查表得所以，選中心距4.3.3三級(jí)減速計(jì)算取小鏈輪齒數(shù)為：；則，大鏈輪齒數(shù)：；為工況系數(shù)，查表得：；為主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查圖得：；P為主動(dòng)鏈輪功率：所以，根據(jù)，查圖可得：鏈條型號(hào)為16A；查表可得：鏈條節(jié)距為。初選中心距：鏈長節(jié)數(shù)為：取鏈傳動(dòng)最大中心距為：為中心距計(jì)算系數(shù)，查表得所以，選中心距計(jì)算鏈速：0計(jì)算有效圓周力：計(jì)算壓軸力：（4-11）其中，為壓軸力系數(shù)，取1.15所以，4.3.4工作傳動(dòng)鏈條計(jì)算該傳動(dòng)鏈條鏈接工作輥和送料輥，鏈輪的大小及齒數(shù)都一致，保證轉(zhuǎn)速的一致性，防止出現(xiàn)相對(duì)位移和滑動(dòng)摩擦。所以，傳動(dòng)比。通過查閱相關(guān)資料，選取合適的齒數(shù)，為工況系數(shù)，查表得：；為主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查圖得：；P為主動(dòng)鏈輪功率；所以，根據(jù)，查圖可得：鏈條型號(hào)為32A；查表可得：鏈條節(jié)距為。選中心距：鏈長節(jié)數(shù)為：取將上述主要計(jì)算結(jié)果整理為表4-2：表4-2各級(jí)減速傳動(dòng)計(jì)算結(jié)果減速級(jí)數(shù)鏈條型號(hào)小鏈輪齒數(shù)大鏈輪齒數(shù)鏈節(jié)數(shù)中心距(mm)鏈條節(jié)距(mm)傳動(dòng)比一級(jí)減速10A1911416070015.8756二級(jí)減速16A2163122100025.43三級(jí)減速28A193892140044.452工作傳動(dòng)36A1717175400050.814.4計(jì)算軋輥尺寸每一道次軋輥由2個(gè)軋輥組成，分上輥和下輥，由于電動(dòng)機(jī)輸出的力通過鏈輪鏈條傳遞給下輥，上輥不主動(dòng)提供力，所以驅(qū)動(dòng)直徑指的是下輥的最小直徑。送料輥與所有工作輥之間用一根鏈條傳動(dòng)，保證每道軋輥的轉(zhuǎn)速都相同，減少相對(duì)位移。機(jī)器在工作中，隨著傳動(dòng)的增多，勢(shì)必會(huì)有能量損失，為防止后面的工作輥由于能量或功率減小而相對(duì)于送料輥轉(zhuǎn)速變小，產(chǎn)生相對(duì)位移，增大摩擦阻力，使軋鋼拱起的現(xiàn)象，每道工作輥的驅(qū)動(dòng)直徑依次加0.5mm，便可增大軋輥的線速度，彌補(bǔ)之前的速度損失。因?yàn)樵黾恿蓑?qū)動(dòng)直徑，所以沒對(duì)工作輥之間的中心距也要依次加1mm。計(jì)算軋輥尺寸之前，先要計(jì)算工件完成后的每段尺寸，如圖4-8：圖4-8工件成型尺寸要求分析圖其中，，，送料輥的驅(qū)動(dòng)直徑??；送料輥總長度L取250mm，為安裝調(diào)試方便，工作輥總長度和送料輥的總長度一樣，都是250mm。軋輥尺寸樣式如圖4-9：圖4-9軋輥尺寸樣式圖4.4.1第一道次軋輥尺寸計(jì)算第一道工作輥的驅(qū)動(dòng)半徑為：計(jì)算上輥扎的圓角半徑R：（4-12）（4-13）（4-14）（4-15）（4-16）（4-17）（4-18）（4-19）（4-20）具體尺寸分布如下圖4-10：圖4-10第一道次軋輥尺寸圖4.4.2第二道次軋輥尺寸計(jì)算第二道工作輥的驅(qū)動(dòng)半徑為：折彎角度計(jì)算上輥扎的圓角半徑R：具體尺寸分布如圖4-11：圖4-11第二道次軋輥尺寸圖4.4.3第三道次軋輥尺寸計(jì)算第三道工作輥的驅(qū)動(dòng)半徑為：折彎角度計(jì)算上輥扎的圓角半徑R：具體尺寸分布如圖4-12：圖4-12第三道次軋輥尺寸圖4.4.4第四道次軋輥尺寸計(jì)算第四道工作輥的驅(qū)動(dòng)半徑為：折彎角度計(jì)算上輥扎的圓角半徑R：具體尺寸分布如圖4-13：圖4-13第四道次軋輥尺寸圖4.4.5第五道次軋輥尺寸計(jì)算第五道工作輥的驅(qū)動(dòng)半徑為：折彎角度計(jì)算上輥扎的圓角半徑R：具體尺寸分布如圖4-14：圖4-14第五道次軋輥尺寸圖4.4.6第六道次軋輥尺寸計(jì)算第六道工作輥的驅(qū)動(dòng)半徑為：折彎角度計(jì)算上輥扎的圓角半徑R：具體尺寸分布如圖4-15：圖4-15第六道次軋輥尺寸圖4.4.7第七道次軋輥尺寸計(jì)算第七道次軋輥是按照最終尺寸制作的，所以部分尺寸無需計(jì)算，可根據(jù)工件要求尺寸直接得出結(jié)果：具體尺寸圖如圖4-16：圖4-16第七道次軋輥尺寸圖至此，1對(duì)送料輥和7對(duì)工作輥的外形尺寸計(jì)算完畢，軋輥的部分倒圓角由于與工件沒有直接接觸，所以沒有特定尺寸要求，只要方便加工和安裝便可。4-5液壓缸選型計(jì)算該成型機(jī)需要2個(gè)液壓缸，一個(gè)在送料輥和第一道次工作輥之間，用于沖裁腰型孔和邊料，第二個(gè)液壓缸安裝于最后一道軋輥之后，用于剪斷軋鋼。第一次沖裁后的工件俯視圖如圖4-17：圖4-17第一次沖裁后工件俯視圖查閱相關(guān)書籍，平刃口沖裁力的計(jì)算公式為：（4-21）其中，K為安全系數(shù)，取；L為沖裁周長，；t為厚度，；為材料抗剪強(qiáng)度，材料Q235的抗剪強(qiáng)度為；所以，第一次沖裁的沖裁力為：；換算單位：；查液壓缸選型表，選用Y-HG1-E200/140X100LJHL10型號(hào)的液壓缸。第二次沖裁為剪斷沖裁，剪斷后的三維示意圖如圖4-8：圖4-18最終沖裁后的軸測(cè)圖沖裁周長為：；第二次沖裁的沖裁力為：；換算單位：；查液壓缸選型表，選用Y-HG1-E90/63X100LJHL10型號(hào)的液壓缸。4.6送料輥軸的計(jì)算與校核通過之前的計(jì)算可知，送料輥的工作功率比工作輥的工作功率大，工作輥所用的軸可以繼承送料輥的軸，為保證力的均勻分布和軸的載荷對(duì)稱，上軋輥軸的基本數(shù)據(jù)可繼承下軋輥軸的基本數(shù)據(jù)，例如最小直徑、軋輥段長度等。送料輥下軋輥軸的計(jì)算及校核：軸上的功率為：；轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)矩：；軸的最小直徑的計(jì)算公式：（4-22）選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15-3，取，于是，??；軸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4-19：圖4-19送料輥軸的基本設(shè)計(jì)圖直徑64mm處車外螺紋，用于螺母軸向固定鏈輪，不受徑向力；直徑70mm處安放2個(gè)鏈輪；直徑75mm處安置軸承，軸肩用于軸向固定；最長段用于安放軋輥和軸承。軸承的選用：因?yàn)檩S承承受徑向載荷的同時(shí)，還承受軸向載荷，所以，選用圓錐滾子軸承。參照工作要求，軸承段直徑為75mm，查軸承國標(biāo)表，可選GB/T297-199430215型號(hào)，該型號(hào)基本尺寸為：軸的受力分析簡圖如圖：圖4-20軸的受力分析簡圖通過之前計(jì)算已知：轉(zhuǎn)矩為：；有效圓周力為：；壓軸力為：；軸壓力為：徑向力：；所以，可先求水平支撐反力，軸承A的水平支反力：負(fù)號(hào)表示力的方向與圖上所表示方向相反，下同。軸承B的水平支反力：再求垂直支反力：所以，軸承A的中支撐反力為：；軸承B的中支撐反力為：；彎矩的計(jì)算：水平面上彎矩為：垂直面上彎矩為：所以，計(jì)算合成彎矩有：根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫出彎矩圖和扭矩圖如圖4-21：圖4-21軸的扭矩和彎矩圖在已知軸的彎矩和扭矩后，便可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按照第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力的公式為：，彎曲應(yīng)力是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，而扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則是不對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，所以，通常要引入折合系數(shù)，來考慮兩者循環(huán)特性的不同影響，應(yīng)力計(jì)算的公式為：（4-23）分析上述計(jì)算力矩可知，A點(diǎn)截面為危險(xiǎn)截面，差表15-4可知，該截面的抗彎截面系數(shù)為：抗扭截面系數(shù)為：最大彎曲應(yīng)力為：扭剪應(yīng)力為：對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸來說，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力當(dāng)做脈動(dòng)循環(huán)切應(yīng)力來處理，則，故A截面處的當(dāng)量應(yīng)力為：通過查表15-1可知，材料45鋼調(diào)制處理的許用彎曲應(yīng)力為：，通過計(jì)算后的當(dāng)量應(yīng)力，所以，得出結(jié)論：軸的強(qiáng)度滿足要求。（要模型圖紙的私聊QQ864736794）5結(jié)論本課題屬于已有技術(shù)的一種擴(kuò)展應(yīng)用，在理論基礎(chǔ)和軟件基礎(chǔ)都比較成熟的情況下，所研究設(shè)計(jì)的鈑金成型機(jī)。在真正開始做這個(gè)課題之前，查閱了許多有關(guān)冷彎成型的書籍，發(fā)現(xiàn)大部分為譯本，也有中外教授合編的，純國內(nèi)主編出版的很少。在這過程中，碰到的有些計(jì)算所用的公式也有些區(qū)別，在與老師同學(xué)討論了后，才開始動(dòng)工。由于平時(shí)在學(xué)校里UG軟件用的特別多，所以我是先從零件建模開始?；久總€(gè)零件（非標(biāo)）在最后總裝配的時(shí)候，都因?yàn)楦鞣N原因而修改了，有的是少了定位，有的是尺寸沖突，有的是機(jī)構(gòu)難看，總之最后還是比較順利的裝配好了，并且利用軟件出圖。由于有些標(biāo)準(zhǔn)件在UG的模型庫里沒有，如部分的螺釘和螺栓等，所以我只能從solidworks軟件的模型庫中調(diào)用，由于軟件上的不同，使剖視圖中該模型顯示的效果不好，只能在CAD中慢慢改了，在一定程度上增加工作量。不過用UG也讓我省了一些計(jì)算，例如計(jì)算折彎壓力的時(shí)候，需要用到折彎后的軋鋼寬度，我直接利用UG里的鈑金模塊，設(shè)定好折彎系數(shù)和折彎角度，折彎后直接用軟件測(cè)量就好了，省時(shí)省力。我看書上關(guān)于這個(gè)計(jì)算有點(diǎn)麻煩，而我實(shí)習(xí)工作上也天天用鈑金模塊，對(duì)這塊的應(yīng)用特別熟。對(duì)于本課題中，我的傳動(dòng)都是是鏈條傳動(dòng)，主要是看中鏈條傳動(dòng)的承載能力高、效率高、作用于軸上的力小、傳動(dòng)距離遠(yuǎn)，同時(shí)，它能再低速、重載和高溫的情況下持續(xù)工作。對(duì)于液壓系統(tǒng)，本課題只是研究了液壓缸的選型，對(duì)于油泵和管道之類的液壓系統(tǒng)不再課題研究范圍內(nèi)。沖裁的形式不同書籍也有不同的設(shè)計(jì)，有45度角斜沖裁的，有水平?jīng)_裁的，有垂直沖裁的，每個(gè)設(shè)計(jì)都有其適用范圍，通過與老師討論，我選擇了垂直沖裁，主要是為了結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便。對(duì)于液壓缸的模型制作，我是根據(jù)網(wǎng)上找的液壓缸的基本外形尺寸制作的，形狀上只有一個(gè)基本的外形尺寸以及較為完整的安裝尺寸，所以從圖紙上看，液壓缸可能看上去比較別扭。對(duì)于計(jì)算，本課題雖然有許多地方是一套公式重復(fù)使用，但是沒個(gè)計(jì)算結(jié)果都不一樣，且都有其必要性，不可忽略。參考文獻(xiàn)[1]劉繼英.（日）小奈弘.冷彎成型技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2008[2]濮良貴.陳國定.吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)第九版.北京：高等教育出版社.2013[3]吳聯(lián)興.機(jī)械零件及機(jī)械傳動(dòng)基本常識(shí)[M].北京：高等教育出版社.2007[4]石京.王先進(jìn).國內(nèi)外冷彎成型研究最新進(jìn)展[J].冷鋼.1998[5]鄭軍興.張曙紅.板料厚度對(duì)冷彎成型及回彈影響的模擬研究.軋鋼.2007.4（2）：22-24[6]徐尚義.現(xiàn)代輥式冷彎成型生產(chǎn)技術(shù)的新發(fā)展.鋼管.1995(3):16-20[7]楊仙.祁翠琴.馮之權(quán).楊素飛.虛擬制造技術(shù)在冷彎型鋼生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用探索.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,

2009(4):98-100[8]丁愛玲.輥彎成型工藝研究.2002.3[9]劉中成.冷彎型鋼企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析.山東大學(xué).2014[10]（加）喬治.哈姆斯著，劉繼音譯.冷彎成型技術(shù)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008[11]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[12]史永凌.劉繼英.先進(jìn)高強(qiáng)度鋼輥彎成型仿真研究[J].焊管，2007:2[13]朱龍根.簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[14]Anonymous.CustomRollformingCorp.;CustomRollformingCorp.SuppliesMoney-SavingSolarRackingtoGREENFUELTechnologies.2011[15]K.V.Ramana,ManvinderSingh,AbhishekGupta.Amanufacturabilityadvisorforspunandrollformedsheetmetalcomponents.2006致謝在這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)里面，有許多東西在開始做之前都是模糊的，不僅是東西怎么做不知道，連概念都比較模糊，多虧了張曉峰老師的耐心指導(dǎo)。我一開始動(dòng)筆計(jì)算的時(shí)候，在計(jì)算軋輥功率和電機(jī)功率的時(shí)候就錯(cuò)了，那時(shí)候我是參考前人的關(guān)于冷彎成型的畢業(yè)設(shè)計(jì)所做的，當(dāng)老師告訴我錯(cuò)的時(shí)候我還不相信，張老師特別有耐心地一點(diǎn)一點(diǎn)跟我講解，把我?guī)С隽饲叭说木蘅?。通過張曉峰老師的帶領(lǐng)下，我開始漸漸地對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)熟門熟路了?？粗种械牟莞逶絹碓胶?，模型建的越來越多，裝配圖越來越完善，心里是美滋滋的，雖然過程是苦了點(diǎn)，但是這樣才有收獲不是么。在后期與同學(xué)一起去見老師的時(shí)候，難免會(huì)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)有些抱怨，但是老師一直在給我們打氣，并且給我們的課題提了非常好的建議。張曉峰老師主要是對(duì)理論計(jì)算這方面非常精通，在圖紙方面比較不足，但是當(dāng)我們有圖紙上的問題時(shí)，他會(huì)帶我們找別的老師解答。在此，向每個(gè)幫過我們的，為我們排憂解難的老師們表示最誠摯的感謝，和最真誠的問候，老師，謝謝啦。基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)HYPERLINK"/det