折彎機設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 梁上，則選機架的底座為740mm720mm，下梁選用A3，其尺寸為720mm306mm44mm，將兩導(dǎo)柱中心之間的距離設(shè)計為620mm，導(dǎo)柱的直徑為60mm。這樣兩導(dǎo)柱內(nèi)側(cè)之間的距離為560mm，同時，在下梁上還應(yīng)裝兩個定位軸座，使折彎機構(gòu)的中心定位在下梁所在平面上。取定位軸座的寬度為80mm,取定位軸座上銷軸的直徑為25mm，則銷軸的臺階的寬度為5mm,則工作臺可用的長度為7202（80+5）=550mm。工作臺的寬度應(yīng)大于活動梁的寬度取306mm。則工作臺的實際有效面積可達到550mm306mm。同時在加工零件時，可根據(jù)零件的具體尺寸在下梁上鉆兩個直徑為5mm的螺紋孔，使兩螺紋孔確定一個平面。又零件在未加工前的面積為1040mm522mm，折彎部分的長度為248mm,因此余下的長度大于下梁的寬度，則可在下梁的一側(cè)加一個托板托住零件伸出的部分。托板外側(cè)的最外端焊上兩個帶內(nèi)螺紋孔的小擋塊，小擋塊上裝有螺釘，螺釘是用來定位零件在工作臺上的位置。這樣，下梁上兩螺紋孔與托板上的螺釘就準(zhǔn)確的確定零件在工作臺上位置。機架、下梁和導(dǎo)柱的確定，就已經(jīng)定出了折彎機的基本框架，活動梁在導(dǎo)柱上移動，上梁固定在導(dǎo)柱的另一頭，又對于折彎機來說，應(yīng)盡可能的保持三梁的長與寬一致，這樣不僅結(jié)構(gòu)對稱而且受力也均勻，由此可確定上梁的尺寸為720mm300mm。同時在上梁的中心開孔，使壓緊油缸的活塞桿上下移動，油缸又通過法蘭固定在上梁之上，這樣上梁可以選用厚為50mm的鋼板，又因為油缸位于上梁的中心，且作用力大，則在上梁的中心將產(chǎn)生撓度，因此在上梁的外側(cè)焊接兩鋼板以增加其剛度，由于上梁為一組焊件，則將上梁選用A3。同時由于上下梁分別固定在導(dǎo)柱的兩端，活動梁在導(dǎo)柱上下移動，則要求兩導(dǎo)柱平行，為了保證平行可在上下梁與導(dǎo)柱相配合的四孔處焊上厚度為5mm的鋼板，再對鋼板進行加工，以減小加工面積。則上梁的具體結(jié)構(gòu)如圖44所示(具體尺寸見零件圖)。圖44 上梁結(jié)構(gòu)圖由以上的敘述可知，已將上下梁的結(jié)構(gòu)和具體的尺寸確定。而對于活動梁，是為了使活塞桿與其相連，帶動壓緊塊上下運動，其結(jié)構(gòu)簡單。活動梁的長與寬分別與上梁一致，取720mm和300mm ,但在活動梁長的一側(cè)應(yīng)挖去一長為524mm,寬為20mm的槽以讓開零件折彎后四周的邊產(chǎn)生干涉。同時，由于活動梁要在導(dǎo)柱上上下活動，則應(yīng)在活動梁上裝上導(dǎo)向套，同時配作螺紋孔用來裝配油杯，其結(jié)構(gòu)如圖45所示（具體尺寸見零件圖）。圖45 活動梁結(jié)構(gòu)示意圖三梁的確定已經(jīng)將折彎機的具體結(jié)構(gòu)定出，同時將工作臺與地面的距離定為800mm，由此來確定機架的高度，同時機架的結(jié)構(gòu)為焊接式，則將機架的材料選為A3，機架的底座選長740mm,寬720mm,高為25mm的鋼板，然后在平行于底板長的方向上焊上兩垂直于底板的鋼板，為增加其強度，再在兩垂直鋼板之間焊上一鋼板，這樣從正上方看三塊鋼板，就形成了一個H的形狀，然后在三垂直底板的另一端焊接一長720mm，寬286mm，厚20mm的鋼板，再在該鋼板上焊接兩根型號為8的槽鋼，用來連接下梁。這樣整個機架和下梁就形成了一組焊件。同時，在底板上還需裝上一個支撐架用來定位折彎缸。在中間垂直鋼板上開一個長為300mm，寬為150mm的孔讓折彎缸通過。而對于折彎缸底座的支撐架，將其設(shè)計為一個單獨的構(gòu)件，這樣既便于加工有便于裝配。其具體的結(jié)構(gòu)尺寸由折彎缸尾部轉(zhuǎn)耳來決定。另外，在導(dǎo)柱與上下梁相連接的地方應(yīng)采用過渡配合，這樣可以保證導(dǎo)柱裝上后不會晃動。由以上敘述可知，已經(jīng)將折彎缸的具體結(jié)構(gòu)和各梁的尺寸定出，只需要校核各處的強度來確定所選的零件尺寸是否合格。 機架的受力分析通過壓緊塊中心的計算可知，在壓緊缸的保壓過程之中，由于壓緊塊的受力中心與壓緊塊的中心不重合，則將會以壓緊塊中心產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，但系統(tǒng)卻是保持平衡的，則活動梁將受到導(dǎo)柱對其產(chǎn)生的彈力，受力圖見圖46。對該系統(tǒng)進行受力分析得，系統(tǒng)受到壓緊力P，重力G，支撐力N以及導(dǎo)柱對上梁的彈力T1和T2，由于T1和T2為一對內(nèi)力，則T1= T2，又由鋼的密度為：ρ=,則將活動梁與壓緊塊當(dāng)中規(guī)則的形狀來計算，可求得其重量為： 因為壓緊力為50KN，則重力遠小于壓緊力，在計算過程之中，可忽略活動梁與壓緊塊的重力，即認為P=N。對活動梁和壓緊塊進行受力分析得：在水平方向上：T1=T2，且方向相反；在豎直方向上：N=P=。再以O(shè)點為轉(zhuǎn)動中心，以逆時針轉(zhuǎn)動方向為正，則力矩平衡方程為：則由上述計算可知，在壓緊缸保壓的過程之中，導(dǎo)柱受到活動梁的兩彈力作用，在此時導(dǎo)柱相當(dāng)于一固定梁，受到一對大小相等，方向相反的力作用，將發(fā)生彎曲變形，受力圖如圖46所示：圖46 壓緊塊受力圖 圖47 導(dǎo)柱受力簡圖對導(dǎo)柱進行受力分析，取水平向右為正，豎直向上為正，則可分別求得導(dǎo)柱在水平方向與豎直方向上所受到的力：在水平方向上： ；在豎直方向上： 由于，則。對導(dǎo)柱由力矩平衡方程可得：當(dāng)確定好各力的大小后，設(shè)彈力T1的作用點為C，T2的作用點為D，則C點的彎矩Mc為：D點的彎矩Md為:則其彎矩圖為：圖48 導(dǎo)柱受力彎矩圖則由彎矩圖可知，危險截面將在截面D，由于導(dǎo)柱的材料為45，查《機械設(shè)計手冊1》，可得45的屈服極限為，安全系數(shù)為4，則導(dǎo)柱的許用強度為：。又由于導(dǎo)柱的截面形狀是直徑為42mm的圓，則可求得它的抗彎截面系數(shù)為：則導(dǎo)柱的彎曲強度條件為：帶入數(shù)據(jù)得：則由上式可知導(dǎo)柱的強度滿足要求，安全。由以上計算可知，導(dǎo)柱的強度小于許用值，但由于導(dǎo)柱兩端固定，而在靠近下梁的一端受到活動梁對其的彈力作用，則導(dǎo)柱將會產(chǎn)生彎曲變形，如果導(dǎo)柱的撓度過大，產(chǎn)生的變形將會影響活動梁在上面順利移動。由圖48可得，導(dǎo)柱的撓度是由彈力T1和T2產(chǎn)生的。則可以分別求出彈力T1和T2產(chǎn)生的撓度，再將兩撓度合成，而得出總的撓度。其具體的示意圖如圖49所示：圖49 導(dǎo)柱彎曲變形示意圖 又有b=,a=，d=,c=，設(shè)總長為l=。則彈力T1對導(dǎo)柱作用產(chǎn)生的撓曲線方程為：將數(shù)據(jù)帶入撓曲線方程，可以求得在彈力T1的作用下，C和D處的撓度。 同理可得，在彈力T2的作用下，DA段的撓曲線方程為： 將數(shù)據(jù)帶入撓曲線方程，可以求得在彈力T2的作用下，C和D處的撓度。在C點時，x=a=，則撓度為： 在D點時，x=c=，則撓度為： 分別求出彈力T1和T2的撓度后，再將其合成，則可求出總的撓度：由上可知，彈力T1和T2對導(dǎo)柱產(chǎn)生的撓度在C點為，在D點為，由數(shù)值可知道，撓度的值很小，因此，它對導(dǎo)柱產(chǎn)生的影響很小，不會影響活動梁的上下移動。由以上可知，導(dǎo)柱的強度與剛度均安全。由上梁的結(jié)構(gòu)可知，壓緊缸固定在上梁上，在保壓過程之中，壓緊缸的活塞對活動梁有一壓力，即壓邊力，而壓邊力是由壓緊缸內(nèi)部液壓油對活塞作用，再通過力的傳遞傳給活動梁，則同時將對油缸產(chǎn)生一個反作用力，在該力的作用下，油缸有向上運動的趨勢，又由于壓緊缸通過法蘭固定在上梁之上，則相當(dāng)于在上梁的中心受到一豎直向上的力，該力與壓邊力同大，則上梁在該力的作用下，將會產(chǎn)生彎矩，其示意圖為圖410所示。圖410 上梁受力示意圖對上梁進行受力分析得，在豎直方向上，取豎直向上為正，在水平方向上，取水平向左為正，則；豎直方向上：由于力F作用在上梁的中心位置，則，所以：方向豎直向下。水平方向上：。則上梁在中心位置所受的彎矩最大為： 其彎矩圖如下圖所示：圖411 上梁彎矩圖由于上梁為組焊件，則選用焊接性能好的A3作為材料，查《機械設(shè)計手冊1》可得A3的屈服極限，取，安全系數(shù)為4，則上梁的許用強度為：。又由于上梁的截面形狀是高為50mm，寬為300mm的長方形，則可求得它的抗彎截面系數(shù)為：則上梁的彎曲強度條件為：帶入數(shù)據(jù)得：則由上式可知上梁的強度滿足要求，安全。由上梁的結(jié)構(gòu)可知，上梁的長為720mm，寬為300mm,則上梁的受力相當(dāng)于一兩端固定的梁，將會產(chǎn)生撓度，且在梁的中心位置撓度最大。其示意圖如圖412所示。圖412 上梁的受力變形圖由上梁的彎曲變形圖可知，上梁的最大撓度將梁的中心位置，即O點。又由412可知，l=620mm，則上梁的撓曲線方程為： 則上梁將會向上彎曲，對導(dǎo)柱產(chǎn)生彈力，上梁彎曲后，與導(dǎo)柱相連接的孔底部中心偏移的距離為：由裝配圖上配合可知，,遠大于實際的偏移，但如果孔的配合值小于實際的偏移值時，就會對導(dǎo)柱產(chǎn)生彈力，影響活動、梁的上下移動。為了提高其彎曲剛度，可采取了改善梁的結(jié)構(gòu)形式，減小彎矩的數(shù)值的方法。具體的做法就是沿上梁長的方向焊接了兩鋼板，這樣將進一步減小上梁在中心位置的撓度。減小上梁對導(dǎo)柱的彈力。 油缸的選取 壓緊缸的選取通過壓緊力的計算，上梁和活動梁的確定，可以用來選取壓緊缸的型號和相關(guān)的尺寸。由于任務(wù)書中要求所選用的壓緊缸公稱壓力為50KN，壓緊缸內(nèi)徑為80mm，則根據(jù)壓緊缸可求得系統(tǒng)壓力為：則要求壓緊缸的工作壓力大約為10MP，查《機械設(shè)計手冊》則可選用 冶金設(shè)備用標(biāo)準(zhǔn)液壓缸，該系列的液壓缸的最大壓力為16MP。通過對前面上梁，活動梁以及折彎機的工作原理可知，所需的壓緊缸要求倒置于上梁之上，則要選用的油缸應(yīng)頭部帶法蘭，以便能夠固定在上梁上，則由冶金設(shè)備液壓缸技術(shù)規(guī)格，當(dāng)缸徑為80mm是，則活塞桿的直徑為45mm， KN,，均達到系統(tǒng)需要的要求，又由技術(shù)規(guī)格可得，該液壓缸在上述參數(shù)下的最大行程為330mm，又由任務(wù)書可知，要求活動梁與工作臺的距離為100mm，而上梁與活動梁之間的距離為80mm,活塞還要穿過上梁，則由液壓缸行程參數(shù)系列選壓緊缸的行程為250mm，由頭部帶法蘭型液壓缸的安裝尺寸可知：當(dāng)缸徑為80mm 時：ZB=260mm；則液壓缸的實際長度為ZB與行程s之和即為260+250=510mm，又由壓緊缸的外形尺寸可得：A=45mm，且內(nèi)螺紋的為M332 ，但外螺紋M332不在螺紋的優(yōu)先系列內(nèi)，因此將活塞桿上該段長度去掉，重新鉆孔攻絲，選為M30的內(nèi)螺紋，安裝時使活塞桿緊靠活動梁，然后用內(nèi)六角圓柱頭螺釘M3070從活動梁的下方使用螺紋連接。而頭部的方型法蘭，寬為190mm，高為32mm。這樣可選用四個M1650的內(nèi)六角圓柱頭螺釘用來固定在上梁之上。則選用的壓緊缸適用于400——+800C的液壓油、機械油和乳化液等介質(zhì)。其具體的型號為：YHG1E 80/45250 L F1H L2 OY ——冶金標(biāo)準(zhǔn)液壓缸；HG1 ——雙作用活塞桿的第一種類型；E ——壓力級代號，此處表壓力為16MP；80 ——缸徑，用ΦA(chǔ)L表示， mm；250——行程，用ΦMM表示， mm；L ——油口連接代號，L表示螺紋連接；F1 ——安裝方式代號，F(xiàn)1表示頭部長方法蘭；H ——附加裝置代號，H表示