本科毕业论文板料折弯机设计Word文档下载推荐.docx
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在一台普通折弯机上对一个多弯零件进行折弯时，首先对整批零件进行第一道的折弯，然后依次进行以下各道折弯。
这样需要足够的堆放场地，繁重的搬运工作。
如果拥有几台折弯机，可以在每台折弯上进行一道折弯，则又需要占用几台折弯机和几名工人，并在第一个零件完成全部折弯工序以前，整批零件都积压在加工过程中。
数控折弯机完全改变了这种生产面貌。
根据设定的程序，折弯机自动调整滑块行程和后挡料位置，并设定时间，一个零件的全部折弯工序自动连续进行。
并且数控折弯机都有角度直接编程功能，只要输入几个数据，经过一次试折和修正，即可完成调整工作，不需要技术熟练的工人。
而在普通折弯机上需要凭经验经过几次试折。
因此，使用数控折弯机的加工成本，可比普通折弯机节约20%~70%，经济效果十分显
著。
设计依据:
序号
名称
参数
备注
1
公称力:
5000KN
2
工作台长度
4000mm
3
工作台宽度
400mm
4
喉口深度:
5
滑块行程
320mm
6
立柱间距离
3300mm
7
数控轴数
基本轴：
Y1,Y2
其余轴可任意组合
X1,X2,Z1,Z2,R1,
R2,V
8
工作台面与滑块间最大开启高度
630mm
9
机器外形尺寸
4225mmx3710mmx4350mr
10
油缸快下速度
71.7mm/s
11
油缸工进速度
6mm/S
12
油缸回程速度
46mm/S
13
滑块空载行程次数「
3次/分钟
14
最大工作压力
25MPa
15
主电机功率
30Kw
16
重量
36000Kg
17
墙板厚度
S110mm
18
工作台厚度x宽度
S100x400
19
工作台主板厚度—
S110
20
滑块厚度
二、设计计算步骤
（一）液压计算说明
1.选型
（1）调速回路选择
①旁路节流阀调速回路
如图所示，这种回路是把节流阀接在与执行元件并联的旁油路上。
通过调节节
流阀的通流面积，来控制泵溢回油箱的流量，即可实现调速。
由于溢流已由节流阀承担，故溢流阀实为安全阀，常态时关闭，过载时打开，其调定压力为最大工作压力的1.1〜
1.2倍，故泵工作过程中的压力随负载而变化。
②回油节流阀调速回路
如图所示，将节流阀串接在缸的回油路上，即构成回油节流阀调速回路（泵的出口压力恒定）。
用节流阀调节缸的回油流量，实现调速。
③进油节流阀调速回路
将节流阀串联在泵与缸之间，即构成进油节流阀调速回路（见图）。
泵输出的油液
一部分经节流阀进入缸的工作腔，泵多余的油液经溢流阀回油箱。
由于溢流阀有溢流，泵的出口压力Pp保持恒定。
调节节流阀通流面积，即可改变通过节流阀的流量，从而调节缸的速度
□
■■1
L1
<
-
UJ
A
可见，进油节流阀调速加路适用于轻载、低速、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率场合。
进油节流调速回路使用普遍，但由于执行元件的回油不受限制，所以不宜用在超越负载（负载力方向与运动方向相同）的场合•阀应安装在液压执行元件的进油路上，多用于轻载、低速场合。
对速度稳定性要求不高时，可采用节流阀；
对速度稳定性要求较高时，应采用调速阀。
该回路效率低，功率损失大。
采用双单向节流阀，双方向均可实现进油节流调速。
上述两种回路（即回油节流阀调速回路和进油节流调速回路）的不同之处：
a.回油节流阀调节回路的节流阀使缸的回油腔形成一定的背压（p2工0）,因而能承受负值负载，并提高了缸的速度平稳性。
b.进油节流阀调速回路容易实现压力控制。
因当工作部件在行程终点碰到死挡铁后，缸的进油腔油压会上升到等于泵压，利用这个压力变化，可使并联于此处的压力继电器发讯，对系统的下步动作实现控制。
而在回油节流阀调速进，进油腔压力没有变化，不易实现压力控制。
虽然工作部件碰到死挡铁后，缸的回油腔压力下降为零，可利用这个变化值使压力继电器失压发讯，对系统的下步动作实现控制，但可靠性差，一般不采用。
c.若回路使用单杆缸，无杆腔进油流量大于有杆腔回油流量。
故在缸径、缸速相同的情况下，进油节流阀调速回路的节流阀开口较大，低速时不易堵塞。
因此，进油节流阀调速回路能获得更低的稳定速度。
d.长期停车后缸内油液会流回油箱，当泵重新向缸供油时，在回油节流阀调速回路中，由于进油路上没有节流阀控制流量，会使活塞前冲；
而在进油节流阀调速回路中，活塞前冲很小，甚至没有前冲。
e.发热及泄漏对进油节流阀调速的影响均大于回油节流阀调速。
因为进油节流阀调速回路中，经节流阀发热后的油液直接进入缸的进油腔；
而在回油节流阀调速回路中，经节流阀发热后的油液直接流回油箱冷却。
根据以上分析，采用进油节流阀调速回路比较合适。
（2）液压控制阀的选择
①选阀种类
a.液控单向阀
液控单向阀按结构特点可分为简式和卸载式两类。
卸载式的特点是带有卸载阀，当控制活塞上移时先顶开卸载阀的小阀芯3,使主油路卸压，然后再顶开单向阀芯。
这样可大大减小控制压力，使控制压力与工作压力之比降低到4.5%,因此可用于压力较高的场合。
液控单向阀，亦可称作单向闭锁阀保压阀等。
它用于液压系统中，阻止油流反向流动，起到一般单向阀的作用；
但可利用控制压力油，通过控制活塞打开单向阀芯，使油流实现反向流动。
液控单向阀可用在需要严格封闭的油路中，进行单位向闭锁，起到保压作用。
b.机动换向阀
机动换向阀用来控制机械运动部件的行程，故又称行程换向阀。
它利用档铁或凸轮推动阀芯实现换向。
当挡铁（或凸轮）运动速度v—定时，可通过改变挡铁斜面角度a来改变换向时阀芯移动速度，调节换向过程的快慢。
机动换向阀通常是二位的，有二通、三通、四通、五通几种。
其中二通的又分常闭式和常开式两种。
c.电液动换向阀
电液动换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。
其中电磁换向阀起先导作用，用来改变控制液流的方向，从而改变起主阀作用的液动换向阀的工作位置。
d.调速阀
MSA型调速阀的流量由手柄在120°
范围内进行调节，流量调好后，手柄位置可被锁紧旋钮固定，流量值从刻度盘上显示。
减压阀可以选择是否带行程调节器。
e.普通单向阀
普通单向阀的作用是使液体只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。
对单向阀的要求主要有：
i.通过液流时压力损失要小，而反向截止时密圭寸性要好；
ii.动作灵敏，
工作时无撞击和噪声。
该阀在这次设计中被使用。
f.换向阀
换向阀是借助于阀芯与阀体之间的相对运动，使与阀体相连的各油路实现接通、切断，或改变液流的方向的阀类。
对换向阀的基本要求是：
a.液流通过阀时压力损失小（一般厶p?
0.1〜0.3MPa）;
b.互不相通的油口间的泄漏小；
c.换向可靠、迅速且平稳无冲击。
g.电磁换向阀
电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。
由于它可借助于按钮
开关、行程开关、限位开关、压力继电器等发出的信号进行控制，所以易于实现动作转换的自动化。
h.先导式溢流阀
DB型阀是先导控制式的溢流阀，用来控制液压系统的压力；
DBW型阀是先导控制式的电磁溢流阀，除控制液压系统的压力外，还能在任意时刻使系统卸荷。
I.起安全阀作用（防止液压系统过载）
II.起溢流阀作用（维持液压系统压力恒定）
III.使液压系统卸荷
②选阀型号
规格
数量
冲液阀
PF-48-A2-F
2丁
溢流阀
CVA25-H
单向阀
CA6-H
直入式插装溢流阀
CLEB-4020
叠加型溢流阀
MBP-03B-H
MBP-03H-H
电磁换向阀
D5-02-2B10A-D25
D5-02-2B40B-D25
D5-02-2B8A-D25
21
D5-03-2B2-D25
电液比例先导溢流阀
EDG-01-H-V
（3）泵的选择
1选泵的种类
a.齿轮泵
I.外啮合式齿轮泵
当齿轮旋转时，在A腔，由于轮齿脱开使窖逐渐增大，形成真空从油箱吸油，随着齿轮的旋转充满在齿槽内的油被带到B腔，在B腔，由于轮齿啮合，容积逐渐减小，把液压油排出。
利用齿和泵壳形成的封闭容积的变化，完成泵的功能，不需要配流装置，不能变量。
结构最简单、价格低、径向载荷大。
II.内啮合式齿轮泵
当传动轴带动外齿轮旋转时，与此相啮合的内齿轮也随着旋转。
吸油腔由于轮齿脱开而吸油，经隔板后，油液进入压油腔，压油腔由于轮齿啮合而排油。
典型的内啮合齿轮泵主要有内齿轮、外齿轮及隔板等组成。
利用齿和齿圈形成的容积变化，完成泵的功能。
在轴对称位置上布置有吸、排油口。
不能变量。
尺寸比外啮式略小，价格比外啮合式略高，径向载荷大。
i.流量、压力的脉动小。
ii.噪声低。
iii.轮齿接触应力小，磨损小，因而寿命长。
iv.主要零件的加工难度大，成本高，价格比外啮合齿轮泵贵。
b.叶片泵
利用插入转子槽内的叶片间容积变化，完成泵的作用。
在轴对称位置上布置有两组吸油口和排油口。
径向载荷小，噪声较低流量脉动小。
c.轴向柱塞泵
柱塞泵由缸体与柱塞构成，柱塞在缸体内作往复运动，在工作容积增大时吸油，工作容积减小时排油。
采用端面配油。
径向载荷由缸体外周的大轴承所平衡，以限制缸体的倾斜。
利用配流盘配流。
传动轴只传递转矩、轴径较小。
由于存在缸体的倾斜力矩，制造精度要求较高，否则易损坏配流盘。
该设计采用轴向柱塞泵。
2选泵的型号
轴向柱塞泵的型号：
63MCY14-1B;
压力：
31.5MPa；
排量：
63ml/r
（4）管接头的选择
1卡套式管接头
利用卡套变形卡住管子并进行密封，结构先进，性能良好，重量轻，体积小，使用方便，广泛应用于液压系统中。
工作压力可达31.5MPa，要求管子尺寸精度高，需用冷拔钢管。
卡套精度亦高。
适用于油、气及一般腐蚀性介质的管路系统。
2焊接式管接头。
利用接管与管子焊接。
接头体和接管之间用0形密封圈端面密封。
结构简单，易制造，密封性好，对管子尺寸精度要求不高。
要求焊接质量高，装拆不便。
工作压力可达31.5MPa,工作温度一25C〜80C,适用于以油为介质的管路系统。
该管接头用于此次设计中。
（5）液压缸的选择
①液压缸的种类
a.活塞式液压缸
活塞仅能单向运动，其反向运动需由外力来完成。
b.伸缩式液压缸
有多个依次运动的活塞，各活塞逐次运动时，其输出速度和输出力均是变化的。
C.柱塞式液压缸
但其行程一般较活塞式液压缸大本设计应用了该种形式的液压缸。
②液压缸的规格及计算过程
a.要求：
I.单只油缸吨位为250T
II.滑块行程400mm
III.慢下速度5mm/s
b.计算步骤：
I.油缸直径计算
D=1.129F/P=1.129,250104/25=357mm
圆整后取：
D=360mm
校验在D=360mm的系统压力为:
p=F/S二25021025.56MPa
360n/4
•••满足要求
II.确定活塞杆直径液压缸的上下面积比根据BOSCH液压系统的特性选取，一般取8-10位最佳，初步选定面积比id=8:
1，得
d二..7D2/8=336.75mm
圆整后取d=340mm
校验得：
I:
D0
二D。
•故满足要求
III.油缸中段壁厚的确定
受力分析如下：
又因为材料为锻钢，故根据第四强度理论得知:
-1-1.732Py
L」-；
「b/n=600/5=120N/m2
Pn=25.56MPa
Py=1.25Pn=31.95MPa
代入数据得：
-，■:
:
、:
65.21mm
考虑结构，圆整为：
=70mm速度及流量计算
■/V慢下=5mm/s
2兀D2
S上1017.88cm
Qv=S上V慢下>
2=1.02l/S
Q总=1.02>
0=61.2l/min
故选用125ml/r的泵，电机转速1000r/min
Q泵=125l/min>
61.2l/min满足要求
IV.快下速度计算
•••G=6.89,则油缸下腔静压为310N/mm2
6.89x104
22
2二（360-340）/4
Q回=1002曲57^in
•V快下=Q/SF=71.7mm/s
校核：
当Q回=94.57l/min时，Q吸＞8.6=813.3l/min,但根据BOSCH阀块的最大充油特性可知：
Q吸max=700l/min
可知：
Q吸max=Q阀max+125/2=762.5l/min
故快下速度此时应根据上腔最大吸油量决定，应在回油管路装单向顺序阀来满足要求
即：
V快下Q吸max/S上二2-124.85mm/s
360兀/4
170200370
t总=上快+t慢+t回+1.51.5：
51s
124.85546
•••满足每分钟1次的要求
2.功率计算
P泵=Pq=25.56X61.2/60〜26.58KW
P需=FV=50X0.05=25KW
•P泵〉P需，故功率满足要求
选用Y225M-6B5960r/min的电机30KW
（二）机械计算说明
1.工作台强度校核
（1）所用公式：
BH3-bh3
I=
...BH3_bh3
Wz=6H
y（x）均布=ql4（5-24；
2）/384EIz
B=40cmH=170cmh=150cmb=29cm
惯性矩：
3333
iBH-bh40170-291504
Iz===8220417cm
1212
均布载何：
F5001032
q=1250N/mm
L400
F:
本机公称力0.5X0N
L:
工作台总长400cm
pleasecontactQ3053703061giveyoumoreperfectdrawings
三、设计收获与体会
这次所设计的WE67K-500/4000液压板料折弯机是在原有半自动板料折弯机的基础上进行改进，使其成为一种产品精度和工作效率高、性能可靠、操作简便、通用性好的板料弯曲设备之一，得到更广泛的应用。
这次主要在三个部分做了改进：
（一）液压部分
液压部分是本次改进的重点，本产品采用的电液同步技术，性能可靠，即使在偏载力的作用下，仍能保证较高的同步精度。
（二）机械部分
机械部分主要是在下模安装了扰度补偿机构，以保证获得较高的折弯精度。
用户只需配备不同的模具，就能将金属板料折弯成不同形状的工件。
（三）电气部分
电气部分采用了CNC数控系统，可根据不同的厚度、不同的开口计算出折弯力并给予控制。
直观、精确、统一。
以上三方面难点多、工作量大，对于我来说是前所未有的挑战，在指导老师的帮助下，通过自己的努力，最终还是完成了设计任务。
经过这几个月的时间，我学到了很多东西，也更清楚了知识是需要融会贯通和积累的，培养了对机械设计的兴趣，初步掌握了设计的基本步骤。
这些将对我在以后的工作中有很大的帮助，我也充分认识到只有通过不断的学习、大量的实践、深刻的反思，总结和再学习，才能成长成为一个真正的合格的机械设计工作者。
四、参考文献
1.徐灏主编•《机械设计手册》第2版.机械工业出版社，2000年
2.华中理要大学何存兴、张铁华主编.
《液压传动与气压传动》第2版.华中科技大学出版社,2000年
3.上海化工学院、无锡轻工业学院编.由陈维新主编.
《工程力学》上册.高等教育出版社，1978年
4.南京工学工院杨可桢、程光蕴主编.
《机械设计基础》第4版本.高等教育出版社,1998年
5.东南大学机械学学科组郑文纬，吴克坚主编.
机械原理.第7版.北京：
高等教育出版社，1997
6.孙恒，陈作模主编.机械原理.第5版.北京：
高等教育出版社,1996
7.机械工业部洛阳轴承研究所编.全国滚动轴承产品样本,1995
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