折弯机产品发展情况1

1课题一折弯机相关知识一、折弯机概述随着对高产、高效工作面要求，近年来折弯机的技术发展日新月异。为了满足工作需求,母线的可加工尺寸也越来越大,折弯机的功率也越来越大。二是控制系统日趋完善。折弯机控制功能逐步齐全，可靠性不断提高。折弯一般采用冲压技术完成,冲压是利用冲压模在冲压设备上对板料或热料施加压力，使其产生塑性变形或分离，从而获得所需要形状和尺寸的零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备。折弯机结构日趋完善和简便，能简化制造工艺、缩短制造周期、降低生产成本,在工业生产中取得了显著的经济效益。对提高新产品的开发速度，促进生产的发展有着非常重要的作用。基于以上背景我选择折弯机总体机构的设计二、折弯机原理1.板料折弯机的分类折弯机分为手动折弯机，液压折弯机和数控折弯机。手动折弯机又分为机械手动折弯机和电动手动折弯机，液压折弯机按同步方式又可分为：扭轴同步、机液同步，和电液同步。液压折弯机按运动方式又可分为：上动式、下动式。2.板料折弯机的作用能够对不锈钢薄板、铁板、铜板等其它材质板料进行V型开槽。新型金属薄板开槽机如装上某些特殊的专用附件，还可以对金属薄板料和型材进行打磨、抛光、拉丝等工作。主要应用在钣金行业，如：汽车,门窗,钢结构等的折弯,成型。对金属薄板料进行v型开槽。3.国内外的发展现状及研究动态板料折弯机是一种使用最广泛的弯曲机械，早已实现了彻底的液压化，80年代2迅速实现了数控化。据不完全统计，CIMT'95展出了18台折弯机，其中外国7台，中国11台（包括台湾1台）。除了台湾1台以外，17台全部是数控折弯机，在我国历届国际机床展会上，这一届展出的折弯机最多，国产折弯机也最多，而且水平较高。板料折弯机使用简单的模具便可对金属板料进行各种角度的直线弯曲，以获得形状复杂的金属板材制件，操作简单，模具通用性强，运行成本低，因此获得了广泛应用。板料折弯机按其传动形式可分为机械折弯机和液压折弯机两类。目前，机械折弯机已被液压折弯机取代。液压折弯机的优点在于有较大的工作行程，在行程的任一点都可以产生最大公称力；折弯行程、压力、速度可调，易于实现数控;可实现快速趋近、慢速折弯，符合工件折弯的工艺要求；采用多缸同步系统，极大地提高了折弯精度，并实现了折弯机的多台联动，拓宽了折弯机的工艺范围。数控液压板料折弯机是问世最早、应用最广泛、国内生产企业最多的金属板材加工机床，已由早期的3轴发展到现在的8轴控制，与上下料机器人和折弯机器人配套使用，可组成数控折弯单元。国内外新兴的中高档建筑材料装饰行业对所需要的金属装饰材料提出了更高的要求，即要求弯制后的金属薄板料工件棱边圆弧半径尽可能小，金属薄板抖工件表面无折光；要求金属薄板料工件的弯制断面形状更复杂，更能体现设计师的新潮设计风格。三、折弯的基础知识1.钣金的折弯，是指改变板材或板件角度的加工。如将板材弯成V形，U形等。一般情况下，钣金折弯有两种方法:一种方法是模具折弯，用于结构比较复杂，体积较小、大批量加工的钣金结构；另一种是折弯机折弯，用于加工结构尺寸比较大的或产量不是太大的钣金结构。目前公司产品的折弯主要采用折弯机加工。这两种折弯方式有各自的原理，特点以及适用性。2.常用折弯模具常用折弯模具，如图1-1所示：为了延长模具的寿命，零件设计时，尽可能采用圆角。3V形折弯模U形折弯模Z形折弯模图1-1专用的成形模具过小的弯边高度，即使用折弯模具也不利于成形，一般弯边高度L≥3t（包括壁厚）。3.折弯机折弯折弯机分普通折弯机和数控折弯机两种。精度要求较高，折弯形状不规则的钣金折弯一般用数控折弯机折弯，其基本原理就是利用折弯机的折弯刀(上模)、V形槽(下模)，对钣金件进行折弯和成形。优点:装夹方便，定位准确，加工速度快；缺点:压力小，只能加工简单的成形，效率较低。4.成形基本原理成形基本原理如图1-2所示：图1-2成形基本原理1）折弯刀（上模）折弯刀的形式如图1-3所示，加工时主要是根据工件的形状需要选用，2）下模一般用V=6t（t为料厚）模。影响折弯加工的因素有许多，主要有上模圆弧半径、材质、料厚、下模强度、下模的模口尺寸等因素。见图1-3左边为上模，右边为下模。4图1-3数孔折弯模示意图折弯加工顺序的基本原则：1）由内到外进行折弯；2）由小到大进行折弯；3）先折弯特殊形状，再折弯一般形状；4）前工序成型后对后继工序不产生影响或干涉。目前的外协厂见到的折弯形式一般都是如图1-4所示。图1-4折弯机折弯形式5.折弯半径钣金折弯时，在折弯处需有折弯半径，折弯半径不宜过大或过小，应适当选择。折弯半径太小容易造成折弯处开裂，折弯半径太大又使折弯易反弹。6.折弯回弹图1-5折弯回弹示意图51)回弹角Δα=b-a式中b—回弹后制件的实际角度；a—模具的角度。7.折弯时的干涉现象对于二次或二次以上的折弯，经常出现折弯工件与刀具相碰出现干涉，如图1-6所示，黑色部分为干涉部分，这样就无法完成折弯，或者或者因为折弯干涉导致折弯变形。图1-6折弯的干涉图1-7折弯刀8.一次压死边一次压死边的方法：如图1-8所示，先用30度折弯刀将板材折成30度，再将折弯边压平。6图1-8压死边的方法图中的最小折弯边尺寸L按照描述的一次折弯边的最小折弯边尺寸加0.5t(t为材料厚度)。压死边一般适用于板材为不锈钢、镀锌板、覆铝锌板等。电镀件不宜采用，因为压死边的地方会有夹酸液的现象。9.180度折弯:180度折弯的方法：如图1-9所示，先用30度折弯刀将板才折成30度，再将折弯边压平，压平后抽出垫板。图1-9180度折弯的方法高度H应该选择常用的板材，如0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0，一般这个高度不宜选择更高的尺寸。10.三重折叠压死边:如图1-10所示，先折形，再折死边。7图1-10三重折叠压死边四、设计内容1.弯曲工艺分析与计算具有良好工艺性的弯曲件，不仅能简化弯曲工艺过程和模具设计，而且能提高弯曲件精度和节省原材料。2.最小弯曲半径在进行弯曲时弯曲半径愈小，板料外表面的变形程度愈大，如果弯曲半径过小，则外表面将超过材料的最大许可变形而发生裂纹。因此，弯曲工艺受到最小弯曲半径的限制。由于影响最小相对弯曲半径的因素很多，生产中常按经验选取。3.弯曲件的回弹在弯曲变形结束后，弯曲件从模具中顶出，弯曲件不再受模具的约束。和其他塑性变形一样，当外载荷去除后，毛坯的塑性变形保留下来，而弹性变形回消失。由于弹性回复，弯曲件的角度、弯曲半径与模具的尺寸形状不一致，这种现象成为回弹。此次设计根据加工材料及厚度，根据公式确定凸模圆角半径：1'rrK'r：卸料后的弯曲半径；r：卸料前的弯曲半径。84.提高弯曲件精度的工艺措施1）改进弯曲件的设计在变形区内加强筋或成形边翼，增加弯曲件的刚件和成形边翼的变形程度，可以减小回弹。2）在弯曲件的底部加压，不仅可以获得精确的弯边高度，并且改变变形区的应力状态，使弯曲变形区从内到外都处于压应力状态，从而减小回弹。6.凹模的工作深度凹模深度要当适当。若过小，则工件两端的自由部分太多，弯曲件回弹大，不平直，影响零件质量；若过大，则多消耗模具钢材，且需较长的压力机行程。由于该制件直角的平直度要求高，且压力机行程足够大，凹模深度稍稍大于弯曲件深度。查《冲压模具设计大典》可知。表4-2U型件的凹模深度0L弯曲件边长L材料厚度t11~22~44~66~1050152025303550~75202530354075~1002530354045100~1503035405050150~2004045556565五、凸轮知识一）、凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通过与从动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。凸轮机构在各种机械中有大量的应用。即使在现代化程度很高的自动机械中，凸轮机构的作用也是不可替代的。凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成，结构简单、紧凑，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意的运动规律。在自动机械中，凸轮9机构常与其它机构组合使用，充分发挥各自的优势，扬长避短。由于凸轮机构是高副机构，易于磨损；磨损后会影响运动规律的准确性，因此只适用于传递动力不大的场合。按凸轮形状分类可分为盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮，机构的运动特点及其内在联系，移动凸轮可看作回转轴心在无穷远的盘形凸轮机构，而把移动凸轮卷成一圆筒则为圆柱凸轮。二）、凸轮轮廓曲线的设计1、凸轮廓线设计方法的基本原理凸轮轮廓曲线设计方法有图解法和解析法。无论用哪种方法，其所依据的原理是相同的。凸轮廓线设计的基本方法是反转法，所依据的是相对运动原理。以对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构为例，在设计凸轮轮廓线时，设想给整个凸轮机构以一个与凸轮角速度大小相等而方向相反（即）的角速度，使其绕轴心O转动。这时凸轮将静止不动，而推杆一方面随机架相对凸轮以角速度反转运动，另一方面又以原有的运动规律（即)(ss）相对于机架运动。由于推杆的尖顶始终与凸轮的轮廓保持接触，所以推杆在这种复合运动中，其尖顶的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线。根据这一方法，求出推杆尖顶在推杆作这种复合运动中所占据的一系列位置点，并将它们连接成光滑曲线，即得所求的凸轮轮廓曲线。凸轮轮廓线设计的反转法原理102、用作图法设计凸轮轮廓线（1）、对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构凸轮轮廓线设计，用图解法设计的具体步骤如下：①适当选取尺寸比例尺l，做出基圆及推杆的初始位置；②根据推杆的运动规律按选定的分度值（通常在15~1之间选取，当凸轮精度要求高时取小值）计算出推杆各分点的位移值；③求出推杆在反转运动中依次占据的各个位置；④反转法求出推杆尖顶在复合运动中依次占据的位置；⑤将推杆尖顶的各位置点连成一条光滑曲线，即为所要设计的凸轮轮廓线。（2）、其他类型凸轮机构的凸轮轮廓线设计特点①偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构凸轮轮廓线的设计特点为：首先根据已知的偏距e作出偏距圆；其推杆在反转运动中依次所占据的各位置不再是过凸轮轴心的径向线，而始终是偏距圆的切线；推杆的位移则是沿着这些切线，并从基圆上开始向外量取。②摆动尖顶推杆盘形凸轮机构凸轮轮廓线的设计特点为：其推杆运动规律要用角位移来表达，即需将相应直动推杆的位移方程中位移s改为角位移，行程h改为角行程；其推杆在反转运动中的复合运动是转动加摆动，摆动推杆的回转轴心A，将沿着以凸轮轴心O为圆心，以AO为半径的圆上作圆周运动。摆杆的角位移是以摆杆轴心A的各反转位置点为顶点，以摆杆相应反转位置为起始边向外转量取一对应的摆动量。至于滚子推杆和平底推杆盘形凸轮机构凸轮轮廓线的设计，可首先将滚子中心或推杆导路的中心线与推杆平底的交点视为尖顶推杆的尖顶，按尖顶推杆凸轮机构的设计方法，求出尖顶推杆的凸轮轮廓线，以此为理论廓线，在理论廓线上的各点作一系列滚子圆或作一系列垂直于各导路的平底，最后做出其包络线，便可求得相应的凸轮工作曲线。3、用解析法设计凸轮轮廓线用解析法设计凸轮轮廓线的关键是根据反转法原理建立凸轮理论廓线和工作廓线的方程式。解析法的特点是从凸轮机构的一般情况入手来建立其廓线方程11的。如：对心直动推杆可看作是偏置直动推杆偏距e=0的情况；尖顶推杆可看作是滚子推杆其滚子半径为零的情况。建立凸轮轮廓线直角坐标方程的一般步骤为：（1）、画出基圆及推杆起始位置，即可标出滚子推杆滚子中心B的起始位置点0B，并取直角坐标系（或极坐标系）。（2）、根据反转法原理，求出推杆反转角时其滚子中心B点的坐标方程式，即为凸轮理论廓线方程式。（3）、作理论廓线在B点处的法线nn，标出凸轮实际廓线上与B对应的点B的位置，并求出其法线倾角与的求解关系式。（4）、求出凸轮实际廓线上B点的坐标方程式，即为凸轮实际廓线方程式。三）、凸轮机构基本尺寸的确定1、正确地选择凸轮机构地基本尺寸（1）、凸轮廓线设计时，都假定凸轮的基圆半径、滚子半径等是已