U型钣金成型机设计

U型钣金冷弯成型机I摘要本设计的U型钣金成型机是用冷弯技术达成折弯的目的，说到底就是对冷弯过程的研究分析。冷弯成型是一种高效、清洁、低成本、稳定、节能、节材的加工工艺，对于这一钟加工工艺的叫法有许多种，冷弯成型、冷弯型钢、滚轧成型、滚压成型、冷轧成型等。通过对加工产品的材料、厚度、折弯半径等多个方面的分析，制定合理的折弯道次以及折弯角度，快而精的加工出合格的U型钣金。计算好钣金的总宽度，制定合理的轧辊宽度，通过公式计算，得出合理的折弯道次数和每个道次所折弯的角度度数。根据折弯角度计算每个道次所需要的折弯工作功率，进而选择工作电机，再设计链轮减速以及选择链条型号。根据技术要求分析冲压的步骤和位置，计算冲裁压力，选择液压缸型号。链轮传动机构负责减速和力的传递，包括选型的电动机；板料成型机构负责钣金的移动和折弯，包括送料辊和工作辊，以及定位轧辊的轴承座、轴承等；液压冲裁机构负责对钣金的冲裁和剪断，主要为选型的液压缸和刀具。该设计过程需要综合运用所学到的知识和技能，在设计中能够提高实际问题的分析能力和解决能力，能够拓展知识领域，增加了学习新知识的能力。关键词：冷弯成型，轧辊，链传动U型钣金冷弯成型机IIABSTRACTThedesignoftheUtypeofsheetmetalformingmachineistoachievethepurposeofbendingbendingtechnology,inthefinalanalysisistheresearchandanalysisofthecoldbendingprocess.Coldrollformingisakindofhighefficient,clean,theprocessingtechnologyoflowcost,stability,energysaving,materialsaving,forthenamesoftheclockprocessingtechnologyhasmanykinds,coldrollforming,cold-formedsteel,rollingrollingforming,rollforming,coldrollforming.Throughtheanalysisofthematerials,thickness,bendingradiusandotheraspectsoftheprocessingproducts,makeareasonablebendtimeandbendingangle,fastandpreciseprocessingofqualifiedUtypesheetmetal.Calculatethetotalwidthofthesheetmetal,todevelopareasonablerollwidth,throughthecalculationoftheformula,anddrawareasonablenumberofbendsandtheangleofeachroadbendingangle.Accordingtothebendingangletocalculatetherequiredbendingworkpower,andthenselecttheworkingmotor,andthendesignthechainwheeldecelerationaswellasthechoiceofchainmodel.Accordingtothetechnicalrequirementsofthestampingprocessandthelocationofthecalculationofpunchingpressure,selectthehydrauliccylindermodel.Chainwheeltransmissionmechanismisresponsibleforslowingdownandforcetransfer,includingtheselectionofthemotor;sheetmetalformingmechanismresponsibleformobileandbendingofsheetmetal,includingfeedingrollandworkroll,androllpositioningbearingseat,bearing;hydraulicdiecuttingmechanismresponsibleforsheetmetalpunchingandshearing,mainlyfortheselectionofhydrauliccylinderandthetool.Thedesignprocessneedstobeintegratedwiththeknowledgeandskillslearnedinthedesigncanimprovetheactualproblemanalysisandsolvingability,canexpandthefieldofknowledge,increasetheabilitytolearnnewknowledge.Keywords:Coldrollforming,roller,chaindriveU型钣金冷弯成型机III目录1绪论---------------------------------------------------------11.1选题背景及其意义----------------------------------------------11.2国内外研究现状与发展趋势--------------------------------------12设计主要的研究内容-------------------------------------------32.1冷弯成型的基本工作原理----------------------------------------32.2主要设计内容--------------------------------------------------32.3技术要求------------------------------------------------------43总体设计方案-------------------------------------------------54成型机的设计与计算-------------------------------------------64.1折弯角度的设计计算--------------------------------------------64.2电动机的选型--------------------------------------------------74.3链传动的计算-------------------------------------------------154.4计算轧辊尺寸-------------------------------------------------204-5液压缸选型计算-----------------------------------------------304.6送料辊轴的计算与校核-----------------------------------------325结论--------------------------------------------------------37参考文献------------------------------------------------------38致谢---------------------------------------------------------39U型钣金冷弯成型机11绪论1.1选题背景及其意义随着我国工业的发展，近年来，冷弯技术应用的范围越来越广，由原来的普通结构的小范围使用，到现在的建筑结构、轻工机械、电气、家电、家具、装饰、集装箱、交通设施、汽车、机车车辆、起重机械、电梯等，都被应用。冷弯成型技术在实际应用方面具有很好的优点，粗成型段采用共用辊与更换辊组合方式，更换产品规格时，部分机架的轧辊不必更换，可节省部分轧辊的储备量。辊型曲线简单，制造与修复方便，轧辊重复利用率高,平辊用组合辊片，粗成型段为六机架，立辊群轧辊倾斜布置，车辊体积小，比传统辊式成型机轧辊重量减轻1/3以上，设备结构更紧凑。而对于U型钣金来说，结构不算复杂，但用量却特别大，所以，应用冷弯成型技术，可以有效的缩短工期，节约劳力资源，节约材料成本，减少人员投入。例如，在建筑行业中，轻型钢结构的厂房，具有缩短施工周期，减少用钢量，工程综合造价低等特点，已经早已被广泛应用。在汽车制造业中，载重汽车及大型客车的车厢边框、墙板、底板、车体框架、底部大梁及车门窗框等，都是可以用冷弯技术加工生产，即节约用钢量，有提高产量；小客车及轿车的冷弯型钢需要量不大,但其用于制作门窗框件、各种导轨、构件及装饰件等,断面复杂、尺寸精度高。现在冷弯成型的材料也不单单是碳素钢，还有镀锌板、不锈钢等,还有要求高的冷弯型钢。而本次选题的意义就是通过对冷弯成型的应用，完成U型钣金的一次成型。扩大冷弯成型的应用范围，增加冷弯成型技术对工业的影响程度。在这过程中，肯定是会遇到各种各样的问题，而努力去发现问题并解决问题，就是我在这次设计中的宝贵收获，并让我有机会更加深入的了解冷弯成型技术的发展和应用。1.2国内外研究现状与发展趋势目前，我国自主设计和研制的加工设备，从整体上看与国际先进水平相比还有很大的差距，但某些技术正在追赶世界先进水平。对于冷弯成型来说，多种成型形式正在被研究开发，俄罗斯切列波维茨克钢铁厂发明了生产冲孔冷弯型钢的技术；日本拓殖大学的小奈宏教授论述了用计算机控制的冷弯成型机械的变截面型钢成型技术及设备组成；瑞典Ortic公司和德国Bemo公司共同开发了一种关于冷弯型钢的弯曲截面和可变形状截面的辊弯成型方式即Monroe方式；英国则在研制冷弯系统，特点是设计，对整条冷弯生产线上的设备进行设计，可以应付各种不一样的冷弯产品。近年来，轻型钢结构被广泛应用于发达国家的建筑业中，对于美国、英国、西欧等发达国家，小到居民住宅，大到购物中心、机场、写字楼等，冷弯型钢产品都是第一大U型钣金冷弯成型机2用户。美国在轻钢结构体系的分析、应用方法、设计理论、生产加工工艺技术上已经非常完善，发明了许多专利，并且与其配套的设计软件也十分实用，能在短时间内完成绘图、设计、工程量统计和报价等工作。再加上有限元技术的迅速发展，商业化的大型有限元软件也为冷弯成型的成型工艺提供了很好的设计平台，使冷弯成型能往更复杂、更困难的成型方向发展，同时也推动了现在冷弯成型的主流设计方向，既以设计软件为主要设计平台的设计发展方向。我国在华北、东北、华东地区，对冷弯成型技术应用的比较多，主要用于建筑门窗、货架、家用电器、交通运输等行业。主要产品有卷边或非卷边的C形、Z形钢和角钢、闭口方矩形管和圆管，还有一些异形复杂断面型钢、多种波形、带孔的孔型钢等。我国目前对冷弯成型的应用还是没国外的多，需要继续加深数学模型的建立、理论知识的补充、CAD软件的开发、生产经验的积累，国外技术的引进研究等。我抓住U型钣金的特点，以及U型钣金目前的生产方式和应用范围，决定为我国国民经济及钢产业做出一点微不足道的贡献，即设计一个U型钣金的冷弯成型机。U型钣金冷弯成型机32设计主要的研究内容2.1冷弯成型的基本工作原理冷弯成型的主要对象是轧钢，轧钢通过成型机的送料辊，调整进入成型机的方向以及给予轧钢初速度。再与多对工作辊的挤压折弯过后，渐渐地形成所需要的形状。在这过程中，主要是利用了材料的可弯曲性能，用硬度大于轧钢的材料制造的轧辊，在一定推力的推动挤压下，将材料弯曲，并保证轧辊不在这个过程中被磨损。这之中关键的就是轧辊之间的位置精确性以及轧辊材料的可靠性，本次设计中，轧钢的材料为Q235，其布氏硬度在140HB左右，轧