型材弯曲机开题报告(12.29) - 图文

湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料

湖 南 工 业 大 学

本科毕业设计（论文）开题报告

（2012届）

学 院（部）： 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 指导教师姓名： 机械工程学院 机械设计制造及自动化 职称

2011年 12 月 26 日

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题目：型材弯曲机转动辊部与辅助支撑部设计 一．文献综述 1.1 本课题研究背景 型材是广泛使用的钢材料结构。厂家在生产成型时，根据工业生产需要，按照有关国家及行业标准制定生产型号，进行系列化生产形成市场商品。消费者只需要按照自己设计要求选择规定型号的型材，经过简单加工处理即可使用，完成产品设计生产。型材的规范化，标准化，系列化，不仅使生产者节约大量时间，财力，物力降低成本，取得良好经济效益，而且方便了消费者的使用要求。根据设计选择适合的型材生产，不仅使生产规模化，大幅度降低生产成本提高市场竞争力，而且由于材料的标准选择，极大的增强了相互产品之间的互换通用性能，更加灵活多样，为设计者提供更多的空间发挥聪明才智设计新型产品，创造新的价值增加社会财富，同时大量的节约了由于规格不一致，自行生产材料导致的原材料浪费，提高原材料利用率。型材规格多种多样，根据使用性能需要，常用的型材包括角钢、槽钢、工字钢、扁钢、圆钢等。一般由专用模具挤压生产成型，所以其精度高。但是选择的型材并不是直接可以使用，而是要经过再次加工成型，如弯曲，冲压等工艺。在进行二次成型时需要设计使用专业设备保证成型质量。最常用的成型工艺是弯曲成型。将买回的型材进行折弯，卷边等工艺操作。型材弯曲机是一种专用于卷弯角钢、槽钢、工字钢、扁钢、方钢、圆钢等各种异型钢材的高效加工设备，可一次上料完成卷形、校正工序，广泛用在石油、化工、水电、造船及机械制造等行业。 1.2 本课题研究意义 本设计的主要目标是对型材弯曲机转动辊部与辅助支撑部结构进行分析，分析型材弯曲机的机架部，转动辊部，移动辊部及辅助支撑部的设计，通过四个子系统的独立协调工作建立较为统一的型材弯曲机加工工序，并且设计其通用夹具，最终将该工艺应用于型材弯曲机的加工过程。是该设计能够适应零件生产车间的制造设备状况，能够满足发动机制造厂“小批量生产和规模生产能力”的优化目标，实现型材弯曲机的高效高质运行。 本设计的研究成果对于提高国内整体型材弯曲机的制造水平，对汽车制造和石油化工等方面具有一定的意义。 1

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1.3 型材弯曲机的研究现状与发展趋势 现有的型材弯曲机分平弯和立弯两种，它是弯曲扁钢、方钢、圆钢、角钢、I型钢、H型钢、方管、矩形管、圆管等型材的最新、最先进的机器。可根据用户的要求订制不同的模具。三辊都是主动辊、有三个独立的液压马达驱动。卷制速度快、效率高。型材弯曲机可一次上料完成型材的预弯，卷圆和校圆工序；型材弯曲机结构先进，功能全，可根据用户使用情况立放或卧放。型材弯曲机品种繁多，主要结构形式有一下四种：①按弯曲辊数划分，主要有三辊、四辊型弯机，其中三辊型弯机分为对称三辊、非对称三辊两种；②按工作辊运动形式划分，主要有三辊上调式、弧线下调式、倾斜下调式、四辊直线式及四辊弧线式型弯机；③按传动形式可划分为机械式、液压式、机液混合式；④按控制方式划分，有辊位移动指针显示、数显显示、NC控制、CNC控制以及机械控制。其中，三辊弧线下调式是型弯机的发展方向，因其结构比较简单，操作方便，性能可靠，成本低，剩余直边小，适合于中小型的弯曲成形。当前，发达国家如德国、意大利、瑞典等主要开发生产三辊弧线下调式型弯机。但随着市场发展，现有的一些产品已不能适应用户的多种需求。目前，适合市场需求的新型数控型弯曲机正在国内开发研制。 1.4 主要参考资料 [1] 刘鸿文主编.材料力学（第四版）．北京：高等教育出版社，2001 [2] 朱理主编.机械原理.北京：高等教育出版社，2004 [3] 濮良贵主编.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社，2006 [4] 张世昌 李旦 高航主编.机械制造技术基础.北京:高等教育出版社.2007 [5] 赵大兴主编.工程制图.北京:高等教育出版社.2004 [6] 秦襄陵 潘宪平.弯曲校正机在我国的发展.锻压机械.2001（04） [7] 邓少霞.型材卷弯机的分类与模具.金属加工.2009（17） 二．课题研究步骤 2.1选题依据 根据工业生产需要，设计专用的型材弯曲机，将原始型材按照使用者要求弯曲成特定几何形状。为工业生产提供专用，高效，满足使用要求，工作可靠，运行平稳，经济型好的生产设备，创造绿色环保，无尘无噪音，安全舒适的工作环境。首先了解关于型材弯曲机的基本知识。 2

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型材弯曲机分平弯和立弯两种，它是弯曲扁钢、方钢、圆钢、角钢、I型钢、H型钢、方管、矩形管、圆管等型材的最新、最先进的机器。可根据用户的要求订制不同的模具。三辊都是主动辊、有三个独立的液压马达驱动。卷制速度快、效率高。 型材弯曲机特点：型材弯曲机可一次上料完成型材的预弯，卷形和校正工序；型材弯曲机结构先进，功能全，可根据用户使用情况立放或卧放。 型材弯曲机工作原理：型材弯曲机为弧线下调式型材卷弯机，机器的两个边辊为主传动辊，也可以三个工作辊为主传动辊，上辊位置固定，两个边辊围绕因定回转中心作弧线升降动动，液压控制，位移液晶显示，有利于控制型材成形过程，两侧高有托辊装置，有利于保证非对称截面型材的卷制质量。 根据型材弯曲机基本工作特点及原理，针对实际生产中遇到的主要问题进行性能优化设计。 2.2研究内容 本设计要求设计型材弯曲机转动辊部与辅助支撑部。根据型材弯曲成型工艺，弯曲机主要包括以下几个部分： 1）型材弯曲机的机架部；2）型材弯曲机的转动辊部； 3）型材弯曲机的移动辊部；4）型材弯曲机的辅助支撑部； 通过上述四个子系统独立协调工作，按照工艺要求完成并保证加工精度。 根据工作要求，本设计需要完成以下几个主要任务： 1）型材弯曲机的总体设计；2）型材弯曲机的转动辊部设计； 3) 型材弯曲机的辅助支撑部设计； 主要设计参数及设计要求如下： 1）设计模型：250×40扁钢，厚度40沿径向方向弯曲，型材的材料为16Mn。 2）最大压力：50t 3）移动辊行程：200-220㎜ 4）移动辊离合速度：约为70mm/min； 5）转动辊距离：约为500-800㎜； 6）辊轮转速：约为5 r/min； 7）滚卷速度：约0.085m/s。 3

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2.3研究思路 根据设计要求及一般思路。在进行设计之前应进行广泛的市场调研及用户需求分析。将收集到的数据进行统计学处理，根据处理结果得到用户需要的型材弯曲机的具体要求及在使用过程中实际遇到的问题。在设计时应针对具体问题提出详细可行的改进措施，如若不行，则需要另行构思机器的工作原理，进行理论创新。完成产品品质的改善。在设计时可以参考同类型型材已有的成型设备，分析其工作原理及存在的缺陷，进行优化改进。所以在设计时应当遵循以下设计思路： 首先：进行广泛的市场调查，获取用户信息，了解用户需求及在使用已有设备时遇到的实际问题，及他们的解决问题排除故障的措施。 第二步：详细研究已有设备的工作原理及具体性能指标，分析其优缺点，发现其不足，并提出可行的改进措施。 第三步：在获得用户信息和详细研究了成熟产品之后，根据已有设备的优缺点，进行改进设计，改善缺点，优化性能指标，提高生产能力。或者根据用户需求及提出完善的新工作原理进行全新的理论设计形成新产品。 第四步：根据提出的理论设计，进行产品的总体工作原理方案的构思设计。满足用户需求的性能指标，如生产率，材料利用率，加工精度等要求。 第五步：根据提出的总体原理方案，将其分解成若干个相互独立相互协调的子系统，进行分离子系统的原理设计，结构设计，控制设计，使其完成所需要的功能。 第六步：完成以上各分离子系统的结构原理设计后，按照总体系统工作要求，将以上子系统进行集成，并设计总体控制系统保证整套机器按照设计预期可靠工作并满足使用要求，并根据需要设计安全保护措施。 第七步：绘制各系统主要的非标准件工作图及总体装配图，编写设计计算说明书，制定操作规范，使用注意事项等要求。完成系统设计。 4

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