折彎機(jī)產(chǎn)品發(fā)展情況1

1、課題一 折彎機(jī)相關(guān)知識一、折彎機(jī)概述隨著對高產(chǎn)、 高效工作面要求，近年來折彎機(jī)的技術(shù)發(fā)展日新月異。 為了滿 足工作需求 ,母線的可加工尺寸也越來越大 , 折彎機(jī)的功率也越來越大。 二是控制 系統(tǒng)日趨完善。 折彎機(jī)控制功能逐步齊全，可靠性不斷提高。折彎一般采用沖壓 技術(shù)完成 ,沖壓是利用沖壓模在沖壓設(shè)備上對板料或熱料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變 形或分離， 從而獲得所需要形狀和尺寸的零件的一種壓力加工方法。 沖壓通常是 在常溫下對材料進(jìn)行冷變形加工， 且主要采用板料來加工所需零件， 所以也叫冷 沖壓或板料沖壓。 沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法。 沖壓模具是沖壓 生產(chǎn)必不可少的工藝裝備。折彎機(jī)

2、結(jié)構(gòu)日趨完善和簡便，能簡化制造工藝、 縮短 制造周期、降低生產(chǎn)成本 , 在工業(yè)生產(chǎn)中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。對提高新產(chǎn)品 的開發(fā)速度，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展有著非常重要的作用。基于以上背景我選擇折彎機(jī)總體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、折彎機(jī)原理1. 板料折彎機(jī)的分類 折彎機(jī)分為手動折彎機(jī)，液壓折彎機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)。手動折彎機(jī)又分為機(jī)械手 動折彎機(jī)和電動手動折彎機(jī)，液壓折彎機(jī)按同步方式又可分為：扭軸同步、 機(jī)液 同步，和電液同步。液壓折彎機(jī)按運(yùn)動方式又可分為：上動式、下動式。2. 板料折彎機(jī)的作用能夠?qū)Σ讳P鋼薄板、鐵板、銅板等其它材質(zhì)板料進(jìn)行 V 型開槽。新型金屬薄板 開槽機(jī)如裝上某些特殊的專用附件， 還可以對金屬薄板料和

3、型材進(jìn)行打磨、 拋光、 拉絲等工作。主要應(yīng)用在鈑金行業(yè)，如：汽車 , 門窗, 鋼結(jié)構(gòu)等的折彎 ,成型。對金屬薄板料 進(jìn)行 v 型開槽。3. 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及研究動態(tài) 板料折彎機(jī)是一種使用最廣泛的彎曲機(jī)械， 早已實(shí)現(xiàn)了徹底的液壓化， 80 年代 迅速實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， CIMT95 展出了 18 臺折彎機(jī)，其中外國 7 臺，中國 11臺（包括臺灣 1臺）。除了臺灣 1 臺以外， 17臺全部是數(shù)控折彎機(jī)， 在我國歷屆國際機(jī)床展會上， 這一屆展出的折彎機(jī)最多，國產(chǎn)折彎機(jī)也最多，而 且水平較高。板料折彎機(jī)使用簡單的模具便可對金屬板料進(jìn)行各種角度的直線彎 曲，以獲得形狀復(fù)雜的金屬板材制件，操

4、作簡單，模具通用性強(qiáng)，運(yùn)行成本低， 因此獲得了廣泛應(yīng)用。 板料折彎機(jī)按其傳動形式可分為機(jī)械折彎機(jī)和液壓折彎機(jī) 兩類。目前，機(jī)械折彎機(jī)已被液壓折彎機(jī)取代。 液壓折彎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于有較大的 工作行程， 在行程的任一點(diǎn)都可以產(chǎn)生最大公稱力； 折彎行程、壓力、速度可調(diào)， 易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控 ; 可實(shí)現(xiàn)快速趨近、慢速折彎，符合工件折彎的工藝要求；采用多 缸同步系統(tǒng)，極大地提高了折彎精度，并實(shí)現(xiàn)了折彎機(jī)的多臺聯(lián)動，拓寬了折彎 機(jī)的工藝范圍。數(shù)控液壓板料折彎機(jī)是問世最早、應(yīng)用最廣泛、 國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)最 多的金屬板材加工機(jī)床， 已由早期的 3 軸發(fā)展到現(xiàn)在的 8 軸控制，與上下料機(jī)器 人和折彎機(jī)器人配套使用，可組成數(shù)控

5、折彎單元。國內(nèi)外新興的中高檔建筑材料裝飾行業(yè)對所需要的金屬裝飾材料提出了更高 的要求，即要求彎制后的金屬薄板料工件棱邊圓弧半徑盡可能小， 金屬薄板抖工 件表面無折光； 要求金屬薄板料工件的彎制斷面形狀更復(fù)雜， 更能體現(xiàn)設(shè)計(jì)師的 新潮設(shè)計(jì)風(fēng)格。三、折彎的基礎(chǔ)知識1. 鈑金的折彎， 是指改變板材或板件角度的加工。 如將板材彎成 V 形，U 形等。 一般情況下，鈑金折彎有兩種方法 : 一種方法是模具折彎，用于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 體積較小、大批量加工的鈑金結(jié)構(gòu)； 另一種是折彎機(jī)折彎， 用于加工結(jié)構(gòu)尺寸比 較大的或產(chǎn)量不是太大的鈑金結(jié)構(gòu)。目前公司產(chǎn)品的折彎主要采用折彎機(jī)加工。 這兩種折彎方式有各自的原理，特

6、點(diǎn)以及適用性。2. 常用折彎模具 常用折彎模具，如圖 1-1 所示：為了延長模具的壽命，零件設(shè)計(jì)時，盡可能采 用圓角。V形折彎模 U形折彎模 Z 形折彎模圖 1-1 專用的成形模具過小的彎邊高度，即使用折彎模具也不利于成形，一 般彎邊高度 L3t （包括壁厚）。3. 折彎機(jī)折彎折彎機(jī)分普通折彎機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)兩種。精度要求較高，折彎形狀不規(guī)則的鈑 金折彎一般用數(shù)控折彎機(jī)折彎，其基本原理就是利用折彎機(jī)的折彎刀（上模） 、V形槽（ 下模） ，對鈑金件進(jìn)行折彎和成形。優(yōu)點(diǎn): 裝夾方便，定位準(zhǔn)確，加工速度快；缺點(diǎn): 壓力小，只能加工簡單的成形，效率較低。4. 成形基本原理1）折彎刀（上模）折彎刀的形式如

7、圖 1-3 所示，加工時主要是根據(jù)工件的形狀需要選用，2）下模一般用 V=6t （t 為料厚）模。影響折彎加工的因素有許多，主要有上模圓弧半徑、材質(zhì)、料厚、下模強(qiáng)度、 下模的?？诔叽绲纫蛩?。見圖 1-3 左邊為上模，右邊為下模。折彎加工順序的基本原則：1) 由內(nèi)到外進(jìn)行折彎；2) 由小到大進(jìn)行折彎；3) 先折彎特殊形狀，再折彎一般形狀；4) 前工序成型后對后繼工序不產(chǎn)生影響或干涉。 目前的外協(xié)廠見到的折彎形式一般都是如圖 1-4 所示11圖 1-4 折彎機(jī)折彎形式5. 折彎半徑鈑金折彎時， 在折彎處需有折彎半徑， 折彎半徑不宜過大或過小， 應(yīng)適當(dāng)選擇 折彎半徑太小容易造成折彎處開裂，折彎半徑太

8、大又使折彎易反彈。6. 折彎回彈圖 1-5 折彎回彈示意圖1) 回彈角 =b-a式中 b 回彈后制件的實(shí)際角度； a模具的角度。7. 折彎時的干涉現(xiàn)象對于二次或二次以上的折彎， 經(jīng)常出現(xiàn)折彎工件與刀具相碰出現(xiàn)干涉， 如圖 1-6 所示，黑色部分為干涉部分， 這樣就無法完成折彎， 或者或者因?yàn)檎蹚澑缮鎸?dǎo)致 折彎變形。圖 1-6 折彎的干涉圖 1-7 折彎刀1-8 所示，先用 30 度折彎刀將板材折成 30 度，再8. 一次壓死邊 一次壓死邊的方法：如圖 將折彎邊壓平。圖 1-8 壓死邊的方法圖中的最小折彎邊尺寸 L 按照描述的一次折彎邊的最小折彎邊尺寸加 0.5t（t 為材料厚度 ） 。壓死邊一

9、般適用于板材為不銹鋼、鍍鋅板、覆鋁鋅板等。電鍍件 不宜采用，因?yàn)閴核肋叺牡胤綍袏A酸液的現(xiàn)象。9. 180 度折彎:180 度折彎的方法：如圖 1-9 所示，先用 30 度折彎刀將板才折成 30 度，再 將折彎邊壓平，壓平后抽出墊板。圖 1-9 180 度折彎的方法高度 H 應(yīng)該選擇常用的板材，如 0.5 、0.8 、1.0 、1.2 、1.5 、2.0 ，一般這 個高度不宜選擇更高的尺寸。10. 三重折疊壓死邊 :如圖 1-10 所示，先折形，再折死邊。圖 1-10 三重折疊壓死邊四、設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 彎曲工藝分析與計(jì)算具有良好工藝性的彎曲件， 不僅能簡化彎曲工藝過程和模具設(shè)計(jì)， 而且能提 高彎

10、曲件精度和節(jié)省原材料。2. 最小彎曲半徑在進(jìn)行彎曲時彎曲半徑愈小， 板料外表面的變形程度愈大， 如果彎曲半徑過 小，則外表面將超過材料的最大許可變形而發(fā)生裂紋。因此， 彎曲工藝受到最小 彎曲半徑的限制。由于影響最小相對彎曲半徑的因素很多，生產(chǎn)中常按經(jīng)驗(yàn)選取3. 彎曲件的回彈在彎曲變形結(jié)束后， 彎曲件從模具中頂出，彎曲件不再受模具的約束。和其 他塑性變形一樣，當(dāng)外載荷去除后， 毛坯的塑性變形保留下來， 而彈性變形回消 失。由于彈性回復(fù)，彎曲件的角度、彎曲半徑與模具的尺寸形狀不一致，這種現(xiàn) 象成為回彈。此次設(shè)計(jì)根據(jù)加工材料及厚度，根據(jù)公式確定凸模圓角半徑：1 r r Kr ：卸料后的彎曲半徑； r

11、 ：卸料前的彎曲半徑。4. 提高彎曲件精度的工藝措施1）改進(jìn)彎曲件的設(shè)計(jì)在變形區(qū)內(nèi)加強(qiáng)筋或成形邊翼，增加彎曲件的剛件和 成形邊翼的變形程度，可以減小回彈。2）在彎曲件的底部加壓，不僅可以獲得精確的彎邊高度，并且改變變形區(qū) 的應(yīng)力狀態(tài)，使彎曲變形區(qū)從內(nèi)到外都處于壓應(yīng)力狀態(tài)，從而減小回彈。6. 凹模的工作深度 凹模深度要當(dāng)適當(dāng)。若過小，則工件兩端的自由部分太多，彎曲件回彈大， 不平直，影響零件質(zhì)量；若過大， 則多消耗模具鋼材，且需較長的壓力機(jī)行程。 由于該制件直角的平直度要求高， 且壓力機(jī)行程足夠大， 凹模深度稍稍大于彎曲 件深度。查沖壓模具設(shè)計(jì)大典可知。表 4-2 U 型件的凹模深度 L0彎曲件

12、邊 長L1材料厚度 t6101 224465015202530355075202530354075 1002530354045100 1503035405050150 2004045556565五、凸輪知識一）、凸輪是一種具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，它通過與從動件的高副接觸， 在運(yùn)動時可以使從動件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期運(yùn)動。 凸輪機(jī)構(gòu)在各種機(jī)械 中有大量的應(yīng)用。 即使在現(xiàn)代化程度很高的自動機(jī)械中， 凸輪機(jī)構(gòu)的作用也是不 可替代的。凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動件和機(jī)架三部分組成，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，只要設(shè)計(jì)出適 當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動件實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動規(guī)律。在自動機(jī)械中， 凸輪機(jī)構(gòu)常與其它機(jī)構(gòu)組合使

13、用，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，揚(yáng)長避短。 由于凸輪機(jī)構(gòu)是 高副機(jī)構(gòu)，易于磨損； 磨損后會影響運(yùn)動規(guī)律的準(zhǔn)確性， 因此只適用于傳遞動力 不大的場合。按凸輪形狀分類 可分為盤形凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn)及其內(nèi)在聯(lián)系，移動 凸輪可看作回轉(zhuǎn)軸心在無窮遠(yuǎn)的盤形凸輪機(jī)構(gòu)， 而把移動凸輪卷成一圓筒則為圓 柱凸輪。二）、凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)1、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理 凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)方法有圖解法和解析法。無論用哪種方法，其所依據(jù)的原理 是相同的。凸輪廓線設(shè)計(jì)的基本方法是反轉(zhuǎn)法，所依據(jù)的是相對運(yùn)動原理。以對心直動尖 頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)為例， 在設(shè)計(jì)凸輪輪廓線時， 設(shè)想給整個凸輪機(jī)構(gòu)以一個與 凸輪角速度

14、 大小相等而方向相反（即 ）的角速度，使其繞軸心 O轉(zhuǎn)動。這 時凸輪將靜止不動， 而推桿一方面隨機(jī)架相對凸輪以 角速度反轉(zhuǎn)運(yùn)動， 另一方 面又以原有的運(yùn)動規(guī)律（即 s s（ ） ）相對于機(jī)架運(yùn)動。由于推桿的尖頂始終與 凸輪的輪廓保持接觸， 所以推桿在這種復(fù)合運(yùn)動中， 其尖頂?shù)倪\(yùn)動軌跡即為凸輪 輪廓曲線。根據(jù)這一方法， 求出推桿尖頂在推桿作這種復(fù)合運(yùn)動中所占據(jù)的一系 列位置點(diǎn)，并將它們連接成光滑曲線，即得所求的凸輪輪廓曲線。凸輪輪廓線設(shè)計(jì)的反轉(zhuǎn)法原理2、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓線（1）、對心直動尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪輪廓線設(shè)計(jì)，用圖解法設(shè)計(jì)的具體 步驟如下： 適當(dāng)選取尺寸比例尺 l ，做出基圓及推

15、桿的初始位置； 根據(jù)推桿的運(yùn)動規(guī)律按選定的分度值（通常在 1 15 之間選取，當(dāng)凸輪精 度要求高時取小值）計(jì)算出推桿各分點(diǎn)的位移值； 求出推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中依次占據(jù)的各個位置； 反轉(zhuǎn)法求出推桿尖頂在復(fù)合運(yùn)動中依次占據(jù)的位置； 將推桿尖頂?shù)母魑恢命c(diǎn)連成一條光滑曲線，即為所要設(shè)計(jì)的凸輪輪廓線。（2）、其他類型凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓線設(shè)計(jì)特點(diǎn) 偏置直動尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪輪廓線的設(shè)計(jì)特點(diǎn)為：首先根據(jù)已知 的偏距 e 作出偏距圓；其推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中依次所占據(jù)的各位置不再是過凸輪軸 心的徑向線，而始終是偏距圓的切線； 推桿的位移則是沿著這些切線， 并從基圓 上開始向外量取。 擺動尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪輪

16、廓線的設(shè)計(jì)特點(diǎn)為：其推桿運(yùn)動規(guī)律要 用角位移來表達(dá)， 即需將相應(yīng)直動推桿的位移方程中位移 s 改為角位移 ，行程 h 改為角行程 ；其推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中的復(fù)合運(yùn)動是轉(zhuǎn)動加擺動，擺動推桿的回 轉(zhuǎn)軸心 A，將沿著以凸輪軸心 O為圓心，以 OA 為半徑的圓上作圓周運(yùn)動。擺桿 的角位移是以擺桿軸心 A 的各反轉(zhuǎn)位置點(diǎn)為頂點(diǎn)， 以擺桿相應(yīng)反轉(zhuǎn)位置為起始邊 向外轉(zhuǎn)量取一對應(yīng)的擺動量。至于滾子推桿和平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪輪廓線的設(shè)計(jì)， 可首先將滾子中心 或推桿導(dǎo)路的中心線與推桿平底的交點(diǎn)視為尖頂推桿的尖頂， 按尖頂推桿凸輪機(jī) 構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，求出尖頂推桿的凸輪輪廓線， 以此為理論廓線， 在理論廓線上的 各點(diǎn)作

17、一系列滾子圓或作一系列垂直于各導(dǎo)路的平底， 最后做出其包絡(luò)線， 便可 求得相應(yīng)的凸輪工作曲線。3、用解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓線 用解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓線的關(guān)鍵是根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理建立凸輪理論廓線和工作 廓線的方程式。解析法的特點(diǎn)是從凸輪機(jī)構(gòu)的一般情況入手來建立其廓線方程 的。如：對心直動推桿可看作是偏置直動推桿偏距 e=0的情況； 尖頂推桿可看作 是滾子推桿其滾子半徑為零的情況。建立凸輪輪廓線直角坐標(biāo)方程的一般步驟 為：（1）、畫出基圓及推桿起始位置，即可標(biāo)出滾子推桿滾子中心 B 的起始位置點(diǎn)B0 ，并取直角坐標(biāo)系（或極坐標(biāo)系） 。（2）、根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，求出推桿反轉(zhuǎn) 角時其滾子中心 B 點(diǎn)的坐標(biāo)方程式，

18、 即為凸輪理論廓線方程式。（3）、作理論廓線在 B 點(diǎn)處的法線 nn，標(biāo)出凸輪實(shí)際廓線上與 B 對應(yīng)的點(diǎn) B 的位置，并求出其法線傾角 與 的求解關(guān)系式。（ 4）、求出凸輪實(shí)際廓線上 B 點(diǎn)的坐標(biāo)方程式，即為凸輪實(shí)際廓線方程式。三）、凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定1、正確地選擇凸輪機(jī)構(gòu)地基本尺寸（1）、凸輪廓線設(shè)計(jì)時，都假定凸輪的基圓半徑、滾子半徑等是已知的，對 于平底推桿平底的確定、 直動推桿導(dǎo)軌的長度等尺寸卻未加以討論， 但是具體進(jìn) 行凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時，這些尺寸顯然都是必須加以確定的。（2）、在確定凸輪機(jī)構(gòu)尺寸時，首先要考慮凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力，分析凸輪 機(jī)構(gòu)的作用力和尺寸的關(guān)系， “凸輪機(jī)構(gòu)的作用力

19、與凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角” ，可用一 尖底直動推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)來進(jìn)行分析。3）、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角對凸輪機(jī)構(gòu)受力有較大的影響，而且凸輪廓線上不同點(diǎn)處的壓力角的大小一般也不相同。2、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 推桿與凸輪接觸點(diǎn)處所受正壓力的方向（即凸輪輪廓線在接觸點(diǎn)處的法線方 向）與推桿上對應(yīng)點(diǎn)速度方向所夾的銳角，并用 表示。（ 1）凸輪機(jī)構(gòu)壓力角 與受力的關(guān)系： 壓力角 是影響凸輪機(jī)構(gòu)受力情況的 一個重要參數(shù)。當(dāng)壓力角 增大時，凸輪對從動件的有效分力將減小， 即凸輪機(jī) 構(gòu)在同樣載荷 Q下所需的推動力 P將增大；當(dāng)壓力角 接近臨界壓力角 c （即 凸輪機(jī)構(gòu)出現(xiàn)自鎖時的壓力角）時， 驅(qū)動力 P急劇增加， 將導(dǎo)致機(jī)械效率降低和 輪廓嚴(yán)重磨損，凸輪機(jī)構(gòu)處在惡劣的工作條件下；當(dāng) c 時，凸輪機(jī)構(gòu)將發(fā) 生自鎖。因此，從減小推力和避免自鎖的觀點(diǎn)來看，壓力角愈小愈好。一般說來，凸輪廓線上不同點(diǎn)處的壓力角是不同的，為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn) 轉(zhuǎn)，應(yīng)使其最大壓力角 max小于臨界壓力角 c 。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高機(jī)械 效率和改善受力情況， 通常