WE67K-5004000液壓板料折彎機設計全套(cad裝配圖+液壓原理圖+零件圖+設計說明書),we67k,液壓,板料,折彎,設計,全套,cad,裝配,原理圖,零件圖,說明書,仿單
畢
業(yè)
設
計
指導老師:
設 計 者:
設計題目:
設計時間:
目 錄
一、 設計的意義 ………………………………2
二、 設計計算步驟 ………………………………6
三、 使用說明 ………………………………24
四、 設計收獲與體會 ………………………………43
五、 參考文獻 ………………………………44
一、 設計的意義
板料折彎機是一種使用最廣泛的板料彎曲設備,用最簡單的通用模具對板料進行各種角度的直線彎曲,操作簡單,通用性好,模具成本低,更換方便,機器本身只有一個基本運動---上下往復直線運動。
凡是大量使用金屬板料的部門,大都需要使用折彎機。因此折彎機的品種規(guī)格繁多,結構形式多樣,功能不斷增加,精度日益提高,已經(jīng)發(fā)展成為一種精密的金屬成形機床。本次所需設計折彎機,用戶是電力機車廠車箱分廠,用戶本身已有多臺板料折彎機,有機械式,也有液壓式,都是普通電氣控制?,F(xiàn)用戶為提高產品精度和工作效率,擴大加工能力,要求定購在4m寬度能折彎20mm厚度板料的折彎機,所加工產品精度要高過國家標準一級,加工過程半自動化(工作人員只需踩按開關就能加工出所需工件)。根據(jù)用戶的具體要求,計劃設計WE67K-500/4000數(shù)控電液同步折彎機。
折彎機的傳動形式有氣動、液壓和機械三種。氣動折彎機一般應用于小噸位。對于本機來說已不適合。機械板料折彎機是由機械壓力機演變而成的,基本結構特征與機械壓力機相同,采用曲柄連桿機構、離合器和制動器,通過飛輪釋放能量產生折彎壓力。機械折彎機的優(yōu)點是滑動與工作臺平行精度高,能承受偏載,比較適合沖孔工序。機械折彎機的缺點是:1)行程和速度都是固定的,不能調整;2)壓力不能控制,在滑塊下行程中從曲軸轉角的最后15度~20度開始到行程下死點之間,才能達到額定壓力,而在行程的中間位置,有效壓力只有額定壓力的65%左右;3)機器結構布局靈活性差,難以實現(xiàn)數(shù)控化和半自動化操作。由于以上分析,機械式折彎機也不適合本機的設計要求。
隨著液壓折彎機的發(fā)展,機械式折彎機的這些優(yōu)點已不明顯,液壓折彎機的平行精度更高,也更能承受偏載,并能進行沖孔。液壓板料折彎機,也就是采用液壓傳動的折彎機,與機械折彎機相比具有明顯的優(yōu)點:1)行程較長,在行程的任何一點都可產生最大壓力;2)具有過載保護,不會損壞模具和機器;3)調節(jié)行程、壓力、速度簡單方便,容易實現(xiàn)數(shù)控;4)容易實現(xiàn)快速趨近、慢速折彎,可任意調整轉換點;5)機器結構布局靈活,可以實現(xiàn)多種多樣的結構。從以上可以看出,機械折彎機所固有的,難以克服的缺點,采用液壓傳動都可以解決了。
本機采用計算機數(shù)控(CNC)折彎機,具有彩色圖形顯示;并能預先顯示每一折彎工序的折彎過程;自動繪制折彎零件的毛胚展開圖;確定最優(yōu)折彎順序;選擇模具,判斷模具,判斷折彎過程中零件與模具是否發(fā)生干涉;自動編程。數(shù)控折彎機的折彎精度比普通折彎機高,而且整批零件的精度一致,生產率比普通折彎機提高三倍以上,零件的彎越多,生產率提高越多。我們設計的WE67K-500/4000數(shù)控電液同步折彎機完全能夠滿足用戶的技術要求。
在一臺普通折彎機上對一個多彎零件進行折彎時,首先對整批零件進行第一道的折彎,然后依次進行以下各道折彎。這樣需要足夠的堆放場地,繁重的搬運工作。如果擁有幾臺折彎機,可以在每臺折彎上進行一道折彎,則又需要占用幾臺折彎機和幾名工人,并在第一個零件完成全部折彎工序以前,整批零件都積壓在加工過程中。數(shù)控折彎機完全改變了這種生產面貌。根據(jù)設定的程序,折彎機自動調整滑塊行程和后擋料位置,并設定時間,一個零件的全部折彎工序自動連續(xù)進行。并且數(shù)控折彎機都有角度直接編程功能,只要輸入幾個數(shù)據(jù),經(jīng)過一次試折和修正,即可完成調整工作,不需要技術熟練的工人。而在普通折彎機上需要憑經(jīng)驗經(jīng)過幾次試折。
因此,使用數(shù)控折彎機的加工成本,可比普通折彎機節(jié)約20%~70%,經(jīng)濟效果十分顯著。
設計依據(jù):
序號
名稱
參數(shù)
備注
1
公稱力
5000KN
2
工作臺長度
4000mm
3
工作臺寬度
400mm
4
喉口深度
400mm
5
滑塊行程
320mm
6
立柱間距離
3300mm
7
數(shù)控軸數(shù)
基本軸:Y1,Y2
其余軸可任意組合X1,X2,Z1,Z2,R1,R2,V
8
工作臺面與滑塊間最大開啟高度
630mm
9
機器外形尺寸
4225mmx3710mmx4350mm
10
油缸快下速度
71.7mm/s
11
油缸工進速度
6mm/S
12
油缸回程速度
46mm/S
13
滑塊空載行程次數(shù)
3次/分鐘
14
最大工作壓力
25MPa
15
主電機功率
30Kw
16
重量
36000Kg
17
墻板厚度
δ110mm
18
工作臺厚度x寬度
δ100x400
19
工作臺主板厚度
δ110
20
滑塊厚度
δ110
二、 設計計算步驟
(一) 液壓計算說明
1.選型
(1)調速回路選擇
① 旁路節(jié)流閥調速回路
如圖所示,這種回路是把節(jié)流閥接在與執(zhí)行元件并聯(lián)的旁油路上。通 過調節(jié)節(jié)流閥的通流面積,來控制泵溢回油箱的流量,即可實現(xiàn)調速。由于溢流已由節(jié)流閥承擔,故溢流閥實為安全閥,常態(tài)時關閉,過載時打開,其調定壓力為最大工作壓力的1.1~1.2倍,故泵工作過程中的壓力隨負載而變化。
② 回油節(jié)流閥調速回路
如圖所示,將節(jié)流閥串接在缸的回油路上,即構成回油節(jié)流閥調速回路(泵的出口壓力恒定)。用節(jié)流閥調節(jié)缸的回油流量,實現(xiàn)調速。
③ 進油節(jié)流閥調速回路
將節(jié)流閥串聯(lián)在泵與缸之間,即構成進油節(jié)流閥調速回路(見圖)。泵輸出的油液一部分經(jīng)節(jié)流閥進入缸的工作腔,泵多余的油液經(jīng)溢流閥回油箱。由于溢流閥有溢流,泵的出口壓力Pp保持恒定。調節(jié)節(jié)流閥通流面積,即可改變通過節(jié)流閥的流量,從而調節(jié)缸的速度。
可見,進油節(jié)流閥調速加路適用于輕載、低速、負載變化不大和對速度穩(wěn)定性要求不高的小功率場合。
進油節(jié)流調速回路使用普遍,但由于執(zhí)行元件的回油不受限制,所以不宜用在超越負載(負載力方向與運動方向相同)的場合.閥應安裝在液壓執(zhí)行元件的進油路上,多用于輕載、低速場合。對速度穩(wěn)定性要求不高時,可采用節(jié)流閥;對速度穩(wěn)定性要求較高時,應采用調速閥。該回路效率低,功率損失大。采用雙單向節(jié)流閥,雙方向均可實現(xiàn)進油節(jié)流調速。
上述兩種回路(即回油節(jié)流閥調速回路和進油節(jié)流調速回路)的不同之處:
a.回油節(jié)流閥調節(jié)回路的節(jié)流閥使缸的回油腔形成一定的背壓(p2≠0),因而能承受負值負載,并提高了缸的速度平穩(wěn)性。
b.進油節(jié)流閥調速回路容易實現(xiàn)壓力控制。因當工作部件在行程終點碰到死擋鐵后,缸的進油腔油壓會上升到等于泵壓,利用這個壓力變化,可使并聯(lián)于此處的壓力繼電器發(fā)訊,對系統(tǒng)的下步動作實現(xiàn)控制。而在回油節(jié)流閥調速進,進油腔壓力沒有變化,不易實現(xiàn)壓力控制。雖然工作部件碰到死擋鐵后,缸的回油腔壓力下降為零,可利用這個變化值使壓力繼電器失壓發(fā)訊,對系統(tǒng)的下步動作實現(xiàn)控制,但可靠性差,一般不采用。
c.若回路使用單桿缸,無桿腔進油流量大于有桿腔回油流量。故在缸徑、缸速相同的情況下,進油節(jié)流閥調速回路的節(jié)流閥開口較大,低速時不易堵塞。因此,進油節(jié)流閥調速回路能獲得更低的穩(wěn)定速度。
d.長期停車后缸內油液會流回油箱,當泵重新向缸供油時,在回油節(jié)流閥調速回路中,由于進油路上沒有節(jié)流閥控制流量,會使活塞前沖;而在進油節(jié)流閥調速回路中,活塞前沖很小,甚至沒有前沖。
e.發(fā)熱及泄漏對進油節(jié)流閥調速的影響均大于回油節(jié)流閥調速。因為進油節(jié)流閥調速回路中,經(jīng)節(jié)流閥發(fā)熱后的油液直接進入缸的進油腔;而在回油節(jié)流閥調速回路中,經(jīng)節(jié)流閥發(fā)熱后的油液直接流回油箱冷卻。
根據(jù)以上分析,采用進油節(jié)流閥調速回路比較合適。
(2)液壓控制閥的選擇
① 選閥種類
a. 液控單向閥
液控單向閥按結構特點可分為簡式和卸載式兩類。卸載式的特點是帶有卸載閥,當控制活塞上移時先頂開卸載閥的小閥芯3,使主油路卸壓,然后再頂開單向閥芯。這樣可大大減小控制壓力,使控制壓力與工作壓力之比降低到4.5%,因此可用于壓力較高的場合。
液控單向閥,亦可稱作單向閉鎖閥保壓閥等。它用于液壓系統(tǒng)中,阻止油流反向流動,起到一般單向閥的作用;但可利用控制壓力油,通過控制活塞打開單向閥芯,使油流實現(xiàn)反向流動。液控單向閥可用在需要嚴格封閉的油路中,進行單位向閉鎖,起到保壓作用。
b. 機動換向閥
機動換向閥用來控制機械運動部件的行程,故又稱行程換向閥。它利用檔鐵或凸輪推動閥芯實現(xiàn)換向。當擋鐵(或凸輪)運動速度v一定時,可通過改變擋鐵斜面角度a來改變換向時閥芯移動速度,調節(jié)換向過程的快慢。機動換向閥通常是二位的,有二通、三通、四通、五通幾種。其中二通的又分常閉式和常開式兩種。
c. 電液動換向閥
電液動換向閥由電磁換向閥和液動換向閥組合而成。其中電磁換向閥起先導作用,用來改變控制液流的方向,從而改變起主閥作用的液動換向閥的工作位置。
d. 調速閥
MSA型調速閥的流量由手柄在120°范圍內進行調節(jié),流量調好后,手柄位置可被鎖緊旋鈕固定,流量值從刻度盤上顯示。減壓閥可以選擇是否帶行程調節(jié)器。
e. 普通單向閥
普通單向閥的作用是使液體只能沿一個方向流動,不許它反向倒流。對單向閥的要求主要有:i.通過液流時壓力損失要小,而反向截止時密封性要好;ii.動作靈敏,工作時無撞擊和噪聲。
該閥在這次設計中被使用。
f. 換向閥
換向閥是借助于閥芯與閥體之間的相對運動,使與閥體相連的各油路實現(xiàn)接通、切斷,或改變液流的方向的閥類。對換向閥的基本要求是:a.液流通過閥時壓力損失?。ㄒ话恪鱬?0.1~0.3MPa);b.互不相通的油口間的泄漏小;c.換向可靠、迅速且平穩(wěn)無沖擊。
該閥在這次設計中被使用。
g. 電磁換向閥
電磁換向閥是利用電磁鐵吸力推動閥芯來改變閥的工作位置。由于它可借助于按鈕開關、行程開關、限位開關、壓力繼電器等發(fā)出的信號進行控制,所以易于實現(xiàn)動作轉換的自動化。
該閥在這次設計中被使用。
h. 先導式溢流閥
DB型閥是先導控制式的溢流閥,用來控制液壓系統(tǒng)的壓力;DBW型閥是先導控制式的電磁溢流閥,除控制液壓系統(tǒng)的壓力外,還能在任意時刻使系統(tǒng)卸荷。
I.起安全閥作用(防止液壓系統(tǒng)過載)
II.起溢流閥作用(維持液壓系統(tǒng)壓力恒定)
III.使液壓系統(tǒng)卸荷
該閥在這次設計中被使用。
② 選閥型號
名稱
規(guī)格
數(shù)量
沖液閥
PF-48-A2-F
2
溢流閥
CVA25-H
2
單向閥
CA6-H
3
直入式插裝溢流閥
CLEB-4020
1
疊加型溢流閥
MBP-03B-H
2
MBP-03H-H
1
電磁換向閥
D5-02-2B10A-D25
2
D5-02-2B40B-D25
2
D5-02-2B8A-D25
2
D5-03-2B2-D25
1
電液比例先導溢流閥
EDG-01-H-V
1
(3)泵的選擇
① 選泵的種類
a. 齒輪泵
I.外嚙合式齒輪泵
當齒輪旋轉時,在A腔,由于輪齒脫開使窖逐漸增大,形成真空從油箱吸油,隨著齒輪的旋轉充滿在齒槽內的油被帶到B腔,在B腔,由于輪齒嚙合,容積逐漸減小,把液壓油排出。
利用齒和泵殼形成的封閉容積的變化,完成泵的功能,不需要配流裝置,不能變量。結構最簡單、價格低、徑向載荷大。
II.內嚙合式齒輪泵
當傳動軸帶動外齒輪旋轉時,與此相嚙合的內齒輪也隨著旋轉。吸油腔由于輪齒脫開而吸油,經(jīng)隔板后,油液進入壓油腔,壓油腔由于輪齒嚙合而排油。
典型的內嚙合齒輪泵主要有內齒輪、外齒輪及隔板等組成。利用齒和齒圈形成的容積變化,完成泵的功能。在軸對稱位置上布置有吸、排油口。不能變量。尺寸比外嚙式略小,價格比外嚙合式略高,徑向載荷大。
i.流量、壓力的脈動小。
ii.噪聲低。
iii.輪齒接觸應力小,磨損小,因而壽命長。
iv.主要零件的加工難度大,成本高,價格比外嚙合齒輪泵貴。
b.葉片泵
利用插入轉子槽內的葉片間容積變化,完成泵的作用。在軸對稱位置上布置有兩組吸油口和排油口。徑向載荷小,噪聲較低流量脈動小。
c. 軸向柱塞泵
柱塞泵由缸體與柱塞構成,柱塞在缸體內作往復運動,在工作容積增大時吸油,工作容積減小時排油。采用端面配油。
徑向載荷由缸體外周的大軸承所平衡,以限制缸體的傾斜。利用配流盤配流。傳動軸只傳遞轉矩、軸徑較小。由于存在缸體的傾斜力矩,制造精度要求較高,否則易損壞配流盤。
該設計采用軸向柱塞泵。
② 選泵的型號
軸向柱塞泵的型號:63MCY14-1B;壓力:31.5 MPa;排量:63 ml/r
(4)管接頭的選擇
①卡套式管接頭
利用卡套變形卡住管子并進行密封,結構先進,性能良好,重量輕,體積小,使用方便,廣泛應用于液壓系統(tǒng)中。工作壓力可達31.5MPa,要求管子尺寸精度高,需用冷拔鋼管??ㄌ拙纫喔摺_m用于油、氣及一般腐蝕性介質的管路系統(tǒng)。
②焊接式管接頭。
利用接管與管子焊接。接頭體和接管之間用O形密封圈端面密封。結構簡單,易制造,密封性好,對管子尺寸精度要求不高。要求焊接質量高,裝拆不便。工作壓力可達31.5MPa,工作溫度-25℃~80℃,適用于以油為介質的管路系統(tǒng)。
該管接頭用于此次設計中。
(5)液壓缸的選擇
① 液壓缸的種類
a.活塞式液壓缸
活塞僅能單向運動,其反向運動需由外力來完成。
b. 伸縮式液壓缸
有多個依次運動的活塞,各活塞逐次運動時,其輸出速度和輸出力均是變化的。
c. 柱塞式液壓缸
活塞僅能單向運動,其反向運動需由外力來完成。但其行程一般較活塞式液壓缸大。
本設計應用了該種形式的液壓缸。
② 液壓缸的規(guī)格及計算過程
a.要求:
I.單只油缸噸位為250T
II.滑塊行程400mm
III.慢下速度5mm/s
b.計算步驟:
I.油缸直徑計算
圓整后取:D=360mm
校驗在D=360mm的系統(tǒng)壓力為:
∴滿足要求
II.確定活塞桿直徑
液壓缸的上下面積比根據(jù)BOSCH液壓系統(tǒng)的特性選取,一般取8-10位最佳,初步選定面積比iD=8:1,得
圓整后取d=340mm
校驗得:
∴故滿足要求
III.油缸中段壁厚的確定
受力分析如下:
又因為材料為鍛鋼,故根據(jù)第四強度理論得知:
∵
Pn=25.56MPa
Py=1.25Pn=31.95MPa
代入數(shù)據(jù)得:
考慮結構,圓整為
速度及流量計算
∵V慢下=5mm/s
∴QV =S上V慢下×2=1.02 l/S
Q總=1.02×60=61.2 l/min
故選用125 ml/r的泵,電機轉速1000 r/min
Q泵=125 l/min >61.2 l/min滿足要求
∴V回程
IV.快下速度計算
∵G=6.89,則油缸下腔靜壓為310N/mm2
△ PX=G/SF=
由Q=Qnormal得知:
Q回=100=94.57 l/min
∴V快下=Q/SF=71.7mm/s
校核:
當Q回=94.57 l/min時,Q吸×8.6=813.3 l/min,但根據(jù)BOSCH閥塊的最大充油特性可知:Q吸max=700 l/min
可知:Q吸max=Q閥max+125/2=762.5 l/min
故快下速度此時應根據(jù)上腔最大吸油量決定,應在回油管路裝單向順序閥來滿足要求
即:V快下Q吸max/S上
t總=t快+t慢+t回+1.5s
∴滿足每分鐘1次的要求
2.功率計算
P泵=Pq=25.56×61.2/60≈26.58KW
校核:P需=FV=500×0.05=25KW
∴P泵>P需,故功率滿足要求
選用Y225M-6B5 960 r/min的電機30KW
(二) 機械計算說明
1.工作臺強度校核
(1)所用公式: I=
WZ=
y(x) 均布=ql4(5-24λ2)/384EIZ
B=40cm H=170cm h=150cm b=29cm
慣性矩: Iz===8220417cm4
均布載荷: q=
F:本機公稱力0.5×105N
L:工作臺總長400 cm
抗彎截面模量: Wz==
λ= m/l=350/3300=0.106
支點反力: RA=RB=ql(1+2λ)/2
=1250×3300(1+2×0.106)/2
=2.5×104N
彎矩: MA=MB=qm 0≤x≤m
MA=
=-7.66×105N·mm
MX=(-) m
收藏