弯管机结构设计.docx

1、摘 要一般来说弯管机的基本原理是利用矢量基准，靠着电脑程序来掌控，来达到能够满足各个自由度方向的弯管的要求，是现今工业发展中必不可少的设备。本次设计的弯管机不仅具有以上的优点，还要实现高效化，自动化，大幅度降低劳动成本。而对于装置的进给装置，选用伺服电机进行驱动，可以实现对进给装置的伺服控制，有利于提高效率以及操作精度。本次设计除了能够满足弯管的要求，也使操作规程变得简单，对其弯管机的结构有了一定的改良，不仅能够达到效率高质量好的效果，而且还能够大大的增加生产效率以及生产成本，提高了能源利用率。对于现代弯管机行业的发展有了一定的推进作用。关键词：弯管机；伺服驱动；自动化4ABSTRACTBen

2、ding machine is a normal mordern curved plastic processing equipment,which is based on the vector theory,used computer control,to complete any space for three-dimensional tube to meet users requirments.This design elbow not only has the above advantages, but also realize the efficiency, automation,

3、greatly reduce labor costs.we used proe graphics software for the preliminary design, its size and the relevant requirements of the projections, making three-dimensional assembly drawings and two-dimensional parts chart. For the feed device of the device, the servo motor can be used to drive the fee

4、d device, and it can improve the efficiency and operation accuracy.This design improves the bending operation, simplifying the bending process, improve the pipe bending machine.For improving the yield and quality of product, improving labor production capacity, reduceding less equipment investment,

5、dynamic consumption and low production cost,Which is of great significance to achieve high quality and high yield, low consumption.Keywords：bending machine;Servo drive;automation目 录摘 要aABSTRACT2第一章绪论31.1 引言31.2 课程的目的及意义41.3 课题内容4第二章弯管机系统设计总体方案52.1 弯管机工作原理概述52.2 总体结构设计62.2.1 设计的总体思路62.2.2 盘上夹紧装置设计62.

6、2.3 总体方案设计7第三章弯管机关键组成部分的设计83.1 前言83.2 驱动装置部分83.2.1 、驱动弯管方案的确定83.2.2 、管材弯曲力矩的相关计算83.2.3 、电动机的选择93.2.4 、电动机选择的相关计算103.2.5 、蜗杆减速器的特点113.2.6 、蜗杆减速器的选择113.2.7 、一级减速器的选择123.2.8 、一级减速箱的特点123.2.9 、转动平台内用轴承的选择与计算133.2.10 、滚子链传动的设计与计算143.2.11 、轴的结构设计与计算校核173.3 随动模夹紧装置部分183.3.1 、液压的优点193.3.2 、随动模部分193.4 进给部分的总

7、体设计与计算193.4.1 进给设计方案193.4.2 、电机的选择203.4.3 、滚珠丝杠的选择20第四章液压系统的设计以及相关计算214.1 液压系统的设计计算214.1.1 、明确设计要求，分析工况214.1.2 、确定液压系统的主要参数234.1.3 、液压执行元件的工况图24第五章总结与展望28参考文献29致 谢30第一章 绪论第一章绪论1.1 引言随着当今工业社会的发展，弯管结构的产品越来越普遍而且实用，一些家用电器、可以锻炼身体的设备还有一些较为常见的生活器件都包含了具有弯管的构造；而且有的弯管材料还会应用到石油的输送、天然气的输送以及一些液体油的输送，而且在一些汽车领域航天领

8、域以及生活应用到的器材方面起到了必不可少的作用。世界各国在发展工业的时候都在不断的研究比较实用先进的弯管生产的设备。7现在全国应用的弯管设备一般是在工业计算机或者具有控制能力的计算机上增加增加一些可以移动的设备以及结构来完成的，利用计算机系统用控制，再加上一些价格不菲的具有控制能力的软件来组成的。此种方法设计的弯管机价格比较昂贵、能源利用率不高。然而此次设计的产品就弥补了这个缺陷，设计出一个成本低使用灵活方便而且占用的空间比较小的弯管机，而且还包括使用性能方面提高改进，运用能够自由控制的伺服电机来大大的增加弯曲材料的精度。很大程度上降低了电机控制系统的结构复杂程度，使用相当方便。一般来说弯管机

9、有比较多的构造形式，按不同的基准有很多的分类方法，通过传动方法分类的话包括气动控制、手动控制、液体压力控制以及机械控制四种方式，然而其按照控制又可以把其分为手动控制、自动控制、半自动式的控制以及数子控制系统控制。通纯机械方式设计的设备构造方面比较简易，造价低而且适用范围广。9靠液体提供动力的弯管机传动动力比较平稳、稳定、声音小，外形比较小巧，可以完成不同要求的材料。然而对于一些不能完全控制的设备来说，通常可以完成自动的对管材弯曲的角度掌控，其大部分适用在一些要求不多的生产需求中。在当今快科学技术以及社会不断发展的年代，出现了许多各种各样的弯管机，但是在现在的工作条件却对弯管机的种类有着很高的要

10、求，不管是工作的条件还是弯管的角度，都在决定着弯管机的发展。现在全国应用的弯管设备一般是在工业计算机或者具有控制能力的计算机上增加增加一些可以 移动的设备以及结构来完成的，利用计算机系统用控制，再加上一些价格不菲的具有控制能力的软件 来组成的。此种方法设计的弯管机价格比较昂贵、能源利用率不高。然而此次设计的产品就弥补了这 个缺陷，设计出一个成本低使用灵活方便而且占用的空间比较小的弯管机，而且还包括使用性能方面 提高改进，运用能够自由控制的伺服电机来大大的增加弯曲材料的精度。9弯管机，而且其对管材弯曲的能力在一定程度上有了很大范围的改善。小型的计算机以及单片机和能够控制的编程以及一些数字控制技术

11、在弯管机的设计中起到了很大的作用。1.2 课程的目的及意义选择这个课题的初衷就是能设计一种效率更高成本比较低的可以实现数字化控制的弯管机。可以独自完成材料的补给以及能够比较好的对弯曲的一些参数有更好的控制，能够增加制造的质量以及很大的程度上增大单位时间加工的产品。改变在工作时候的操作以及使工作过程简单化，对设备的结构稍作改良，对增大生产效率、提高能源利用率以及减少生产成本具有重要的意义。31.3 课题内容（1） 通过查找以及阅读一些对设计比较有用的资料,从而能够比较系统完整的对设备的运行特点以及工作时候的状况有很好的了解；（2） 提出几种制造数控弯管机的不同方案，从技术、设计、成本等各个方面比

12、较论证， 选择最理想的方案并进行详细的设计；（3） 对不同型号的伺服电机进行深入了解，明确不同型号电动机的适用场合，选择合适的型号进行驱动；（4） 选择合适的减速器、伺服电动机及一些标准件。第二章 弯管机系统设计总体方案第二章弯管机系统设计总体方案2.1 弯管机工作原理概述一般来说所有的机器所需要的设备，都是需要导管来输送液体的油液或者气体等等， 然而其在航天领域也是相当普遍应用的。各种各样的导管参数不同意，形状不一样，数量要求的比较多就大大增大了制造的难度。一般常用的弯曲管材是靠一些列相配合的设备来完成的。弯管的步骤大致是：1. 对管材固定并且空出前面首要的直线距离。2. 弯曲。3. 松开模

13、具，取出管子，使模具复位。4. 通过固定加紧以及不同的模具来制造不同的外形的材料。5. 弯曲。6. 然后不断的对3步骤重复到结束。图 2.1此装置是以 O 为中心而不断做旋转运动的，它的重要的起到控制作用的不管是材料还是电动机的功率，都在影响着弯曲力的大小。当然，也可以通过一些参数来确定，但是。在整个工作过程中，是以动模来进行弯曲的，因此，需要确定动模的一些相关参数，比如说动模的直径，角度，转速。参数主要是靠它的转动时候所需要的力矩 M 和它的角速度以及它的可以转动的角位移体现的；靠液体的压力来推动设备的运动，让材料和此实验工作台一起同步运动， 以便能够得到一定形状的材料；而整个工作过程的控制

14、都是由可以实现控制功能的电机来完成的。2.2 总体结构设计2.2.1 设计的总体思路管子是在进给装置推送管子的前提下，由随动模保证其进给方向才能完成下一步操作的，这里就需要对随动模的自由度做出一定的要求。要让随动模与被加工件保持接触，因为这里可能会产生随动模与被加工件的相对滑动，所以就可能产生摩擦力，在这里在选用液压缸提供夹紧力的同时，可以设计一个导轨带有光滑平面来减少不必要的力，轨道设计如下图所示。图 2.2.12.2.2 盘上夹紧装置设计盘上加紧装置局部视图如下，在这里可以看到液压缸要提供径向压紧力。在这里要还要保证加紧装置与被加工件的较为完整的接触，所以可以做一个可以替换的带有管子半径凹

15、槽的装置。图 2.2.22.2.3 总体方案设计弯管部分的动力由驱动装置提供，这里选用的是交流伺服电机提供动力，经涡轮蜗杆减速器减速后，最后经过链传动传递到轴上。进给装置类似。总体装 图 2.2.3 配图第三章 弯管机关键组成部分的设计第三章弯管机关键组成部分的设计3.1 前言本次毕业设计的任务是设计制造一个更加高效，自动化的弯管机，由于在本次设计中， 使用 cad 绘图软件要对弯管机的模型进行模拟，所以要求要有较高的软件操作技能。而且还要选用相关的联轴器以及减速器，所以要查阅相对应的标准。3.2 驱动装置部分3.2.1 、驱动弯管方案的确定驱动装置一共包括三个部分，分别是直流伺服电机，蜗杆减速器以及一级减速器。电机提供驱动力，经过蜗杆减速器减速后，经过链传动到一级减速器再一次减速后，一级减速器输出轴通过键连接带动与转动平台的连接部分，然后驱动转动平台旋转规定的角度， 通常来说弯管使用的模具是连接在设计的转动平台上的，并且伴随着转