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湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
湖 南 科 技 大 學
英文文獻翻譯
學 生 姓 名： 楊 靖
學 院： 機電工程學院
專業(yè)及班級： 機械設(shè)計制造及其自動化 五班
學 號： 1103010506
指導(dǎo)教師： 時 彧
2015年 5 月 11 日
湖南科技大學機械類外文資料翻譯
數(shù)控立式車削中心數(shù)控化改造
用新型SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)對使用10多年的SKIQ16 CNC B數(shù)控立式車削中心進行數(shù)控化改造，機床強大的數(shù)控功能極大地拓寬了機床加工零件的范圍，更好地保證了零件加工的一致性和產(chǎn)品質(zhì)量。本文獲第二屆SINUMERIK 數(shù)控應(yīng)用與改造有獎?wù)魑幕顒佣泉劇?
KIQ16 CNC B數(shù)控立式車削中心是捷克HULIN公司于上世紀90年代制造，采用FANUC-BASK 6T數(shù)控系統(tǒng)。由于該機床已經(jīng)使用10余年，加之數(shù)控系統(tǒng)更新?lián)Q代，F(xiàn)ANUC-BASK 6T數(shù)控系統(tǒng)早已停產(chǎn)，系統(tǒng)板件老化，備件昂貴。采用新型數(shù)控系統(tǒng)對該機床進行改造勢在必行，這樣可使該機床重新煥發(fā)活力，更好地發(fā)揮機床的潛力。
改造方案的制定
該機床原有功能齊全，包括主軸(工作臺)和銑磨軸的旋轉(zhuǎn)運動、X、Z軸坐標運動、15個刀位的刀庫系統(tǒng)，還有諸如冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)等機床功能。主軸和銑磨軸采用直流電動機及直流調(diào)速器。X、Z軸坐標也采用直流伺服電機及直流伺服調(diào)速器。刀庫采用普通三相異步交流電動機，由5位二進制凸輪定位。該機床的機械部分各方面機械性能良好穩(wěn)定、精度尚可、液壓系統(tǒng)工作正常，因此上述部分基本保持不變。
數(shù)控改造更換數(shù)控系統(tǒng)和電氣控制部分，采用SIEMENS SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)。X、Z軸和刀庫坐標伺服驅(qū)動系統(tǒng)采用SIIMODRIVE 611UE變頻驅(qū)動系統(tǒng)和1FK7伺服電機，選用脈沖編碼器作為位置檢測元件，達到數(shù)字伺服驅(qū)動系統(tǒng)閉環(huán)控制。主軸和銑磨軸驅(qū)動系統(tǒng)采用英國Eurotherm公司的590+系列直流電動機調(diào)速裝置。改造機床其他電氣控制線路，更換電氣控制元件，保證機床各種控制功能和操作的實現(xiàn)，保證機床電氣控制部分長期可靠工作。
除增加MCP機床控制面板外，還要重新設(shè)計機床操作面板，具有各種機床功能按鈕和指示燈。
數(shù)控系統(tǒng)和坐標伺服驅(qū)動系統(tǒng)
SIEMENS SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)是將所有CNC、PLC、HMI和通訊任務(wù)集成，是基于PROFIBUS總線的數(shù)控系統(tǒng)。免維護硬件集成PROFIBUS接口用于驅(qū)動和I/O模塊并具有速裝結(jié)構(gòu)的操作面板。SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)控制X、Z軸和刀庫三個數(shù)字進給軸和一個主軸。該機床采用二塊I/O模塊PP72/48和機床操作面板MCP。利用TOOLBOX 802D中PROGRAMMING TOOL PLC 802軟件編寫PLC控制程序，調(diào)用PLC子程序庫中的SBR32 PLC-INI PLC初始化、SBR33 EMG-STOP 急停處理、SBR34 MCP-802D 傳送機床控制面板對應(yīng)I/O狀態(tài)、SBR38 MCP-NCK 機床控制面板MCP信號、操作面板HMI信號送至NCK接口、SBR39 HANDWHL 由操作面板HMI在機床坐標系或工件坐標系選擇手輪、SBR40 AXIS-CTL 進給軸和主軸使能控制。由于子程序是標準的車床控制程序，這樣與該機床實際情況不同，刀庫采用數(shù)字軸控制，增加了數(shù)字軸的數(shù)量。在機床控制面板和進給軸和主軸使能控制等子程序中都要做一定的修改。立式車削中心有別于一般的臥式車床，所以坐標方向也有所不同，還需要子程序做相應(yīng)的修改。
SIIMODRIVE 611UE變頻驅(qū)動系統(tǒng)是一種功能可配置的驅(qū)動系統(tǒng)，與SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成理想的組合。SIIMODRIVE 611UE變頻驅(qū)動系統(tǒng)滿足機床在動態(tài)響應(yīng)、速度調(diào)整范圍和旋轉(zhuǎn)精度特征等方面的要求，采用模塊化設(shè)計可獨立優(yōu)化至最佳狀態(tài)。驅(qū)動調(diào)試可在PC機上利用SimoCom U進行或利用驅(qū)動模塊前端的顯示器和鍵盤進行。利用SimoCom U可設(shè)定驅(qū)動器與電動機和功率模塊匹配的基本參數(shù)；可根據(jù)伺服電機實際拖動的機械部件，對SIIMODRIVE 611UE速度控制器的參數(shù)進行自動優(yōu)化；可監(jiān)控驅(qū)動器的運行狀態(tài)包括電動機實際電流和實際扭矩。
主軸和銑磨軸驅(qū)動系統(tǒng)
主軸和銑磨軸驅(qū)動系統(tǒng)采用英國Eurotherm公司的590+系列直流電動機調(diào)速裝置。590+系列直流電動機調(diào)速裝置是作為與配套控制設(shè)備安裝在標準箱內(nèi)的部件而設(shè)計的?？刂蒲b置使用AC 380V的三相標準電壓，提供直流輸出電壓和電流，用于電樞和勵磁，適用于直流他激電動機和永磁電動機控制。
590+系列直流電動機調(diào)速裝置是采用32位微處理器實現(xiàn)，具有許多先進的性能：復(fù)雜的控制算法；標準軟件模塊與可組態(tài)的軟件控制電路相結(jié)合；通過串行線路，可與其他傳動裝置或數(shù)控系統(tǒng)通訊，能構(gòu)成先進的過程系統(tǒng)。
主軸和銑磨軸電動機沒有更換，采用原來的模擬量控制。主軸電動機與主軸之間非1：1直連，主軸上安裝SIEMENS 5000線的TTL脈沖增量編碼器。將SIIMODRIVE 611UE的總線地址為12的雙軸模塊A進給通道攜帶主軸，設(shè)定一個疊加軸。通過對SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，使用SimoCom U驅(qū)動調(diào)試工具軟件調(diào)整SIIMODRIVE 611UE參數(shù)并配置總線模擬量輸出，模擬量輸出接口用于輸出主軸速度給定（±10V），數(shù)字量輸出用于模擬主軸使能控制，WSG接口用于連接主軸編碼器作為速度反饋，完成主軸控制配置。
刀庫系統(tǒng)
由于刀庫系統(tǒng)原來采用普通電動機，機械傳動比1：360。刀庫機械結(jié)構(gòu)特殊，圓盤刀庫豎直位于Z軸滑枕后，其旋轉(zhuǎn)方向與B軸方向相同。改造后采用SIIMODRIVE 611UE變頻驅(qū)動系統(tǒng)和1FK7伺服電動機，將刀庫改為數(shù)控坐標軸，增加脈沖編碼器作為位置檢測元件，達到數(shù)字伺服驅(qū)動系統(tǒng)閉環(huán)控制。拆除原有的5位二進制凸輪定位機構(gòu)。由于刀庫裝滿刀具后的重力作用，刀庫圓盤無法達到重力平衡。雖然刀庫運動可以精確定位，但是上述原因?qū)е缕鋵嶋H定位出現(xiàn)偏差，所以仍然采用坐標運動定位后定位銷插入的準確定位方法。
該機床換刀過程特殊，不同與一般的立式車床。PLC控制程序完成以下?lián)Q刀過程：裝刀時X、Z軸運動安全位置，Z軸上無刀，機床處于刀具放松狀態(tài)。PLC控制機械手伸出，推動立車刀架到Z軸上完成后刀具夾緊，即裝刀過程完畢。卸刀時X、Z軸運動安全位置，Z軸上有刀，機床處于刀具夾緊狀態(tài)。PLC控制機械手伸出，此時刀具放松，機械手縮回帶動立車刀架回到刀盤上后，刀具夾緊，即卸刀過程完畢。
SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)支持利用M代碼或T代碼調(diào)用用戶循環(huán)，可用于機床刀具交換。通過設(shè)置參數(shù)激活M代碼，利用程序段中的M06調(diào)用固定循環(huán)程序執(zhí)行刀具交換。編寫用戶循環(huán)程序，通過算法確定每個刀位刀庫軸（B軸）的旋轉(zhuǎn)角度，利用自定義M代碼啟動PLC換刀邏輯。PLC將數(shù)控系統(tǒng)“讀入禁止”信號置位，使該固定循環(huán)停止。將換刀機械動作用自定義M代碼分解執(zhí)行，例如：M12卸刀、M13裝刀等。換刀完成后，PLC將“讀入禁止”信號復(fù)位，使該固定循環(huán)繼續(xù)執(zhí)行。在固定循環(huán)中編寫信息顯示在數(shù)控系統(tǒng)屏幕上提示操作者換刀所進行的步驟。
機床調(diào)試
數(shù)控系統(tǒng)的各個部件安裝連接完成后，開始調(diào)試PLC控制程序。由于該設(shè)備是立式車床，不同于PLC子程序庫中的車床應(yīng)用程序，所以必須針對該機床的具體情況修改PLC子程序。
將刀庫設(shè)為B軸，而原標準程序只有X、Z軸，需要增加B軸和在MCP上添加B軸正負方向點動鍵，需要對SBR34、SBR38、SBR40等子程序。由于是立式車床，X、Z軸正負方向點動鍵與MCP標準設(shè)置不同也需要修改。根據(jù)機床需要設(shè)計MCP上用戶自定義鍵，如液壓啟動、液壓停止、橫梁放松、橫梁鎖緊及指示燈，設(shè)計MCP和機床操作面板的PLC控制程序并且調(diào)試功能實現(xiàn)。全面測試所使用的子程序庫的子程序，確保子程序的功能在與PLC控制程序聯(lián)結(jié)在一起時正確無誤。編輯設(shè)計PLC用戶報警，通過設(shè)定機床參數(shù)規(guī)定每個報警的屬性。設(shè)定機床基本參數(shù)包括：PROFIBUS總線配置、伺服驅(qū)動器模塊定位、主軸和坐標軸位置控制使能以及傳動系統(tǒng)參數(shù)配比。
在對機床進行了一系列調(diào)整后，數(shù)控機床已基本可以正常運行。但要使整個系統(tǒng)進入最佳運行狀態(tài)，還應(yīng)進行系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化等工作。
當整個系統(tǒng)運行正常后，還應(yīng)對相應(yīng)的坐標軸等參數(shù)優(yōu)化調(diào)整，如：速度、增益、加速度及各項監(jiān)控參數(shù)等，以使系統(tǒng)進入最佳工作狀態(tài)。在機床正常運行后，還應(yīng)對機床機械部分，如各軸垂直度、反向間隙、傳動系統(tǒng)精度等進行測量調(diào)整，使機械系統(tǒng)達到最佳。當然，機械調(diào)整后，還應(yīng)對系統(tǒng)參數(shù)進行微調(diào)，以使機床運行在最佳狀態(tài)。當各部分的調(diào)整結(jié)束后，通過對機床機械精度的測量，還需對數(shù)控機床的位控系統(tǒng)進行精度補償。反向間隙補償由于位置反饋編碼器裝在傳動絲杠的端頭，雖然消除了減速箱等機械傳動部分的反向間隙，但絲杠本身的反向間隙仍然存在，可將該值輸入系統(tǒng)相應(yīng)參數(shù)，每次反向運行時，系統(tǒng)自動補償。由于絲杠長期使用中的磨損，絲杠各位置的螺距與標稱值會有一定誤差，為提高定位精度，通過系統(tǒng)參數(shù)進行補償。
根據(jù)用戶生產(chǎn)的需求，結(jié)合機床改造過程，對由SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)進行了分析、設(shè)計及實施。目前，針對該機床的機械、電氣、系統(tǒng)各個方面的改造、安裝、調(diào)試工作已經(jīng)完成，樣件加工完全達到預(yù)期效果。改造后機床已投入正常使用，陸續(xù)完成了多項零件加工任務(wù)。從整個機床的使用、運行狀態(tài)來看，改造后機床與原機床相比，功能的極大增強、自動化程度很高。 強大的數(shù)控功能極大地拓寬了機床加工零件的范圍。更好地保證了零件加工的一致性和產(chǎn)品質(zhì)量。同時高度的自動化也大大降低了操作工人的勞動強度，但對操作工人的綜合素質(zhì)又提出了更高的要求。
從機床的可操作性來看，結(jié)構(gòu)緊湊合理，顯示器、各種開關(guān)和指示燈布局更適合操作人員的使用。同時增加了一個小型的手持操作單元，以便于操作人員在不同的狀態(tài)下選擇更合適的操作位置。整個懸掛操作系統(tǒng)采用TFT液晶顯示器，窗口菜單式操作方式，不但減少了操作按鈕，而且操作更為簡單容易。
改造后的機床增強了可維修性。數(shù)控系統(tǒng)可監(jiān)控各控制部件的工作狀態(tài)及故障，并及時在顯示器上顯示，同時PLC控制的應(yīng)用，使整個機床控制系統(tǒng)線路大為簡化。所有這些都使機床故障檢測和維修更為方便、迅速。其次，需經(jīng)常進行檢測、注液、加油的部件均布置于操作或維修人員容易接近的地方，利于日常的保養(yǎng)維護。
改造后的機床可靠性大為提高。數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等控制系統(tǒng)的各個組成部分均是高度集成的微機控制系統(tǒng)，這使得整個機床控制系統(tǒng)本身就具有較高的可靠性。PLC的設(shè)計應(yīng)用，成功地使各個控制部分達到了協(xié)調(diào)統(tǒng)一，極大地簡化了機床控制線路及所需元器件，更有利于提高整個系統(tǒng)的可靠性。 該機床改造的完成，不但為用戶擴大了該機床的加工范圍，也節(jié)約了大筆資金。本次改造的成功也為今后的機床改造工作積累了大量的經(jīng)驗。
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湖 南 科 技 大 學
開題報告
學 生 姓 名： 楊 靖
學 院： 機 電 學 院
專業(yè)及班級： 機械設(shè)計制造及自動化五班
指導(dǎo)教師 ： 時 彧
2015年 1月 20日
湖南科技大學2015屆畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
題 目
小型彎管機設(shè)計
作者姓名
楊靖
學號
1103010506
所學專業(yè)
機械設(shè)計制造及自動化
1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻）
隨著各種彎曲管子在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面的廣泛使用，不斷推動彎管機行業(yè)的發(fā)展，多種彎管技術(shù)的出現(xiàn)為滿足今天多需求、高精度的管制產(chǎn)品成為可能。特別是在鍋爐制造、汽車、航空航天以及石油石化工程等多種行業(yè)，使用的非常廣泛。通過本次課題研究，更好的了解當今彎管技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，爭取設(shè)計出高性能的雙向彎管機的模子提升裝置和雙向彎管機的液壓系統(tǒng)，為以后彎管機模具的提升裝置和液壓系統(tǒng)的設(shè)計提供一定的參考價值，促進彎管機行的發(fā)展，為社會做出一點貢獻。
現(xiàn)在工業(yè)產(chǎn)品多樣化，彎管機也需要很多的改進來適應(yīng)時代的發(fā)展。如彎制一根管子，還需要一些彎管輔助動作，如加緊管子、夾?；驂耗５膴A緊與松開、彎模的復(fù)位等等。有的彎管機如鍋爐廠里經(jīng)常使用的液壓雙向彎管機，主要加工S型、蛇形管子，在彎制管子時需要增加換向動作，模子轉(zhuǎn)向、提升、下降等更好的完成彎管動作。
隨著科學技術(shù)日新月異，越來越多的先進技術(shù)應(yīng)用到彎管機的研制中。目前市場上的彎管機已不是一種純粹的彎管機設(shè)備，而是融合了多種科學技術(shù)知識，集合電子技術(shù)、控制技術(shù)、檢測反饋技術(shù)、計算機技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)等多門技術(shù)于一體的智能化設(shè)備。
2、 研究目標、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（根據(jù)任務(wù)要求進一步具體化）
本課題是準備研究一種推彎式液壓彎管機。推彎是在一般壓力機、液壓機上進行彎曲加工，它主要包括型模式冷推彎管和芯棒式熱推彎管。
本次課題主要內(nèi)容和問題有以下幾個：
1.）彎管機整體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.）液壓系統(tǒng)的設(shè)計
3、 特色與創(chuàng)新之處
液壓彎管機是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的設(shè)備之一。
液壓元件的布置不受嚴格的空間位置限定，系統(tǒng)各部分用管道鏈接，布局安裝有很大的靈動性，能構(gòu)成其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。
可以在運行過程中實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，還可以在運行過程中調(diào)速。
液壓裝置工作比較平穩(wěn)。
操作控制方便、省力，易于實現(xiàn)自動控制、中遠距離控制以及過載保護。
液壓元件屬機械工業(yè)基礎(chǔ)，標準化、系列化和通用化程度高，有利于縮短機器設(shè)計、制造周期和降低成本。
液壓傳動的單位質(zhì)量輸出功率大。
液壓傳動來實現(xiàn)直線運動簡單。
液壓傳動及控制系統(tǒng)還具有傳遞功率大、控制精度搞、響應(yīng)速度快和易于實現(xiàn)電機液一體化控制的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。由液壓提供動力的液壓彎管機是一種新型的彎管機構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)合理、操作方便、使用安全、裝卸快速和一機多用等優(yōu)點。
4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線
本次課題初擬定以下幾個步驟來進行設(shè)計：
1） 彎管機國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及研究狀況進行分析
2） 彎管加工方法種類分析
3） 彎管機工作原理及組成分析
4） 彎管機主要參數(shù)的分析
5） 彎管機液壓系統(tǒng)的設(shè)計分析
5、 擬使用的主要設(shè)計、分析軟件及儀器設(shè)備
1） CAD制圖
2） Pro/E
3） 計算機
6、參考文獻
[1] 翁其金，《沖壓工藝及沖模設(shè)計》，第二版，北京，機械工業(yè)出版社，2013，P96-128
[2] 王積偉，《液壓傳動》，第二版，北京，機械工業(yè)出版社，2013，P1-180
[3] 關(guān)慧貞，《機械制造裝備設(shè)計》，第三版，北京，機械工業(yè)出版社，2009，P272-322
[4] 楊培源，《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》，北京，機械工業(yè)出版社，1994
注：
1、開題報告是本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的一個重要組成部分。學生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書的要求和文獻調(diào)研結(jié)果，在開始撰寫論文之前寫出開題報告。
2、參考文獻按下列格式（A為期刊，B為專著）
A：[序號]、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點，3人以上作者只寫前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫，不加縮寫點）年份、卷號（期號）：起止頁碼。
B：[序號]、作者、書名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時間、頁碼。
3、表中各項可加附頁。
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湖南科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
湖 南 科 技 大 學
畢 業(yè) 設(shè) 計（ 論 文 ）
題目
小型彎管機的設(shè)計
作者
楊靖
學院
機電工程學院
專業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
學號
1103010506
指導(dǎo)教師
時彧
二〇一五年5月15日
湖 南 科 技 大 學
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
機電工程 院 測控技術(shù)與儀器 系（教研室）
系（教研室）主任: （簽名） 2014 年 12 月 28 日
學生姓名: 楊靖 學號: 1103010506 專業(yè): 機械設(shè)計制造及其自動化
1 設(shè)計（論文）題目及專題： 小型彎管機設(shè)計
2 學生設(shè)計（論文）時間：自 2014 年 12 月 28 日開始至 2015 年 5 月 28 日止
3 設(shè)計（論文）所用資源和參考資料：
《機械設(shè)計實用機構(gòu)運動仿真圖解》 朱金生等編 電子工業(yè)出版社 2003
《液壓控制系統(tǒng)設(shè)計與使用》張利平編 化學工業(yè)出版社 2013
《液壓技術(shù)實用手冊》 宋錦春編 中國電力出版社 2011
4 設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：
彎管機總體方案設(shè)計
彎管機液壓系統(tǒng)設(shè)計
彎管機安全保護裝置設(shè)計
5 提交設(shè)計（論文）形式（設(shè)計說明與圖紙或論文等）及要求：
彎管機總體結(jié)構(gòu)圖（1號圖及以上）
彎管機液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（1號圖及以上）
安全保護裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計圖（1號圖及以上）
6 發(fā)題時間： 2014 年 12 月 28 日
指導(dǎo)教師： （簽名）
學 生： （簽名）
湖 南 科 技 大 學
畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)人評語
[主要對學生畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作態(tài)度，研究內(nèi)容與方法，工作量，文獻應(yīng)用，創(chuàng)新性，實用性，科學性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進行綜合評價]
指導(dǎo)人： （簽名）
年 月 日
指導(dǎo)人評定成績：
湖 南 科 技 大 學
畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評語
[主要對學生畢業(yè)設(shè)計（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究內(nèi)容與方法，實用性與科學性，結(jié)論和存在的不足等進行綜合評價]
評閱人： （簽名）
年 月 日
評閱人評定成績：
湖 南 科 技 大 學
畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄
日期：
學生： 學號： 班級：
題目：
提交畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會下列材料：
1 設(shè)計（論文）說明書 共 頁
2 設(shè)計（論文）圖 紙 共 頁
3 指導(dǎo)人、評閱人評語 共 頁
畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會評語：
[主要對學生畢業(yè)設(shè)計（論文）的研究思路，設(shè)計（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對設(shè)計（論文）的介紹，回答問題情況等進行綜合評價]
答辯委員會主任： （簽名）
委員： （簽名）
（簽名）
（簽名）
（簽名）
答辯成績：
總評成績：
摘 要
液壓與氣動技術(shù)作為現(xiàn)代化機械設(shè)備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術(shù)手段，在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。與其他傳動控制技術(shù)相比，液壓與氣動技術(shù)具有很多的優(yōu)點，像功率密度大，工作平穩(wěn)且快速性好，易于控制并過載保護，易于實現(xiàn)自動化和機電一體化的整合，因而廣泛應(yīng)用。液壓系統(tǒng)的設(shè)計制造和使用維護方面等具有多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢，故此使其成為現(xiàn)代機械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本要素。
液壓與氣動技術(shù)相比之下，液壓技術(shù)在機械工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，所以本次的設(shè)計主要用的是液壓技術(shù)。
電動彎管機是彎曲管材成型的主要設(shè)備之一，適用于可塑性材料的彎曲工藝加工。它在建筑、制造、煤礦、石油、軍工、工程等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計根據(jù)實際生產(chǎn)的需要和要求，再結(jié)合電動彎管機自身特點，設(shè)計了一款新型便攜式半自動化電動彎管機。該機可配備多式樣不同半徑的彎曲模具，從而實現(xiàn)管材不同半徑和不同角度的彎曲加工。在本設(shè)計中，利用液壓傳動的原理，擬定合理的液壓系統(tǒng)圖，經(jīng)過必要的計算，確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，據(jù)此來系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和液壓元件選型。而對于機械結(jié)構(gòu)，則是根據(jù)實際所需設(shè)計其結(jié)構(gòu)，緊密、美觀，符合人機工程學。半自動化的設(shè)計，提高了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)的安全性。無論是液壓系統(tǒng)，還是機械結(jié)構(gòu)，都全方位的考慮使用者的安全和效率。尤其是本次對液壓接夠采用車載臥式布局，更是結(jié)構(gòu)簡單，外形新穎美觀，給使用者一種全新的感受
關(guān)鍵詞：液壓；彎管機
ABSTRACT
Hydraulic and pneumatic technology are an important technology of the modern mechanical equipment to realize transmission and control means,has been widely used in all fields of national economy. Hydraulic and pneumatic technology has many advantages compared with other drive control technology, such as power density, stable and good rapidity, easy controlling and overload protection, easy realizing automation and the integration of mechanical and electrical integration, so it has a wide range of applications. Hydraulic system design and manufacture and use of the maintenance and so on has many significant technical advantage, and those advantage make it become the basic technology of modern mechanical engineering structure and the basic elements of modern control engineering.
Hydraulic technology is very broad in the field of mechanical engineering application compared with pneumatic technology, so this design mainly use the hydraulic technology.
Electric pipe bender is bending pipe forming one of the main equipment, applicable to the bending of materials of plasticity processing. It is widely used in construction, manufacturing, coal, petroleum, military industry, engineering and other industries. According to the needs of practical production and demand,and the characteristics of electric pipe bender, this design designed a new type of portable semi-automatic electric pipe bending machine. The machine can be equipped with the style of different radius bending die to realize the bend pipes with different radius and different angles. This design use the principle of hydraulic transmission and formulate reasonable hydraulic system diagram, then it determine the parameters of the hydraulic system after the necessary calculation to design the system structure and hydraulic components selection. And the mechanical structure is based on the actual design its structure, compact, beautiful, in line with the ergonomics. Semi-automatic design improves the production efficiency and the safety of the system. Both in hydraulic system and the mechanical structure comprehensive considering the user's safety and efficiency .
Keywords: Hydraulic pressure; Pipe bending machine
目 錄
第一章 液壓傳動技術(shù)的概述…………………………………………………………1
1.1液壓傳動的基本原理和特征………………………………………………………1
1.1.1.基本原理………………………………………………………………………1
1.1.2.液壓傳動的特征………………………………………………………………1
1.2液壓傳動發(fā)展的概況………………………………………………………………1
1.3液壓傳動在各領(lǐng)域的應(yīng)用…………………………………………………………2
1.4液壓彎管機的發(fā)展狀況……………………………………………………………3
1.5液壓系統(tǒng)的組成及分類……………………………………………………………4
1.5.1.液壓系統(tǒng)的組成………………………………………………………………4
1.5.2.液壓系統(tǒng)的分類 ……………………………………………………………5
1.6、液壓傳動的優(yōu)缺點…………………………………………………………………5
1.6.1.液壓傳動的優(yōu)點 ……………………………………………………………5
1.6.2.液壓傳動的缺點 ……………………………………………………………6
1.7液壓系統(tǒng)的圖形符號………………………………………………………………6
1.8 電動彎管機………………………………………………………………………8
1.8.1 電動彎管機的工作原理……………………………………………………8
1.8.2 主要技術(shù)參數(shù)………………………………………………………………8
第二章 管材彎曲…………………………………………………………………………9
2.1管材的力學性能分析………………………………………………………………9
2.2管材彎曲過程的分析………………………………………………………………10
2.2.1. 胚料受外力矩M彎曲……………………………………………………10
2.2.2. 管材彎曲過程……………………………………………………………11
2.3工件工藝分析………………………………………………………………………12
2.4管材彎曲的計算及彎管能力的校核………………………………………………12
2.4.1.彎曲最小半徑的確定 ………………………………………………………12
2.4.2.管材中性層曲率半徑………………………………………………………13
2.4.3.管材彎曲力矩的計算 ………………………………………………………13
2.5彎曲管材斷面形狀的畸變及其防止………………………………………………14
2.6管材彎曲成形的極限………………………………………………………………15
2.7管材彎曲工藝的關(guān)鍵………………………………………………………………15
2.8管材彎曲的回彈量…………………………………………………………………15
2.8.1.主要影響回彈的因素有……………………………………………………15
2.8.2.減小回彈量的措施…………………………………………………………16
2.9管材彎曲精度的要求及角度的檢驗………………………………………………16
2.9.1.彎曲管材的精度要求………………………………………………………16
2.9.2.彎曲角度的檢驗……………………………………………………………16
第三章 電動彎管機機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計………………………………………………18
3.1 電動彎管機機構(gòu)原理圖…………………………………………………………18
3.2 電動彎管機的機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計…………………………………………………18
3.2.1.上、下花板的設(shè)計……………………………………………………………18
3.2.2.錕軸的設(shè)計…………………………………………………………………20
3.2.3.銷的選擇……………………………………………………………………21
3.2.4.螺栓的選擇…………………………………………………………………21
3.3 彎曲模具的設(shè)計……………………………………………………………………21
3.3.1.彎曲回彈……………………………………………………………………21
3.3.2.弧槽半徑……………………………………………………………………22
3.3.3.模具材料與表面粗糙度值的選擇…………………………………………23
第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計與計算……………………………………………………24
4.1 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定………………………………………………………24
4.1.1預(yù)選系統(tǒng)的設(shè)計壓力………………………………………………………24
4.1.2計算液壓缸的主要參數(shù)……………………………………………………24
4.2 工況分析…………………………………………………………………………24
4.3 液壓回路方案的制定，擬定液壓系統(tǒng)原理圖…………………………………26
4.3.1.液壓回路方案的制定 ………………………………………………………26
4.3.2.擬定液壓系統(tǒng)原理圖………………………………………………………27
4.4液壓元件的選型與計算……………………………………………………………29
5.4.1.液壓泵的選擇………………………………………………………………29
5.4.2.驅(qū)動電動機的選擇…………………………………………………………30
5.4.3.液壓閥的選取原則…………………………………………………………30
第五章 液壓缸的設(shè)計及其計算……………………………………………………32
5.1 液壓缸設(shè)計中應(yīng)注意的問題……………………………………………………32
5.2 主要結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計與選用……………………………………………………32
5.2.1.缸筒壁厚的計算 …………………………………………………………32
5.2.2.液壓缸的油口尺寸…………………………………………………………33
5.2.3.液壓缸缸底厚度的計算……………………………………………………34
5.2.4.活塞與活塞桿的計算………………………………………………………34
5.2.5.液壓缸工作行程的確定……………………………………………………35
5.2.6.液壓缸最小導(dǎo)向長度的計算………………………………………………36
5.2.7.缸筒與缸蓋的連接…………………………………………………………36
5.2.8排氣與緩沖…………………………………………………………………36
5.3 密封與防塵的選擇………………………………………………………………36
5.3.1.活塞與缸筒的密封結(jié)構(gòu)……………………………………………………36
5.3.2.活塞桿的密封與防塵………………………………………………………37
第六章 液壓系統(tǒng)性能的驗算…………………………………………………………38
6.1雷諾數(shù)………………………………………………………………………………38
6.2壓力損失的驗算……………………………………………………………………38
6.3液壓泵工作壓力的估算……………………………………………………………38
6.4系統(tǒng)溫升的驗算……………………………………………………………………39
第七章 液壓站的設(shè)計及產(chǎn)品說明…………………………………………………40
7.1液壓站的結(jié)構(gòu)形式…………………………………………………………………40
7.2液壓泵的安裝方式…………………………………………………………………40
7.3電動液壓彎管機產(chǎn)品說明書及注意事項…………………………………………41
7.3.1 DWG-4D型電動液壓彎管機使用方法……………………………………41
7.3.2注意事項……………………………………………………………………41
7.4 DWG-4D型電動液壓彎管機簡易故障及排除方法………………………………42
總結(jié)…………………………………………………………………………………………43
參考文獻……………………………………………………………………………………44
致 謝……………………………………………………………………………………45
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