BC-5183冰箱门壳滚压成型及专机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 冰 箱门壳滚压成型及专机设计 摘 要 本文从滚压成型的国内外展望入手，重点介绍了滚压成型技术的国内外发展状况，滚压加工的特点、原理及工艺。然后根据冰箱外壳的形状，从理论入手，利用滚压成型技术，设计出质量可靠，制造简单的辊压机。本设计主要做了以下工作： 1 滚压成型方案的设计； 2 滚压工艺的基本参数的计算； 3 辊轮组数的计算、辊间距的计算和设计以及在水平和垂直方向上的调整； 4对主要传动装置进行了校核。 该设计是在前人设计的基础上改进而成的。与传统的成型工艺相比，滚压成型有显著的优点，不仅成型效果好 而且节省材料。当然设计中仍有不足之处和需要改进的地方。 关键词： 冰箱门壳，滚压成型，辊轮；成形力 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 on of of of of to do 1 in of of 3, of of of in 4 on is on it Of it 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 目 录 1 绪论 1 压加工国内外发展状 1 式冷弯成型的产品 2 压成型用材料 2 近的研究动向 3 2 滚压加工成型 4 压成型的优缺点 4 压成形的原理与设计要点 5 件花型展开图 6 压成型的应用 7 3 冰箱门壳辊压机工作原理及设计方案 9 箱门壳辊压机工作原理 9 钢支架部分 . 9 体部分 9 压部分 9 杠部分 9 计方案的确定 10 轮的布置方式 10 动方式 10 节方法 10 下料形式 10 4 总体设计计算及校核 11 轮组数的确定 11 型直角边 . 11 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 型圆弧 12 轮直径的确定 16 动机 和减速器的选择 17 算滚压成型力及扭矩 17 动机的选择 23 速器的选择 23 动链的设计 23 轮轴之间的链传动的设计 23 速器与主轴之间的链传动 26 轮的设计校核 29 轮的几何计算 29 一道辊轮轴上齿轮的校核 30 动轴上齿轮的校核 33 的设计校核 36 一根轴的设计校核 36 传动轴的设计校核 38 承和键的选择与校核 40 承的选用及校核 40 的选用及校核 41 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 结论 44 致 谢 45 参考文献 46 附录 48 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 1 绪 论 压加工国内外发展状况 目的 滚压成型是冷弯成型另一种叫法， 目前我国对 一工艺有多种叫法：一种是从俄文翻译过来的，称为冷弯成型、冷弯型钢 (冶金行业多用此说法 )；一种是从英文等外文译过来的，有滚轧成型、辊轧成型、 辊弯成型、滚压成型；还有一种是我国台湾的叫法，有滚轮成型、冷轧成型等。英文名称比较确定，有 国外在 1983年对滚压成形有一定发展 , 冷弯成型 (通过顺序配置的多道次成型轧辊，把卷材、带材等金属板带不断地进行横向弯曲，以制成特定断面型材的工艺技术。冷弯成型是一种节材、节能、高效、先进适用的板金属成型工艺 。20世纪八九十年代以来，冷弯成型的工艺技术在我国得到广泛应用。在国内外，由于技术资料缺乏，工程技术人员经常需要进行探索和 利用试错法解决工程问题，冷弯成型工艺仍被普遍认为是一种 “ 未掌握的艺 术” (还未上升为科学。主要原因是冷弯成型本身具有的特点和规律尚未被人们完全掌握和认识。 近些年来，冷弯型钢产品作为重要的结构件在建筑、汽车制造、船舶制造、电子工业及机械制造业等许多领域得到了广泛的应用。其产品从普通的导轨、门窗等结构件到一些为特殊用途而制造的专用型材，类型极其广泛。冷弯型钢单位重量的断面性能优于热轧型钢产品，并且具有很高的表面光洁度和尺寸精度，因此冷弯型钢代替热轧型钢可以取得既节约钢材又节省能源的双重效 果，所以人们对冷弯型钢的发展给予了高度重视。正是用户对冷弯型钢产品的品种、规格、质量等方面的不断渴求，促使冷弯成型工艺技术的迅猛发展。 式冷弯成型的历史 辊式冷弯成型，记在一排串联的成型扎机上，连续通过金属板和金属板带，顺次使其弯曲，将平板加工成所需的截面形状的塑性加工法。辊式冷弯成型曾用于自行车的轮圈、伞的骨架制造、冰箱门壳的制造等。第二次世界大战之前的欧美，在开始只在钢管、买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 预制结构、航空飞机库顶波纹板、简易飞机场的着陆底板、飞机零部件等之后，逐渐形成了工业规模的发展。 由于钢铁的需求扩大，日本各 钢铁公司从 1955年开始生产轻质型钢材。轻质型钢材在 1957年作为“一般构造用轻质型钢材”被列入日本工业标准。从此以后，经过数次修改，沿用至今。辊式冷弯成型技术在大学、企业等的研究成果从 1980年中期开始有了飞跃式进步。特别是 1990年中期开始的计算机辅助设计、理论解析、计算机控制钢管轧机、数控冷弯成型机等的开发研究，使辊式冷弯成型技术向智能成型技术迈出了新的一步。 式冷弯成型的产品 冷弯成型的产品有很多种，主要包括 C 型钢、薄槽钢、薄 V 型钢、薄 Z 型钢、带缘 Z 型钢、帽型钢等轻质型钢，瓦垄钢板、波纹钢板 等宽幅截面材，钢板桩、道路护栏等大型截面材，圆管、方矩形管等钢管。 对于轻质型钢，截面各部分的形状、尺寸、尺寸公差和板厚都有规定。 压成型用材料 （ 1）钢 碳素钢中，常用的多为含碳量 下的软钢，其成型是容易的。当纵长方向分布有线状夹杂物时，就容易成为弯曲裂纹的起因。特别是必须使用高级材料的场合，最好是用铝镇静钢。如果是球状珠光体组织，含碳量约在 下，都可以作急剧过渡的直角弯曲。 （ 2）不锈钢 13181813 钢的成型性能稍差一些。成型速度在 825m/情况下要防止由于发热而烧伤表面。必须使滚轮的润滑良好并保持其表面清洁。当板厚小于 2曲半径取为板厚的 2 倍左右是安全的。 （ 3）比不锈钢的成型性能稍差。成型速度要低。对板 厚的要求与不锈钢相同。 （ 4）于加工硬化而产生裂纹，所以滚压成型时必须加热，用红外线灯管在入口处和滚轮间加热是方便的。 （ 5）表面被覆材料 由于镀镍、镀铬材料硬度大，容易产生裂纹。但是镀铜和黄铜买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 的材料可以滚压成型，而镀锌和镀镉的材料是不容易成型的。由于浸镀材料成型困难，故必须加大弯曲半径。油漆类涂覆材料，必须以尽可能低的滚压力加工。使用韧性良好的硬质涂料作滚压成型的条件是：将弯曲半径加大至板厚的 45 倍。 近的研究动向 按截面 形状不同，将辊式冷弯成型技术分为弯曲截面成型技术和管状截面成型技术。弯曲截面成型技术又细分为辊式冷弯成型试验、辊式冷弯成型理论、计算机辅助设计。管状截面成型技术只以焊管为对象，细分为初成型，笼式成型，不锈钢钢管成型，方管异形管成型，焊管的矫正，冰箱门壳的滚压等。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 2 滚压加工成型 压成型的优缺点 滚压成型是将高硬度且光滑的滚柱与金属表面滚压接触，使其表面层发生局部微量的塑性变形后得到改善表面粗糙度的塑性加工法的一种。 （ 1）滚压成型运行成本低。成型过程前期设计定型，所以对操做人员的数量、技能水 平、劳动强度要求较低，产品生产过程稳定，成品合格率高，降低了原材料的消耗，同时不需要专人进行模具管理。 （ 2）滚压成型生产效率高。滚压成型生产过程不间断，适宜延伸 ( 冲孔、焊接、切断 )进行深加工，进行自动化生产。相比冲压成型，效率提高数倍，因此更适宜大规模生产。 （ 3）成型产品品质高。滚压成型过程分 3 道工序，材料逐渐变形，且弯曲变形应力得到有效释放，产品性能稳定，其尺寸精确，表面粗糙度低。不像冲压成型材料弯曲变形剧烈，一次到位，应力得不到释放，后期容易产生应力腐蚀。 （ 4）成型产品长度不受 限制，且产品厚度均匀，断面上金属分布合理，单位质量的断面系数较高。加之滚压成型具有冷作硬化作用使产品的刚度强度均有提高，提高了产品的承压能力。 （ 5）滚压成型保证安全生产。滚压成型生产过程，操作人员双手被隔绝危险区操作。劳动强度低，杜绝了安全事故，同时其运行稳定，几乎不产生 70上的噪声， 极大地改善了人们的劳动条件和劳动环境。 （ 6）滚压成型投资高。由于滚压成型需要进行滚压专机设计、滚轮设计、传动装置设计、气动装置设计等，并且整套滚压成型线技术含量高，设计结构复杂，制造难度大，调试时间长 ，投产周期长，所以其不适宜成型外观的随意改变，即不仅适用产品研发阶段更适宜定性产品的生产。因此只有实力雄厚的公司才可以应用滚压技术。 如底座、机体、床身、车架、桥架、壳体等。机架设计的三个准则是应满足刚度、强度以及稳定性的要求 5。 压成形的原理与设计要点 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 滚压成形原理如图 1 所示。是由多对成形辊轮顺次对板料变形并向前送进的滚压成形。成形在工艺上与弯曲工序极为相似 , 门壳滚压成形机的成形原理是将裁切好的板材放入按逐渐成型工艺排列的多组成形辊轮中通过，带动板料向前送进，同时板料随着各道滚轮的形状而产生 变形，顺次进行滚弯加工。如果门壳的形状要发生改变，可通过更换辊轮来实现。 图 1 滚压成型 滚压加工 是一种压力光整加工，是利用金属在常温状态的冷塑性特点，利用滚压工具对工件表面施加一定的压力，使工件表层金属产生塑性流动，填入到原始残留的低凹波谷中，而 使 工件表面粗糙值降低。由于被滚压的表层金属塑性变形，使表层组织冷硬化和晶粒变细，形成致密的纤维状，并形成残余应力层，硬度和强度提高，从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。滚压是一种无切削的塑性加工方法。 在滚压成形过程中，为了使板材不跑偏，在门壳成形的 每一时刻，都必须保证至少有两道辊轮同时作用在门壳上成形并牵引板材行走，通常称为不跑偏基本条件。为此，前后两辊轮之间的距离应小于门壳长度的一半。如果门壳尺寸过短，成形高度较高，且要满足上下辊节圆直径相等 ,则相邻两辊将无法布置。 其设计要点主要有 : a) 断面的展开长度和弯曲展开一样 , 也要考虑中性层的移动 ; b) 在弯曲半径很小时 , 要考虑到因拉伸使截面宽度的增加 ; c) 以轮廓外形所制定的轴线在各工步中保持一致 ; d) 每对辊轮对型材壁的弯曲角度有所限制 ,否则将产生滚压不畅 ( 卡壳 ) 、制品不光滑和起皱现象 。弯曲数据如下 : 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 板材厚 弯曲角 : 100 200。 塑性好的材料取上限 , 塑性差的材料取下限。连续弯曲要考虑金属的加工硬化 ; e) 起始变形时 , 竖壁弯曲和底部弯曲不能同时进行 ; f) 最后一对成形辊轮形状应考虑弹性回跳数据。 由于门壳 零件成形高度较高，形状比较复杂，多处带圆弧的 90 折弯，且不同制品甚至同一制品两侧的圆弧半径的大小不相等，这给由水平成形辊过渡到垂直成形带来很大困难，板材内外成形面的相对滑移过大会影响门壳表面质量。特别是纵向尺寸较短的滚压成型件，外加垂直轴成型，位置排列更加困难。对此采用了现有资料中没有的倾斜辊压成形技术，上辊的轴线倾斜，使成形表面行走方向与辊相接触处的线速度一致，避免或减少辊与板材之间的相对滑移 ,提高了成型表面质量 。 件花型展开图 着手设计时 , 首先考虑断面形状。以制件的弯曲过程逐渐展开 , 直至 回复到平直板料的连续图形 , 就称之为花型展开图 , 如图 2 所示。将展开过程的形状 , 叠放在同一张纸上的花型展开图进行分析研究。无论对形状简单还是复杂的断面 都是十分有效的方法 , 进而可以从整体上考虑从一个辊轮孔型移至下一个辊轮孔型的时候 , 高度和宽度方向以及弯曲加工有无不合理的地方。制件形状要避免出现太深的沟槽和急剧过渡的尖角，工步展开图如图 3. 板料滚压成形用于等断面制件的大批量生产。由于使用多对辊轮的连续成形 , 可以滚制出许多壁薄、质轻、刚度大而且断面形状复杂的制件型材 ( 图 4) 。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 加上顺序滚压过程中可以与冲洗、起状、卷筒、焊接等多种工艺装置连动 , 形成流水作业 , 故生产效率极高 , 成本低廉 , 是现代加工制品中广泛应用和大力推广的特种工艺加工方法 , 如自行车钢圈、自来水管、塑料龙骨、波纹板和国外广为应用的不锈钢窗框的生产。 压成型的应用 我们经常看到铺设道路时，轧路机将凹凸不平的马路压得很平整。滚压工具的加工原理也是如此，用滚柱滚压金属表面，将表面凸起部分碾平 ,而使凹陷部分隆起，加工成平滑如镜的表面。与切削加工不同，是一种塑性 加工 。 被滚压加工的工件不仅表面粗糙度瞬间就可以达到 m，而且加工面硬化后其耐磨性得到提高的同时疲劳强度也增加了 30%等具有切削加工中无法得到的优点。图 4 封闭或半封闭的型材 图 2 花形展开图 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 由于可简单地并且低成本地进行零部件的超精密加工，日益被以汽车产业为首的精密机械，化学，家电等产业广泛采用，发挥了很大的优势。近些年来， 滚压 型钢产品作为重要的结构件在建筑、汽车制造、船舶制造、电子工业及机械制造业等许多领域得到了广泛的应用。其产品从普通的导轨、门窗等结构件到一些为特殊用途而制造的专用型材，类 型极其广泛。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 3 冰箱门壳辊压机工作原理及设计方案 箱门壳辊压机工作原理 冰箱门壳辊压机主要适用各种冰箱门壳的生产，该设备占地面积小、结构灵巧、制造成本低、使用可靠、能适应我国当前国情、又能生产出高品质的门壳，维护简单、操作方便的冰箱门壳辊压机。 冰箱门壳辊压机一般由四部分组成：槽钢支架部分、箱体部分、滚压部分、输出设备。 钢支架部分 槽钢支架主要用来支撑箱体，它主要由 10 号槽钢组成，此槽钢综合性能好，能满足设计的要求，并且价格便宜，能降低成本。另外，槽 钢之间通过角铁焊接到一起，这样做不仅能提高槽钢支架的支撑刚度，还能增强槽钢的稳定性，角铁价格便宜，能降低成本。 体部分 箱体分为上箱体和下箱体。上箱体就是一个上面开有工字型槽的钢块，卡在下箱体的槽中，然后用两个轴承端盖卡着上箱体，以防止上箱体前后移动；钢块上放个压板，这样就可以用来支撑上辊轮。下箱体有两个，其中一个固定在槽钢支架上，另外一个不固定，这样可以通过丝杠调节辊轮前后的距离，以适应加工不同宽度的冰箱门壳。 压部分 辊轮的材料主要有 40成，对于加工冰箱门壳这样 的薄板材料强度已满足。另外第一道辊轮轴上安装有一对齿轮，这样更有利于薄板的咬进。所有上直辊轮在一条水平线上，所有下辊轮在同一水平线上，这样有利于辊轮的安装、维修、调节。 杠部分 由于滚珠丝杠常用于要求精度高的车床、磨床等设备上，并且造价很高，因此冰箱买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 门壳滚压机采用普通丝杠即能满足要求。普通丝杠的螺母部分通过两个压块固定在箱体上，通过摇动固定在丝杠上的手柄即可调节前后箱体的距离，操作简单、方便，又节约成本。 计方案的确定 设计要求：生产效率不小于 12m/产宽度 400续可调、误差不大于 型最小长度 400求表面无压痕和划伤、无扭曲、翘曲等缺陷。根据以上要求主要从四方面入手：滚轮的布置方式、传动方式、调节方法、上下料形式。具体措施介绍如下： 滚轮的布置方式 由 轮应采用对称布置的方式，上下滚轮之间的距离应等于板材的厚度，并且可调；前后滚轮的间距应等于不成型材料的宽度，并且可调。 传动方式 动力由动力源电动机直接传递给减速器，再通过链传动传递给下滚轮，下滚轮之间通过单排链相互传递动力 。而上滚轮是靠薄板与其之间的摩擦力转动，从而实现滚压。 节方法 （ 1）板宽调整的实现：转动手轮带动丝杠转动，通过丝杠螺母副使螺母移动，螺母通过两个压块与箱体连接到一起，从而带动箱体前后移动，进而实现加工不同宽度的冰箱门壳。 （ 2）上下滚轮间隙调整的实现：下箱体开有 T 形槽，槽中放有橡胶，通过调整压板上的螺栓使上箱体在 整好之后，通过螺栓上的螺母拧紧。 下料形式 上料形式主要是有护板与角铁连接而成的支架，长度和宽度大致等于薄板材料的长度和宽度。角铁上 连接有平板，平板的上表面要与下滚轮的上轮廓平行，另外两边的平板的一侧开有槽，槽中安有滚针轴承，这样设计既有利于薄板材料的前进又可以护着薄板不至于掉落。下料形式大致与此相同。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 4总体设计计算及校核 轮组数的确定 择 查压力加工手册，知滚轮的组数 n=L/d=（ 1） 其中为 升角， 根据所要 加工的产品的数据分别用三种方案进行计算 成型直角边 对于 5183 要求来说，左右两侧在成型直角边的方法步骤是相同的，故可以假设每次的升角都为 =125,取工位间距 L=180公式（ 1）可以求出共需要 6 道辊轮。 方法一：升角 =125恒不变，求翻转角 翻转角 成行的相对高度 ( 升角 第一道辊 125 第二道辊 125 第三道辊 125 第四道辊 125 第五道辊 125 第六道辊 90 125 方法二：滚道数 n=6 不变，翻转角等分为 =15，求升角 翻转角 成行的相对高度 ( 升角 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 第一道辊 15 二道辊 15 三道辊 15 四 道辊 15 五道辊 15 六道辊 15 27 法二：滚道数 n=6 不变，由公式 )(3)(2)c o c o s 30 (2) （其中 0 =90），求升角 和翻转角 翻转角 成行的相对高度 ( 升角 第一道辊 22 二道辊 42 三道辊 60 四道辊 75 五道辊 86 六道辊 90 27 以上计算结果进行分析比较可知当等分翻转角时成型的结果较为理想，因此采用此方法。 成型圆弧 左侧： 假设每次的升角都为 =125,取工位间距 L=180公式 (1)可以求出共需要 10道辊轮。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 方法一：升角 =125恒不变，求翻转角 翻转角 成行的相对高度 ( 升角 第一道辊 7 125 第二道辊 12 125 第三道辊 18 125 第四道辊 24 125 第五道辊 31 125 第六道辊 38 125 第七道辊 46 125 第八道辊 55 125 第九道辊 68 125 第十道辊 87 125 方法二：滚道数 n=10 不变，翻转角等分为 =升角 翻转角 成行的相对高度 ( 升角 第一道辊 二道辊 三道辊 四道辊 五道辊 六道辊 七道辊 第八道辊 九道辊 第十道辊 法三：滚道数 n=10 不变，由公式 (2) （其中 0 =，求升角 和翻转角 翻转角 成行的相对高度 ( 升角 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 第一道辊 13 二道辊 26 三道辊 37 四道辊 48 五道辊 58 六道辊 67 七道辊 75 第八道辊 82 九道辊 86 第十道辊 侧： 假设每次的升角都为 =19,取工位间距 L=1801)可以求出共需要 8道辊轮。 方法一：升角 =19恒不变，求翻转角 翻 转角 成行的相对高度 ( 升角 第一道辊 7 19 第二道辊 14 19 第三道辊 22 19 第四道辊 30 19 第五道辊 39 19 第六道辊 48 19 第七道辊 61 19 第八道辊 85 19 方法二：滚道数 n=8 不变，翻转角等分为 =升角 翻转角 成行的相对高度 ( 升角 第一道辊 二道辊 三道辊 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 第四道辊 五道辊 六道辊 七道辊 第八道辊 法三：滚道数 n=8 不变，由公式 (2) （其中 0 =，求升角 和翻转角 翻转角 成行的相对高度 ( 升角 第一道辊 13 二道辊 25 三道辊 36 四 道辊 47 五道辊 56 六道辊 65 七道辊 72 第八道辊 上所述：计算过程中没有考虑刚性边的影响，如果考虑此影响，在滚压 R=9 的圆弧时，角度分配如下： 左侧： 翻转角 升角 第七道辊 0 0 第八道辊 九道辊 十道辊 1 十一道辊 1 十二道辊 5 十三道辊 5 第十四道辊 10 十五道辊 10 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 第十六道辊 15 十七道辊 15 十八道辊 10 十九道辊 10 二十道辊 侧： 翻转角 升角 第七道辊 0 0 第八道辊 九道辊 十道辊 1 十一道辊 1 十二道辊 5 十三道辊 5 第十四道辊 10 十五道辊 10 十六道辊 14 十七道辊 14 十八道辊 10 十九道辊 10 二十道辊 上所述总滚道数 n=20。 轮直径的确定 由于第一道辊轮上安装有一对齿轮，传动比大致为 2： 1，因此取上滚轮的直径为160滚轮的直径为 80 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 动机和减速器的选择 算滚压成型力及扭矩 对于 U 形滚压成形，滚压成型力计算公式如下： )()3( 021 y (3) 上辊轮扭矩 32)( 122 s (4) 下辊轮扭矩 )1 s 2k 223 ）（ (5) 式中 摩擦系数，