板料弯边机及动力箱设计【4张CAD图纸+毕业论文】

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摘要

风阀是中央空调的组成部分。现在随着人民生活的需求量日益增大，使得风阀的使用量越来越大。风阀体板料大都是由薄壁板料加工而成，为了增加板料刚度需要进行折弯处理。本弯边机采用辊压成形对板料进行折弯处理。

板料在塑性弯曲时，由于中性层会发生内移，使得板材受拉伸的区域扩大，受压缩的区域减少，从而使板材的平均长度增加，在分析板材滚弯变形时的应力应变的基础上，运用弹塑性理论对板材的中性层移动、厚度减薄及长度增加进行了分析计算。

本设计的任务是完成一台板料弯边机的总体设计和部件设计，侧重点在动力箱的设计。在熟悉板料弯曲拉伸理论的基础上，设计出板料折弯机的工作原理，计算出相关参数，并确定部件及零件的型号、尺寸和动力参数。绘制弯边机联系尺寸图、动力箱的部装图及箱体零件图，并对主要零部件进行相关的校核计算。最后通过UG软件对动力箱进行三维设计,达到了三维实体造型的目的.

板带材产品薄而宽的断面决定了板带材产品在生产和应用上有其特有的优势条件。本设备具有结构相对紧凑、性能可靠、生产成本相对便宜、工作效率高等特点。

关键词　 风阀体；板料；弯边机；动力箱

The design of power box for wind valve and sheet metal bending

Abstract

Wind  valve is an integral part of the central air-conditioning.Now with the lives of the people growing demand Valve allows the use of more and more.Valve body sheets are  made ofthin-walled sheet metal which need bending  processing in order to increase the stiffness of sheet.The machine is used roller roll forming of sheet metal to bend side to deal with.

The design task is to complete a sheet metal bending mill design which focuse on the design of the power box. On the basis of in a familiar with stretch of sheet metal bending theory  design of sheet metal bending mill working principle  calculate inertia  and related mechanical parameters and to identify parts and components model and size power and other parameters. Drawing  size chart power box assembly and the main parts of work chart and  main components of the associated check calculation.Finally through the power box on UG software for three-dimensional design reach  the purposes of a three-dimensional solid modeling .

Product thin plate strip wide cross-section of the board decided to strip products in the production and application has its unique advantages. The device has a relatively compact structure  reliable performance the cost of production is relatively cheap high efficiency.

Keywords　 wind Valve; sheet metal; mill; power box

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目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 辊压成型的功能和用途 1

1.3 辊弯成型 2

1.4 本设计的工作内容 2

第2章 轧制工艺设计及计算 4

2.1 毛坯料的计算 4

2.1.1 计算板材的尺寸 4

2.1.2 最小弯曲半径 4

2.2 咬入条件计算 4

2.3 终定方案 7

第3章 总体方案设计 8

3.1 总体布局 8

3.2 结构及构件选择 9

3.3 工作原理 10

3.4 结构特点 10

第4章 传动装置设计 11

4.1 电机的选择 11

4.2 动力箱的传动方案 11

4.3 传动装置的运动及动力参数计算 12

4.3.1 分配传动比 12

4.3.2 各轴的转矩计算 12

4.4 轴径初定 14

第5章 运动部件的设计计算与校核 16

5.1 带轮计算 16

5.2 蜗杆蜗轮设计 17

5.3 齿轮传动设计 20

5.3.1 第一对齿轮的传动设计 20

5.3.2 第二对齿轮的传动设计 23

5.4 轴的校核计算 26

第6章 主要机件的选用与校核 31

6.1 箱体的选择 31

6.2 轴承的选择及校核 31

6.2.1 轴承的选择 31

6.2.2 轴承的校核 31

6.3 联轴器的选择 33

第7章 UG三维建模 34

7.1 UG简介 34

7.2 零件建模 34

7.3 零件装配 35

7.3.1 动力箱装配图 35

7.3.2 爆炸图 35

7.4 运动仿真 36

结论 37

致谢 38

参考文献 39

附录A 40

Прокатка металлов 40

Литература 48

附  录B 49

金属轧制 49

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第1章绪论

1.1课题背景

金属板料成型加工设备是汽车、电子信息、家用电器和仪表等行业最重要的工艺装备之一。因此，风阀体板料弯边机动力箱的设计也充分体现了课题研究的重要性。

目前，国内外金属板料成型装备正朝着高精度、数控等方向不断发展。因其本身的重要性，所以其技术水平很大程度决定了制件的质量和成本。

金属板料成型设备在20世纪已经得到了全面的发展。形成了较完备的体系并达到了较高的技术水平。现今板料成型设备技术持续发展，并形成了许多新种类产品，如高精密压力机、弯边机、数控回转头压力机以及无模成型压力机等。

中央空调的通风口大部分都是由薄壁板材加工而成。为了增加刚度需要弯边，采用冲压加工比较困难，因为板材较长，一般都长一米多，因此模具的加工困难。而用手工加工不但精度差而且效率低。没法满足高效的自动化的大批量的现代化生产要求。采用辊压成形能很好地解决以上问题。本成形弯边机是专为通风口滚边而设计的，所加工的材料厚度约为2.0~4.0mm。材料为延展性较强的钢板或类似的金属材料，轧辊转速可调，工作台可以上下升降、前后调节。工件最终的形状为“U”型。

辊压成品的制作步骤：按照所需规格将一定宽度的金属板片经输入装置水平匀速地送人成型辊压机，金属板片经过串联的12对主轧辊和11对辅助轧辊的辊压加工，逐渐变形成为所需的“U”形槽形状。最后经输出装置送走进入下一走加工装置[1]。

1.2辊压成型的功能和用途

由卷料辊制成的各种剖面形状的板弯型材，重量轻，生产率高。适用于大批量生产各种复杂剖面形状的制件。由于使用多对辊轮的连续成形，可以轧制出许多薄壁、刚度大、质轻而且断面形状复杂的制件型材。

加上顺序辊压过程可以与冲洗、起伏、卷筒、焊接等多种工艺装置连动，形成流水作业，因此生产效率高，成本低，是现代加工制品中广泛应用和大力推广的一种无切削加工方，如自来水管、波纹板、自行车钢圈、塑料龙骨、不锈钢窗框和各种通风口的生产。

1.3辊弯成型

在强度要求较高的管件对接焊时，从优化焊接结构方面考虑，需要各种规格的开口衬环作为焊缝衬垫。衬环的制作一般采用无缝钢管机械加工或者板料钣金加工而成，但在大批量生产中，由于受工厂现在设备限制，通常采用无缝钢管锯割下料、车加工割断、洗缺口机械加工方法制作，特别是当选用较大直径开口衬环时，这种加工方法给工厂带来一定困难，不仅效率低，而且成本高。

针对上述情况，通过工艺实践，进行工艺攻关，采用板材剪切下料、端头预弯、辊弯成型的钣金加工方法；设计制造预弯夹具，在普通车床上进行，收到了良好的效果，生产成本比无缝钢管机械加工制作成本降低两倍，效率也提高四倍多。

如图1-1所示，为某工厂使用的辊弯机结构。其工作原理是将滚花芯轴固定车床主轴上，辊弯夹具固定在刀架上，手动进给中拖板，使辊弯夹具上两辊轮压轮压紧工件，使工件在受到两辊压轮一定的力的作用下发生弯曲与芯轴贴合；主轴旋转，工件靠与芯轴之间的摩擦力带动旋转，此时工件在辊弯力矩的作用下辊弯、旋转成型[2]。

图1-1辊弯机结构

1.4本设计的工作内容

本课题专门针对某风阀体生产商设计风阀体流水线生产过程中的其中一道工序，即将板料轧弯两个。在了解风阀体的使用状况和轧制工艺的前提下，做一个总体设计，侧重点在动力箱的设计。在熟悉板料弯曲理论的基础上，设计出板料弯边机的工作原理。具体工作内容如下。

1．轧制工艺设计及相关计算  这部分内容是在阅读大量轧制工艺资料的前提下，对风阀体的整个加工工艺过程作一个分析，这是作为板料弯边机工作原理设计的重要参考依据。其次是对毛坯料进行初步计算、咬入条件计算和确定板料弯曲的最终加工方案。

2．板料弯边机的总体方案设计  这部分内容包括轧机的方案比较、结构及构件的选择、轧机的工作原理及结构特点分析等。

3．动力箱的设计  这部分为本设计的主要内容，是对动力箱整个传动装置的设计。包括电机的选择、传动装置的运动及动力计算、运动部件的设计计算及校核以及主要机件的选用与校核等。

4．UG三维设计  对UG的应用简介、零件的设计过程、零件的装配过程、爆炸过程及运动仿真等。

5．编写设计说明书  写出设计说明书、绘制轧机总装图、动力箱的装配图及主要零件工作图。