u型钣金成型机设计

U型钣金成型机设计U型钣金冷弯成型机I摘要本设计的U型钣金成型机是用冷弯技术达成折弯的目的，说到底就是对冷弯过程的研究分析。冷弯成型是一种高效、清洁、低成本、稳定、节能、节材的加工工艺，对于这一钟加工工艺的叫法有许多种，冷弯成型、冷弯型钢、滚轧成型、滚压成型、冷轧成型等。通过对加工产品的材料、厚度、折弯半径等多个方面的分析，制定合理的折弯道次以及折弯角度，快而精的加工出合格的U型钣金。计算好钣金的总宽度，制定合理的轧辊宽度，通过公式计算，得出合理的折弯道次数和每个道次所折弯的角度度数。根据折弯角度计算每个道次所需要的折弯工作功率，进而选择工作电机，再设计链轮减速以及选择链条型号。根据技术要求分析冲压的步骤和位置，计算冲裁压力，选择液压缸型号。链轮传动机构负责减速和力的传递，包括选型的电动机；板料成型机构负责钣金的移动和折弯，包括送料辊和工作辊，以及定位轧辊的轴承座、轴承等；液压冲裁机构负责对钣金的冲裁和剪断，主要为选型的液压缸和刀具。该设计过程需要综合运用所学到的知识和技能，在设计中能够提高实际问题的分析能力和解决能力，能够拓展知识领域，增加了学习新知识的能力。关键词冷弯成型，轧辊，链传动U型钣金冷弯成型机IIABSTRACTTHEDESIGNOFTHEUTYPEOFSHEETMETALFORMINGMACHINEISTOACHIEVETHEPURPOSEOFBENDINGBENDINGTECHNOLOGY,INTHEFINALANALYSISISTHERESEARCHANDANALYSISOFTHECOLDBENDINGPROCESSCOLDROLLFORMINGISAKINDOFHIGHEFFICIENT,CLEAN,THEPROCESSINGTECHNOLOGYOFLOWCOST,STABILITY,ENERGYSAVING,MATERIALSAVING,FORTHENAMESOFTHECLOCKPROCESSINGTECHNOLOGYHASMANYKINDS,COLDROLLFORMING,COLDFORMEDSTEEL,ROLLINGROLLINGFORMING,ROLLFORMING,COLDROLLFORMINGTHROUGHTHEANALYSISOFTHEMATERIALS,THICKNESS,BENDINGRADIUSANDOTHERASPECTSOFTHEPROCESSINGPRODUCTS,MAKEAREASONABLEBENDTIMEANDBENDINGANGLE,FASTANDPRECISEPROCESSINGOFQUALIFIEDUTYPESHEETMETALCALCULATETHETOTALWIDTHOFTHESHEETMETAL,TODEVELOPAREASONABLEROLLWIDTH,THROUGHTHECALCULATIONOFTHEFORMULA,ANDDRAWAREASONABLENUMBEROFBENDSANDTHEANGLEOFEACHROADBENDINGANGLEACCORDINGTOTHEBENDINGANGLETOCALCULATETHEREQUIREDBENDINGWORKPOWER,ANDTHENSELECTTHEWORKINGMOTOR,ANDTHENDESIGNTHECHAINWHEELDECELERATIONASWELLASTHECHOICEOFCHAINMODELACCORDINGTOTHETECHNICALREQUIREMENTSOFTHESTAMPINGPROCESSANDTHELOCATIONOFTHECALCULATIONOFPUNCHINGPRESSURE,SELECTTHEHYDRAULICCYLINDERMODELCHAINWHEELTRANSMISSIONMECHANISMISRESPONSIBLEFORSLOWINGDOWNANDFORCETRANSFER,INCLUDINGTHESELECTIONOFTHEMOTORSHEETMETALFORMINGMECHANISMRESPONSIBLEFORMOBILEANDBENDINGOFSHEETMETAL,INCLUDINGFEEDINGROLLANDWORKROLL,ANDROLLPOSITIONINGBEARINGSEAT,BEARINGHYDRAULICDIECUTTINGMECHANISMRESPONSIBLEFORSHEETMETALPUNCHINGANDSHEARING,MAINLYFORTHESELECTIONOFHYDRAULICCYLINDERANDTHETOOLTHEDESIGNPROCESSNEEDSTOBEINTEGRATEDWITHTHEKNOWLEDGEANDSKILLSLEARNEDINTHEDESIGNCANIMPROVETHEACTUALPROBLEMANALYSISANDSOLVINGABILITY,CANEXPANDTHEFIELDOFKNOWLEDGE,INCREASETHEABILITYTOLEARNNEWKNOWLEDGEKEYWORDSCOLDROLLFORMING,ROLLER,CHAINDRIVEU型钣金冷弯成型机III目录1绪论111选题背景及其意义112国内外研究现状与发展趋势12设计主要的研究内容321冷弯成型的基本工作原理322主要设计内容323技术要求43总体设计方案54成型机的设计与计算641折弯角度的设计计算642电动机的选型743链传动的计算1544计算轧辊尺寸2045液压缸选型计算3046送料辊轴的计算与校核325结论37参考文献38致谢39U型钣金冷弯成型机11绪论11选题背景及其意义随着我国工业的发展，近年来，冷弯技术应用的范围越来越广，由原来的普通结构的小范围使用，到现在的建筑结构、轻工机械、电气、家电、家具、装饰、集装箱、交通设施、汽车、机车车辆、起重机械、电梯等，都被应用。冷弯成型技术在实际应用方面具有很好的优点，粗成型段采用共用辊与更换辊组合方式，更换产品规格时，部分机架的轧辊不必更换，可节省部分轧辊的储备量。辊型曲线简单，制造与修复方便，轧辊重复利用率高,平辊用组合辊片，粗成型段为六机架，立辊群轧辊倾斜布置，车辊体积小，比传统辊式成型机轧辊重量减轻1/3以上，设备结构更紧凑。而对于U型钣金来说，结构不算复杂，但用量却特别大，所以，应用冷弯成型技术，可以有效的缩短工期，节约劳力资源，节约材料成本，减少人员投入。例如，在建筑行业中，轻型钢结构的厂房，具有缩短施工周期，减少用钢量，工程综合造价低等特点，已经早已被广泛应用。在汽车制造业中，载重汽车及大型客车的车厢边框、墙板、底板、车体框架、底部大梁及车门窗框等，都是可以用冷弯技术加工生产，即节约用钢量，有提高产量；小客车及轿车的冷弯型钢需要量不大,但其用于制作门窗框件、各种导轨、构件及装饰件等,断面复杂、尺寸精度高。现在冷弯成型的材料也不单单是碳素钢，还有镀锌板、不锈钢等,还有要求高的冷弯型钢。而本次选题的意义就是通过对冷弯成型的应用，完成U型钣金的一次成型。扩大冷弯成型的应用范围，增加冷弯成型技术对工业的影响程度。在这过程中，肯定是会遇到各种各样的问题，而努力去发现问题并解决问题，就是我在这次设计中的宝贵收获，并让我有机会更加深入的了解冷弯成型技术的发展和应用。12国内外研究现状与发展趋势目前，我国自主设计和研制的加工设备，从整体上看与国际先进水平相比还有很大的差距，但某些技术正在追赶世界先进水平。对于冷弯成型来说，多种成型形式正在被研究开发，俄罗斯切列波维茨克钢铁厂发明了生产冲孔冷弯型钢的技术；日本拓殖大学的小奈宏教授论述了用计算机控制的冷弯成型机械的变截面型钢成型技术及设备组成；瑞典ORTIC公司和德国BEMO公司共同开发了一种关于冷弯型钢的弯曲截面和可变形状截面的辊弯成型方式即MONROE方式；英国则在研制冷弯系统，特点是设计，对整条冷弯生产线上的设备进行设计，可以应付各种不一样的冷弯产品。近年来，轻型钢结构被广泛应用于发达国家的建筑业中，对于美国、英国、西欧等发达国家，小到居民住宅，大到购物中心、机场、写字楼等，冷弯型钢产品都是第一大用户。美国在轻钢结构体系的分析、应用方法、设计理论、生产加工工艺技术上已经非U型钣金冷弯成型机2常完善，发明了许多专利，并且与其配套的设计软件也十分实用，能在短时间内完成绘图、设计、工程量统计和报价等工作。再加上有限元技术的迅速发展，商业化的大型有限元软件也为冷弯成型的成型工艺提供了很好的设计平台，使冷弯成型能往更复杂、更困难的成型方向发展，同时也推动了现在冷弯成型的主流设计方向，既以设计软件为主要设计平台的设计发展方向。我国在华北、东北、华东地区，对冷弯成型技术应用的比较多，主要用于建筑门窗、货架、家用电器、交通运输等行业。主要产品有卷边或非卷边的C形、Z形钢和角钢、闭口方矩形管和圆管，还有一些异形复杂断面型钢、多种波形、带孔的孔型钢等。我国目前对冷弯成型的应用还是没国外的多，需要继续加深数学模型的建立、理论知识的补充、CAD软件的开发、生产经验的积累，国外技术的引进研究等。我抓住U型钣金的特点，以及U型钣金目前的生产方式和应用范围，决定为我国国民经济及钢产业做出一点微不足道的贡献，即设计一个U型钣金的冷弯成型机。U型钣金冷弯成型机32设计主要的研究内容21冷弯成型的基本工作原理冷弯成型的主要对象是轧钢，轧钢通过成型机的送料辊，调整进入成型机的方向以及给予轧钢初速度。再与多对工作辊的挤压折弯过后，渐渐地形成所需要的形状。在这过程中，主要是利用了材料的可弯曲性能，用硬度大于轧钢的材料制造的轧辊，在一定推力的推动挤压下，将材料弯曲，并保证轧辊不在这个过程中被磨损。这之中关键的就是轧辊之间的位置精确性以及轧辊材料的可靠性，本次设计中，轧钢的材料为Q235，其布氏硬度在140HB左右，轧辊材料为9CR，硬度在260HB左右，完全可以在折弯轧钢的情况下自身不变形。给轧钢一定的压力，其变形量不会产生永久变形，这个压力施加在送料辊上，上下送料辊的外径距离小于材料厚度，能给材料足够的压力，增加送料辊与轧钢的接触面积，提高静摩擦力，提高轧钢前进的能量。工作辊每一道的折弯角度都不一样，通过合理的公式计算来设计角度，工件的目标折弯角度是90度，但是要考虑到材料变形后的回弹，本文采取的办法是在最后一个道次之前，即倒数第二道的时候，总的折弯角度达到92度，以一定的超过量，来进行余量矫正，最后一道90度是为了给之后的裁断做固定之用。22主要设计内容（1）轧钢的宽度和折弯角度通过已知的产品要求，计算轧钢的宽度，即产品展平后的宽度，改计算要涉及到材料的折弯系数，再计算每个道次的折弯角度。（2）电机、液压缸的选型计算每个道次的工作功率，将各阶段功率相加，以计算得出的工作总功率来选合适的电动机。分析产品的设计要求，计算冲裁力，选型液压缸。（3）成型机的传动设计主要为链传动，通过计算任务要求的加工速度，利用链轮减速减速到符合工作要求，用一条长链条负责传动每个道次的轧辊。（4）轧辊的尺寸计算每个工作辊都不一样，计算一个道次的2个轧辊，通常是一起计算，各尺寸计算公式中，各有影响。（5）轴的强度校核通过之前的计算工作功率，分析哪个轴的受力最大，校核这根轴的强度，画受力分析图和转矩弯矩图。U型钣金冷弯成型机423技术要求利用冷弯成型技术，将2MM厚的轧钢，材料为低碳钢Q235，冷弯成U型形状，折弯内侧半径为08MM，并在前后两头冲压出腰型孔，冷弯成型速度不低于02M/S，产品的最终尺寸如图21图21U型钣金成型尺寸为方便后面的计算，定半径08MM为R08MM；厚度2MM为T2MM；至于折弯前的钣金宽度则需要自己另外计算，精确到小数点后两位。U型钣金冷弯成型机53总体设计方案分析产品的设计要求，从加工进度开始，轧钢进入成型机开始，先由送料辊和机体上的固定轨道来矫正方向和给与速度，在送料辊和第一道工作辊之间，有液压缸所驱动冲压装置，将腰型孔和边料冲裁去除。之后在多对工作辊的工作下，使轧钢达到产品要求的形状尺寸，再有最后的液压冲裁装置将其剪断。从传动路线开始，由电动机提供动力，经过多对链轮减速将转速将到满足设计要求，上下轧辊有分主动轮和从动轮，一般都是设计下轧辊为主动轮，上轧辊为从动轮。在轧辊设计上，需要考虑到传动环节上的功率损失。理论上来说，工件轧钢前进的速度与轧辊的线速度相同，虽然是用一根链条链接所有轧辊，但还是会出现转速上的微小差异，为了避免不必要的相对位移和滑动摩擦，适当的逐次增加轧辊驱动半径的直径，让周长变大，在转速变小的情况下而保持线速度的基本持平，对提高工件表面的光滑度、精确度、水平度等。电动机减速后，轴的转矩会变大，负责传动的链条所承受的力也会变大，所以，负责轧辊传动的链条应该是型号最大的链条。该成型机只负责轧钢的成型和冲裁，对于成型前的轧钢支架与轨道，以及裁断后的安放与保存，不在设计之内。初步设计该成型机的总长度为5000MM，工作高度为1260MM，总高度与所选型的液压缸的高度有关，需要另行计算。轧辊轴上的轴承座，都是上下分离可拆卸式的，便于更换维修。U型钣金冷弯成型机64成型机的设计与计算41折弯角度的设计计算411计算钣金宽度首先，要计算出该产品的展开宽度,要先计算出拐角的折弯中心长度，通过公式PRKTL41180180RK为折弯系数，由的值来确定；TR为半径，T为厚度。R0804，查图可得K035；当90时，T2RKT90080352L2355MM180180所以，总宽度为L5020810022208502082233519351MM查阅相关文献资料，将折弯道次定为7道次较为合理。其中，为降低材料的弹性变形的影响，第6道次的折弯角度为92，第7道次折弯角度为90。412计算折弯角度第1折弯道次至第5折弯道次的折弯角度通过公式计算得出IICOSI11COS02332（42）NNI为折弯道次数；0为第6折弯道次折弯角度，092；N为该过程总折弯道次数N6；第一道次的折弯角度为IICOS111COS02332NN1111COS92233209233661COT09233226第二道次的折弯角度为U型钣金冷弯成型机7IICOS211COS02332NN2211COS92233207314662COT07314430第三道次的折弯角度为IICOS311COS02332NN3311COS92233204826663COT04826611第四道次的折弯角度为IICOS411COS02332NN4411COS92233202334664COT02334765第五道次的折弯角度为IICOS511COS02332NN5511COS92233200418665COT0041887642电动机的选型为了实现输出稳定、价格低廉、使用普遍、维修更换方便等现实的使用需求，初步选定于三相异步Y型电机，计算每个轧辊道次的工作功率，计算它们的总功率，来选择合适的电动机。421送料辊功率计算在工作辊的7个道次之前，还有一个负责给工件提供初始速度的送料辊。计算送料辊的工作功率，需要考虑工件的材料应变、弹性极限、弹性模量等问题。送料辊与轧钢之间的位置和形变之间的关系如图41U型钣金冷弯成型机8图41送料辊与轧钢的弹性变形分析图轧钢材料为低碳钢Q235，厚度T2MM，查资料得弹性模量E200GPA；弹性极限P200MPA轧辊材料为9CR，表面镀青铜；查表得轧辊与材料为Q235的轧钢的表面静摩擦系数02应变公式PE（43）将弹性模量和弹性极限代入公式20010631109E20010P又因为HH（44）HT所以HT110322103MMH1103MM2R为轧辊的驱动半径R110MM；根据勾股定理U型钣金冷弯成型机9X2R2RH2（45）222XR2（RH/2）2（1101103）0469MM所以，受到挤压的投影面积为A2XL204691935118151MM2轧钢的弹性形变的弹力为F0PA2001061815110636302N送料辊与轧辊之间的摩擦力为F0F363020272604N工作功率计算公式为PFV（46）其中，F为轧辊与轧钢之间的摩擦力；V为轧钢前进的速度，可看做是送料辊的线速度，按要求V02M/S；所以，送料辊工作时所需要的工作功率为P08W0F0V4954021452422工作辊功率计算工作辊负责对轧钢的折弯，需要计算对轧钢的折弯压力BI1T2B4TF1（47）BIBIF为折弯压力；B为轧钢折弯前后的宽度；T为轧钢厚度，T2MMB为轧钢的抗拉极限，查表得B400MPA；工作辊第一道次的工作功率为了节省计算量和时间，对于每个道次折弯后的形状尺寸，我用UG85软件进行建模，并通过设定折弯系数、钣金材料、折弯半径等参数，对钣金进行折弯和展平，然后测量折弯后的宽度，并投影标注出来。第一道次折弯226后的截面图如图42U型钣金冷弯成型机10图42第一次折弯后截面图所以，B11827MM；第一道次的折弯压力为B0T2B4T193512250042F11122111NB1B118271827功率为PV221110244222W1F1第二道次折弯430，折弯后截面如图43图43第二次折弯后截面图所以，B21688MM；第二道次的折弯压力为U型钣金冷弯成型机11B1T2B421122673NB2B216881688功率为P2F2V226730245346W第三道次折弯611，折弯后截面如图44图44第一次折弯后截面图所以，B31461MM；第三道次的折弯压力为B2T2B4T16882250042F31124373NB3B314611461功率为PV243730248746W3F3第四道次折弯角度为765，折弯后截面如图45U型钣金冷弯成型机12图45第四次折弯后截面图所以，B41224MM；第四道次的折弯压力为B3T2B441125433NB4B412241224功率为P4F4V254330250866W第五道次折弯角度为876，折弯后截面如图46图46第五次折弯后截面图所以，B51040MM；第五道次的折弯压力为U型钣金冷弯成型机13B4T2B4T12242250042F51125349NB5B510401040功率为P90250698W5F5V2534第六道次折弯角度为92，折弯后截面如图47图47第六次折弯后截面图所以，B6966MM；第六道次的折弯压力为B5T2B4T1042250042F61123315NB6B6966966功率为P5024663W6F6V2331第七道次的折弯角度为90，即最后成型形状，B7100MM所以，第七道次的折弯压力为B6T2B4T9662250042F71120866NB7B7100100功率为P60241732W7F7V2086为方便查看和之后的计算，整理之前所计算的数据如表41U型钣金冷弯成型机表41各道次轧辊功率计算结果14所以，总的工作功率为P工P0P1P71452084422245346487465086650698466341732473416W电动机减速采用链条三级减速，链条的传动效率为096，所以总功率为P工P总505093W3（096）所以，电动机选取为Y型三相异步电动机Y160M28其中额定功率P电55KW；转速N电720R/MIN12R/S；U型钣金冷弯成型机1543链传动的计算设工作辊与送料辊的工作直径一样为D220MM，工作辊线速度要求VMIN02根据线速度公式VDN推得转速公式为VN（48）DV12NMINMIN1737D314022所以，链轮减速后的送料及工作转速取20R/MIN由于电动机的转速为N电720R/MIN12R/S，减速后的转速为20R/MIN。所以，总的减速比为7203620查阅相关资料，得知链条减速的单次减速比不能超过7，同时考虑到转矩的逐I总渐增大以及链条宽度和节距也逐渐增大，故将减速分为3级减速，减速比分别为I16，I23，I32431一级减速计算取小链轮齿数为Z119；则，大链轮齿数Z2Z1I1196114计算功率公式PCAKAKZP（49）KA为工况系数，查表得KA10；KZ为主动链轮齿数系数，查图得KZ137；P为主动链轮功率，所以PCAKAKZP1137557535KW根据PCA7535KW，N1N电720R，查图可得链条型号为10A；查表可得链条节距为P115875MM。初选中心距A13050P3050158754762579375MMU型钣金冷弯成型机16链长节数为LP12A1Z1Z2ZZP212P22A170019114114192158751587522314700159872取LP1160LPZ1Z2Z1链传动最大中心距为16019148411419AMAXF1P2LPZ1Z2410F1为中心距计算系数，查表得F1023588所以，AMAXF1P2LPZ1Z20235881587521601911470024MM选中心距A1700MM432二级减速计算取小链轮齿数为Z321；则，大链轮齿数Z4Z3I221363；KA为工况系数，查表得KA10；KZ为主动链轮齿数系数，查图得KZ122；P为主动链轮功率；PKW1P电09609952272所以，PCAKAKZP1112252272638KWU型钣金冷弯成型机17根据PCA638KW，N2N111720120I16查图可得链条型号为16A；查表可得链条节距为P2254MM。初选中心距A23050P230502547621270MM链长节数为LP22A2Z3Z4ZZP3422P222A21000216363212254254223141000121882取LP2122LP2Z3Z4Z31222124056321F1为中心距计算系数，查表得F1024643所以，AMAXF1P22LP2Z4Z302464325421222163100149MM选中心距A21000MM433三级减速计算取小链轮齿数为Z519；则，大链轮齿数Z6Z5I319238；KA为工况系数，查表得KA10；KZ为主动链轮齿数系数，查图得KZ11；U型钣金冷弯成型机18P为主动链轮功率P2P1096099497KW所以，PCAKAKZP11114975467KW根据PCA5467KW，N3N21112040I23查图可得链条型号为16A；查表可得链条节距为P34445MM。初选中心距A33050P3305044451333522225MM链长节数为LP32A3Z5Z6ZZP5623P322A315001938381924445444522314150091562取LP392LP3Z5Z6Z5链传动最大中心距为92193843819AMAXF1P2LP3Z5Z6F1为中心距计算系数，查表得F1024883所以，AMAXF1P32LP3Z6Z502488344452921938140468MM选中心距A31400MM计算链速U型钣金冷弯成型机19V3N2Z5P34019444505630601000601000计算有效圆周力FE31000P2100049792724NV30536计算压轴力FPKFPFE（411）其中，KFP为压轴力系数，取115所以，FP3KFPFE31159272410663N434工作传动链条计算该传动链条链接工作辊和送料辊，链轮的大小及齿数都一致，保证转速的一致性，防止出现相对位移和滑动摩擦。所以，传动比I1。通过查阅相关资料，选取合适的齿数，Z717KA为工况系数，查表得KA10；KZ为主动链轮齿数系数，查图得KZ155；P为主动链轮功率；P3P2096099472KW所以，PCAKAKZPKW111554727316根据PCA7316KW，N4N3114020I32查图可得链条型号为32A；查表可得链条节距为P4508MM。选中心距A44000MM链长节数为U型钣金冷弯成型机20LP42A4Z7Z740001717217445P425082取LP4175将上述主要计算结果整理为表42表42各级减速传动计算结果44计算轧辊尺寸每一道次轧辊由2个轧辊组成，分上辊和下辊，由于电动机输出的力通过链轮链条传递给下辊，上辊不主动提供力，所以驱动直径指的是下辊的最小直径。送料辊与所有工作辊之间用一根链条传动，保证每道轧辊的转速都相同，减少相对位移。机器在工作中，随着传动的增多，势必会有能量损失，为防止后面的工作辊由于能量或功率减小而相对于送料辊转速变小，产生相对位移，增大摩擦阻力，使轧钢拱起的现象，每道工作辊的驱动直径依次加05MM，便可增大轧辊的线速度，弥补之前的速度损失。因为增加了驱动直径，所以没对工作辊之间的中心距也要依次加1MM。计算轧辊尺寸之前，先要计算工件完成后的每段尺寸，如图48U型钣金冷弯成型机21图48工件成型尺寸要求分析图其中，L1472MM，L22355MM，L3944MM送料辊的驱动直径取D0220MM；送料辊总长度L取250MM，为安装调试方便，工作辊总长度和送料辊的总长度一样，都是250MM。轧辊尺寸样式如图49图49轧辊尺寸样式图441第一道次轧辊尺寸计算第一道工作辊的驱动半径为DOA1DOB12205MM计算上辊扎的圆角半径RU型钣金冷弯成型机22R180L21KT18023550352527MM（412）314226NRTAN226105MM（413）22226MRTTAN15272TAN145MM（414）22527TAN1BL32M9442145973MM（415）B3L1MCOS120472145COS226206491MM（416）AL32N9442105965MM（417）D7DOA12B3TAN1220526494TAN22627454MM（418）D6DOA1DOB1D7220522052745416646MM（419）DDOAD62205166466491MM（420）2TAN12TAN226具体尺寸分布如下图410图410第一道次轧辊尺寸图442第二道次轧辊尺寸计算第二道工作辊的驱动半径为U型钣金冷弯成型机23DOA2DOB2221MM折弯角度2430计算上辊扎的圆角半径RR180L22KT18023550352244MM31443244TAN43096MM2243MRTTAN22442TAN175MM22NRTAN2BL32M9442175979MMB3L1MCOS25472175COS435408MMAL32N94420969632MMD7DOA22B3TAN22212408TAN4329709MMD6DOA2DOB2D720221221297092012491MMDDOA2D6221124915152MM2TAN22TAN43具体尺寸分布如图411U型钣金冷弯成型机24图411第二道次轧辊尺寸图443第三道次轧辊尺寸计算第三道工作辊的驱动半径为DOA3DOB32215MM折弯角度3611计算上辊扎的圆角半径RR180L23KT18023550352151MM314611151TAN611089MM22611MRTTAN31512TAN207MM22NRTAN3BL32M94422079854MMB3L1MCOS3472207COS61152881MMAL32N94420899618MMU型钣金冷弯成型机25D7DOA32B3TAN3221521158TAN61132588MMD7DOA32B3TAN3221521158TAN61132588MMD6DOA3DOB3D7202215221532588209712MMDDOA3D6221597123433MM2TAN32TAN611具体尺寸分布如图412图412第三道次轧辊尺寸图444第四道次轧辊尺寸计算第四道工作辊的驱动半径为DOA4DOB4222MM折弯角度4765计算上辊扎的圆角半径RR180L23KT18023550352106MM314765U型钣金冷弯成型机26765084MM22765MRTTAN41062TAN241MM22NRTAN106TAN4BL32M94422419922MMB3L1MCOS4472241COS7651158MMAL32N94420849608MMD7DOA42B3TAN422221158TAN76531847MMD6DOA4DOB4D720222222318472010553MMDDOA4D6222105531398MM2TAN42TAN765具体尺寸分布如图413图413第四道次轧辊尺寸图445第五道次轧辊尺寸计算第五道工作辊的驱动半径为DOA5DOB52225MMU型钣金冷弯成型机27折弯角度6876计算上辊扎的圆角半径RR180L23KT18023550352084MM314876106TAN876081MM22876MRTTAN50842TAN269MM22NRTAN5BL32M94422699978MMB3L1MCOS55472269COS876209MMAL32N94420819602MMD7DOA52B3TAN522252209TAN87632223MMD6DOA5DOB5D72022252225322232010277MMDDOA5D6222510277251MM2TAN52TAN876具体尺寸分布如图414U型钣金冷弯成型机28图414第五道次轧辊尺寸图446第六道次轧辊尺寸计算第六道工作辊的驱动半径为DOA6DOB6223MM折弯角度692计算上辊扎的圆角半径RR180L23KT18023550352077MM31492077TAN92080MM2292MRTTAN60772TAN290MM22NRTAN6BL32M9442291002MMB3L1MCOS6547229COS92175MMAL32N94420896MMU型钣金冷弯成型机29D7DOA62B3TAN62232175TAN9232323MMD6DOA6DOB6D7202232233232310277MMDDOA6D622310277210MM2TAN62TAN18092具体尺寸分布如图415图415第六道次轧辊尺寸图447第七道次轧辊尺寸计算第七道次轧辊是按照最终尺寸制作的，所以部分尺寸无需计算，可根据工件要求尺寸直接得出结果DOA7DOB72235MMR08MMN08MMM28MMB100MMA96MMU型钣金冷弯成型机30D7DOA7L1RT2735MMD62DOA7D720222352735201535MMD08MM具体尺寸图如图416图416第七道次轧辊尺寸图至此，1对送料辊和7对工作辊的外形尺寸计算完毕，轧辊的部分倒圆角由于与工件没有直接接触，所以没有特定尺寸要求，只要方便加工和安装便可。45液压缸选型计算该成型机需要2个液压缸，一个在送料辊和第一道次工作辊之间，用于冲裁腰型孔和边料，第二个液压缸安装于最后一道轧辊之后，用于剪断轧钢。第一次冲裁后的工件俯视图如图417U型钣金冷弯成型机31图417第一次冲裁后工件俯视图查阅相关书籍，平刃口冲裁力的计算公式为PKLT（421）其中，K为安全系数，取K2；L为冲裁周长，L14954MM；T为厚度，T2MM；为材料抗剪强度，材料Q235的抗剪强度为240MPA；所以，第一次冲裁的冲裁力为P42240475584N；1KL1T2495换算单位47558498004853T；查液压缸选型表，选用YHG1E200/140X100LJHL10型号的液压缸。第二次冲裁为剪断冲裁，剪断后的三维示意图如图48图418最终冲裁后的轴测图U型钣金冷弯成型机32冲裁周长为L290MM；第二次冲裁的冲裁力为P2KL2T290224086400N；换算单位864009800882T；查液压缸选型表，选用YHG1E90/63X100LJHL10型号的液压缸。46送料辊轴的计算与校核通过之前的计算可知，送料辊的工作功率比工作辊的工作功率大，工作辊所用的轴可以继承送料辊的轴，为保证力的均匀分布和轴的载荷对称，上轧辊轴的基本数据可继承下轧辊轴的基本数据，例如最小直径、轧辊段长度等。送料辊下轧辊轴的计算及校核轴上的功率为P3472KW；转速N320转矩P472T3395500002253800NMM；N320轴的最小直径的计算公式DMINA0P3（422）N3选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表153，取A0112，于是，DMINA0取D70MM；轴的基本结构设计如图419P34721126921MMN320U型钣金冷弯成型机33图419送料辊轴的基本设计图直径64MM处车外螺纹，用于螺母轴向固定链轮，不受径向力；直径70MM处安放2个链轮；直径75MM处安置轴承，轴肩用于轴向固定；最长段用于安放轧辊和轴承。轴承的选用因为轴承承受径向载荷的同时，还承受轴向载荷，所以，选用圆锥滚子轴承。参照工作要求，轴承段直径为75MM，查轴承国标表，可选GB/T297199430215型号，该型号基本尺寸为DDT75MM130MM2725MM轴的受力分析简图如图图420轴的受力分析简图通过之前计算已知U型钣金冷弯成型机34转矩为T32253800NMM；有效圆周力为FE392724N；压轴力为QFP310663N；轴压力为FI3F036302N径向力FR3FE3TAN2092724TAN203375N；所以，可先求水平支撑反力，轴承A的水平支反力RAHQL1L2L3FR3L3L2L310663136261525953375259526152595117654N负号表示力的方向与图上所表示方向相反，下同。轴承B的水平支反力RBHQRAHFR310663117654337544775N再求垂直支反力RAVRBVFI3L3363022595180813NL2L326152595所以，轴承A的中支撑反力为22RARAVRAH321176542215722N；轴承B的中支撑反力为22RBRBVRBH32447752186274N；弯矩的计算水平面上弯矩为MAHQL1106631361450168NMMM3HRBHL344775259511619113NMM垂直面上弯矩为M3VRAVL218081326154728260NMMU型钣金冷弯成型机35所以，计算合成弯矩有MAMAH1450168NMM2222M3M34868930NHM3V34728260根据计算结果画出弯矩图和扭矩图如图421图421轴的扭矩和弯矩图在已知轴的弯矩和扭矩后，便可针对某些危险截面做弯扭合成强度校核计算。按照第三强度理论，计算应力的公式为CA242，弯曲应力是对称循环变应力，而扭转切应力则是不对称循环变应力，所以，通常要引入折合系数，来考虑两者循U型钣金冷弯成型机36环特性的不同影响，应力计算的公式为CA242（423）分析上述计算力矩可知，A点截面为危险截面，差表154可知，该截面的抗弯截面系数为314753W413965MM33232D3抗扭截面系数为314753WT837930MM31616D3最大弯曲应力为A扭剪应力为MPAW413965T32253800269MPAWT83793对于单向转动的轴来说，扭转切应力当做脉动循环切应力来处理，则06，故A截面处的当量应力为CAA242350324062692476MPA通过查表151可知，材料45钢调制处理的许用弯曲应力为160MPA，通过计算后的当量应力CA1，所以，得出结论轴的强度满足要求。（要模型图纸的私聊QQ864736794）U型钣金冷弯成型机375结论本课题属于已有技术的一种扩展应用，在理论基础和软件基础都比较成熟的情况下，所研究设计的钣金成型机。在真正开始做这个课题之前，查阅了许多有关冷弯成型的书籍，发现大部分为译本，也有中外教授合编的，纯国内主编出版的很少。在这过程中，碰到的有些计算所用的公式也有些区别，在与老师同学讨论了后，才开始动工。由于平时在学校里UG软件用的特别多，所以我是先从零件建模开始。基本每个零件（非标）在最后总装配的时候，都因为各种原因而修改了，有的是少了定位，有的是尺寸冲突，有的是机构难看，总之最后还是比较