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机械制造专业毕业论文
毕业设计
论折弯机的工作原理
论文作者:
xxxx
指导教师:
xxx
专业:
机械制造及自动化
系(院):
机电工程系
答辩日期:
201x年月日
摘要1
第1章绪论2
1.1课题背景2
1.2国内外发展概况2
1.3课题的意义及内容2
第2章折弯基本知识3
2.1折弯机的功能3
2.2折弯刀具分类3
2.3折弯槽宽及对应关系4
2.4折弯尺寸4
2.5折弯顺序4
2.6折弯机机构5
第3章折弯机工作故障以及解决措施6
3.1折弯机工作原理6
3.2液压图及工作过程6
3.2.1滑块快速下行7
3.2.2滑块减速7
3.3.3卸压7
3.2.4加压7
3.2.5回程7
3.3液压操作系统产生故障原因7
3.4wc67y-2504000不同步的原因分析及解决办法8
3.4.1不同步的原因8
3.4.2解决办法8
结论9
参考文献10
致谢11
摘要
折弯机是操作系统设计先进、操作安全、方便、灵活.目前,该产品已广泛应用于金属板料加工行业,在造船、汽车、机车车辆、航空等工业生产中发挥着重要作用.但在实际生产中随着使用次数的不断增加,也出现了一些典型的故障.例如滑块在系统保压时压紧力严重不足;滑块回程时速度极其缓慢,远没有达到最大回程速度.因此,不但产品质量不能保证而且生产效率大幅度降低,这给工厂造成了巨大的经济损失.本文就以此液压折弯机为例,通过对液压操纵系统的组成、工作原理介绍来对上述故障进行分析,对液压传动有更清楚的认识,对液压系统的组成,液压系统的各部零件的作用有了具体深入的了解。
文中详细的展现了液压板料折弯机的设计过程,以及工作原理,最终达到一个较为合理的设计目的。
关键字:
液压折弯机工作原理液压系统
第1章绪论
1.1课题背景
进入21世纪以来,中国锻压机床行业经过技术引进、合作生产及合资等多种方式的运作,快速地提升了我国折弯机整体水平。
近年设计制造的许多产品,其技术性能指标已经接近或达到世界先进水平,在宜人性方面也取得了长足进步。
但由于大家都在进步,所以国内产品与国外名牌产品的差距并无明显缩短。
因此,我国折弯机行业和企业需以战略的思路和有效的措施应对当前的机遇和挑战。
液压折弯机行业的需求与变化,往往伴随着国家工业的发展。
其中,在十二五期间,大约会有5万左右的液压折弯机要进入再制造市场,对其进行全面的技术改造。
由此也可以看出,我国的液压折弯机还有很大的进步空间。
我国折弯机市场极具潜力,应用前景看好,但前提是缩短与工业发达国家折弯机技术生产水平的差距。
惟有如此,才能拥有国内的大部分市场,并争取相应的国际市场。
1.2、国内外的发展概况
从世界范围观察中国制造业的发展,中国制造业发展迅速随着一些行业的规模不断扩大,产品的升级,对液压折弯机的要求也更为严格,面对这种局面,一些生产厂家为了赢得市场,不得不去提高液压折弯机的质量,在技术方面也是在不断地创新,在竞争如此激烈的是市场中,唯有创新才能生存下来。
对数控折弯机行业来说,这意味着极大地市场。
而在这种背景下,中国低水平的制造成本是公认的事实。
从劳动生产率看,有统计资料表明,中国与德国,美国,日本等发达国家相比,大约相差3~5倍,如此巨大的市场,低水平的生产效率,再加上制造技术的不断发展,对数控折弯机行业来说,既是机遇也是挑战。
从目前来看,数控折弯机系统的发展趋势主要体现在性能、功能以及体系结构这三个方面,具体的表述为:
性能:
高精高速高效、柔性化、多轴化、软硬件开放化、智能化。
功能:
用户界面图形化、科学计算可视化、插补和补偿多样化、高性能的内置PLC; 体系结构:
集成化、模块化。
市场对折弯机的需求,不仅是量的增长,更重要的是质的提高。
从用户行业看,有七大行业对折弯机需求最为显著。
随着对高产高效工作的要求,
1.3课题的意义及内容
近年来折弯机技术发展日新月异,为满足工作需求,对折弯机改造势必进行,从目前的情况来看,我国已经成为了世界上液压折弯机最大的消费国家,但根据我国这些现有的重型、超重型液压折弯机的情况来看,有很大一部分液压折弯机会因为技术上的不足而被淘汰,通过了解折弯机液压工作原理,的对折弯机的技术升级和改造,具有指导意义,
本文研究的是WC67Y-250/4000数控液压折弯机液压系统系统故障及不同步问题,其中较全面的介绍了所研究折弯机的工作原理以及各部分组成及其功能,及解决办法方案的确定。
第2章折弯基本知识
2.1折弯机的功能:
折弯机是一种将板材加工成各种角度的设备;加上数控功能后,有效地提高了加工精度和生产效率。
2.2常用折弯刀具分类:
2.2.1上模
模具类型
外形示意图
主要用途
备注
直刀
见下图
加工大于或等于90°的角度
弯刀
见下图
加工大于或等于90°的角度
尖刀
见下图
加工大于或等于30°的角度
2.2.2下模
模具类型
外形示意图
主要用途
备注
单V下模
见下图
1.当V型角度为86°(参考值)时,可加工大于或等于90°的角度
2.当V型角度为30°(参考值)时,可加工大于30°的角度
通快折弯机所用下模为此类型
双V下模
见下图
AMADA折弯机所用下模为此类型
2.3板厚与槽宽的对应关系:
按常规来说,槽宽为板厚的6倍。
万嘉源现规定的板厚与槽宽对照表如下:
材料厚度(mm)
1.0
1.2
1.5
2.0
2.5
折弯机下模宽(mm)
6
6
8
12
16
2.4、按上面的对照表加工时的最小可折弯尺寸(所注折弯尺寸含板厚):
板厚(mm)
1.0
1.2
1.5
2.0
L型折弯时最小尺寸(mm)
4.5
4.7
6
8.5
Z型折弯时最小尺寸(mm)
7
7.4
9
12
2.5常规折弯顺序:
先短边后长边
一般来说,四边都有折弯时,先折短边后折长边有利于工件的加工和折弯模具的拼装
先外围后中间
正常情况下,一般是从工件的外围开始向工件的中心折
先局部后整体
如果工件内部或外侧有一些不同于其它折弯的结构,一般是先将这些结构折弯后再折其它部分
考虑干涉情况,合理安排折弯顺序
折弯顺序不是一成不变的,要根据折弯的形状或工件上的障碍物适当调整加工顺序
2.6折弯机的机构
滑块部分
采用液压传动,滑块部分由滑块、油缸及机械挡块微调结构组成。
左右油缸固定在机架上,通过液压使活塞(杆)带动滑块上下运动,机械挡块由数控系统控制调节数值;
工作台部分
由按钮盒操纵,使电动机带动挡料架前后移动,并由数控系统控制移动的距离,其最小读数为0.01毫米(前后位置均有行程开关限位);
同步系统
该机由扭轴、摆臂、关节轴承等组成的机械同步机构,结构简单,性能稳定可靠,同步精度高。
机械挡块由电机调节,数控系统控制数值挡料机构挡料采用电机传动,通过链操带动两丝杆同步移动,数控系统控制挡料尺寸。
1-左立板2-左液压缸3-油箱4-右液压缸5-滑块6-工作台
图1-3液压上传动板料折弯机本体结构示意图
第3章折弯机工作故障及解决措施
3.1、折弯机工作原理
液压折弯机包括支架、工作台和夹紧板,工作台置于支架上,工作台由底座和压板构成,底座通过铰链与夹紧板相连,底座由座壳、线圈和盖板组成,线圈置于座壳的凹陷内,凹陷顶部覆有盖板。
使用时由导线对线圈通电,通电后对压板产生引力,从而实现对压板和底座之间薄板的夹持。
由于采用了电磁力夹持,使得压板可以做成多种工件要求,而且可对有侧壁的工件进行加工。
折弯机可以通过更换折弯机模具,从而满足各种工件的需求。
3.2、液压系统图及工作过程
如图为WC67Y-250/4000液压板料折弯机液压系统的工作原理图.该系统采用流量为25l/min的定量柱塞泵,可实现空程快速下行、滑块慢速接近和加压、保压、卸压、回程和任意停止等动作。
3.2.1滑块快速下行
电磁铁3DT、4DT同时通电,液压泵输出的压力油经阀17进入液控单向阀8的控制腔将其打开,液压缸10下腔的油液便经阀8、阀6和节流阀7流回油箱,另一路经阀12流回油箱,滑块在自重作用下快速下行.液压缸上腔空出的体积由油箱内的油液经阀11补充.此时滑块速度由阀5调接.
3.2.2滑块减速
当滑块下行至上模接近被弯板料时,行程开关发讯,使电磁铁2DT、3DT、4DT、5DT通电,使阀13和阀12关闭,液压缸下腔的油液经阀8、阀6和节流阀7才能排回油箱,5DT通电后,使泵输出的压力油经阀18进入阀11的液控腔将阀11换向,同时,由于1DT通电,使液压缸10上腔的压力油的压力升高,阀11右位的单向阀使液压缸上腔与油箱断开.这样,液压缸的下行只有靠泵输出经阀5和阀6进入上腔的油液驱动,滑块的运动速度可由阀7调整.
3.2.3卸压
折弯机工作完成后,在滑块向上回程的瞬时,通过电气系统先使电磁铁1DT断电2s,在这段时间内,由于1DT断电,阀16复位,溢流阀14可以打开,使液压缸上腔的压力下降以实现预卸压.图1WC67Y-100/3200型液压板料折弯机液压系统原理图
3.2.4加压
电磁铁和阀的工作位置不变,随着板料变形抗力的增大,液压缸上腔的压力逐渐升高,直到滑块运行到预定位置.
3.2.5滑块回程
卸压后,使电磁阀3DT断电,1DT、2DT通电,液压泵输出的压力油经阀5、阀6和阀8进入液压缸下腔推动滑块的上行,液压缸上腔的油液经阀6流回油箱.回程时的最大液体压力,可由溢流阀15进行调整.
3.3.液压操纵系统产生故障的原因
根据液压系统图及工作过程分析,导致液压缸保压时滑块压紧力不足且回程速度缓慢的原因可能有以下几种情况.
(1)液压缸活塞及端盖密封不好,导致缸内外泄漏严重.
(2)溢流阀14调接压力不足.
(3)锥阀12阀芯表面磨损严重,造成阀口处关闭不严.
(4)溢流阀9调定压力偏低.
(5)液压泵内泄过大造成泵压偏低.
(6)换向阀6的阀芯表面磨损,造成阀芯在阀体内移动困难,阀11内置单向关闭不严或阀面阀体配合间隙过大.
3.4.WC67Y-250/4000不同步的原因分析和解决办法
3.4.1、产生不同步的原因分析
从活塞缸本身分析:
主要是活塞缸本身具有内泄漏现象,即活塞与油缸之间的间隙偏大导致泄漏,而左右两缸内泄漏量又不完全相同,从而使两缸的运动速度不同。
从进油管路分析:
在折弯机快速下降时,一方面由油泵通过同步阀向油缸供油,另一方面是由机顶油箱1靠自然高度差通过单向阀2向油缸进油,这两路油共同向油缸上腔供油,使油缸达到快速下降的目的,由于通过同步阀后的阀路中流量近似相等,所以只考虑从油箱通过单向阀2流进油缸3的流量情况。
对于两单向阀进油口压力,P1可认为是大气压力,所以是相等的。
在P1相同的情况下,P2越小P越大,流过单向阀的流量Q也就越大。
由前述可知两液压缸启动时不会完全同步,所以两缸上腔的压力P2也不相同,两单向阀前后压差也不会相同,因而从油缸经过单向阀流进两缸的流量也不相同,因而也导致两缸运动不同步。
从回油管路来分析:
也就是折弯机快速下降时回油路上的运动阻尼不相等而使活塞下腔的背压存在差异,所以两缸回流的流量不相等,因而也导致了两缸快速下降的速度不相等,即不同步。
3.4.2解决办法
对于液压缸来说,为了使两缸内泄漏量相等,一方面尽量使左右活塞、气缸等零部件的选配精度(包括尺寸精度,位置精度如同轴度、圆度等)一致,另一方面要将两液压缸的液压回路设计得尽可能相同。
对于进油管路来说,为了要保证流过两单向阀的流量相等,一方面要设法让活动机架的重心在两缸的几何中心;另一方面要尽量使活塞与活塞杆之间以及活塞杆与端盖之间的机械阻尼相近,以确保两活塞缸快速下降时的机械阻尼相近。
对于回油管路来说,为了要保证两缸回流的流量相等,就要使回油管路上的回油阻力相近,即管径、管长、管弯数、管弯角度大小要基本一致。
采用了机械的齿轮齿条传动来强迫同步。
在折弯机连接架上左右装上齿条,并与装在机架上的齿轮啮合,利用齿条作为导向装置,依靠齿轮与齿条的啮合进行误差修正,只要齿条与齿轮的制造精度得到保证,折弯机的两个工作缸就可达到非常高的同步精度。
结论
(1)、经过观察,两液压缸表面均无外泄痕迹.另外,由于滑块压制工件时,最大压力有时也可达到标称压力,因此,缸内泄的可能性不大并且可以肯定溢流阀调定压力正常.在液压缸回程时,逐渐调小阀9的压力,可发现3点的压力随之减小.这说明溢流阀9性能正常.拆检锥阀12,经仔细观察,没有发现阀芯和阀座表面有磨损现象.由于滑块在快速下行时速度大小基本正常,故可断定泵内泄量不大.通过对操作系统工作原理的分析和以上的检查诊断,认为压紧力不稳定,滑块回程缓慢很可能均是由换向阀6的故障造成的.拆开换向阀6后,果然发现其阀芯表面有磨损起毛现象,并且端部弹簧位置严重偏斜.卸下弹簧后,经实验对比发现此弹簧弹性也存在严重不足的问题.
(2)、故障发生机理及排除
阀芯表面的磨损一方面引起阀内泄露增加,压力下降;另一方面会使阀芯移动困难,严重时甚至使阀芯卡死.因此在滑块保压及加压时,系统出现了压力不足的问题.弹簧弹性不足和位置倾斜导致了换向阀的阀芯在断电后未能回到原始位置,所以滑阀开口量过小,对通过换向阀的油液起节流作用.液压泵输出的压力油大部分由溢流阀溢回油箱,从而到液压缸的流量必然减少,所以导致液压缸回程速度缓慢.对换向阀更换合格的弹簧,并对磨损的滑阀阀芯进行修磨或更换,按资料要求进行装配.重新安装到液压站后,通过调节基本上能满足工作的要求并能压制出合格的零件.从上面的分析和处理可以看出,要想有效地排除液压系统的故障,必须要掌握液压系统的工作原理,深入了解液压元件的结构与工作特性.只有在此基础上,通过对故障现象观察、测试和分析,才能正确地进行故障的诊断与排除:
(3)、通过使用、设计、制造各方的通力合作,对折弯机的液压系统的全过程进行了有效的改进,从现在使用的情况来看,结构简单紧凑,运行平稳,基本无噪音,折弯钢板的质量得到了保证,折弯效率也能满足要求
【参考文献】:
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化学工业出版社,2005
致谢
踉踉跄跄地忙碌了两个月,我的毕业设计也终将告一段落。
毕业设计,也许是我大学生涯交上的最后一个作业了。
想借次机会感谢四年以来给我帮助的所有老师、同学,你们的友谊是我人生的财富,是我生命中不可或缺的一部分。
我的毕业指导老师xxx老师他能以一位长辈的风范来容谅我的无知和冲动,给我不厌其烦的指导。
在此,特向他道声谢谢。
大学生活即将匆匆忙忙地过去,但我却能无悔地说:
“我曾经来过。
”大学si年,但它给我的影响却不能用时间来衡量,这四年以来,经历过的所有事,所有人,都将是我以后生活回味的一部分,是我为人处事的指南针。
就要离开学校,走上工作的岗位了,这是我人生历程的又一个起点,在这里祝福大学里跟我风雨同舟的朋友们,一路走好,未来总会是绚烂缤纷。
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