1、IVU型鈑金冷彎成型機摘 要本設計的U型鈑金成型機是用冷彎技術達成折彎的目的，說到底就是對冷彎過程的研究分析。冷彎成型是一種高效、清潔、低成本、穩(wěn)定、節(jié)能、節(jié)材的加工工藝，對于這一鐘加工工藝的叫法有許多種，冷彎成型、冷彎型鋼、滾軋成型、滾壓成型、冷軋成型等。通過對加工產(chǎn)品的材料、厚度、折彎半徑等多個方面的分析，制定合理的折彎道次以及折彎角度，快而精的加工出合格的U型鈑金。計算好鈑金的總寬度，制定合理的軋輥寬度，通過公式計算，得出合理的折彎道次數(shù)和每個道次所折彎的角度度數(shù)。根據(jù)折彎角度計算每個道次所需要的折彎工作功率，進而選擇工作電機，再設計鏈輪減速以及選擇鏈條型號。根據(jù)技術要求分析沖壓的步驟和

2、位置，計算沖裁壓力，選擇液壓缸型號。鏈輪傳動機構負責減速和力的傳遞，包括選型的電動機；板料成型機構負責鈑金的移動和折彎，包括送料輥和工作輥，以及定位軋輥的軸承座、軸承等；液壓沖裁機構負責對鈑金的沖裁和剪斷，主要為選型的液壓缸和刀具。該設計過程需要綜合運用所學到的知識和技能，在設計中能夠提高實際問題的分析能力和解決能力，能夠拓展知識領域，增加了學習新知識的能力。關鍵詞：冷彎成型，軋輥，鏈傳動ABSTRACTThe design of the U type of sheet metal forming machine is to achieve the purpose of bending ben

3、ding technology, in the final analysis is the research and analysis of the cold bending process. Cold roll forming is a kind of high efficient, clean, the processing technology of low cost, stability, energy saving, material saving, for the names of the clock processing technology has many kinds, co

4、ld roll forming, cold-formed steel, rolling rolling forming, roll forming, cold roll forming. Through the analysis of the materials, thickness, bending radius and other aspects of the processing products, make a reasonable bend time and bending angle, fast and precise processing of qualified U type

5、sheet metal. Calculate the total width of the sheet metal, to develop a reasonable roll width, through the calculation of the formula, and draw a reasonable number of bends and the angle of each road bending angle. According to the bending angle to calculate the required bending work power, and then

6、 select the working motor, and then design the chain wheel deceleration as well as the choice of chain model. According to the technical requirements of the stamping process and the location of the calculation of punching pressure, select the hydraulic cylinder model. Chain wheel transmission mechan

7、ism is responsible for slowing down and force transfer, including the selection of the motor; sheet metal forming mechanism responsible for mobile and bending of sheet metal, including feeding roll and work roll, and roll positioning bearing seat, bearing; hydraulic die cutting mechanism responsible

8、 for sheet metal punching and shearing, mainly for the selection of hydraulic cylinder and the tool. The design process needs to be integrated with the knowledge and skills learned in the design can improve the actual problem analysis and solving ability, can expand the field of knowledge, increase

9、the ability to learn new knowledge.Key words: Cold roll forming, roller, chain drive目 錄1 緒論11.1 選題背景及其意義11.2 國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢12 設計主要的研究內容32.1冷彎成型的基本工作原理32.2 主要設計內容32.3 技術要求43 總體設計方案54 成型機的設計與計算64.1 折彎角度的設計計算64.2 電動機的選型74.3鏈傳動的計算154.4計算軋輥尺寸204-5 液壓缸選型計算304.6送料輥軸的計算與校核325 結論37參考文獻38致 謝3951U型鈑金冷彎成型機1 緒論1.1

10、 選題背景及其意義隨著我國工業(yè)的發(fā)展，近年來，冷彎技術應用的范圍越來越廣，由原來的普通結構的小范圍使用，到現(xiàn)在的建筑結構、輕工機械、電氣、家電、家具、裝飾、集裝箱、交通設施、汽車、機車車輛、起重機械、電梯等，都被應用。冷彎成型技術在實際應用方面具有很好的優(yōu)點，粗成型段采用共用輥與更換輥組合方式，更換產(chǎn)品規(guī)格時，部分機架的軋輥不必更換，可節(jié)省部分軋輥的儲備量。輥型曲線簡單，制造與修復方便，軋輥重復利用率高,平輥用組合輥片，粗成型段為六機架，立輥群軋輥傾斜布置，車輥體積小，比傳統(tǒng)輥式成型機軋輥重量減輕1/3以上，設備結構更緊湊。而對于U型鈑金來說，結構不算復雜，但用量卻特別大，所以，應用冷彎成型技

11、術，可以有效的縮短工期，節(jié)約勞力資源，節(jié)約材料成本，減少人員投入。例如，在建筑行業(yè)中，輕型鋼結構的廠房，具有縮短施工周期，減少用鋼量，工程綜合造價低等特點，已經(jīng)早已被廣泛應用。在汽車制造業(yè)中，載重汽車及大型客車的車廂邊框、墻板、底板、車體框架、底部大梁及車門窗框等，都是可以用冷彎技術加工生產(chǎn)，即節(jié)約用鋼量，有提高產(chǎn)量；小客車及轎車的冷彎型鋼需要量不大, 但其用于制作門窗框件、各種導軌、構件及裝飾件等, 斷面復雜、尺寸精度高。現(xiàn)在冷彎成型的材料也不單單是碳素鋼，還有鍍鋅板、不銹鋼等, 還有要求高的冷彎型鋼。而本次選題的意義就是通過對冷彎成型的應用，完成U型鈑金的一次成型。擴大冷彎成型的應用范圍，

12、增加冷彎成型技術對工業(yè)的影響程度。在這過程中，肯定是會遇到各種各樣的問題，而努力去發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，就是我在這次設計中的寶貴收獲，并讓我有機會更加深入的了解冷彎成型技術的發(fā)展和應用。1.2 國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢目前，我國自主設計和研制的加工設備，從整體上看與國際先進水平相比還有很大的差距，但某些技術正在追趕世界先進水平。對于冷彎成型來說，多種成型形式正在被研究開發(fā)，俄羅斯切列波維茨克鋼鐵廠發(fā)明了生產(chǎn)沖孔冷彎型鋼的技術；日本拓殖大學的小奈宏教授論述了用計算機控制的冷彎成型機械的變截面型鋼成型技術及設備組成；瑞典Ortic公司和德國Bemo公司共同開發(fā)了一種關于冷彎型鋼的彎曲截面和可變形狀截

13、面的輥彎成型方式即Monroe方式；英國則在研制冷彎系統(tǒng)，特點是設計，對整條冷彎生產(chǎn)線上的設備進行設計，可以應付各種不一樣的冷彎產(chǎn)品。近年來，輕型鋼結構被廣泛應用于發(fā)達國家的建筑業(yè)中，對于美國、英國、西歐等發(fā)達國家，小到居民住宅，大到購物中心、機場、寫字樓等，冷彎型鋼產(chǎn)品都是第一大用戶。美國在輕鋼結構體系的分析、應用方法、設計理論、生產(chǎn)加工工藝技術上已經(jīng)非常完善，發(fā)明了許多專利，并且與其配套的設計軟件也十分實用，能在短時間內完成繪圖、設計、工程量統(tǒng)計和報價等工作。再加上有限元技術的迅速發(fā)展，商業(yè)化的大型有限元軟件也為冷彎成型的成型工藝提供了很好的設計平臺，使冷彎成型能往更復雜、更困難的成型方向

14、發(fā)展，同時也推動了現(xiàn)在冷彎成型的主流設計方向，既以設計軟件為主要設計平臺的設計發(fā)展方向。我國在華北、東北、華東地區(qū)，對冷彎成型技術應用的比較多，主要用于建筑門窗、貨架、家用電器、交通運輸?shù)刃袠I(yè)。主要產(chǎn)品有卷邊或非卷邊的C形、Z形鋼和角鋼、閉口方矩形管和圓管，還有一些異形復雜斷面型鋼、多種波形、帶孔的孔型鋼等。我國目前對冷彎成型的應用還是沒國外的多，需要繼續(xù)加深數(shù)學模型的建立、理論知識的補充、CAD軟件的開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)驗的積累，國外技術的引進研究等。我抓住U型鈑金的特點，以及U型鈑金目前的生產(chǎn)方式和應用范圍，決定為我國國民經(jīng)濟及鋼產(chǎn)業(yè)做出一點微不足道的貢獻，即設計一個U型鈑金的冷彎成型機。2 設計

15、主要的研究內容2.1冷彎成型的基本工作原理冷彎成型的主要對象是軋鋼，軋鋼通過成型機的送料輥，調整進入成型機的方向以及給予軋鋼初速度。再與多對工作輥的擠壓折彎過后，漸漸地形成所需要的形狀。在這過程中，主要是利用了材料的可彎曲性能，用硬度大于軋鋼的材料制造的軋輥，在一定推力的推動擠壓下，將材料彎曲，并保證軋輥不在這個過程中被磨損。這之中關鍵的就是軋輥之間的位置精確性以及軋輥材料的可靠性，本次設計中，軋鋼的材料為Q235，其布氏硬度在140HB左右，軋輥材料為9Cr，硬度在260HB左右，完全可以在折彎軋鋼的情況下自身不變形。給軋鋼一定的壓力，其變形量不會產(chǎn)生永久變形，這個壓力施加在送料輥上，上下送

16、料輥的外徑距離小于材料厚度，能給材料足夠的壓力，增加送料輥與軋鋼的接觸面積，提高靜摩擦力，提高軋鋼前進的能量。工作輥每一道的折彎角度都不一樣，通過合理的公式計算來設計角度，工件的目標折彎角度是90度，但是要考慮到材料變形后的回彈，本文采取的辦法是在最后一個道次之前，即倒數(shù)第二道的時候，總的折彎角度達到92度，以一定的超過量，來進行余量矯正，最后一道90度是為了給之后的裁斷做固定之用。2.2 主要設計內容（1） 軋鋼的寬度和折彎角度通過已知的產(chǎn)品要求，計算軋鋼的寬度，即產(chǎn)品展平后的寬度，改計算要涉及到材料的折彎系數(shù)，再計算每個道次的折彎角度。（2）電機、液壓缸的選型計算每個道次的工作功率，將各階

17、段功率相加，以計算得出的工作總功率來選合適的電動機。分析產(chǎn)品的設計要求，計算沖裁力，選型液壓缸。（3） 成型機的傳動設計主要為鏈傳動，通過計算任務要求的加工速度，利用鏈輪減速減速到符合工作要求，用一條長鏈條負責傳動每個道次的軋輥。（4） 軋輥的尺寸計算每個工作輥都不一樣，計算一個道次的2個軋輥，通常是一起計算，各尺寸計算公式中，各有影響。（5） 軸的強度校核 通過之前的計算工作功率，分析哪個軸的受力最大，校核這根軸的強度，畫受力分析圖和轉矩彎矩圖。2.3 技術要求利用冷彎成型技術，將2mm厚的軋鋼，材料為低碳鋼Q235，冷彎成U型形狀，折彎內側半徑為0.8mm，并在前后兩頭沖壓出腰型孔，冷彎成

18、型速度不低于0.2m/s，產(chǎn)品的最終尺寸如圖2-1：圖2-1 U型鈑金成型尺寸為方便后面的計算，定半徑0.8mm為：；厚度2mm為：；至于折彎前的鈑金寬度則需要自己另外計算，精確到小數(shù)點后兩位。3 總體設計方案分析產(chǎn)品的設計要求，從加工進度開始，軋鋼進入成型機開始，先由送料輥和機體上的固定軌道來矯正方向和給與速度，在送料輥和第一道工作輥之間，有液壓缸所驅動沖壓裝置，將腰型孔和邊料沖裁去除。之后在多對工作輥的工作下，使軋鋼達到產(chǎn)品要求的形狀尺寸，再有最后的液壓沖裁裝置將其剪斷。從傳動路線開始，由電動機提供動力，經(jīng)過多對鏈輪減速將轉速將到滿足設計要求，上下軋輥有分主動輪和從動輪，一般都是設計下軋輥

19、為主動輪，上軋輥為從動輪。在軋輥設計上，需要考慮到傳動環(huán)節(jié)上的功率損失。理論上來說，工件軋鋼前進的速度與軋輥的線速度相同，雖然是用一根鏈條鏈接所有軋輥，但還是會出現(xiàn)轉速上的微小差異，為了避免不必要的相對位移和滑動摩擦，適當?shù)闹鸫卧黾榆堓侐寗影霃降闹睆剑屩荛L變大，在轉速變小的情況下而保持線速度的基本持平，對提高工件表面的光滑度、精確度、水平度等。電動機減速后，軸的轉矩會變大，負責傳動的鏈條所承受的力也會變大，所以，負責軋輥傳動的鏈條應該是型號最大的鏈條。該成型機只負責軋鋼的成型和沖裁，對于成型前的軋鋼支架與軌道，以及裁斷后的安放與保存，不在設計之內。初步設計該成型機的總長度為5000mm，工作

20、高度為1260mm，總高度與所選型的液壓缸的高度有關，需要另行計算。軋輥軸上的軸承座，都是上下分離可拆卸式的，便于更換維修。4 成型機的設計與計算4.1 折彎角度的設計計算4.1.1 計算鈑金寬度首先，要計算出該產(chǎn)品的展開寬度,要先計算出拐角的折彎中心長度，通過公式： (4-1)K為折彎系數(shù)，由的值來確定；r為半徑，t為厚度。當時，查圖可得：k=0.35；所以，總寬度為：查閱相關文獻資料，將折彎道次定為7道次較為合理。其中，為降低材料的彈性變形的影響，第6道次的折彎角度為，第7道次折彎角度為。4.1.2 計算折彎角度第1折彎道次至第5折彎道次的折彎角度通過公式計算得出： （4-2） 為折彎道次

21、數(shù)； 為第6折彎道次折彎角度，； N為該過程總折彎道次數(shù)N=6；第一道次的折彎角度為：第二道次的折彎角度為：第三道次的折彎角度為：第四道次的折彎角度為：第五道次的折彎角度為：4.2 電動機的選型為了實現(xiàn)輸出穩(wěn)定、價格低廉、使用普遍、維修更換方便等現(xiàn)實的使用需求，初步選定于三相異步Y型電機，計算每個軋輥道次的工作功率，計算它們的總功率，來選擇合適的電動機。4.2.1 送料輥功率計算在工作輥的7個道次之前，還有一個負責給工件提供初始速度的送料輥。計算送料輥的工作功率，需要考慮工件的材料應變、彈性極限、彈性模量等問題。送料輥與軋鋼之間的位置和形變之間的關系如圖4-1：圖4-1 送料輥與軋鋼的彈性變形

22、分析圖軋鋼材料為低碳鋼Q235，厚度t=2mm，查資料得：彈性模量 E=200GPa；彈性極限軋輥材料為9Cr，表面鍍青銅；查表得軋輥與材料為Q235的軋鋼的表面靜摩擦系數(shù)：應變公式： （4-3）將彈性模量和彈性極限代入公式：又因為： （4-4）所以：=1r為軋輥的驅動半徑；根據(jù)勾股定理： （4-5）mm所以，受到擠壓的投影面積為：軋鋼的彈性形變的彈力為：送料輥與軋輥之間的摩擦力為：工作功率計算公式為： （4-6）其中，為軋輥與軋鋼之間的摩擦力；V為軋鋼前進的速度，可看做是送料輥的線速度，按要求V=0.2m/s；所以，送料輥工作時所需要的工作功率為：4.2.2工作輥功率計算工作輥負責對軋鋼的折

23、彎，需要計算對軋鋼的折彎壓力： （4-7）F為折彎壓力；b為軋鋼折彎前后的寬度；t為軋鋼厚度，t=2mm;為軋鋼的抗拉極限，查表得：；工作輥第一道次的工作功率：為了節(jié)省計算量和時間，對于每個道次折彎后的形狀尺寸，我用UG8.5軟件進行建模，并通過設定折彎系數(shù)、鈑金材料、折彎半徑等參數(shù)，對鈑金進行折彎和展平，然后測量折彎后的寬度，并投影標注出來。第一道次折彎22.6°后的截面圖如圖4-2：圖4-2 第一次折彎后截面圖所以，；第一道次的折彎壓力為：功率為：第二道次折彎43.0°，折彎后截面如圖4-3：圖4-3 第二次折彎后截面圖所以，；第二道次的折彎壓力為：功率為：第三道次折彎

24、61.1°，折彎后截面如圖4-4：圖4-4 第一次折彎后截面圖所以，；第三道次的折彎壓力為：功率為：第四道次折彎角度為76.5°，折彎后截面如圖4-5：圖4-5 第四次折彎后截面圖所以，；第四道次的折彎壓力為：功率為：第五道次折彎角度為87.6°，折彎后截面如圖4-6：圖4-6 第五次折彎后截面圖所以，；第五道次的折彎壓力為：功率為：第六道次折彎角度為92°，折彎后截面如圖4-7：圖4-7 第六次折彎后截面圖所以，；第六道次的折彎壓力為：功率為：第七道次的折彎角度為90°，即最后成型形狀，所以，第七道次的折彎壓力為：功率為：為方便查看和之后的計

25、算，整理之前所計算的數(shù)據(jù)如表4-1：表4-1 各道次軋輥功率計算結果道次折彎角度折彎后寬度b(mm)折彎壓力F(N)工作功率P(W)送料0193.51363021452.08第一道次22.6182.72211.1442.22第二道次43.0168.82267.3453.46第三道次61.1146.12437.3487.46第四道次76.5122.42543.3508.66第五道次87.6104.02534.9506.98第六道次9296.62331.5466.3第七道次901002086.6417.32所以，總的工作功率為：電動機減速采用鏈條三級減速，鏈條的傳動效率為0.96，所以總功率為：所

26、以，電動機選取為：Y型三相異步電動機Y160M2-8其中額定功率；轉速 ；4.3鏈傳動的計算設工作輥與送料輥的工作直徑一樣為D=220mm，工作輥線速度要求根據(jù)線速度公式：推得轉速公式為： （4-8）所以，鏈輪減速后的送料及工作轉速取20r/min.由于電動機的轉速為：，減速后的轉速為20r/min。所以，總的減速比為： 查閱相關資料，得知鏈條減速的單次減速比不能超過7，同時考慮到轉矩的逐漸增大以及鏈條寬度和節(jié)距也逐漸增大，故將減速分為3級減速，減速比分別為：，4.3.1一級減速計算取小鏈輪齒數(shù)為：；則，大鏈輪齒數(shù)：計算功率公式： （4-9）為工況系數(shù)，查表得：；為主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查圖得：；

27、P為主動鏈輪功率，所以：根據(jù)，查圖可得：鏈條型號為10A；查表可得：鏈條節(jié)距為。初選中心距：鏈長節(jié)數(shù)為：取鏈傳動最大中心距為： (4-10)為中心距計算系數(shù)，查表得所以，選中心距4.3.2二級減速計算取小鏈輪齒數(shù)為：；則，大鏈輪齒數(shù)：；為工況系數(shù)，查表得：；為主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查圖得：；P為主動鏈輪功率；所以， 根據(jù)，查圖可得：鏈條型號為16A；查表可得：鏈條節(jié)距為。初選中心距：鏈長節(jié)數(shù)為：取為中心距計算系數(shù)，查表得所以，選中心距4.3.3三級減速計算取小鏈輪齒數(shù)為：；則，大鏈輪齒數(shù)：；為工況系數(shù)，查表得：；為主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查圖得：；P為主動鏈輪功率：所以， 根據(jù)，查圖可得：鏈條型號為16

28、A；查表可得：鏈條節(jié)距為。初選中心距：鏈長節(jié)數(shù)為：取鏈傳動最大中心距為：為中心距計算系數(shù)，查表得所以，選中心距計算鏈速：0計算有效圓周力：計算壓軸力： （4-11）其中，為壓軸力系數(shù)，取1.15所以，4.3.4工作傳動鏈條計算 該傳動鏈條鏈接工作輥和送料輥，鏈輪的大小及齒數(shù)都一致，保證轉速的一致性，防止出現(xiàn)相對位移和滑動摩擦。所以，傳動比。通過查閱相關資料，選取合適的齒數(shù)，為工況系數(shù)，查表得：；為主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查圖得：；P為主動鏈輪功率；所以， 根據(jù)，查圖可得：鏈條型號為32A；查表可得：鏈條節(jié)距為。選中心距：鏈長節(jié)數(shù)為：取將上述主要計算結果整理為表4-2：表4-2 各級減速傳動計算結果減

29、速 級數(shù)鏈條 型號小鏈輪 齒數(shù)大鏈輪 齒數(shù)鏈節(jié)數(shù)中心距(mm)鏈條節(jié)距(mm)傳動比一級 減速10A1911416070015.8756二級 減速16A2163122100025.43三級 減速28A193892140044.452工作 傳動36A1717175400050.814.4計算軋輥尺寸每一道次軋輥由2個軋輥組成，分上輥和下輥，由于電動機輸出的力通過鏈輪鏈條傳遞給下輥，上輥不主動提供力，所以驅動直徑指的是下輥的最小直徑。送料輥與所有工作輥之間用一根鏈條傳動，保證每道軋輥的轉速都相同，減少相對位移。機器在工作中，隨著傳動的增多，勢必會有能量損失，為防止后面的工作輥由于能量或功率減小而相

30、對于送料輥轉速變小，產(chǎn)生相對位移，增大摩擦阻力，使軋鋼拱起的現(xiàn)象，每道工作輥的驅動直徑依次加0.5mm，便可增大軋輥的線速度，彌補之前的速度損失。因為增加了驅動直徑，所以沒對工作輥之間的中心距也要依次加1mm。計算軋輥尺寸之前，先要計算工件完成后的每段尺寸，如圖4-8：圖4-8 工件成型尺寸要求分析圖其中，送料輥的驅動直徑取；送料輥總長度L取250mm，為安裝調試方便，工作輥總長度和送料輥的總長度一樣，都是250mm。軋輥尺寸樣式如圖4-9：圖4-9 軋輥尺寸樣式圖4.4.1第一道次軋輥尺寸計算第一道工作輥的驅動半徑為：計算上輥扎的圓角半徑R： （4-12） （4-13） （4-14） （4-

31、15） （4-16） （4-17） （4-18） （4-19） （4-20）具體尺寸分布如下圖4-10：圖4-10 第一道次軋輥尺寸圖4.4.2第二道次軋輥尺寸計算第二道工作輥的驅動半徑為：折彎角度計算上輥扎的圓角半徑R：具體尺寸分布如圖4-11：圖4-11 第二道次軋輥尺寸圖4.4.3第三道次軋輥尺寸計算第三道工作輥的驅動半徑為：折彎角度計算上輥扎的圓角半徑R：具體尺寸分布如圖4-12：圖4-12 第三道次軋輥尺寸圖4.4.4第四道次軋輥尺寸計算第四道工作輥的驅動半徑為：折彎角度計算上輥扎的圓角半徑R：具體尺寸分布如圖4-13：圖4-13 第四道次軋輥尺寸圖4.4.5第五道次軋輥尺寸計算第五

32、道工作輥的驅動半徑為：折彎角度計算上輥扎的圓角半徑R：具體尺寸分布如圖4-14：圖4-14 第五道次軋輥尺寸圖4.4.6第六道次軋輥尺寸計算第六道工作輥的驅動半徑為：折彎角度計算上輥扎的圓角半徑R：具體尺寸分布如圖4-15：圖4-15 第六道次軋輥尺寸圖4.4.7 第七道次軋輥尺寸計算第七道次軋輥是按照最終尺寸制作的，所以部分尺寸無需計算，可根據(jù)工件要求尺寸直接得出結果：具體尺寸圖如圖4-16：圖4-16 第七道次軋輥尺寸圖至此，1對送料輥和7對工作輥的外形尺寸計算完畢，軋輥的部分倒圓角由于與工件沒有直接接觸，所以沒有特定尺寸要求，只要方便加工和安裝便可。4-5 液壓缸選型計算該成型機需要2個

33、液壓缸，一個在送料輥和第一道次工作輥之間，用于沖裁腰型孔和邊料，第二個液壓缸安裝于最后一道軋輥之后，用于剪斷軋鋼。第一次沖裁后的工件俯視圖如圖4-17：圖4-17 第一次沖裁后工件俯視圖查閱相關書籍，平刃口沖裁力的計算公式為： （4-21）其中，K為安全系數(shù)，取；L為沖裁周長，；t為厚度，；為材料抗剪強度，材料Q235的抗剪強度為；所以，第一次沖裁的沖裁力為：；換算單位：；查液壓缸選型表，選用Y-HG1-E200/140X100LJHL10型號的液壓缸。第二次沖裁為剪斷沖裁，剪斷后的三維示意圖如圖4-8：圖4-18 最終沖裁后的軸測圖沖裁周長為：；第二次沖裁的沖裁力為：；換算單位：；查液壓缸選

34、型表，選用Y-HG1-E90/63X100LJHL10型號的液壓缸。4.6送料輥軸的計算與校核通過之前的計算可知，送料輥的工作功率比工作輥的工作功率大，工作輥所用的軸可以繼承送料輥的軸，為保證力的均勻分布和軸的載荷對稱，上軋輥軸的基本數(shù)據(jù)可繼承下軋輥軸的基本數(shù)據(jù)，例如最小直徑、軋輥段長度等。送料輥下軋輥軸的計算及校核：軸上的功率為：；轉速：轉矩：；軸的最小直徑的計算公式： （4-22）選取軸的材料為45鋼，調質處理，根據(jù)表15-3，取，于是，取；軸的基本結構設計如圖4-19：圖4-19 送料輥軸的基本設計圖直徑64mm處車外螺紋，用于螺母軸向固定鏈輪，不受徑向力；直徑70mm處安放2個鏈輪；直

35、徑75mm處安置軸承，軸肩用于軸向固定；最長段用于安放軋輥和軸承。軸承的選用：因為軸承承受徑向載荷的同時，還承受軸向載荷，所以，選用圓錐滾子軸承。參照工作要求，軸承段直徑為75mm，查軸承國標表，可選GB/T 297-1994 30215型號，該型號基本尺寸為：軸的受力分析簡圖如圖：圖4-20 軸的受力分析簡圖通過之前計算已知：轉矩為：；有效圓周力為：；壓軸力為：；軸壓力為：徑向力：；所以，可先求水平支撐反力，軸承A的水平支反力：負號表示力的方向與圖上所表示方向相反，下同。軸承B的水平支反力：再求垂直支反力：所以，軸承A的中支撐反力為：；軸承B的中支撐反力為：；彎矩的計算：水平面上彎矩為：垂直

36、面上彎矩為：所以，計算合成彎矩有：根據(jù)計算結果畫出彎矩圖和扭矩圖如圖4-21： 圖4-21 軸的扭矩和彎矩圖在已知軸的彎矩和扭矩后，便可針對某些危險截面做彎扭合成強度校核計算。按照第三強度理論，計算應力的公式為：，彎曲應力是對稱循環(huán)變應力，而扭轉切應力則是不對稱循環(huán)變應力，所以，通常要引入折合系數(shù)，來考慮兩者循環(huán)特性的不同影響，應力計算的公式為： （4-23）分析上述計算力矩可知，A點截面為危險截面，差表15-4可知，該截面的抗彎截面系數(shù)為：抗扭截面系數(shù)為：最大彎曲應力為：扭剪應力為：對于單向轉動的軸來說，扭轉切應力當做脈動循環(huán)切應力來處理，則，故A截面處的當量應力為：通過查表15-1可知，材

37、料45鋼調制處理的許用彎曲應力為：，通過計算后的當量應力，所以，得出結論：軸的強度滿足要求。（要模型圖紙的私聊QQ864736794）5 結論本課題屬于已有技術的一種擴展應用，在理論基礎和軟件基礎都比較成熟的情況下，所研究設計的鈑金成型機。在真正開始做這個課題之前，查閱了許多有關冷彎成型的書籍，發(fā)現(xiàn)大部分為譯本，也有中外教授合編的，純國內主編出版的很少。在這過程中，碰到的有些計算所用的公式也有些區(qū)別，在與老師同學討論了后，才開始動工。由于平時在學校里UG軟件用的特別多，所以我是先從零件建模開始。基本每個零件（非標）在最后總裝配的時候，都因為各種原因而修改了，有的是少了定位，有的是尺寸沖突，有的

38、是機構難看，總之最后還是比較順利的裝配好了，并且利用軟件出圖。由于有些標準件在UG的模型庫里沒有，如部分的螺釘和螺栓等，所以我只能從solidworks軟件的模型庫中調用，由于軟件上的不同，使剖視圖中該模型顯示的效果不好，只能在CAD中慢慢改了，在一定程度上增加工作量。不過用UG也讓我省了一些計算，例如計算折彎壓力的時候，需要用到折彎后的軋鋼寬度，我直接利用UG里的鈑金模塊，設定好折彎系數(shù)和折彎角度，折彎后直接用軟件測量就好了，省時省力。我看書上關于這個計算有點麻煩，而我實習工作上也天天用鈑金模塊，對這塊的應用特別熟。對于本課題中，我的傳動都是是鏈條傳動，主要是看中鏈條傳動的承載能力高、效率高、作用于軸上的力小、傳動距離遠，同時，它能再低速、重載和高溫的情況下持續(xù)工作。對于液壓系統(tǒng)，本課題只是研究了液壓缸的選型，對于油泵和管道之類的液壓系統(tǒng)不再課題研究范圍內。沖裁的形式不同書籍也有不同的設計，有45度角斜沖裁的，有水平?jīng)_裁的，有垂直沖裁的，每個設計都有其適用范圍，通過與老師討論，我選擇了垂直沖裁，主要是為了結構簡單，安裝維修方便。對于液壓缸的模型制作，我是根據(jù)