1、 题目： 板材滚弯机的设计 2015 年 05 月 密 级 学 号 系 别 学生姓名 ： 指导教师： 学科专业： 机械设计制造及自动化 学科类别： 工 学 本科毕业设计 (论文 ) 题目： 板材滚弯机的 设计 系 别 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2015 年 05 月 毕业设计（论文）任务书 院（系） 机电信息系 专业 机制及其自动化 班 姓名 学号 1.毕业设计（论文）题目： 板材滚弯机的设计 2.题目背景和意义： 板材滚弯机是常见通风与空调工程的施工机 械，常用于制作金属圆形风管。目前国内外大、中型滚弯机都采用液压传动，对于中小型滚弯机都采用手动，故使用
2、范围有一定的局限性。本课题要求学生，在熟悉现有折弯设备工作和结构原理的基础上，设计研发出以电力驱动的新型板材滚弯机，以满足市场需求。 此题目重在培养机电类的学生在给定设计任务下的创造性和创新性思维的能力，在预定时间类解决与专业相关的实际问题的能力，同时来培养学生的实践能力和动手能力。 3.设计 (论文 )的主要内容： (1) 板材滚弯机的总体方案的提出 （ 2）板材滚弯机的传动方案的设计 （ 3）板材滚弯机工作辊轴的设计 （ 4）板材滚弯机的动力性能的校核计算 （ 5）板材滚弯机的辅助机械结构的分析设计 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： （ 1） 接受设计任务，查阅资料，
3、了解课题的背景，初步原理方案的提出 1 2 周； （ 2）板材滚弯机原理方案的优化比较，论证并选择最优方案， 3 周； （ 3）板材滚弯机传动方案的设计， 4 周 ； （ 4）板材滚弯机工作辊轴的设计， 5 周； （ 5）板材滚弯机的动力性能的校核计算， 6 周； （ 6）辅助机械结构的分析设计， 7 周； （ 7）绘制相关设计的零件图和装配图， 8 10 周； （ 8）撰写毕业论文，准备答辩， 11 16 周 ； 5.毕业设计（论文）的工作量要求 实验（时数） *或实习（天数）： 15 天 图纸（幅面和张数） *： 完成折合 A0 图纸 3 张 其他要求： 论文 1.5 万字以上；外文翻译不
4、少于 3000 汉字；参考文献中文不少于 15 篇，外文不少于 3 篇。 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系（教研室）主任审批： 年 月 日 I 板材滚弯机的结构设计 摘 要 本文主要介绍了一种成型机械 小型滚弯机的工作原理及其设计过程，对其传动系统的参数进行计算和传动执行部件的强度校核，对其整体外观进行合理的改进。并对部分零件做了详细零件图。主要用于金属材料的弯曲成型，可卷制圆形、弧形工件和一定范围内的锥形工件。广泛用于机械制造行业。 本机主要有电机、减速器、 120 的上辊和两根 100 的下辊、两根调节丝杆、支架及底座等六 大部分组成。 本滚弯机属于三辊下调试，由下辊
5、作为动力执行装置，上辊为垂直可调装置，被动提供压力，通过两者的位置来达到卷曲所要求工件的目的。机器工作操作时，只需根据要求将板材放在滚弯机上，启动滚弯机，调节丝杠带动上辊进行上下位置的调节。一般情况下，操作者根据所要求进行目测控制，达到工件尺寸时停机。 关键词 : 三辊卷板机 ； 辗 ； 功能 ； 操作 II constructional design of a bending machine Abstract This paper explained a molding machine - the working principle of a bending machine and its
6、design process, the parameters of its drive system and drive the implementation of components of the calculation of the intensity calibration, the overall appearance of its reasonable improvements. Parts and a detailed parts diagram. Mainly used for bending forming metal materials can be rolled roun
7、d, curved work and a range of cone-shaped work pieces. Widely be used in mechanical manufacturing industry. The machine mainly includes motor, reducer, 120 the roller and the next two 100 roller, two adjustment screw, frame and base, such as the six major components. This Bending Machine are rolling
8、 machine of three rolls symmetry, as the driving force from the implementation of the next roller device for the vertically adjustable roller devices provide passive pressure, through the location of the two to achieve the required crimp the purpose of the work piece. Operation of the machine work,
9、just in accordance with the requirements on the plate on the machine, start the machine, adjust the roller screw drive to adjust up and down position. Under normal circumstances, the operator in accordance with the requirements of visual control, when the stands reach the work piece size. Key words:
10、Three roller coiling machine ; Roll ;Function ;Operation III 目录 1 绪论 .1 1.1 滚弯机的介绍 .1 1.2 目前滚弯机的分类 . 2 1.2.1 三辊滚弯机 .2 1.2.2 四辊滚弯机 .5 1.2.3 万能式滚弯机 .5 1.2.4 船用滚弯机 .6 1.3 滚弯机的发展趋势 .6 2 滚弯机参数的分析计算 .7 2.1 参数分析 .7 2.1.1 下移力 .7 2.1.2 卷曲半径和厚度 .8 2.2 受力分析 .9 2.2.1 卷管所需最大力矩 .9 2.2.2 受力情况 . 10 2.2.3 作用在辊上的力 .
11、11 2.2.4 驱动扭矩 . 12 2.2.5 侧辊上的拉力 . 13 2.2.6 侧辊之间的距离 . 14 2.3 设计方案 . 16 3 滚弯机的结构 . 17 3.1 滚弯机的组成 . 17 3.2.2 减速器 . 21 3.2.3 联轴器 . 22 3.2.4 辊子 . 25 3.2.5 调节 丝杠 . 25 3.2.6 齿轮 . 26 结论 . 30 致 谢 . 31 参考文献 . 32 毕业设计（论文）独创性声明 . 33 IV 毕业设计（论文）知识产权声明 . 34 1 绪论 1 1 绪论 1.1 滚弯机的介绍 机械制造业在国民经济中 占有重要的地位，是国民经济各部门赖以发展的
12、基础，是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力。 滚弯设备是当今应用非常普遍的板料加工成型 , 是压力容器制造加工的重要设备之一。小型薄板滚弯设备多采用三辊式机械传动 , 并常见于对称式 , 近年来多采用不对称式。 中厚板多采用全液压式传动 , 或主传动为机械 式 , 辅助传动为液压式。国内生产的三辊和四辊滚弯设备 , 三辊多为对称式机械传动。近年来越来越多采用不对称式 , 主传
13、动为机械传动 , 辅助传动为液压传动。 随着滚弯机技术的不断发展进步，大型滚弯机已具备超群制品精度独特的弯曲工艺，高精度端部预弯，连续弯曲无后角，弯曲过程数字控制人机对话控制界面，高效智能操作物理弯曲工艺软件，人机对话窗口，弯曲过程自动补偿。单人操作，高效安全便捷丰富的弯曲形状具有卷制 O 型、 U 型、多段 R 等不同。 作为机械加工业中不可缺少的机械设备，滚弯机在机械加工业中的地位已经慢慢的呈现。 它广泛使 用于造船、锅炉、航空、水电、化工、金属结构及机械制造行业。 首先滚弯机克服了以往折弯这一难题，与传统的人工操作和热加工后处理相比，加工曲面更圆滑，不仅外观性美观，同时加工质量较传统的加
14、工方式高。特别是在生产效率提高的问题上，更发挥了无可比拟的作用。 其次是卷曲卷筒。现在随着社会的发展，对筒类件的需求量大大增加，各种管道及支撑装置等等。通常情况下无缝钢管的使用比较大，但是其加工复杂，导致价格过高，在滚弯机还没有被普遍接受时，很多需求者不得不用性价比低的无缝钢管。滚弯机的普及，克服了这个问题，在对精度要求不是很高 的情况下，只需简单的用滚弯机将钢板卷曲成型，配备必要的焊接即可，成本低，效率高。 提高单位时间工效是经济效益的直接体现。提高经济效益只靠职工的操作熟练程度是不够的 ,还得有性能良好的设备 ,也就是软、 硬件要相符。就目前该2 厂来说 ,大体上职工的技术水平和设备还是相
15、配的 ,唯独缺少的是在加工细节的同时缺少一些设备。如在加工井下所使用的铁制风筒、 电机风叶罩以及曲板调直方面 ,具有性能良好的设备就显得特别重要。在以往都是由该厂职工利用手工制作而成 ,且劳动强度大 ,效率低下 ,加工效果不是十分理想。有时也受机 制的制约 ,有些筒状配件 (如电机、 风叶罩 )不能及时供应到位 ,影响使用 ,且配件到位后 ,价格又十分昂贵 ,造成成本费用增加。再则有些变形的板材需做调直处理 ,那么就需要用加热的方法进行整形 ,劳动强度大 ,效率低 ,又浪费材料。假如有一种设备可以替代这些繁琐的操作，而且能取得更好的效果，对整个社会带来的社会经济效益是巨大的。滚弯设备也就应运而
16、生。 板材滚弯 机主要由机架、上辊轴、下辊轴、传动系统和操作系统组成。 板材 由中间一对机械传动导轮夹持送进，成型曲度可由两侧弯曲轮控制，零件的回弹可用逐次调整弯曲轮位置 的方法加以补偿，零件的剖面形状可由中间上辊轮、下辊轮和两侧辊轮轮缘形状决定。一般根据零件断面形状配置适当的辊片 。滚弯时，由于辊轴的旋转以及辊轴与板材间产生的压力和摩擦力，带动板材移动，自动送进连续滚压，使板材在全部滚到的范围内形成圆滑的弯曲面。 板材 的曲率取决于辊轴间的相对位置、板材厚度和力学性能，调整辊轴间的相对位置，可将板材弯成小于上辊轴曲率的任意曲率。由于存在弯曲弹复，滚弯件曲率不能等于上辊轴的曲率。滚弯常需多次滚
17、压才能成型，而滚压又会引起板材的冷作硬化，并且弯曲程度越大，冷作硬化现象越明显，致使滚弯 件的使用性能越差。 滚弯 机上辊在两下辊中央对称位置 ， 通过液压缸内的液压油作用于活塞作垂直升降运动，通过减速机的末级齿轮带动两下辊齿轮啮合作旋转运动，为卷制板材提供扭矩。 滚弯 机规格平整的塑性金属板通过卷板机的三根工作辊 (二根下辊、一根上辊 )之间，借助上辊的下压及下辊的旋转运动，使金属板经过多道次连续弯曲，产生永久性的塑性变形，卷制成所需要的园筒、锥筒或它们的一部分 。 滚弯成型方法的优点是通用性强。板材滚弯时，由于钣金件多是较薄的金属板材或型材，均在常温下通过塑性变形滚弯成型，滚弯时不需加热，
18、且一般不用在滚 弯机上附加工艺装配。型材滚弯时，只需附加适于不同剖面形状、尺寸的滚轮。滚弯机床结构简单，使用和维护方便。滚弯成型方法的缺点是效率较低，且精度不高。 1.2 目前滚弯机的分类 1.2.1 三辊滚弯机 3 三辊滚弯机有机械式和液压式：机械式三辊滚弯机分为对称和非对称。 机械式三辊对称式滚弯机 ： 机械式三辊对称式滚弯机性能特点：该机结构型式为三辊对称式，上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动，通过丝杆丝母蜗杆传动而获得，两下辊作旋转运动，通过减速机的输出齿轮与下辊齿轮啮合，为卷制板材提供扭矩。该机缺点是板材端部需借助其 它设备进行预弯。 机械三辊非对称式滚弯机 ： 机械三辊非对称式
19、滚弯机主要特点：该机结构型式为三辊非对称式，上辊为主传动，下辊垂直升降运动，以便夹紧板材，并通过下辊齿轮与上辊齿轮啮合，同时作为主传动；边辊作倾升降运动，具有预弯和卷圆双重功能。结构紧凑，操作维修方便。 液压式三辊滚弯机： 液压式三辊对称滚弯机主要特点：该机上辊可以垂直升降，垂直升降的液压传动，通过液压缸内的液压油作用活塞杆而获得；下辊作旋转驱动，通过减速机输出齿轮啮合，为滚弯提供扭矩，下辊下部有托辊，并可调节。上辊呈鼓形状，提高制品的直线度，适 用于超长规格各种截面形状罐。该机为上调式对称式三辊滚弯机，可将金属板材卷成圆形、弧形和一定范围内的锥形工件，本机种两下辊为主动辊，上辊为从动辊。它广
20、泛使用于造船、锅炉、航空、水电、化工、金属结构及机械制造行业。该机适合用于金属板材的弯曲变形，可卷制圆形，弧形和一定范围内的锥形工件，并有板材端部预弯功能，本机型两个下辊为主动辊可水平移动，上辊为从动辊可上下移动，移动方式有机械式和液压式，传动轴均采用万向连轴器连接。 W11 系列机械式三辊对称式 滚弯 机 ： W11 系列机械式三辊对称式 滚弯 机性能特点：该机结构型式 为三辊对称式，上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动，通过丝杆丝母蜗杆传动而获得，两下辊作旋转运动，通过减速机的输出齿轮与下辊齿轮啮合，为卷制板材提供扭矩。该机缺点是板材端部需借助其它设备进行预弯。 W11 系列机械三辊非对称式 滚弯 机 ： W11 系列机械三辊非对称式 滚弯 机主要特点：该机结构型式为三辊非对称式，上辊为主传动，下辊垂直升降运动，以便夹紧板材，并通过下辊齿轮与上辊齿轮啮合，同时作为主传动；边辊作倾升降运动，具有预弯和卷圆双重功能。结构紧
