液压折弯机结构设计与分析.docx

防制点油火潺本科毕业设计（论文）开题报告题目：液压折弯机结构设计与分析西南石油大学本科毕业设计开题报告5）通过Amesim软件对折弯机进行仿真分析;6）总装图设计；7）绘制主要零部件图；7设计（论文）的进程安排序号设计（论文）各阶段内容起止FI期1资料调研，了解液压折弯机工作原理，并学习液压 传动和机械优化设计相关知识，完成开题报告1-4周2完成液压系统结构设计和液压原理图设计5-8周3完成系统结构优化和液压仿真9-14 周4完成液压系统原理图、关键零件图和总装图绘制15-17 周5完善毕业论文，准备辩论18周6按要求修改并提交毕业设计（论文）材料19周液压折弯机结构设计与分析参考文献1宋斌斌.三环锻压：半个世纪的浴火重生N.中国工业报,2009-09-09/04).戴敏.基于EMC2的全电动折弯机数控系统的研究与开发D.广州，华南理工大 学,2012.3史步海，伍祁林.大功率全电动折弯机多轴同步驱动研究J.控制工程，2013, 20(3):381-385.4余俊,张李超.数控液压板料折弯机控制系统的研究与实现J.锻压技术，2013, 38(5):115-1185李东旭.基于WinCE的自动折弯机控制系统开发D.北京，北方工业大学， 2013.6刘荣.全伺服直接驱动的自动化折弯单元的研发D.南京，南京航空航天大 学，2014.7付景海.折弯机主体结构改进设计及分析D.河北工业大学,2015.8李秋生，折弯机液压系统设计及动态特性分析J.电子世界,2016(06), 49-519顾忠新，折弯机油缸参数化设计及有限元分析系统J.锻压装备与制造技术， 2016, (03), 47口0杨西，岑豫皖,叶小华，黄健中.基于单神经元PID策略的液压折弯机同步控制研究 J.机床与液压,2017,45(05):119-123.11单佳莹，平东良，钱怡.基于拓扑优化的折弯机结构优化设计几轻工机 械,2017,35(02):26-31.12曾旭辉，基于数据库的液压折弯机专用数控系统研发D, 2017,华中科技大学13杜成刚，刚建华.六轴折弯机器人折弯单元结构设计J.沧州师范学院学 报,2021,37(01):56-59.14范宏才主编.现代锻压机械M.北京：机械工业出版社,1994西南石油大学本科毕业设计开题报告目录1 研究背景1折弯机分类11.1. 按驱动方式分类1气动折弯机：11.1.1. 机械折弯机：2液压折弯机： 21.2. 按数控系统分类2上动式折弯机：31.2.1. 下动式折弯机：3三点折弯式折弯机：33 折弯机的国内外现状33.1. 国内折弯机研究现状33.2. 国外折弯机研究现状5折弯机开展趋势64 研究的主要内容及预期目标74.1. 主要内容：74.2. 预期成果：7研究方法：75 设计（论文）的进程安排8参考文献9液压折弯机结构设计与分析1研究背景折弯机是一种使用最广泛的弯曲设备，与金属板料相关的企业大都需要使用折弯 机，在机械行业中占有重要地位。折弯机是用最简单的通用模具，对金属板料进行各 种角度直线弯曲的机械设备。它操作简单、通用性好、模具本钱低、更换方便、使用 广泛。随着控制系统的开展，近些年市场上出现了数控化程度极高的折弯机，这种机 器虽然有诸多优点，但价格昂贵，有些公司难以承受。另外，对于一些小型公司，大 型的自动化折弯机并不一定适合，它们更需要性价比高、更经济使用的产品。本次设 计采取常用的设计结构，采用液压系统控制，不但充分考虑到上述企业的需要，而且 使结构更加简单，价格更合理，能满足中小型企业的需求，对于丰富市场上折弯机的 结构形式很有意义。我国折弯机技术水平近年来得到迅速提高，折弯机在90年代中期已全部数控化, 使折弯机的精度、功能和可靠性提高到一个新阶段，但我国折弯机行业需要进一步发 展和提高。国产折弯机的规格品种少，尤其缺少大规格大吨位折弯机。大多数折弯机 都没有上、下模的液压快速夹紧装置、工作台挠度补偿装置、气动托持装置、多种型 式的后挡料器等可供用户选择的部件和附件，不能为用户提供多种类型的模具。另外, 为折弯机提供数控系统、液压系统，以及光栅尺伺服电机等配套件的许多外国公司也 正在积极争夺中国市场。所以我国折弯机今后的努力方向应为加快技术创新，优化组 织结构，调整产业结构，提高产品技术档次和质量，努力开发高技术含量和高附加值 的相关产品。今天，为了和最新技术的开展保持同步，折弯机必须不断开展，不断提高和改进 元件和系统的性能，以满足日益变化的市场需求。在我国，折弯机的研究、开发、制 造较晚，有些用户认识还缺乏，市场还小。虽然生产厂家不少，但均未形成批量生产， 现服役的折弯设备均落后且老化，因此开发、研究、制造高水平的折弯机有着重要的 意义。2折弯机分类按驱动方式分类1.1.1. 气动折弯机：气动折弯机是以压缩的气体为动力，驱动折弯机工作，因为其冲击力大，所以一 般只用于薄壁小工件的折弯。西南石油大学本科毕业设计开题报告机械板料折弯机是由机械压力机演变而成的，其结构特征与机械压力机相同，采 用曲柄连杆机构、离合器和制动器，通过飞轮释放能量产生折弯压力。机械折弯机已有悠久的历史，在50年代到达了开展的鼎盛时期，到60年代尚可 以与液压板料折弯机并驾齐驱，以后就日趋衰落。80年代以来，只有中小规格的机械 折弯机尚有少量生产，其产量在折弯机总产量中占的比例不到5%。1979年奥地利诺 瓦（NOVa）公司制造过一台压力为10000KN,长度为7.3m的机械折弯机，总重量达 H3to以后就再也没有见到生产大规格机械折弯机的报导。1.1.3. 液压折弯机：在工作过程中，因为是由液压装置提供动力，可以方便控制驱动力的大小以及实 现过载保护。不同于机械折弯机在使用过程中的问题，液压折弯机在操作、控制以及 精度方面。最早的液压折弯机出现在30年代，采用齿轮齿条机构实现两个油缸的同步运动。 到了 50年代，液压技术的开展和液压元件性能的提高给液压折弯机的开展创造了条 件。如法国的柯利（Colly）公司开发的油缸内具有可调整的机械挡块，并采用扭轴实 现同步的上动式折弯机、法国普罗梅坎（Promecam）公司开发的油缸布置在下横梁中 间，滚轮同步的下动式折弯机。这两种折弯机大大提高了折弯机精度和使用性能，扩 大了折弯机的使用范围，能满足许多工业部门对板料折弯机的要求。这两种折弯机的 出现，是折弯机开展道路上的一个重要里程碑，标志着液压折弯机的成熟。相较于机械折弯机，液压折弯机的优势在于：1）调节方便简单，方便实现自动控制，精度高、数控化；2）工作行程范围大，且在行程内各个点都可提供最大的力；3）结构布局方便灵活；4）因其过载保护，所以平安性高，对操作人员要求简单。2.2.按数控系统分类用数控系统控制的折弯机，其生产效率和加工精度是普通折弯机所无法比较的, 这得益于数控系统本身的特点，可以控制折弯机的每一步动作，而且操作界面可视化, 使得操作十分简单，将程序编好后存入系统中，折弯机就可以根据程序的指令加工零 件，这对于普通折弯机来说是不可能到达的。常用的数控板料折弯机有上动式、下动 式和三点式折弯机，下面介绍对这三种折弯机进行介绍：2液压折弯机结构设计与分析2.2.1. 上动式折弯机:折弯机工作时的主动件是上模，动力系统驱动上模向下运动完成折弯通常具有机 械同步系统或滑块运动时的与工作台的相对位置，这就保证了工件成型质量。2.2.2. 下动式折弯机：折弯机工作时的主动件是下模，动力系统驱动下模向上运动完成折弯。2.2.3. 三点折弯式折弯机：折弯机是通过斜楔机构精确调整并固定凹模底板的深度来控制折弯角度。3折弯机的国内外现状当前市场上存在的折弯机种类繁杂，各种形式的折弯机并存，液压、气压、机械 折弯机在各自的领域都发挥着各自的作用。而且由于科技的不断开展，高精度、高效 率、低噪音、低污染、能源利用率高的折弯机相继问世。开展到今天已经成为一种精 密的机床，能够对钢材精确折弯，其误差几乎可以忽略不计。3.1.国内折弯机研究现状相较于欧美等兴旺国家，由于中国近代工业起步较晚，折弯机的开展与其他工业 领域的开展密不可分，相互促进共同开展。其开展也就相对较晚。我国第一台折弯机是由甘肃天水锻压机床在上世纪80年代研制出来 的，型号是W67Y-160K/3200,这是中国在折弯机领域的里程碑，开创了中国折弯机 的新纪元。自此以后中国在折弯机利于有了较为快速的开展。较为出色的有湖北三环 锻压设备、马鞍山市中亚机床制造、江苏金方圆公司等。湖北三环锻压设备是中国国内研制折弯机最早的一批企业之一，80年 代初从比利时LVD公司引进了 17种液压剪板机、折弯机制造技术，并建立了长期 合作的关系，使得其公司产品的综合性能大幅度向前开展。1989年-1996年，三环锻 压先后六次引进比利时、美国、德国、日本的先进技术，实现了由液压技术向数控技 术的第二次飞跃。进入21世纪，依托引进、消化、吸收和再创新的技术路线，三环 先后开发出一批拥有自主知识产权，到达世界先进水平的产品，例如PPF6000吨位的 超大数控折弯机，该机型是国内首创的六缸电液伺服同步控制技术，其定位精度和重 复精度远高于国外同类产品，单轴数控加凸补偿技术，实现了折弯误差智能化自动反 馈补偿，到达了国际领先水平，使得中国在国际的现代化地位明显提高川。西南石油大学本科毕业设计开题报告马鞍山市中亚机床是最近几年开展起来的，公司的核心产品主要为 ZYB型电液伺服数控折弯机、WC67Y、WC67K型普通、数控折弯机。其WC67Y系 列液压折弯机滑块运动定位精度可达±Omm,重复定位精度可达±0.05mm,折弯角度 精度可达±1。，折弯直线度精度可达±0.7 mm/m；其WC67K系列液压折弯机滑块运动 定位精度可达±0.05mm,重复定位精度可达±0.02mm,折弯角度精度可达±3（T,折弯 直线度精度可达±0.7 mm/m。江苏金方圆公司在2013年9月与德国通快集团合资，目前主要产品包括PR 6C/PR 8C系列、HPR系列、HPE系列和双机联动数控折弯机，PR 6C/PR 8C系列 属于常规性液压数控折弯机，配备国际最先进的荷兰Delem DA52/DA66T/T-3500T 折弯控制系统，HPR系列属于高速液压折弯机，加工效率提高约40%, HPE系列属 于高精度折弯机，并能有效减少能源损失，节能约30%,双机联动数控折弯机最大加 工长度可达12m。除众多企业外，国内多所高校在折弯机的技术方面也取得了璀璨的成果。2012年华南理工大学戴敏提出了将开放式数控控制系统EMC2应用于全自 动折弯机上，该系统能够满足对于有特殊折弯工艺要求的折弯机，同时能够对折弯模 型进行编程、仿真，提高了折弯的成型率。2013年华南理工大学史步海等人提出用偏差耦合的多电机同步控制折弯机工 作，该系统通过调节折弯机不同工作轴电机运动位置之间的偏差，提高了折弯机的工 作性能和折弯精度。2013年华中科技大学余俊等人将华中数控公司开发的华中8型系统应用在 湖北三环锻压设备公司生产的型号为PPEB100T-3M的折弯机上，使得该折弯机的 折弯精度可到达±0.（）lmm。2013年北方工业大学李东旭基于Win CE系统开发了一套能够实时远程监控 和故障诊断的折弯机系统提高了自动折弯机的集成化、智能化水平。2014年南京航空航天大学刘荣设计了一套全伺服驱动的控制系统，该系统能够 实时规划折弯机滑块的路线，并采用悬臂式直角坐标的机械手，折弯精度误差能够达 到 ± 0.3mm。2015年河北工业大学付景海提出一种扭转式折弯结构，能够实现连续生产加 工，大大提高了折弯效率。2016年李秋生通过设计折弯机液压系统参数，建立适当的液压驱动伺服系统模 型，并由此建立数学模型。在数学模型的基础上对液压伺服系统进行动态特性分析。液压折弯机结构设计与分析结果说明，通过对液压伺服系统的合理设计，改善了折弯机的性能，提高了铝卷翻转 的可靠性2016年顾忠新提出了综合利用VB语言、SolidWorks以及ANSYS等软件，采 用现代设计方法与理论对折弯机油缸实现了从设计计算到有限元分析的CAD/CAE 技术，不但能够提高产品的质量，减轻设计人员的劳动强度，而且可以提高企业的市 场竞争力，并可获得丰厚的经济效益。2017年安徽工业大学杨西、岑豫皖、叶小华、黄健中提出一种新的基于单神 经元PID的交叉耦合控制方式控制策略，利用AMESim与Simulink软件对折弯机液 压系统进行联合仿真，比较了在“主从方式”和“交叉耦合控制方式”下PID控制效果。 结果说明:神经元PID交叉耦合控制策略控制精度高、系统响应快，其控制性能要优 于PID控制。2017年江南大学单佳莹，平东良，钱怡UH通过建立折弯机的整体模型，经拓扑 优化及尺寸优化后，得到满足强刚度要求的新模型，并使质量减少6.7%o在参照拓 扑优化结果时，舍弃平常挖空多余局部的做法，采用添加加强板，方便切割，同时也 让生产方可购买更经济的薄板，节约本钱。2017年华中科技大学曾旭辉口21设计的顶拉式型钢折弯机采用双向同步均匀受力 的方式，保证型钢弯曲时整体均匀变形，从而防止中间单向受力产生畸变，矫正限位 装置进一步保证了型钢在顶拉液压缸作用下其前后端能够适配变形，以保证型材稳定O 此外，型钢弯曲度测量装置可以实现实时测量，保证了工件质量。2021年杜成刚Bl等人采用六轴折弯机器人辅助数控折弯机取代传统的人工操作 实现自动折弯成为银金行业开展的热点。32国外折弯机研究现状最早的液压折弯机出现在30年代，采用齿轮齿条机构实现两个油缸的同步运动。 到了 50年代，液压技术的开展和液压元件性能的提高给液压折弯机的开展创造了条 件。法国的柯利（Colly）公司和普罗梅坎（Promecam）公司开发了油缸内具有可调 整的机械挡块，并采用扭轴实现同步的上动式折弯机和油缸布置在下横梁中间，滚轮 同步的下动式折弯机，这两种折弯机的出现大大提高了折弯机精度和使用性能，也标 志着液压折弯机的成熟口久随后国外的液压折弯机开展逐步走向精确化、自动化、智 能化。其中国外有许多著名的折弯机公司，例如比利时LVD公司、荷兰Delem公 司、和日本天田（AMADA）公司、瑞士的Cybelec公司等。西南石油大学本科毕业设计开题报告比利时LVD公司是最先对三点式折弯机进行研制并成功交付的公司。其研发的 PPEB系列是当今最先进的折弯机，该系列产品在折弯方式、数控系统、多轴联动、 以及控制系统都是世界最一流的技术。在多轴联动的复杂运动中，由操控面板进行目 视化操作可以将工作轴的误差减少到0.2mm范围以内。日本天田集团(AMADA)在20世纪80年代研发的FINE&BENDER系列折 弯机，这种类型的折弯机大致分为两大类，分别为FBD和FBDII o两类折弯机的 区别在于吨位的大小，FBD系列吨位较大，FBDII系列吨位较小。日本天田集团的 FBDIII-NT与HDS-NT系列在折弯精度上更高，它的具体表达可以通过三维模拟来 观察,操作人员只要按照折弯机的操作步骤进行，就可以使折弯精度提高而减少失误。荷兰Delem公司在20世纪90年代初所研发的了 DA24系统。随后经过不断 的努力研发出DA24e系列、DA6x系列以及DA6xW系列系统，在最近研发的 DA6xW系列是DELEM公司的新技术，该公司生产的DA69W系列折弯机，是世 界上第一次有人将微软的嵌入式操作系统应用于折弯机的操作界面。这就使工人在操 作时更为简便。该系统可以对工件进行二维和三维建模。实现了折弯机的自动化：自 动计算折弯工艺工序，并检测工件与折弯机的干涉。瑞士的Cybelec公司在1970年研发了世界上第一个折弯机数控系统DNC880。 DNC880为一种非常实用的编程系统，可以用在折弯机上，它的一个非常好的优点是 比较简单且可以在一个页面完成编程，不需要产生更多页面，需要的折弯机工艺参数 在编程运行结束后会自动更新，以到达效率和精度的提升。这种系统有许多优点，人 工修改折弯的程序会使计算时间极大地缩短，操作水平提高等。4折弯机开展趋势如今世界各国科技的开展一日千里，技术换代的周期明显缩短，而且世界各地的 信息交流随着网络的开展越来越快，在任何一个地方就可以得到世界各地的所有信息。 技术越来越透明，想要在折弯机的市场中占据一席之地，必须不断革新折弯机的技术， 当今折弯机的开展方向主要有以下几条；(1)自动化如今世界各地尤其是兴旺国家的人工本钱越来越高，而且许多行业比方航空航天、 精密仪器等对零部件的尺寸要求越来越复杂，这就使得折弯加工过程越来越复杂，依 靠人工加工不但本钱较高，而且难以满足产量和质量的要求，这就要折弯机能够自动 折弯，目前已经有比较不错的自动折弯机器人出现，但是该技术还不够成熟，不能够 大批量使用。液压折弯机结构设计与分析（2）高精度人们对于完美的追求永无止境，在折弯机领域表达为精度的不断提高，未来市场 对于折弯产品最关注的的参数就是精度，精度可以代表这折弯机的质量。（3）新工艺变那么通，未来市场对折弯机的需求各种各样，折弯产品的复杂程度越来越高，这 也就促使着新工艺新设备的产生，未来折弯工艺可能完全与我们现在所掌握的工艺完 全不同。（4）超大型未来世界所建设的工程体量远超现在，这就要求更大型的设备作保障，工程机械 的大型化是未来开展的一个方向。5研究的主要内容及预期目标.5.1. 主要内容：1）液压折弯机基本概况和研究背景介绍；2）液压原理图分析设计和液压系统结构设计；3）系统结构优化和液压系统仿真；4）绘制液压原理图，总装图及局部零件图预期成果：1）翻译2万印刷字符（或译出5000汉字）以上的有关技术资料或专业文献；2）完成1.5万字以上的说明书和折合2.5张0号图纸工作量（设计型）；3）完成液压折弯机的装配图、液压原理图、关键零件图1套（设计型）；4）完成液压折弯机的液压传动方案拟订、系统仿真研究；5）完成说明书（研究报告）包含资料调研、方案设计与说明、关键原理推导与计 算；6）各项综合要求应满足西南石油大学本科毕业设计（论文）要求。6研究方法：1）和分析资料；2）初步确定液压板料折弯机的总体布局；3）进行运动及动力参数的计算；4）液压原理图分析设计和液压系统结构设计；