數(shù)控連續(xù)彎管機(jī)的總體設(shè)計(jì)

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：數(shù)控連續(xù)彎管機(jī)總體設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 指 導(dǎo) 教 師： 專 業(yè) 班 級(jí)： 20 年 月 日 1. 課題名稱： 數(shù)控連續(xù)彎管機(jī)設(shè)計(jì) 2. 課題研究背景： 在航空、航天、船舶、汽車、摩托車、空調(diào)等制造業(yè)中，大量應(yīng)用到對(duì)管材的彎曲加工作業(yè)，如何將管材彎曲成復(fù)雜的空間幾何形狀，并保持工藝要求的精度，一直是人們所關(guān)心的問題。近十幾年來，國(guó)內(nèi)的許多汽車、摩托車、空調(diào)生產(chǎn)廠家引進(jìn)了用于管材彎曲成形加工的CNC彎管機(jī)，這種彎管機(jī)以它在同一臺(tái)機(jī)器上可實(shí)現(xiàn)管材的各種復(fù)雜彎曲加工，以及加工精度高和對(duì)管材外表面損傷小等特點(diǎn)，在管材的彎曲成形加工方法中占有非常重要的地位。所以液壓彎管機(jī)將取代傳統(tǒng)的彎管機(jī)而成為彎管生產(chǎn)的主要設(shè)備。通過分析液壓彎管機(jī)的使用范疇可以看出未來電動(dòng)液壓彎管機(jī)的未來發(fā)展趨勢(shì)還是非常不錯(cuò)的。而且近年來的發(fā)展也是比較順利的，所以這個(gè)行業(yè)能夠?qū)⒈豢春谩? 彎管機(jī)是管材彎曲加工的主要設(shè)備。彎管機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，按彎管時(shí)加熱與否可分為冷彎管機(jī)和熱彎管機(jī)兩類，按傳動(dòng)方式可分為手動(dòng)、氣動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)四種，按控制方式又可分為手控、半自動(dòng)、自動(dòng)和數(shù)控四種。 彎管機(jī)特點(diǎn)如下： 1、彎管機(jī)采用觸熒幕加數(shù)控模組，對(duì)話式操作，程式設(shè)定簡(jiǎn)便容易2、床身結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，不易變形。3、每一檔可設(shè)定16個(gè)彎管角度，記憶體可儲(chǔ)放16組檔案。4、俱慢速定位功能，彎管角度穩(wěn)定，重復(fù)精度達(dá)±0.15、錯(cuò)誤訊息在屏幕上顯示，幫助操作者立即排除。6、提供自行研發(fā)之座標(biāo)轉(zhuǎn)換彎管加工值，軟體可選購(gòu)裝在桌上型電腦編輯計(jì)算。 彎管機(jī)的彎管工藝的特點(diǎn)： 彎管機(jī)進(jìn)行管材的彎曲和板料的彎曲一樣。在純彎曲的情況下，外徑為D，壁厚為t的管子受外力矩?M的作用發(fā)生彎曲時(shí)，中性層外側(cè)管壁受拉應(yīng)力σ1作用，管壁變薄；中性層內(nèi)側(cè)管壁受拉應(yīng)力σ1作用，管壁變厚。而且，橫截面的形狀由于受合力F1和F2的作用由圓形變?yōu)榻茩E圓形，當(dāng)變形量過大時(shí)，外側(cè)管壁會(huì)產(chǎn)生裂紋，內(nèi)側(cè)管壁會(huì)出現(xiàn)起皺。管材的變形程度，取決于相對(duì)彎曲半徑R/D和相對(duì)厚度t/D數(shù)值的大小。R/D和t/D值越小，表示變形程度越大。為保證管件成形質(zhì)量，必須控制變形程度在許可范圍內(nèi)，管材彎曲成形極限不僅取決于材料的力學(xué)性能和彎曲方法，而且還考慮管件的使用要求。管件的成形極限應(yīng)包含以下幾個(gè)內(nèi)容：1)中性層外側(cè)拉伸變形區(qū)內(nèi)最大的伸長(zhǎng)變形不超過材料塑性允許值而產(chǎn)生破裂；2)中性層內(nèi)側(cè)壓縮變形區(qū)內(nèi)，受切向壓應(yīng)力作用的薄壁結(jié)構(gòu)部分不致超過失穩(wěn)而起皺；3)如果管件有橢圓度的要求時(shí)，控制其斷面產(chǎn)生畸變；4)如果管件有承受內(nèi)壓力的強(qiáng)度要求時(shí)，控制其壁厚減薄的成形極限。2.彎管機(jī)的發(fā)展歷史結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 我國(guó)的彎管機(jī)加工工藝，從青銅器時(shí)代開始萌芽的，并逐漸形成和發(fā)展。從殷商到春秋時(shí)期已經(jīng)有了相當(dāng)發(fā)達(dá)的青銅冶鑄業(yè)出現(xiàn)了各種青銅工具，如：青銅刀、青銅銼、青銅鋸等等。同時(shí)有出土文物與甲骨文記錄表明，這個(gè)時(shí)期的生產(chǎn)的青銅工具和生活工具，在制造過程中大都要經(jīng)過切削加工或研磨。我國(guó)的冶鑄技術(shù)比西歐早一千多年。滲碳、淬火、和煉鋼技術(shù)的發(fā)明，為制造堅(jiān)硬鋒利的工具提供了便利的條件。鐵質(zhì)工具的出現(xiàn)，表明金屬切削加工進(jìn)入了一新的階段。有記載表明早在三千多年前的商代已經(jīng)有了旋轉(zhuǎn)的琢玉工具，這也就是金屬切削機(jī)床的前身。70年代在河北滿城一號(hào)漢墓出土的五銖錢，其外圓上有經(jīng)過車削的痕跡，刀花均勻，切削振動(dòng)，波紋清晰，橢圓度很小。有可能將五銖錢穿在方軸上然后裝夾在木質(zhì)的車床上，用手拿著工具進(jìn)行切削。美國(guó)自20世紀(jì)60年代就開始使用垂直液壓(即立式)彎管機(jī)，可以彎制152.4～762mm?(6～30英寸)各種壁厚的鋼管。70年代后，冷彎?rùn)C(jī)的性能進(jìn)一步完善，同時(shí)，彎管內(nèi)胎研制成功，與冷彎?rùn)C(jī)配套使用，能夠彎制薄壁高強(qiáng)度大口徑的輸油輸氣管道鋼管，最大彎管直徑達(dá)到1524mm(60英寸)。原蘇聯(lián)研制冷彎管機(jī)基本也是從20世紀(jì)60年代開始的，功能與美國(guó)機(jī)器相仿，但由于其主機(jī)液壓系統(tǒng)采取臥式結(jié)構(gòu)，平面占用空間較大，運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)擺布均存在較大困難。目前，世界上有美國(guó)、加拿大和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家近10家冷彎?rùn)C(jī)生產(chǎn)廠，所產(chǎn)機(jī)型基本結(jié)構(gòu)均為垂直液壓式，內(nèi)胎形式主要有氣動(dòng)式和液壓式兩種。氣動(dòng)式結(jié)構(gòu)內(nèi)胎優(yōu)點(diǎn)在于行走速度快、彎管預(yù)制效率高，但需要另行配置空氣壓縮機(jī)，系統(tǒng)工作平穩(wěn)性差，難以控制。液壓式內(nèi)胎借助于整機(jī)液壓站，結(jié)構(gòu)緊湊，且液壓傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，能夠保證管道在預(yù)制過程中不發(fā)生橢圓變形。 如今我國(guó)彎管機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)具有以下顯著的特點(diǎn)： 1.搖臂，其作用是保證彎管彎曲半徑符合要求，其夾緊座是限制鋼管在彎曲過程中反彈。 2.矯直輥一是防止在彎曲過程中垂直方向變形，與浮動(dòng)防橢圓夾具配合使用保證彎曲后的鋼管橢圓度符合要求。 3.導(dǎo)向輥裝置一有兩組導(dǎo)向輥和機(jī)架及夾緊傳動(dòng)系統(tǒng)組成，導(dǎo)向輥開合由液壓驅(qū)動(dòng)來完成，其功能是與搖臂共同完成鋼管水平方向的彎曲。 4.推送裝置(由小車、床身、傳動(dòng)軸、牽引鏈等組成)推動(dòng)鋼管前進(jìn)，在搖臂和導(dǎo)向輥?zhàn)饔孟落摴墚a(chǎn)生彎曲。 5.驅(qū)動(dòng)裝置它是推送裝置的動(dòng)力源。 6.泵站一分高壓和低壓兩部分為導(dǎo)向輥開合、搖臂夾緊座油缸、推送裝置小車卡盤開合、矯直輥開合提供動(dòng)力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，彎管機(jī)的型式日趨多樣化，彎管性能也在大幅度地提高。微型計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、可編程控制器、先進(jìn)的交流伺服系統(tǒng)以及新型液壓元器件和液壓技術(shù)的應(yīng)用，使彎管機(jī)的功能更趨完善。 3.彎管機(jī)的工作原理：三軸自由彎曲系統(tǒng)關(guān)鍵部分如圖 1 1所示。該系統(tǒng)主要由彎曲模、球面軸承、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和推進(jìn)機(jī)構(gòu)4部分組成，其中彎曲模與球面軸承相接觸的球面半徑相同。其工藝原理是：管材在推進(jìn)機(jī)構(gòu)的連續(xù)推動(dòng)作用下依次通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和彎曲模，在管材通過彎曲模時(shí)，球面軸承在X/Y平面內(nèi)作偏心運(yùn)動(dòng)，而彎曲模隨著球面軸承的偏心運(yùn)動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)球面軸承在X/Y平面內(nèi)偏離平衡位置為u時(shí)，管材在彎曲部位產(chǎn)生偏心距u，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)彎曲成形。 隨著Z軸方向的送料，管材逐漸彎曲出較大的彎曲角。偏心距u的大小決定了彎曲半徑R的大小，當(dāng)u很大時(shí)，彎曲半徑R將會(huì)很小。從彎曲模球心到導(dǎo)向機(jī)構(gòu)前端之間在Z向的距離為A，當(dāng)A值大小超過正常范圍時(shí)，即使u值很大，同樣無法彎曲出較小的彎曲半徑。在三軸自由彎曲系統(tǒng)中，管材在彎曲時(shí)受到軸向推進(jìn)機(jī)構(gòu)所施加的推力PL和球面軸承所施加的彎曲力Pu。在PL和Pu的共同作用下產(chǎn)生彎矩M，使管材發(fā)生彎曲，其中： M=Pu×A+PL×u（該公式為標(biāo)量計(jì)算）。 彎曲力Pu的大小取決于管材材料本身的性質(zhì)以及偏心距u和A的大小，當(dāng)管材材料不變時(shí)，A值越大，u值越小，則彎曲力Pu越小。球面軸承和軸向推進(jìn)機(jī)構(gòu)可在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)X/Y/Z 3個(gè)方向的自由運(yùn)動(dòng)，故將該彎曲方法命名為三軸自由彎曲系統(tǒng)。 3. 課題研究意義 彎管機(jī)技術(shù)如今在我國(guó)廣泛用于電力施工，公鐵路建設(shè)，鍋爐、橋梁、船舶、家俱、家電和裝潢等行業(yè)，其工藝隨著現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步也在不斷發(fā)展。數(shù)控彎管機(jī)是數(shù)控技術(shù)與傳統(tǒng)彎管工藝相結(jié)合，隨著機(jī)床工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的。其自動(dòng)化程度高、效率高，適合于快速精確地彎制復(fù)雜的空間彎曲件。彎管技術(shù)還廣泛應(yīng)用于鍋爐及壓力容器、空調(diào)制造、汽車、航空航天等多種行業(yè)。彎管質(zhì)量的好壞，將直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著制造業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)彎管機(jī)在汽車配件、造船、家用電器等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。各類彎管機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，如大型立體彎管機(jī)、CNC彎管機(jī)、液壓彎管機(jī)等。數(shù)控彎管機(jī)彎管效率高，管件質(zhì)量穩(wěn)定，可迅速提高機(jī)加車間的生產(chǎn)效率。特別適合大批量多種類管件生產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)的鍋爐制造廠家大部分仍采用手動(dòng)彎管。部分有實(shí)力的公司引進(jìn)了國(guó)外的自動(dòng)彎管機(jī)，但價(jià)格十分昂貴。 為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，業(yè)內(nèi)迫切需要能滿足大批量、多規(guī)格，且價(jià)格低廉的自動(dòng)彎管機(jī)。本文設(shè)計(jì)了一種適合鍋爐生產(chǎn)過程中彎管需要的全自動(dòng)數(shù)控彎管機(jī)，在操作員的配合下，可自動(dòng)完成送管、置位、彎管、復(fù)位、翻身等操作?？刂葡到y(tǒng)以PLC為核心，穩(wěn)定可靠；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)保證了送管的精度；觸摸屏提供了更直觀的人機(jī)界面。因此彎管機(jī)設(shè)計(jì)有著重要意義。 4. 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)： 在工業(yè)高速發(fā)展的今天，世界各國(guó)開發(fā)彎管機(jī)已經(jīng)有多年的歷史，特別是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)和意大利等在這方面已經(jīng)有相當(dāng)成熟的經(jīng)驗(yàn)和頂尖技術(shù)水平。 數(shù)控彎管機(jī)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān),早在20世紀(jì)70年代時(shí),美國(guó)?EATONLEONARD公司就已經(jīng)研制生產(chǎn)了計(jì)算機(jī)數(shù)控彎管設(shè)備,首創(chuàng)計(jì)算機(jī)編程數(shù)控彎管之先河,大大提高了當(dāng)時(shí)的數(shù)控彎管水平。 20世紀(jì)80年代,日本千代田工業(yè)株式會(huì)社在美國(guó)EATONLEONARD公司的研究成果上,成功研制了M-1型管型測(cè)量機(jī)和EC、TC兩種系列十多種型號(hào)的數(shù)控彎管機(jī),功能非常強(qiáng)大,很快便以嶄新的技術(shù)面貌擠入了國(guó)際市場(chǎng)。 我國(guó)的數(shù)控彎管機(jī)研究起步較晚,但發(fā)展很快,早在1970年武昌造船廠就研制成功一臺(tái)數(shù)控彎管機(jī),這是國(guó)內(nèi)自主研制的第一臺(tái)數(shù)控彎管機(jī)。1973年武昌造船廠又成功研制了SKWG-2型數(shù)控彎管機(jī)。為適應(yīng)用戶的對(duì)管加工機(jī)床功能、精度及效率的要求，意大利的博利馬（BLM?GROUP）公司推出了當(dāng)代代表今彎管機(jī)最高水平的全電動(dòng)數(shù)控彎管機(jī)，他們最大的加工管徑分別為Φ76mm及Φ90mm，可以實(shí)現(xiàn)最小彎管半徑小于1D。機(jī)床13個(gè)軸均為可編程控制的電動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)。機(jī)床的設(shè)計(jì)充分考慮了復(fù)雜制造業(yè)的市場(chǎng)需求，尤其適用于復(fù)雜外形管件的中小批量高質(zhì)量的加工，如航天航空及汽車領(lǐng)域。 我國(guó)的液壓管類加工機(jī)械行業(yè)液壓彎管機(jī)還沒有年產(chǎn)值達(dá)10億元以上的企業(yè)，即使是年產(chǎn)值超過5億元的企業(yè)也屈指可數(shù)，所以中國(guó)會(huì)萃了很多中小彎管機(jī)企業(yè)，統(tǒng)一發(fā)展水平的起跑線上，產(chǎn)品線是競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)特征。液壓管類加工機(jī)械主要出產(chǎn)產(chǎn)品：彎管機(jī)、液壓彎管機(jī)數(shù)控彎管機(jī)全自動(dòng)彎管機(jī)切管機(jī)圓鋸機(jī)全自動(dòng)切管機(jī)縮管機(jī)管端成型機(jī)滾圓機(jī)、磨齒機(jī)液壓油缸、等等。公司雄厚的技術(shù)實(shí)力，LCX羅茨泵一套完整的檢修設(shè)備，是國(guó)家質(zhì)量信得過產(chǎn)品。大型冷彎管機(jī)的研制成功，使我國(guó)化工行業(yè)大口徑高壓管進(jìn)行冷彎加工成為可能。此外，公司自主研制的大口徑彎管機(jī)價(jià)格、小彎曲半徑推拉式冷彎彎管機(jī)為化工煉油渣油加氫裝置及其他大口徑、特種材質(zhì)管道實(shí)施管道工廠化施工，提供了有力的裝備保證。公司推廣的管道工廠化技術(shù)、將管道按管線圖在工廠制作完成，到施工現(xiàn)場(chǎng)安裝，減少焊縫80%左釉冬不僅降低了施工成本，提高了施工質(zhì)量，而且大大縮短了工期。國(guó)外大口徑長(zhǎng)輸管道建設(shè)中，美國(guó)自20世紀(jì)60年代就開始使用垂直液壓(即立式)彎管機(jī)，可以彎制152.4～762mm (6～30英寸)各種壁厚的鋼管。70年代后，冷彎?rùn)C(jī)的性能進(jìn)一步完善，同時(shí)，彎管內(nèi)胎研 制成功，與冷彎?rùn)C(jī)配套使用，能夠彎制薄壁高強(qiáng)度大口徑的輸油輸氣管道鋼管，最大彎管直徑達(dá)到1524mm(60英寸)。原蘇聯(lián)研制冷彎管機(jī)基本也是從20世紀(jì)60年代開始的，功能與美國(guó)機(jī)器相仿，但由于 其主機(jī)液壓系統(tǒng)采取臥式結(jié)構(gòu)，平面占用空間較大，運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)擺布均存在較大困難。目前，世界上有美國(guó)、加拿大和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家近10家冷彎?rùn)C(jī)生產(chǎn)廠，所產(chǎn)機(jī)型基本結(jié)構(gòu)均為垂直液壓式，內(nèi)胎形 式主要有氣動(dòng)式和液壓式兩種。氣動(dòng)式結(jié)構(gòu)內(nèi)胎優(yōu)點(diǎn)在于行走速度快、彎管預(yù)制效率高，但需要另行配置空氣壓縮機(jī)，系統(tǒng)工作平穩(wěn)性差，難以控制。液壓式內(nèi)胎借助于整機(jī)液壓站，結(jié)構(gòu)緊湊，且液壓 傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，能夠保證管道在預(yù)制過程中不發(fā)生橢圓變形。全球機(jī)床生產(chǎn)基地主要分為亞洲、歐盟、美洲三大地區(qū)，其中歐盟以歐洲機(jī)床協(xié)會(huì)最具代表性，而亞洲主要生產(chǎn)國(guó)為中國(guó)、韓國(guó)、日本，兩大基地幾乎占據(jù)全世界生產(chǎn)總值，而三大生產(chǎn)基地同時(shí)也是三大主力消費(fèi)市場(chǎng)。目前,歐洲各國(guó)互相采購(gòu)的比率很高，形成內(nèi)部區(qū)域性的互補(bǔ)效果；亞洲由于各國(guó)機(jī)床發(fā)展水平不均衡，使機(jī)床貿(mào)易頻繁，占據(jù)全國(guó)近半消費(fèi)額；而美洲新興工業(yè)化國(guó)家居多，產(chǎn)值有限需大量進(jìn)口。中國(guó)作為全球最大機(jī)床生產(chǎn)國(guó)、進(jìn)口國(guó)和消費(fèi)國(guó),早期的機(jī)床均屬國(guó)營(yíng)，生產(chǎn)效率不佳，出口比例較低；目前管類加工機(jī)床彎管機(jī)及其行業(yè)機(jī)床正在逐漸成熟 走向國(guó)際市場(chǎng) 在國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)大力改革、裁汰冗員，大量崛起“人員精簡(jiǎn)、產(chǎn)值高”的民營(yíng)企業(yè)等事件后，情況得到好轉(zhuǎn)；同時(shí)，隨著逐步學(xué)習(xí)日本、美國(guó)的技術(shù)設(shè)計(jì)理念，把主要市場(chǎng)投向汽車、模具、電子等高端產(chǎn)業(yè)，管材類機(jī)械 主要有 彎管機(jī)、及數(shù)控彎管機(jī) 等、采用技術(shù)合作或引進(jìn)外資的方式吸引日本、臺(tái)灣企業(yè)，使機(jī)床產(chǎn)業(yè)得到大幅度的發(fā)展。 以新工藝為導(dǎo)向，滿足新工藝要求的特殊結(jié)構(gòu)、特殊功能的鍛壓設(shè)備也不斷出現(xiàn)。比如，等數(shù)控彎管機(jī)、切管機(jī)、彎管切管縮管與一體流水線管材加工設(shè)備，特殊材料鍛壓設(shè)備等。發(fā)電設(shè)備、大飛機(jī)、船舶、軍機(jī)、航天、車輛等快速發(fā)展，極大地推動(dòng)了管材加工設(shè)備的發(fā)展、彎管機(jī)設(shè)備上面尤其是全自動(dòng)彎管機(jī)在航天行業(yè)、造船行業(yè)、車輛行業(yè)中，有著很重要的地位、全自動(dòng)彎管機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)設(shè)備的發(fā)展與進(jìn)步，使我國(guó)成為擁用自動(dòng)化設(shè)備、不需要過去依靠進(jìn)口這一大突破。而且，彎管機(jī)設(shè)備技術(shù)還將繼續(xù)刷新。 但是中國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)與其他制造強(qiáng)國(guó)相比較，在結(jié)構(gòu)、水平、研發(fā)和服務(wù)能力等方面都還存在明顯的差距。例如，2009年國(guó)產(chǎn)機(jī)床的市場(chǎng)占有率雖然已上升至70.1%，但是進(jìn)口機(jī)床仍高達(dá)59億美元，進(jìn)口產(chǎn)品幾乎都是高檔數(shù)控機(jī)床(包括成套生產(chǎn)線)?？梢?，針對(duì)高端產(chǎn)品的需求，國(guó)產(chǎn)機(jī)床長(zhǎng)期以來一直供非所需，低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，高端產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。 機(jī)床主機(jī)企業(yè)大而不強(qiáng)，小而不精；配套能力弱，產(chǎn)業(yè)分工不清晰；自主創(chuàng)新能力薄弱，尚未完全掌握基礎(chǔ)、關(guān)鍵、共性技術(shù)；高性能數(shù)控系統(tǒng)和功能部件的發(fā)展滯后于主機(jī)，與數(shù)控機(jī)床發(fā)展相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈體系還不夠完善；工程集成能力弱，為汽車等重點(diǎn)行業(yè)核心制造領(lǐng)域提供成套生產(chǎn)線還處于起步階段；缺乏大量研發(fā)、高級(jí)技工和復(fù)合型管理等高端人才，這些都制約機(jī)床產(chǎn)業(yè)快速、可持續(xù)發(fā)展。? 據(jù)悉，目前國(guó)內(nèi)管類加工行業(yè)彎管機(jī)占機(jī)床行業(yè)70%的消費(fèi)主體，但如此巨大的市場(chǎng)卻被進(jìn)口機(jī)床占近80%。不過這也從側(cè)面說明未來中國(guó)機(jī)床行業(yè)市場(chǎng)占有空間很大 專家預(yù)測(cè)，在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、國(guó)家政策大力支持、上下游產(chǎn)業(yè)振興等背景下，機(jī)床行業(yè)的旺盛需求仍將保持高速增長(zhǎng)，但對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床需求將不斷上升，對(duì)中低檔機(jī)床工具產(chǎn)品的需求則將不斷下降。 從現(xiàn)狀來看，我國(guó)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品及產(chǎn)業(yè)鏈，雖然高檔、中檔、低檔產(chǎn)品對(duì)應(yīng)著不同的市場(chǎng)和用戶群，但是產(chǎn)品卻存在著相同問題，即產(chǎn)品的質(zhì)量和效率不高。比如，機(jī)床制造業(yè)，無論是滿足高精度要求的高端機(jī)床、或數(shù)控管材數(shù)控彎管機(jī)機(jī)床，還是普通、量大、面廣的中低檔機(jī)床，首先要保證機(jī)床產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。因此，傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)，其產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造，關(guān)鍵在于提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率。另外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，彎管機(jī)的型式日趨多樣化，彎管性能也在大幅度地提高。特別是微型計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、可編程控制器、先進(jìn)的交流伺服系統(tǒng)以及新型液壓元器件和液壓技術(shù)的應(yīng)用，使傳統(tǒng)彎管機(jī)的功能更趨完善，數(shù)控彎管機(jī)將取代傳統(tǒng)彎管機(jī)而成為現(xiàn)代彎管的主要設(shè)備。 嵌入式系統(tǒng)（embedded system），是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可定制，適用于各種應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。嵌入式系統(tǒng)幾乎包括了生活中的所有電器設(shè)備，如掌上PDA、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、電視機(jī)頂盒、手機(jī)上網(wǎng)、數(shù)字電視、多媒體、汽車、微波爐、數(shù)字相機(jī)、家庭自動(dòng)化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)、安全系統(tǒng)、自動(dòng)售貨機(jī)、蜂窩式電話、消費(fèi)電子設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化儀表與醫(yī)療儀器等。嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器／微處理器、數(shù)控彎管機(jī)畢業(yè)論文 3 存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I／O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（OS）（要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作）和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用[4] 。嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器一般就具備以下4個(gè)特點(diǎn)：1）對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間，從而使內(nèi)部的代碼和實(shí)時(shí)內(nèi)核心的執(zhí)行時(shí)間減少到最低限度。 2）具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化，而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯(cuò)誤的交叉作用，需要設(shè)計(jì)強(qiáng)大的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能，同時(shí)也有利于軟件診斷。3）可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以能最迅速地開展出滿足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。4）嵌入式微處理器必須功耗很低，尤其是用于便攜式的無線及移動(dòng)的計(jì)算和通信設(shè)備中靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此，如需要功耗只有mW甚至μW級(jí)[5] 。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同通用型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比具有以下特點(diǎn)： 1.嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的嵌入式CPU與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化，移動(dòng)能力大大增強(qiáng)，跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。 2.嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。 3.嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣、去除冗余，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對(duì)處理器的選擇更具有競(jìng)爭(zhēng)力。4.嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)，具有較長(zhǎng)的生命周期。5.為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。6.嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不能對(duì)其中的程序功能進(jìn)行修改的，必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)[5] 。 5. 設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容 前 言 摘 要 ABSTRACT 1. 緒 論 1.1. 引言 1.2. 彎管機(jī)概述 1.3. 彎管機(jī)的研究背景 1.4. 彎管機(jī)的研究目的及意義 1.5. 彎管機(jī)的彎管的設(shè)計(jì)原理(三軸自由彎曲成形系統(tǒng)原理): 2. 彎管機(jī)設(shè)計(jì) 2.1. 機(jī)頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.2. 推料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.3. 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.4. 彎管機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2.5. 滾珠絲杠概述 2.5.1. 滾珠絲杠概述 2.6. 機(jī)頭部的滾珠絲杠選型計(jì)算 2.6.1. 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 2.6.2. 滾珠絲杠副的載荷及轉(zhuǎn)速計(jì)算 2.6.3. 滾珠絲杠副預(yù)期額定載荷 2.6.4. 估算滾珠絲杠副的最大允許軸向變形量δm 2.6.5. 估算滾珠絲杠副的螺紋底X 2.6.6. 滾珠絲杠副導(dǎo)程精度的選擇： 2.6.7. 確定滾珠絲杠副規(guī)格代號(hào) 2.6.8. 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 2.6.9. 滾珠絲杠副的載荷及轉(zhuǎn)速計(jì)算 2.6.10. 滾珠絲杠副預(yù)期額定載荷 2.6.11. 估算滾珠絲杠副的最大允許軸向變形量δm 2.6.12. 估算滾珠絲杠副的螺紋底X 2.6.13. 滾珠絲杠副導(dǎo)程精度的選擇： 2.6.14. 確定滾珠絲杠副規(guī)格代號(hào) 2.7. 推料機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠選型計(jì)算 2.7.1. 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 2.7.2. 滾珠絲杠副的載荷及轉(zhuǎn)速計(jì)算 2.7.3. 滾珠絲杠副預(yù)期額定載荷 2.7.4. 估算滾珠絲杠副的最大允許軸向變形量δm 2.7.5. 估算滾珠絲杠副的螺紋底X 2.7.6. 滾珠絲杠副導(dǎo)程精度的選擇： 2.7.7. 確定滾珠絲杠副規(guī)格代號(hào) 3. 電機(jī)概述及選型計(jì)算 3.1. 電機(jī)概述 3.1.1. 電機(jī)簡(jiǎn)要介紹 3.1.2. 調(diào)速方法 3.1.3. 使用壽命 3.1.4. 注意事項(xiàng) 3.2. 電機(jī)選型計(jì)算 3.2.1. 外部負(fù)荷的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 3.2.2. 外部負(fù)荷產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩 3.2.3. 預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦扭矩 3.2.4. 支承軸承產(chǎn)生的摩擦扭矩 3.2.5. 加速度產(chǎn)生的負(fù)荷扭矩 3.2.6. 外部負(fù)荷的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 3.2.7. 外部負(fù)荷產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩 3.2.8. 預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦扭矩 3.2.9. 支承軸承產(chǎn)生的摩擦扭矩 3.2.10. 加速度產(chǎn)生的負(fù)荷扭矩 3.3. 皮帶輪與皮帶的計(jì)算與選擇 3.4. 聯(lián)軸器的計(jì)算與選擇 3.5. 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4. 機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1. 機(jī)架的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 4.2. 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求 5. 直線導(dǎo)軌的原理及其應(yīng)用 5.1. 直線導(dǎo)軌的工作原理 5.2. 直線導(dǎo)軌的剛性 5.3. 導(dǎo)軌的精度 5.4. 直線導(dǎo)軌的選用 6. 軸承的概述及選擇 6.1. 軸承的概述 6.1.1. 概念 6.1.2. 特性 6.1.3. 精度等級(jí) 6.1.4. 類型 6.1.5. 負(fù)載能力 6.1.6. 結(jié)構(gòu)變形種類 6.1.7. 主要用途 6.1.8. 安裝技巧 6.1.9. 保養(yǎng)方法 6.2. 軸承的選擇 總結(jié) 外文翻譯 7. 自由彎曲——液壓成型工藝鏈中的一個(gè)新的彎曲技術(shù) 摘要 7.1. .導(dǎo)言 7.2. 自由彎曲技術(shù) 7.3. 彎曲原理 7.4. 彎曲的控制 7.5. 自由彎曲的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 7.6. 彎曲試驗(yàn)的完成 7.7. 有限元模擬模型在自由彎曲領(lǐng)域的發(fā)展 7.8. 仿真模型 7.9. 工藝參數(shù)的確定 7.10. 比較彎曲試驗(yàn)和仿真的結(jié)果 7.11. 總結(jié)和進(jìn)一步的工作 7.12. 參考文獻(xiàn) 致謝 參考文獻(xiàn) 附錄 外文原文 6.進(jìn)度安排 計(jì)劃14周完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，具體安排如下： （1）1-2周查閱資料，收集信息，查找數(shù)據(jù)并進(jìn)行學(xué)習(xí) （2）3-4周整理資料，完成開題報(bào)告的撰寫、提交及外文資料翻譯 （3）5-6周彎管機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算與初步方案的確定 （4）7-9周完成彎管機(jī)整體裝配圖 （5）10-11周完成彎管機(jī)的部件圖及相關(guān)零件圖 （6）12-13周整理論文，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯 （7）14周答辯 7.設(shè)計(jì)（論文）提交形式 畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 外文翻譯資料 8．參考文獻(xiàn) [1]齊秀麗，陳修龍，《機(jī)械原理》.北京：中國(guó)電力出版社，2010.8 [2]王穎，楊德星等，《工程圖學(xué)與計(jì)算機(jī)繪圖》第二版，北京航空航天出版社，2010.8 [3]王鵬李東濱劉朝陽劉杰，基于PLC與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的全自動(dòng)數(shù)控彎管機(jī)設(shè)計(jì)，哈爾濱理工大學(xué)出版社 [4]朱全光，盤管全自動(dòng)彎管機(jī)的電氣控制，遼寧省機(jī)械研究院 [5]韓莉芬，基于PLC與伺服電機(jī)的全自動(dòng)彎管機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 [6]夏鏈,田藝,何高清,祖垣,韓江，數(shù)控彎管機(jī)三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院,安徽合肥230009 [7]尹霞，數(shù)控彎管機(jī)彎管技術(shù)及其應(yīng)用，湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系 [8]宮文斌，劉昕暉，陳學(xué)海，紀(jì)永飛，自動(dòng)液壓數(shù)控彎管機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)2007年9月第38卷第9期 [9]王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn)，《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》高等教育出版社。 [10]成大先機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(單行本)[M]北京化學(xué)工業(yè)出版社,2004 [11]何存興，張鐵華.液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)[M].第二版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000 [12]沈鴻機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]北京機(jī)械工業(yè)出版社,1982 [13]楊寶光液壓機(jī)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981.4 [14]俞新陸鍛壓機(jī)械液壓傳動(dòng)[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.3 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