液壓卷花機(jī)

液壓卷花機(jī),液壓,卷花機(jī) 攀枝花學(xué)院 Panzhihua University 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 文獻(xiàn)綜述 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 03級(jí)機(jī)械二班 學(xué)生姓名： 王友 學(xué) 號(hào): 200310622031 2007 年 4 月 25 日 文獻(xiàn)綜述： 液壓卷花機(jī)綜述 1 前言 液壓卷花機(jī)是一種利用液體壓力來(lái)傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)床。由該機(jī)器生產(chǎn)的各種花形可用在圍欄，大門，臺(tái)，椅，扶梯，窗，招牌，藝術(shù)品等地方。[1]隨著人民生活水平提高，這些鐵藝制品必然會(huì)有較大需求。另一方面，用液壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，能滿足用戶任意設(shè)計(jì)的圖案，效率高，花形同一性好，體積小，重量輕，功能多，施工方便，勞動(dòng)強(qiáng)度輕，隨著新工藝及新技術(shù)的應(yīng)用，卷花機(jī)在金屬加工及非金屬成形方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在鐵藝行業(yè)中的占有份額正在大幅度攀升。[2] 2 卷花機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 卷花機(jī)是用在鐵藝行業(yè),用來(lái)生產(chǎn)鐵藝制品的基本單元-----C、S、P、E 四種基本花型和5個(gè)幾何形態(tài)（圓o）、（角/\）、（曲線∩～）、（螺旋線）和（麻花）。卷花機(jī)正是用于加工出這些形狀的鐵藝制品的機(jī)器裝備。[3] 3 卷花機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及主要產(chǎn)品介紹 目前，用來(lái)制作卷花的設(shè)備還非常落后，按動(dòng)力的來(lái)源角度，大體分為四種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：一、采用手工。該方法一般為小作坊生產(chǎn)，批量不大，生產(chǎn)效率低，但也能滿足個(gè)性化的需要，因?yàn)樗扇我飧淖兓ㄐ危珓趧?dòng)強(qiáng)度高。二、采用機(jī)械方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。效率有所提高，但制作了的花形的尺寸有限，主要是受動(dòng)力的限制。噪聲大，能耗大，不能完全滿足市場(chǎng)需求。三、采用鍛造方式。鍛造方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，材料局限性較大，不能用厚板，也加工不出開(kāi)關(guān)復(fù)雜的尾部曲卷，效率民不高。四、采用液壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用該方式的優(yōu)點(diǎn)比較明顯在，下面將要介紹。在鐵藝行業(yè)市場(chǎng)中，它們四種方式對(duì)應(yīng)對(duì)的裝備的使用比例大概為2：4：3：1；可見(jiàn)，[4]使用機(jī)械方式來(lái)加工的占了大多數(shù)，使用液壓的較少。 3.1 手動(dòng)方式的代表型號(hào)有 北京光大利克經(jīng)貿(mào)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的手動(dòng)式鐵藝軋花工裝設(shè)備。它是一種手動(dòng)式鐵藝軋花工裝設(shè)備，其包括機(jī)座，該機(jī)座的前部安裝有固定模座，在該固定模座上安裝有固定模具，在機(jī)座的后部安裝有固定的絲母，絲杠以螺合方式穿過(guò)絲母，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠，可使該絲杠相對(duì)絲母作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在絲杠的前端按照隨該絲杠移動(dòng)而不隨絲杠旋轉(zhuǎn)的方式安裝有移動(dòng)模座，在該移動(dòng)模座上安裝有與上述固定模具配合的移動(dòng)模具，在上述絲杠的后端安裝有于持操作部。[5] 　 3.2 機(jī)械方式代表性的型號(hào)有 3.2.1 石家莊安邦機(jī)械公司的電動(dòng)彎花機(jī) AB-DW10B[6] 加工能力： 彎花、彎圓弧、折角：扁鋼≤8mm×50mm，方鋼：≤25mm×25mm，方管：≤￠10mm；彎小圓：圓鋼：≤￠12mm，方鋼：≤12mm×12mm；主要特點(diǎn)：1、最大特點(diǎn)為A型機(jī)體動(dòng)力為母機(jī)，通過(guò)特殊連接件使各機(jī)構(gòu)與A型機(jī)動(dòng)力輸出端實(shí)現(xiàn)動(dòng)力聯(lián)接由此實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多能，可隨時(shí)升級(jí)。2、各另加機(jī)構(gòu)可與彎花機(jī)模具盤更換使用，電動(dòng)彎花機(jī)彎花功能不受任何影響。3、使用擺線針輪減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，省力、省工、效率高，加工強(qiáng)度大。4、生產(chǎn)加工的產(chǎn)品尺寸準(zhǔn)確，形狀規(guī)范，一致性好，加工能力大，適于批量生長(zhǎng)。 它的出現(xiàn)使鐵藝制作出現(xiàn)一個(gè)飛躍式的革命。該機(jī)是以AB-DW10A型電動(dòng)彎花機(jī)為機(jī)體，通過(guò)電動(dòng)彎花機(jī)主軸傳遞動(dòng)力，配置彎圓弧機(jī)構(gòu)、折角機(jī)構(gòu)和彎小圓彈簧機(jī)構(gòu)，構(gòu)成AB-DW10B全能型電動(dòng)彎花機(jī)。該全能型彎花機(jī)除具有A型電動(dòng)彎花機(jī)的全部功能特點(diǎn)外，又通過(guò)三個(gè)機(jī)構(gòu)，增加了彎弧彎圓、捋直、折角、批量彎小圓的功能。卷曲部份特點(diǎn)分述如下： 　 彎圓弧機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)安裝在電動(dòng)彎花機(jī)臺(tái)面上，通過(guò)電動(dòng)彎花機(jī)主軸傳遞動(dòng)力，完成圓鋼、方鋼、扁鋼彎圓、弧、捋直的工作過(guò)程。該機(jī)構(gòu)的兩個(gè)主動(dòng)滾軸由上半輪、下半輪、中間墊片組成，通過(guò)變換組合它們的組合位置，可以得到十五種不同的組合尺寸，即可以完成50*10以下各種扁鐵、10*10以下各種方鋼、￠10以下各種圓鋼的彎曲加工工作。該機(jī)構(gòu)通過(guò)控制被動(dòng)滾輪的壓入尺寸大小，可完成不同弧度產(chǎn)品零件的生產(chǎn)加工。該機(jī)構(gòu)完全使用電動(dòng)彎花機(jī)的電器控制系統(tǒng)控制，操作簡(jiǎn)便，效率高，適用性好。 彎小圓（彈簧）機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)安裝在電動(dòng)彎花機(jī)上，通過(guò)彎花機(jī)主軸傳遞動(dòng)力，完成方鋼、圓鋼彎彈簧，剖開(kāi)得到尺寸一致的批量小圓圈。其操作方法是，將被加工材料裝卡在本機(jī)構(gòu)的卡料槽內(nèi)，開(kāi)動(dòng)機(jī)器使被加工材料纏繞在軸套的外圓上，形成彈簧，將彈簧切開(kāi)，斷口焊接后磨平即成為所需要的圓形產(chǎn)品。本機(jī)構(gòu)所生產(chǎn)的產(chǎn)品由于已軸套外圓定位，所以彎成的圓尺寸準(zhǔn)確、形狀規(guī)范，一致性好。 3.2.2 東北林業(yè)大學(xué)機(jī)械廠的萬(wàn)能鐵藝成形機(jī)　[7] 　 “萬(wàn)能鐵藝成形機(jī)”是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿減速器，實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速大扭矩輸出，在機(jī)座上安裝有牙嵌式離合器來(lái)控制加工件的扭曲變形，通過(guò)計(jì)數(shù)控制器可以自動(dòng)控制扭曲工件的圈數(shù)及角度，來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的變形。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)需要垂直時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)，使蝸輪軸由水平方向翻轉(zhuǎn)到垂直方向，以適應(yīng)不同形狀工件的加工需要。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，使用方便，利用胎具可以把多種金屬型材料加工成麻花形、圓弧形、梅花形等多種形狀，它適用于建筑，裝修，環(huán)境建設(shè)等多方面。 3.2.3 寧夏富盛機(jī)械制造有限公司的電動(dòng)金屬扭曲機(jī)[8] 一種用于對(duì)方鋼或扁鐵之類的型材進(jìn)行扭曲加工(鐵藝)的電動(dòng)金屬扭曲機(jī)，包括固定夾頭和扭曲夾頭，其特點(diǎn)在于固定夾頭的底部與固定在機(jī)體上的導(dǎo)軌滑動(dòng)相聯(lián)；扭曲夾頭與固定夾頭相對(duì)而固定在一設(shè)在機(jī)體內(nèi)的減速機(jī)的輸出軸上，減速機(jī)的輸入軸與一固定在機(jī)體內(nèi)的電動(dòng)機(jī)相聯(lián)，在輸入軸上還設(shè)有一用來(lái)檢測(cè)其轉(zhuǎn)數(shù)的光電偶合檢測(cè)器，其與一用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電控裝置內(nèi)的電子計(jì)數(shù)器相聯(lián)。通過(guò)電控裝置上的按鈕可以自動(dòng)控制工件的扭曲成型，具有節(jié)省人力、高效、加工精度高、批量一致性好等優(yōu)點(diǎn)。 3.3、鍛造方式的代表型有： 廣州郎亞公司的鍛鐵液壓裝置　[9] 　 該機(jī)械裝置,包括機(jī)殼、帶輸出軸的電機(jī)、液壓傳動(dòng)部分、液壓缸、模具，液壓傳動(dòng)部分把電機(jī)上的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為壓力，液壓傳動(dòng)部分向液壓缸傳遞動(dòng)力，液壓缸端部有一可伸縮柱塞，柱塞推動(dòng)兩模具擠壓鍛鐵形成所需的彎曲形狀。解決了手工工具加工鐵藝產(chǎn)品工作效率低，加工的不夠規(guī)范的問(wèn)題。彌補(bǔ)了不能對(duì)大尺寸的鍛鐵進(jìn)行冷彎加工的缺點(diǎn)。彎出的鐵藝花型更美觀。模具可以更換，適應(yīng)不同花型的要求。 　 4 卷花機(jī)的發(fā)展方向和趨勢(shì) 4．1多工位卷花機(jī)的需求將會(huì)大幅度增加。由于加工設(shè)備、技術(shù)等原因，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)多工位卷花機(jī)不是很多。多工位卷花機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：一，多道工序在一臺(tái)卷花機(jī)中不同的工位完成，減少了卷花機(jī)的臺(tái)數(shù)，進(jìn)而減少了設(shè)備占用面積；二，減少了設(shè)備的中間送料程序和操作人員；三，提高了生產(chǎn)效率；四，減少了投資成本。現(xiàn)在一大型的卷花機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在加工及技術(shù)上已經(jīng)具備了多工位卷花機(jī)的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)能力。未來(lái)幾年內(nèi)， 國(guó)內(nèi)多工位卷花機(jī)將在某些行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。 4．2 快速、高速卷花機(jī)在批量生產(chǎn)中能成倍地提高效率。如果卷花機(jī)的效率能提高一倍，則一條生產(chǎn)線可代替兩條生產(chǎn)線， 在用戶投資增加不大的情況下一條線即可代替兩條線。卷花機(jī)的及效率的提高還有很大的潛力， 各制造商應(yīng)加 這方面的研究與開(kāi)發(fā)， 在配合自動(dòng)上下料裝置礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高效率工作。 4．3 在環(huán)保、節(jié)能方面，今后在卷花機(jī)的設(shè)計(jì)及制造中應(yīng)引起各制造企業(yè)的足夠重視。這方面要做好以下幾點(diǎn)：① 減少卷花機(jī)的裝機(jī)功率，減少工作中的能量損失。液壓系統(tǒng)中盡量減少溢流、節(jié)流，合理設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)。比如一臺(tái)依靠溢流閥溢流保壓的卷花機(jī)消耗的能源可能是閉泵保壓的卷花機(jī)的2倍，依靠蓄能器提高空載速度的系統(tǒng)比快速缸系統(tǒng)浪費(fèi)能源至少兩倍以上。② 提高密封質(zhì)量，減少液壓油泄漏對(duì)環(huán)境的污染。⑧ 減少噪聲，對(duì)大的噪聲源進(jìn)行隔離和封閉。 5 總結(jié) 在總結(jié)目前，國(guó)內(nèi)外卷花機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展趨勢(shì)的情況下，我認(rèn)當(dāng)前卷花機(jī)還有著以下的幾點(diǎn)不足：1、能耗較大，不夠環(huán)保?，F(xiàn)在有的卷花機(jī)的能源利用率不能，僅有50%左右，[4]因?yàn)橹饕遣捎玫氖菣C(jī)械方式作為動(dòng)力，熱損耗較大。不符合當(dāng)今提倡的節(jié)約型社會(huì)的要求。而且，機(jī)械方式的噪音較大，對(duì)工人及周邊的損害也嚴(yán)重，不人性化。2、卷花機(jī)體積大,占地面積較多。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)不是一件好事。3、加工的料的尺寸有限，花形較少。這主要受動(dòng)力的限制。不能完全滿足當(dāng)前的市場(chǎng)需求,在模具上,也可在進(jìn)行改進(jìn)。[7] 4、自動(dòng)化程度不高，生產(chǎn)率也就不高。5、現(xiàn)在使用的模具較復(fù)雜。 經(jīng)過(guò)綜合比較，可采用液壓力傳動(dòng)來(lái)代替機(jī)械傳動(dòng)，并且用模具來(lái)實(shí)現(xiàn)花形的變化。采用液壓液壓傳動(dòng)能有效地克服，上面所說(shuō)的不足，并且傳動(dòng)平穩(wěn)，出力較大，從整體來(lái)看單位體積的出力比機(jī)械的傳動(dòng)方式大得多，體積小。采用模具來(lái)加工，在需要改變花形時(shí)，只需要改變模具的形狀即可，擴(kuò)充了機(jī)器的加工范圍，且又能很好地保證同一批產(chǎn)品形狀的一致性。設(shè)計(jì)出來(lái)的液壓卷花系統(tǒng)具有，尺寸精確，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。 設(shè)計(jì)過(guò)程也可能遇到以下的問(wèn)題及解決辦法：1、加工件在彎曲過(guò)程中力的變化的計(jì)算。難以準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)?，F(xiàn)在擬采用外端回轉(zhuǎn)的非接觸型平面蝸卷彈簧，相關(guān)的公式來(lái)近似得出。因?yàn)樵搹椈傻膹澢^(guò)程與卷化過(guò)程相似，在工程上完全可以。2、在卷花過(guò)程力是一個(gè)變量，在算液壓系統(tǒng)的計(jì)算，可把它當(dāng)成一個(gè)常量來(lái)看待，以最大的轉(zhuǎn)矩來(lái)計(jì)算。3、模具來(lái)實(shí)現(xiàn)彎花的機(jī)械部份與液壓部份的結(jié)合。在此采用牙嵌式離合器的原理來(lái)使模具與輸出動(dòng)力軸相聯(lián)接。4、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。查資料就解決。 對(duì)于該設(shè)計(jì)我以《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)新版4》為主要參考資料，該書(shū)的主要內(nèi)容：液壓傳動(dòng)與控制、氣壓傳動(dòng)與控制、液壓傳動(dòng)。在該設(shè)計(jì)中主要用到：液壓傳動(dòng)與控制，液壓傳動(dòng)。這本書(shū)中，我能夠能夠選出適合于本系統(tǒng)要求的液壓回路，并且能夠用這些加路，設(shè)計(jì)出液壓系統(tǒng)圖來(lái)。再參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本液壓傳動(dòng)》成大先主編的，可進(jìn)行液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程中要進(jìn)行齒輪齒條設(shè)計(jì)可參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)新版3》中的齒輪傳動(dòng)一章來(lái)進(jìn)行計(jì)算。模具所需彎曲力的計(jì)算主要是參考了，《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)新版2》中的第7篇彈簧中的第5章平面蝸卷彈簧，來(lái)近似計(jì)算，然后用《材料力學(xué)（Ⅰ）》中的第五章來(lái)針對(duì)實(shí)際的模具形狀來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算。機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其布局還參照了閻曉軍等的《鐵藝制作》中的第十七章彎花機(jī)及扭花機(jī)。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 徐剛，魯 潔，黃才元．金屬板材沖壓成形技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展．鍛壓裝備及控制技術(shù)． [2] 2004年機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析匯總．中國(guó)機(jī)床工具協(xié)會(huì)。 [3] 李貴閃，翟華．電液比例控制技術(shù)在卷花機(jī)中的應(yīng)用． 2005，(6)． [4] 閻曉軍等.鐵藝制作.黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社. [5] 李運(yùn)華，史維祥．流體動(dòng)力技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．機(jī)床與液壓J994(4)． [6] 田晉躍．工程機(jī)械液壓傳動(dòng)新技術(shù)[J]．液壓與氣動(dòng)，1996(3)． [7] ILHYDRAUUC PREES DRIVES PAHNKE ENGINEERING． [8] 中川威雄，阿部幫雄，等著．郭青山，楊友志，等譯．板料液壓加工．天津科學(xué)技術(shù)出版社，1982． [9] 俞新陸，主編．液壓機(jī)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，l982．