大口徑管端坡口整形機(jī)設(shè)計(jì)

44頁 20000字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+4張CAD圖紙【詳情如下】

主傳動與進(jìn)給傳動圖.dwg

任務(wù)書.doc

切削盤.dwg

坡口機(jī)外形圖.dwg

大口徑管端坡口整形機(jī)設(shè)計(jì)論文.doc

自動定位裝置.dwg

大口徑管端坡口整形機(jī)設(shè)計(jì)

目 錄

中文摘要 I

英文摘要 II

1 緒 論 1

1.1設(shè)計(jì)課題背景 1

1.2設(shè)計(jì)依據(jù) 1

1.3整形機(jī)設(shè)備的發(fā)展概況 1

1.4分類及工作原理 3

1.4.1 壓力整形機(jī)機(jī) 3

1.4.2輥式整形機(jī)機(jī) 3

1.4.3 斜輥式整形機(jī)機(jī) 3

1.4.4拉伸整形機(jī)機(jī) 3

1.4.5拉伸彎曲整形機(jī)機(jī) 4

2 鋼材整形機(jī)理論 1

2.1“ 整形機(jī)”的定義 1

2.2反彎整形機(jī)的基本原理 1

3整形機(jī)機(jī)的工作原理 4

3.1整形機(jī)機(jī)的簡介 4

3.2整形機(jī)機(jī)的工作原理 4

3.3設(shè)計(jì)整形機(jī)機(jī)所涉及到的主要參數(shù) 10

3.4國內(nèi)外現(xiàn)在生產(chǎn)這種整形機(jī)機(jī)的廠家 11

4整形機(jī)機(jī)力能參數(shù)計(jì)算 12

4.1整形機(jī)力的計(jì)算 12

4.1.1求導(dǎo)程t 12

4.1.2求彈性極限彎矩Mmax 13

4.1.3求傾角： 13

4.1.4軸承承受力的總和 14

4.2 整形機(jī)機(jī)功率計(jì)算 14

4.2.1軸承的消耗功率 14

4.2.2滑動摩擦的消耗功率 14

4.2.3滾動摩擦的消耗功率 14

4.2.4塑性彎曲變形的消耗功率 15

4.2.5消耗總功率 15

4.3電機(jī)驅(qū)動功率 12

4.4關(guān)于機(jī)架、機(jī)座及軸承蓋的設(shè)計(jì) 15

5整形機(jī)機(jī)輥系設(shè)計(jì) 18

5.1整形機(jī)輥的組成 18

5.2.整形機(jī)輥材料 18

5.3整形機(jī)輥尺寸計(jì)算 19

5.4整形機(jī)速度計(jì)算 20

5.5整形機(jī)輥強(qiáng)度計(jì)算 21

5.6軸承的壽命校核 23

6整形機(jī)機(jī)傳動裝置的選擇及液壓過載保護(hù) 25

6.1整形機(jī)機(jī)傳動裝置的選擇 25

6.1.1整形機(jī)機(jī)主傳動裝置的組成 25

6.1.2整形機(jī)機(jī)主傳動裝置類型 25

6.1.3萬向連接軸 25

6.1.4聯(lián)接軸的總體的配置及其平衡裝置 26

6.1.5主減速機(jī) 27

6.2整形機(jī)機(jī)的液壓過載保護(hù)裝置 28

7整形機(jī)機(jī)的安裝與維護(hù) 30

7.1整形機(jī)機(jī)的安裝 30

7.1.1基礎(chǔ) 30

7.1.2設(shè)置安裝基準(zhǔn) 30

7.1.3設(shè)置墊板 30

7.1.4整形機(jī)機(jī)的吊裝、找正、找平、找標(biāo)高 31

7.1.5二次灌漿 31

7.1.6試運(yùn)轉(zhuǎn) 31

7.2整形機(jī)機(jī)的維護(hù) 31

7.2.1整形機(jī)機(jī)的維護(hù)和修理制度 31

7.2.2整形機(jī)機(jī)的潤滑 32

8總結(jié) 34

9致謝 35

10參考文獻(xiàn) 36

摘  要

隨著科技的進(jìn)步，人們對棒材的需求量越來越大、對其精度要求也越來越高，以前人們采用平行輥整形機(jī)機(jī)整形機(jī)管、棒等圓形斷面條材，圓材在整形機(jī)過程中容易產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，并且只能整形機(jī)圓材垂直于輥軸的縱向剖面上的彎曲。在這種情況下斜整形機(jī)機(jī)的問世解決了以前平行輥整形機(jī)機(jī)所解決不了的棒材、管材的整形機(jī)問題，在這種情況下，我們對整形機(jī)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

本文重點(diǎn)對鋼材整形機(jī)工藝及工作原理，斜輥整形機(jī)機(jī)的工作原理、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了介紹，同時對棒材整形機(jī)機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算進(jìn)行了分析，提出了本次設(shè)計(jì)棒材整形機(jī)機(jī)的基本思路。整形機(jī)機(jī)的機(jī)架、機(jī)座、傳動等部分設(shè)計(jì)不屬于本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，所以在這里只是作了簡單的介紹，但是由于時間比較倉促，本文對整形機(jī)機(jī)的液壓壓下裝置、整形機(jī)機(jī)的安裝與維護(hù)沒有做出詳盡的介紹，限于本人的水平，文中有誤漏之出，還請批評指正。

關(guān)鍵詞：棒材  整形機(jī)工藝   棒材整形機(jī)機(jī)   整形機(jī)力能參數(shù)

ABSTRACT

With the advancement of technology, people's growing demand for the bar, its accuracy is also getting higher and higher, before people parallel roller leveler straightening tubes, rods and other circular cross-section of the build, round-wood in hand Direct the process of rotation is easy to produce, and only straightening roundwood roll axis perpendicular to the longitudinal section on the bend. In this case the ramp roll straightening machine resolved before the advent of parallel roll straightening machine can not be resolved by the bar, pipe straightening of the problem, in this case, we design roll on the roller-straightening machine.

The steel straightening process and working principle, ramps roll straightening machine works, characteristics, such as the structure was introduced, while two of the roll bar straightening machine can be calculated parameters of an analysis of the proposed The design of the roll bar leveler of the basic ideas. Straightening machine rack, engine, transmission and other parts of the design are not the focus of this design, so here is a brief introduction, but because of the time hasty comparison, the paper leveler of the hydraulic pressure devices, Straightening machine installation and maintenance have not made detailed introduction, I am limited to the level of error in the text of a leak, also invited criticism correction.

Key words: bars；Straightening process；the two roll bar straightening machine；straightening of the power parameters

1 緒 論

1.1設(shè)計(jì)課題背景

長期以來，整形機(jī)機(jī)因彎曲由人工檢測，壓彎量人為設(shè)定不夠準(zhǔn)確，全過程都靠手工操作，效率低，整形機(jī)精度全憑操作者經(jīng)驗(yàn)來決定等缺點(diǎn)，一直作為一種補(bǔ)充整形機(jī)設(shè)備來使用。所以整形機(jī)必須檢測工件的原始彎曲，測量彎曲量、確定最佳整形機(jī)點(diǎn)、設(shè)定壓彎量。由于缺少可靠的檢測手段和認(rèn)識上的一些人為因素，以前這些工作只能靠人工來完成。因此以前的整形機(jī)機(jī)有以下缺點(diǎn)：彎曲人工檢測、壓彎量人工設(shè)定不夠準(zhǔn)確，效率低，整形機(jī)精度全憑操作者經(jīng)驗(yàn)來決定，降低了生產(chǎn)效率。而且現(xiàn)在人們對棒材的需求量越來越大、對其精度要求也越來越高，在情況下斜整形機(jī)機(jī)的問世解決了以前平行輥整形機(jī)機(jī)所解決不了的棒材、管材的整形機(jī)精度問題，在這種情況下，我們對整形機(jī)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2設(shè)計(jì)依據(jù)

主要參數(shù)：

    管端坡口整形機(jī)是管道施工現(xiàn)場對坡口進(jìn)行處理的一種專用管道施工裝備，它能代替人工，實(shí)現(xiàn)快速高效的坡口加工，由自動定心裝置、切削盤(包括刀架、刀具調(diào)整結(jié)構(gòu)及滾輪)以及主傳動機(jī)構(gòu)、刀盤軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、護(hù)板及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)(本設(shè)計(jì)不包含)等部分組成。管端坡口整形機(jī)滿足的主要功能參數(shù)是：管徑范圍920-1016mm；壁厚范圍10-26.2mm；鈍邊尺寸H=1-1.5mm；坡口型式：U、V、X、I、復(fù)合坡口；單口加工時間5min之內(nèi)。主傳動與進(jìn)給裝置主要實(shí)現(xiàn)切削盤的軸向進(jìn)給運(yùn)動(包括工進(jìn)和快進(jìn))，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括主傳動機(jī)構(gòu)、刀盤軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、護(hù)板及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.3整形機(jī)設(shè)備的發(fā)展概況

    整形機(jī)技術(shù)產(chǎn)生的確切時間尚未找到準(zhǔn)確的文字記載。但從文物發(fā)掘中看到我國在春秋戰(zhàn)國時期寶劍的平直度可以使人想象到當(dāng)時手工整形機(jī)和平整技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平。在我國古代人的生活與生產(chǎn)中使用的物品和工具，小自針錐、大到鐵杵都要求用整形機(jī)技術(shù)來完成成品的制造。手工整形機(jī)與平整工藝所用的設(shè)備與工具是極簡單的，如平錘、鉆臺等。對大型工件手工整形機(jī)常借助高溫加熱進(jìn)行。

古代人在整形機(jī)及整形的實(shí)踐中認(rèn)識到物質(zhì)的反彈特性，確立了“矯枉必須過正”的哲理，用之于整形機(jī)技術(shù)頗有一語道破之功，用之于改造社會也有指導(dǎo)意義。

由于中國社會的特殊條件，好多技術(shù)停留在手工狀態(tài)，18世紀(jì)末葉到19世

8總結(jié)

相對于畢業(yè)設(shè)計(jì)以前曾做過的課程設(shè)計(jì)，是一種較大型的設(shè)計(jì)。對于初次搞此種設(shè)計(jì)，由于是自己獨(dú)立完成一個題目。因而毫無經(jīng)驗(yàn)可言，在這其中走過不少的彎路，浪費(fèi)了很多的寶貴時間。

為了使畢業(yè)設(shè)計(jì)不涂有虛名，為了使我們能從中學(xué)到知識，陳祥偉老師對我們要求較為嚴(yán)格一點(diǎn)。一開始陳祥偉老師就囑咐我們要抓緊時間，為了達(dá)到老師的要求，為了讓自己的滿意，在近四個月的時間中，開始就找題目相關(guān)資料，寫任務(wù)書，做開題報告，弄文獻(xiàn)綜述，完成外文翻譯，后來又是調(diào)查，又是畫CAD圖紙，直到完成畢業(yè)論文，每天不分白天黑夜的工作著。曾經(jīng)為之煩惱過，

也曾經(jīng)想國放棄，因?yàn)閷げ坏椒较?，看不到盡頭，害怕不能按時完成任務(wù)。因?yàn)樵诟愦苏n題之前，我可以說對它了解甚少，為了完成此課題設(shè)計(jì)，就必須翻閱不同的書籍，尋找所需的知識，到現(xiàn)在它的整套裝置已牢牢的刻在我的腦海里。

    個人認(rèn)為本次設(shè)計(jì)中也有也多不足的地方，由于時間倉促以及個人能力所限，在對整形機(jī)機(jī)的傳動部分、機(jī)架、機(jī)座等部分沒有做詳盡的計(jì)算，在對過載保護(hù)這點(diǎn)也沒有闡述清楚，還望老師們能理解。

雖然如此，但寫著總結(jié)，想到近四個月的辛勞終于可以停歇一下了，感覺很輕松，許是因?yàn)殚_心吧！雖然搞的設(shè)計(jì)并不是最好的，但我已盡了力，所以從我個人而言已無所求了。在此設(shè)計(jì)中，雖然累了點(diǎn)，苦了點(diǎn)，但是讓我從中學(xué)到了很多四年中沒有學(xué)到的東西，我想我們馬上就要出身社會了，這對我們即將踏出校門的大四學(xué)生來說，提前鍛煉了自己，對以后也有很大的幫助。

9致謝

四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，仔細(xì)想來，畢業(yè)課題的順利完成是與許多人對我的關(guān)心和幫助分不開的，在此對所有關(guān)心和幫助過我的人表示感謝。

我設(shè)計(jì)的課題是關(guān)于一臺高精度棒材整形機(jī)機(jī)。在設(shè)計(jì)過程中我學(xué)到了很多知識，增長了我的見識。在此，感謝陳老師百忙之中，在將近四個月的時間里對我的細(xì)心輔導(dǎo)。

設(shè)計(jì)是一個不斷摸索前進(jìn)的過程，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識，意識到理論與實(shí)際存在的差別，怎樣將兩者有機(jī)結(jié)合起來，就是我們學(xué)習(xí)的真正目的，但是要完全做到這一點(diǎn)需要長時間的學(xué)習(xí)與積累。我會在以后的學(xué)習(xí)和工作中不斷的培養(yǎng)自己這方面的能力

本課題是在高級工程師陳祥偉的精心指導(dǎo)和親切的關(guān)懷下完成的。老師淵博的知識、精益求精的治學(xué)態(tài)度、忘我工作的敬業(yè)精神都值得我不斷的學(xué)習(xí)。對此，謹(jǐn)向老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝！

10參考文獻(xiàn)

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大口徑管端坡口整形機(jī)設(shè)計(jì) 目 錄 中文摘要 ............................................................ I 英文摘要 ........................................................... 緒 論 ............................................................. 1 ................................................. 1 ..................................................... 1 備的發(fā)展概況 ......................................... 1 及工作原理 ............................................... 3 力 整形機(jī) 機(jī) ........................................... 3 形機(jī) 機(jī) ........................................... 3 輥式 整形機(jī) 機(jī) ......................................... 3 形機(jī) 機(jī) ........................................... 4 形機(jī) 機(jī) ....................................... 4 2 鋼材 整形機(jī) 理論 .................................................... 1 整形機(jī) ”的定義 ............................................ 1 形機(jī) 的基本原理 ......................................... 1 3整形機(jī) 機(jī)的工作原理 ................................................ 4 的 簡介 ............................................... 4 的工作原理 ........................................... 4 形機(jī) 機(jī)所涉及到的主要參數(shù) .............................. 10 形機(jī) 機(jī)的廠家 ............................ 11 4整形機(jī) 機(jī)力能參數(shù)計(jì)算 ............................................. 12 的計(jì)算 .............................................. 12 t ............................................... 12 ................................... 13 .............................................. 13 ...................................... 14 形機(jī) 機(jī)功率計(jì)算 ........................................... 14 ........................................ 14 .................................... 14 功率 .................................... 14 ................................ 15 ............................................ 15 ................................................ 12 座及軸承蓋的設(shè)計(jì) ................................ 16 5整形機(jī) 機(jī)輥系設(shè)計(jì) ................................................. 18 的組成 .............................................. 18 材料 ............................................... 18 尺寸計(jì)算 ............................................ 19 度計(jì)算 .............................................. 20 強(qiáng)度計(jì)算 ............................................ 21 .............................................. 23 6整形機(jī) 機(jī)傳動裝置的選擇及液壓過載保護(hù) ............................. 25 傳動裝置的選擇 ...................................... 25 主傳動裝置的組成 .............................. 25 主傳動裝置類型 ................................ 25 ............................................ 25 ........................ 26 .............................................. 27 的液壓過載保護(hù)裝置 .................................. 28 7整形機(jī) 機(jī)的安裝與維護(hù) ............................................. 30 的安裝 .............................................. 30 .................................................. 30 .......................................... 30 .............................................. 30 的吊裝、找正、找平、找標(biāo)高 .................... 31 .............................................. 31 ................................................ 31 的維護(hù) .............................................. 31 的維護(hù)和修理制度 .............................. 31 的潤滑 ........................................ 32 8總結(jié) ............................................................. 34 9致謝 ............................................................. 35 10參 考文獻(xiàn) ........................................................ 36 I 摘 要 隨著科技的進(jìn)步，人們對棒材的需求量越來越大、對其精度要求也越來越高，以前人們采用平行輥整形機(jī)機(jī)整形機(jī)管、棒等圓形斷面條材，圓材在整形機(jī)過程中容易產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象 ，并且 只能整形機(jī)圓材垂直于輥軸的縱向剖面上的彎曲。 在這種情況下斜整形機(jī)機(jī)的問世解決了以前平行輥整形機(jī)機(jī)所解決不了的棒材、管材的整形機(jī)問題，在這種情況下，我們對 整形機(jī)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本文重點(diǎn)對鋼材整形機(jī)工藝及工作原理，斜輥整形機(jī)機(jī)的工作原理、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了 介紹，同時對棒材整形機(jī)機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算進(jìn)行了分析，提出了本次設(shè)計(jì)棒材整形機(jī)機(jī)的基本思路。整形機(jī)機(jī)的機(jī)架、機(jī)座、傳動等部分設(shè)計(jì)不屬于本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，所以在這里只是作了簡單的介紹，但是由于時間比較倉促，本文對整形機(jī)機(jī)的液壓壓下裝置、整形機(jī)機(jī)的安裝與維護(hù)沒有做出詳盡的介紹，限于本人的水平，文中有誤漏之出，還請批評指正。 關(guān)鍵詞： 棒材 整形機(jī)工藝 棒材整形機(jī)機(jī) 整形機(jī)力能參數(shù) of s is of in of is to to on In of be by of in we on as of be of an of he of of of of so is a of of I am to of in of a of 1 1 緒 論 計(jì)課題背景 長期以來，整形機(jī)機(jī)因彎曲由人工檢測，壓彎量人為設(shè)定不夠準(zhǔn)確，全過程都靠手工操作，效率低，整形機(jī)精度全憑操作者經(jīng)驗(yàn)來決定等缺點(diǎn)，一直作為一種補(bǔ)充整形機(jī)設(shè)備來使用。所以整形機(jī)必須檢測工件的原始彎曲，測量彎曲量、確定最佳整形機(jī)點(diǎn)、設(shè)定壓彎量。由于缺少可靠的檢測手段和認(rèn) 識上的一些人為因素，以前這些工作只能靠人工來完成。因此以前的整形機(jī)機(jī)有以下缺點(diǎn)：彎曲人工檢測、壓彎量人工設(shè)定不夠準(zhǔn)確，效率低，整形機(jī)精度全憑操作者經(jīng)驗(yàn)來決定，降低了生產(chǎn)效率。而且現(xiàn)在人們對棒材的需求量越來越大、對其精度要求也越來越高，在情況下斜整形機(jī)機(jī)的問世解決了以前平行輥整形機(jī)機(jī)所解決不了的棒材、管材的整形機(jī)精度問題，在這種情況下，我們對 整形機(jī)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 計(jì)依據(jù) 主要參數(shù)： 管端坡口整形機(jī)是管道施工現(xiàn)場對坡口進(jìn)行處理的一種專用管道施工裝備，它能代替人工，實(shí)現(xiàn)快速高效的坡口加工，由自動定 心裝置、切削盤 (包括刀架、刀具調(diào)整結(jié)構(gòu)及滾輪 )以及主傳動機(jī)構(gòu)、刀盤軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、護(hù)板及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng) (本設(shè)計(jì)不包含 )等部分組成。管端坡口整形機(jī)滿足的主要功能參數(shù)是：管徑范圍 920厚范圍 邊尺寸 H=口型式：U、 V、 X、 I、復(fù)合坡口；單口加工時間 5內(nèi)。主傳動與進(jìn)給裝置主要實(shí)現(xiàn)切削盤的軸向進(jìn)給運(yùn)動 (包括工進(jìn)和快進(jìn) )，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括主傳動機(jī)構(gòu)、刀盤軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、護(hù)板及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 形機(jī)設(shè)備的發(fā)展概況 整形機(jī)技術(shù)產(chǎn)生的確切時間尚未 找到準(zhǔn)確的文字記載。但從文物發(fā)掘中看到我國在春秋戰(zhàn)國時期寶劍的平直度可以使人想象到當(dāng)時手工整形機(jī)和平整技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平。在我國古代人的生活與生產(chǎn)中使用的物品和工具，小自針錐、大到鐵杵都要求用整形機(jī)技術(shù)來完成成品的制造。手工整形機(jī)與平整工藝所用的設(shè)備與工具是極簡單的，如平錘、鉆臺等。對大型工件手工整形機(jī)常借助高溫加熱進(jìn)行。 古代人在整形機(jī)及整形的實(shí)踐中認(rèn)識到物質(zhì)的反彈特性，確立了“矯枉必須過正”的哲理，用之于整形機(jī)技術(shù)頗有一語道破之功，用之于改造社會也有指導(dǎo)意義。 由于中國社會的特殊條件，好多技術(shù)停留在 手工狀態(tài)， 18世紀(jì)末葉到 19世 2 紀(jì)初葉，歐洲進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)革命，逐步實(shí)現(xiàn)了用蒸汽動力代替人力，機(jī)械化生產(chǎn)代替了手工作坊。 19 世紀(jì) 30 年代冶鐵技術(shù)發(fā)展起來，當(dāng)時英國的生鐵產(chǎn)量已由 7萬 9萬 t／ a，增加了 2． 7倍。 19世紀(jì) 50年代開辟了煉鋼技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元。隨著平爐煉鋼技術(shù)的發(fā)明，鋼產(chǎn)量增長迅速。到 19 世紀(jì)末時，鋼產(chǎn)量增加 50多倍。鋼材產(chǎn)量占鋼產(chǎn)量的比重也顯著增加。這時已經(jīng)出現(xiàn)了鍛造機(jī)械、軋鋼機(jī)械和整形機(jī)機(jī)械。 進(jìn)入 20 世紀(jì)，以電力驅(qū)動代替蒸汽動力為標(biāo)志，推動了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。英國在 1905年制造的輥式板材整 形機(jī)機(jī)大概是我國見到的最早的 0世紀(jì)初已經(jīng)有整形機(jī)圓材的式整形機(jī)機(jī)。到 1914年英國發(fā)明了 212 型五輥式整形機(jī)機(jī) (阿布拉姆遜式一 解決了鋼管整形機(jī)問題，同時提高了棒材整形機(jī)速度。 20 世紀(jì) 20 年代日本已能制造多斜輥整形機(jī)機(jī)。 20 世紀(jì) 30 年代中期發(fā)明了 222型六輥式整形機(jī)機(jī)，顯著提高了管材整形機(jī)質(zhì)量 . 20世紀(jì) 60年代中期，為了解決大直徑管材的整形機(jī)問題，美國薩頓 (司研制成功 313 型七輥式整形機(jī)機(jī) (整形機(jī)機(jī) )。 20 世紀(jì) 30～ 40 年代國外技術(shù)發(fā)達(dá)國家的型材整 形機(jī)機(jī)及板材整形機(jī)機(jī)也得到迅速發(fā)展，而且相繼進(jìn)入到中國的鋼鐵工業(yè)及金屬制品業(yè)。 新中國成立前在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工廠里可以見到德、英、日等國家制造的整形機(jī)機(jī)。與此同時還出現(xiàn)了拉伸整形機(jī)機(jī)， 20 世紀(jì)50 年代蘇聯(lián)的整形機(jī)機(jī)大量進(jìn)入到中國。同時，世界上隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)進(jìn)步速度加快，整形機(jī)機(jī)的品種、規(guī)格、結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)都得到不斷的發(fā)展與完善。 20世紀(jì) 70年代我國改革開放以后接觸到大量的國外設(shè)計(jì)研制成果。有小到聲 Φ 1． 6屬絲整形機(jī)機(jī)和大到 Φ 600材整形機(jī)機(jī)。有速度 達(dá)到 300m／高速整形機(jī)機(jī)和精度達(dá)到 0． 038m 的高精度整形機(jī)機(jī)。同時也引進(jìn)許多先進(jìn)的整形機(jī)設(shè)備。如英國的布朗克斯 (形機(jī)機(jī)；德國的凱瑟林(形機(jī)機(jī)、德馬克 (續(xù)拉彎整形機(jī)機(jī)及高精度壓力整形機(jī)機(jī)；日本的薄板整形機(jī)機(jī)等。值得自豪的是我國科技界一直在努力提高自己的科研設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。從 20世紀(jì) 50年代起就有劉天明提出的雙曲線輥形設(shè)計(jì)的精確計(jì)算法及文獻(xiàn)提出的整形機(jī)曲率方程式。 60～ 80 年代在輥形理論方面有許多學(xué)者進(jìn)行了深入的研究并取得了十分可喜的成果， 還召開了全國性的輥形理論討論會；產(chǎn)生了等曲率反彎輥形計(jì)算法。與此同時，以西安重型機(jī)械研究所為代表的科研單位和以太原重型機(jī)器廠為代表的設(shè)計(jì)制造部門完成了大量的整形機(jī)機(jī)設(shè)計(jì)研制工作。不僅為我國生產(chǎn)提供了設(shè)備保證，還培養(yǎng)了一大批設(shè)計(jì)研究人員。 進(jìn)入 90 年代我國在趕超世界先進(jìn)水平方向又邁出了一大步，一些新研制的 3 整形機(jī)機(jī)獲得了國家的發(fā)明專利；一些新成果獲得了市、省及部級科技成果進(jìn)步獎；有的獲得了國家發(fā)明獎。近年來我國在反彎輥形七斜輥整形機(jī)機(jī)，多斜輥薄壁管材直機(jī)、 3斜輥薄銅管整形機(jī)機(jī)、雙向反彎輥形 2輥整形機(jī)機(jī)、復(fù)合轉(zhuǎn)式 整形機(jī)機(jī)，平行輥異輥距整形機(jī)機(jī)及整形機(jī)液壓自動切料機(jī)等研制方面相繼取得成功。在整形機(jī)高強(qiáng)度合金鋼方面也已獲得很好的整形機(jī)質(zhì)量。其矯后的殘留撓度為 0． 2～ 0． 5m。此外，從 20世紀(jì) 60 年代以后拉伸與拉彎整形機(jī)設(shè)備得到很大發(fā)展，對帶材生產(chǎn)起 到重要作用。 類及工作原理 金屬棒材在軋制、加熱、運(yùn)輸?shù)雀鞣N加工過程中常常產(chǎn)生不同程度的彎曲、歪扭等塑性變形或內(nèi)部殘余應(yīng)力；目前冶金市場上對金屬棒材的成品精度要求也越來越高，因此軋制整形機(jī)設(shè)備在工廠中應(yīng)用越來越普遍，對整形機(jī)設(shè)備的自動控制要求也越來越高。 根 據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理的不同，整形機(jī)機(jī)可以分為壓力整形機(jī)機(jī)、輥式整形機(jī)機(jī)、斜輥整形機(jī)機(jī)、拉伸整形機(jī)機(jī)和拉彎整形機(jī)機(jī)等幾種基本類型。 力整形機(jī)機(jī) 壓力整形機(jī)機(jī)是以曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的活動壓頭使軋件產(chǎn)生一次反向彎曲，將軋件整形機(jī)的?！俺C枉必須過正”就是壓力整形機(jī)機(jī)的基本整形機(jī)原理。這種整形機(jī)機(jī)人工操作繁重、生產(chǎn)效率低，但調(diào)整靈活，對于各種局部彎曲狀態(tài)，都具有整形機(jī)的可能性，一般只有用來整形機(jī)大型鋼梁、鋼軌和大直徑（大于 Φ200～Φ 300管，或用作輥式整形機(jī)機(jī)的補(bǔ)充整形機(jī)。壓力整形機(jī)機(jī)有立式和 臥式兩種結(jié)構(gòu)。 式整形機(jī)機(jī) 輥式整形機(jī)機(jī)具有兩排交錯布置的工作輥，彎曲的軋件通過轉(zhuǎn)動的工作輥之間，經(jīng)過多次反復(fù)彎曲得以整形機(jī)。軋件能以較高的速度在運(yùn)動中進(jìn)行連續(xù)整形機(jī)，生產(chǎn)效率高，且易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和流水生產(chǎn)，輥式整形機(jī)機(jī)在型鋼車間和板帶材車間得到廣泛的應(yīng)用。輥式整形機(jī)機(jī)的一類型很多。其中按上排工作輥的調(diào)整方式分，基本上可以歸納為三類：單獨(dú)調(diào)整、平行調(diào)整和傾斜調(diào)整。 輥式整形機(jī)機(jī) 斜輥式整形機(jī)機(jī)用于整形機(jī)管材和圓棒材。這種整形機(jī)機(jī)的工作輥具有類似雙曲線的空間曲線的形狀，兩排工作輥軸線 相互交叉，管棒材在整形機(jī)時邊旋轉(zhuǎn)邊前進(jìn)，也是利用多次反復(fù)彎曲軋件，最終消除各方面的彎曲和端面的橢圓度。這類整形機(jī)機(jī)的設(shè)備重量輕，易于調(diào)整和維修，整形機(jī)管棒材效果好。其中可以 4 按工作輥數(shù)量分類，而本文介紹的整形機(jī)機(jī)就是其中的一種。 伸整形機(jī)機(jī) 主要用于整形機(jī)厚度小于 材、異型材。對于具有中間瓢曲或邊緣浪形的板帶材，雖有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的支承輥分段可調(diào)的輥式整形機(jī)機(jī)加以整形機(jī)，但整形機(jī)效果不理想，這是需采用拉伸整形機(jī)方法。拉伸整形機(jī)的主要特點(diǎn)是對軋件施加超過材料屈服極限的張力 ，使之產(chǎn)生彈塑性延伸變形，從而將軋件整形機(jī)。 伸彎曲整形機(jī)機(jī) 為了提高帶材整形機(jī)質(zhì)量，近年來，拉伸彎曲整形機(jī)機(jī)組得到較大的發(fā)展。拉伸彎曲整形機(jī)的基本原理是在張力作用下的帶材，經(jīng)過彎曲輥劇烈彎曲時，產(chǎn)生彈塑性延伸，從而三維形狀缺陷得以消除。這種整形機(jī)機(jī)組一般用在連續(xù)作業(yè)線上，可以整形機(jī)各種金屬帶材（包括高強(qiáng)度極薄帶材），也可以用于酸洗機(jī)組進(jìn)行機(jī)械破磷，從而提高酸洗速度。 此外，在有色金屬型材車間尚有扭轉(zhuǎn)式整形機(jī)機(jī)，用于整形機(jī)型材的扭曲變形。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 鋼材整形機(jī)理論 1 2 鋼材整形機(jī)理論 整形機(jī)”的定義 金屬條材（具體指型材、棒材、管材、線材、板材、帶材等長條狀的金屬型材）在軋制、加熱、運(yùn)輸、鍛造、擠壓、拉拔、冷卻等各種加工過程中因外力作用常常產(chǎn)生不同程度的彎曲、歪扭等塑性變形；內(nèi)部殘余應(yīng)力使金屬條材發(fā)生彎曲或扭曲變形；為了獲得平直的成品金屬條材就必須使其縱向纖維或縱向截面由曲變直，橫向纖維或橫向截面也由曲變直。實(shí)現(xiàn)這一要求的工藝過程就稱為“整形機(jī)”。 彎整形機(jī)的基本原理 在壓力整形機(jī)機(jī)、輥式整形機(jī)機(jī)、 斜輥式整形機(jī)機(jī)和拉伸整形機(jī)機(jī)中，軋件都是經(jīng)過反向彎曲后整形機(jī)的，而軋件的彎曲狀態(tài)可以用曲率表示 ，在軋件的彈塑性彎曲變形過程則可以用曲率的變化來說明。 軋件在整形機(jī)過程中的曲率變化： 原始曲率 軋件在整形機(jī)前的曲率稱為原始曲率，以01r 表示。（圖 曲的方向用正負(fù)號表示，如 +01r 表示彎曲凸度向上的曲率， 表示彎曲凸度向下的曲率，而軋件的平直段用01r =0表示。 反彎曲率 軋件在外力矩 彎的曲率稱為反彎曲率，以?1表示。在壓力整形機(jī)機(jī)和輥式整形機(jī)機(jī)上，反彎曲率是通過整形機(jī)機(jī)的壓頭或輥?zhàn)拥膲合聛慝@得的。反彎曲率大小的選擇是決定軋件能否被整形機(jī)的關(guān)鍵。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 鋼材整形機(jī)理論 2 圖 塑性彎曲時的曲率變化 總變形曲率 它是軋件彎曲變形的變化量，是原始曲率與反彎曲率的代數(shù)和，以示，即： 01r +?1 使用上式時，應(yīng)將曲率的正負(fù)號代入。原始曲率與反彎曲率方向相同時符號相反；方向相反時符號相同。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 鋼材整形機(jī)理論 3 彈復(fù)曲率 它是當(dāng)外力矩去除后，軋件在變形內(nèi)力形成的彈復(fù)力矩 y?1 表示。 殘余曲率 它是軋件經(jīng)過彈復(fù)后所具有的曲率（圖 1以軋件被整形機(jī)，則，如軋件未被整形機(jī)，在輥式整形機(jī)機(jī)上，前一輥的殘 余曲率將是下一輥的原始曲率，即1011??????????ii 中 殘余曲率1 ，顯然欲使軋件整形機(jī)，則必須使殘余曲率，由上式得：?1=y?1 ，此式是一次反彎整形機(jī)時（壓力整形機(jī)機(jī)）選擇反彎曲率的基本原則。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)的工作原理 4 3 整形機(jī)機(jī)的工作原理 形機(jī)機(jī)的簡介 而本文介紹的整形機(jī)機(jī)是斜輥式整形機(jī)機(jī)的一種；可以整形機(jī) Ф 1． 5 整形機(jī)機(jī)由于整形機(jī)精度高、造價低，可整形機(jī)輕中型棒材、管材，在治金工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)中有廣泛應(yīng)用。整形機(jī)機(jī)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在： 使工件得到全長整形機(jī)，解決了工件頭尾兩端在一般整形機(jī)機(jī)上不能整形機(jī)的難題； 使整形機(jī)質(zhì)量得到明顯提高，把整形機(jī)后的殘留擾度減少到 m; 對圓材的外徑 有較強(qiáng)的圓整作用，顯著的減少了圓材的橢圓度； 可以有效的消除整形機(jī)后的圓材縮徑現(xiàn)象，能保證工件的尺寸精度； 在整形機(jī)的同時能提高工件的表面粗糙度。 當(dāng)然 整形機(jī)機(jī)也有很多不足的地方需要我們?nèi)ジ倪M(jìn)，從而達(dá)到我們需求的高效化、高質(zhì)量、高產(chǎn)量。這些不足的地方主要表現(xiàn)在： 整形機(jī)速度較低，一般為 7～ 50m/新的大斜角輥形設(shè)計(jì)所取得的成功，可以將整形機(jī)速度提高一倍左右，使這一缺點(diǎn)得到很大的補(bǔ)救； 導(dǎo)板的消耗量較大，不過在光亮工件的整形機(jī)中使用尼龍導(dǎo)板，以及在大直徑工件的整形機(jī)中使用輥式導(dǎo)板，也使這一缺點(diǎn)有所改 善； 對于整形機(jī)精度這一點(diǎn)我們可以利用的弧度、剛度以及兩輥之間的傾角來控制棒材軋件，從而達(dá)到我們要求的精度。 我國的鋼鐵工業(yè)現(xiàn)有二十余條棒材生產(chǎn)線，在建的仍有十余條生產(chǎn)線，隨著生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代化改造的實(shí)施，棒材生產(chǎn)向著高效化、高質(zhì)量的方向發(fā)展，對常規(guī)產(chǎn)品圓度在 Φ Φ 200生產(chǎn)單位均采用了線上的斜輥整形機(jī)設(shè)備，為了滿足日益提高的棒材質(zhì)量要求，斜輥整形機(jī)設(shè)備得到了進(jìn)一步的發(fā)展。 形機(jī)機(jī)的工作原理 2斜輥整形機(jī)機(jī)可簡稱為 2輥整形機(jī)機(jī)。其工作原理在斜輥整形機(jī)理論中獨(dú)具特點(diǎn)。其結(jié)構(gòu) 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)的工作原理 5 圖 它對工件的整形機(jī)作用不是依靠各輥之間的交錯壓彎使工件產(chǎn)生塑性彎曲變形，而是依靠一對輥縫內(nèi)部彎曲曲率的變化而達(dá)到。為了說明工件在輥縫內(nèi)整形機(jī)的道理，首先要對旋轉(zhuǎn)壓彎有一理解。工件被旋轉(zhuǎn)壓彎也可以相對地把工件看成為一個螺旋形扁鋼，用壓輥壓在扁鋼的邊緣上以扁鋼為軌道向前行走，扁鋼在壓輥處被壓彎并在輥?zhàn)幼哌^后彈復(fù)變直。這樣輥?zhàn)訉β菪伪怃摰南鄬\(yùn)動就同平行輥對長條形扁鋼的相對運(yùn)動一樣，只不過后者的整形機(jī)運(yùn)動為平行整形機(jī)運(yùn)動，前者為旋轉(zhuǎn)整形機(jī)運(yùn)動，它們的機(jī)理是一致的。但是旋 轉(zhuǎn)整形機(jī)的工件并不是螺旋形扁鋼而是圓形棒材。如圖 示的棒材在旋轉(zhuǎn)前進(jìn)中受輥 3壓彎，并在壓彎處的截面 33上產(chǎn)生塑性壓縮 (上面的影線部分 )與拉伸 (下面影線部分 )變形。當(dāng)此截面旋轉(zhuǎn)前進(jìn)到 77位置處被輥 7從反向壓彎，而且其壓彎量正好可使在 33位置已被壓彎的棒材得到整形機(jī)。其整形機(jī)過程的縱向變形如圖 2— 2b，斷面變形如圖 2— 2過圓材彎曲一般是全方位的彎曲，把 33位置的彎曲理解為 樣在 是，應(yīng)該在 1～ 5的各位置上都設(shè)置壓彎輥，不管上述各方位 的原始曲率如何，都經(jīng)受較大的壓彎，然后同時旋轉(zhuǎn)前進(jìn)到 5～ 9的各位置，并被同樣設(shè)置的各反方向壓彎輥壓彎后彈復(fù)變直，達(dá)到全長度及全方位的整形機(jī)目的。結(jié)合上面提到的螺旋形扁鋼可以把 條扁鋼來代替，并設(shè)其厚度為δ時，則 4條扁鋼經(jīng)過大小兩次正反壓彎后各自得到整形機(jī)也等于整個圓材得到整形機(jī)?？梢姰?dāng)圓材只在一處受到大壓彎時，其彎矩如圖 2其反向受到小壓彎時其彎矩如圖中虛線 M′結(jié)果只能整形機(jī)一個扁鋼或 要整形機(jī)圓材則必須在圓材旋轉(zhuǎn)的半周中或在 其半個導(dǎo)程 (t／ 2)上造成等彎矩的大壓彎狀態(tài)來代替想像的各壓彎輥，然后又在其下半周內(nèi)造成等彎矩的小壓彎 (與彈復(fù)量相等 )才可能實(shí)現(xiàn)其變形為圖 2 ( (和。同時還須明確圖 2— 1中的前半周 (左側(cè)的 t／ 2長度 )是在單一方向原始曲率條件下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的。但是全方位原始彎曲卻是± C。的彎曲，因此在兩個半周的旋轉(zhuǎn)之前還需要有半周的旋轉(zhuǎn)彎曲，以消除± C。使之變成 + C?；蛞?C。，即單一方向的原始彎曲。重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)的工作原理 6 這樣我們可以概括地說，整形機(jī)的必要條件是工件在輥縫中先要經(jīng)過至少一個導(dǎo)程的等曲率大變形壓彎，然后要經(jīng)過至少半 個導(dǎo)程等曲率小變形 (與整形機(jī)曲率相適應(yīng)變形 )的反向壓彎。前者可使工件各處的殘留彎曲達(dá)到一致程度，后者可使工件全長得到整形機(jī)。也可以簡單地說之為“先統(tǒng)一，后整形機(jī)”，這句話同大變形小殘差的平行輥整形機(jī)法的含義是一致的。 圖 集中力彎曲與等彎矩彎曲的旋轉(zhuǎn)整形機(jī)變形圖 2輥整形機(jī)的原理雖然簡單，但其實(shí)現(xiàn)方法仍然包含一些較為復(fù)雜的措施。如材質(zhì)不勻會使殘留彎曲難以統(tǒng)一，也會使殘留彎曲難以被一次整形機(jī)；工件尺寸公差較大時常需施以過大的壓彎量；工件的剛性偏大時常需增加壓彎次數(shù)；考慮到輥?zhàn)幽p、新輥縫的彎曲曲率 必須適當(dāng)增大等。因此輥縫多采用對稱形式，人口側(cè)輥縫起到咬入及預(yù)矯作用；出口側(cè)輥縫起到整形機(jī)作用；輥腰處的等曲率區(qū)為中區(qū)，起到統(tǒng)一殘留彎曲的作用。參看圖 22理論長度為 t，考慮到向兩側(cè)的曲率過渡及輥縫的壓緊程度不足等因素，取 22t。出口區(qū)為了防止一次整形機(jī)質(zhì)量不高的可能性，在初矯區(qū) (S′d)之后再增加精矯區(qū) (它們的理論值為 S′d=t／ 2及 t／ 2?？紤]到曲率之間的半周過渡而取 S′d=t，再考慮走出塑性區(qū)時，由于輥縫的彈跳或積累的殘留彎曲偏大而達(dá)不到質(zhì)量要求的可能重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)的工作原理 7 性，故加大 1— 2)t，并使其問曲率值逐漸減小，以保證整形機(jī)質(zhì)量的穩(wěn)定性。2輥整形機(jī)還可能遇到整形機(jī)管材的情況，一般是整形機(jī)厚壁管，此時的輥縫的彎曲程度可以明顯減小 , 塑性變形深度與壁厚可以相等。所以輥腰區(qū)的曲率不需太大，從而整形機(jī)區(qū)的曲率變化范圍也要明顯減小，故除輥腰區(qū)仍需要等曲率壓彎之外其他區(qū)域便可以按線性遞減原則來安排輥縫的曲率變化。下面用圖 輥整形機(jī)的基本工作方式，圖 材在輥縫之問被同向旋轉(zhuǎn)的凸凹 2輥壓彎并作反向旋轉(zhuǎn)。由于兩個輥?zhàn)虞S線對圓材軸線成對稱傾斜關(guān)系，圓 材將一邊旋轉(zhuǎn)一邊前進(jìn)。當(dāng)整形機(jī)棒材時，如圖 2— 3縫內(nèi)形成三種彎曲區(qū) ′ 2— 3個曲率比 個曲率區(qū)相對應(yīng)，圖中 時只有 長度為 Sd=t， 2～ 3) 圖 2輥整形機(jī)過程及兩種壓彎方式 為了說明上述輥縫具有可靠的整形機(jī)能力，下面結(jié)合一典型的輥縫模型，示于圖 利用有關(guān)的曲率方程式來解析全部的整形機(jī)過 程。設(shè)圖 ，． 65， ． 4。則整形機(jī)過程的解析結(jié)果列于表 縫的總長度為 8t，它等于輥?zhàn)?的工作長度 整形機(jī)過程看預(yù)矯區(qū)也很有用，首先使工件的全長彎曲方向得到統(tǒng)一，而且減小了殘留曲率比的差值；由開始時假設(shè)的 C。 = 2? 到左 2段減小到 C。 =0． 28。輥腰段的作用在于統(tǒng)一殘留彎曲。雖然第 3次 (右 2段 )的統(tǒng)一沒有用處，但也為難矯工件留有余地。進(jìn)入整形機(jī)區(qū)后只轉(zhuǎn)半周便可達(dá)到合格要求，說明以后的輥 縫可以取消，但為了提高質(zhì)量可以矯到右 4段。右 5段以后確實(shí)沒有用了。而且從全過程看各奇數(shù)段的半周轉(zhuǎn)過之后殘留彎曲都有增大。因此，可以從第 5段或第 7段取消輥縫。這兩段輥縫作成開擴(kuò)的八字形與輥端圓角重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)的工作原理 8 結(jié)合起來將有助于工件頭部的咬入和出口工件的穩(wěn)定。但是，也要看到不管是奇數(shù)段和偶數(shù)段每多轉(zhuǎn)一周之后的相對質(zhì)量都在提高。因此在高精度的整形機(jī)機(jī)上輥縫仍然要保持到第 6段，甚至要增加到第 8段。 圖 2輥整形機(jī)輥曲率比的分配模型 表 圖 續(xù)表 慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)的工作原理 9 從上表的實(shí)際解析 中可以較為深入地理解 2輥整形機(jī)的內(nèi)在機(jī)理，但是涉及的內(nèi)容比較單純。不能滿足各種具體條件的要求。首先是 從 1． 7開始加大到 3以上。為了便于達(dá)到統(tǒng)一殘留曲率的目的，力求使總曲率比?左右。同時還考慮到增加輥?zhàn)訅勖男枰?，經(jīng)過磨損之后仍能達(dá)到?C ?5的水平。因此設(shè)計(jì)輥縫的曲率比在 |2|0 ?C(2輥整形機(jī)時0時采用的 ～ 5。接下去2下去4必精確計(jì)算，只按遞減原則予以確定即可，如用一過渡切線把輥形曲線與輥端圓角連接起來。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)的工作原理 10 利用兩輥整形機(jī)機(jī)在減小斜角時 (a=5o～ 10o)對工件表面的壓光作用，研制出專用的整形機(jī)拋光機(jī)。其工作原理也是相同的。 計(jì)整形機(jī)機(jī)所涉及到的主要參數(shù) 其基本參數(shù)包括整形機(jī)力、整形機(jī)力矩、輥距 t、輥徑 D、輥數(shù) n、輥身長度備的結(jié)構(gòu)尺寸和功率消耗等都有重要的影響。 在這里我們對各個參數(shù)的主要公式進(jìn)行簡單的介紹，在第 3章、第 4章都有詳盡的介紹。 整形機(jī)力： ? ?2121 ??? ?3222 ??? 323 ? ?3212 ??? 整形機(jī)力矩： ??32m ? 輥距： ? ?~3? 輥徑： ? ? 2~ ? ?g 4~32 ?? 輥身長 度 L： ?? a x ??? m ?? 1 ， S ?? ， S ?? 2 ? ??? 2 ??整形機(jī)速度：60 000 ?? 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)的工作原理 11 ?n ? ?? ，?? n 軸承壽命較核： ????????????????h 6010 6 ? 61060 ?， ????????010 6 ， ?61060 ? 整形機(jī)輥強(qiáng)度較核： 22 3??? ?? dM k?? 內(nèi)外現(xiàn)在生產(chǎn)這種整形機(jī)機(jī)的廠家 棒材整形機(jī)機(jī)由于整形機(jī)精度高、造價低、易于維修、換輥時占用吊車時間少、導(dǎo)板調(diào)節(jié)比較方便，可整形機(jī)輕中型棒材、管材，在治金工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)中有廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在在我國國內(nèi)中信重型機(jī)械公司洛陽礦山廠、 無錫西漳液壓機(jī)械 廠等很多廠家。而國外 如英國的布朗克斯公司、維柯公司及羅伯運(yùn)（ 司；法 國的 司及艾梯巴爾 (司：德國的索林堅(jiān)(司和斯蘭特 (司；美國的薩頓 (司；日本的川副機(jī)械公司；前蘇聯(lián)的基洛夫機(jī)床廣等。 可以生產(chǎn)這種 斜輥整形機(jī)機(jī)。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)力能參數(shù)計(jì)算 12 4 整形機(jī)機(jī) 力能參數(shù)計(jì)算 形機(jī)力的計(jì)算 整形機(jī)力的計(jì)算由于整形機(jī)機(jī)輥形有單向彎曲與雙向彎曲之分 ,其整形機(jī)力也不同 , 而整形機(jī)力大小與輥縫的壓彎程度密切相關(guān) ,由于本機(jī)型的輥形設(shè)計(jì)采用單向反彎曲輥形 ,因此按單向反彎曲輥形來計(jì)算整形機(jī)力 。 輥形各段長度 ： 輥腰段 Sd=t,輥 腹段 S′d=t,輥胸段 Sb=t。 由于等彎曲率區(qū)內(nèi)的彎矩不變 , 它必然由一個外力偶構(gòu)成工件內(nèi)部的等彎矩區(qū) 。 首先從圖 3力 在 雖然這個彎矩一開始是彈性彎矩 ,但很快增大為彈塑性彎矩 ( 彈性段長度可略去不計(jì) ),新的力偶矩應(yīng)由 而且只在轉(zhuǎn)半周之后就需形成 d /2的力偶矩 ,以便在下半周內(nèi)完成 進(jìn)入到輥腰 由于增大彎矩須達(dá)到 故需在 22 值 。 這種人為的受力模型是與輥形曲線的曲率變化過程基本一 致的 ,是會接近實(shí)際受力狀態(tài)的 ,于是可以計(jì)算圖中的各整形機(jī)力 ： 圖 整形機(jī)機(jī)雙向反彎輥受力簡圖 ? ?2121 ??? ?3222 ??? 323 導(dǎo)程 t 粗棒螺旋導(dǎo)程： a ???? ? 細(xì)棒螺旋導(dǎo)程： a ???? ? 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)力能參數(shù)計(jì)算 13 彈性極限彎矩 ? 3 7 932 032m a xm a ?????? ??? 雙向輥形的整形機(jī)力 ： 整形機(jī)力總和為 ： ? ? 63212 ??????傾角 ： 整形機(jī)輥軸承承受的力為輥面法向力之和 ,為了簡化計(jì)算 ,假設(shè)凹凸輥受力點(diǎn)基本相同 ,如圖 接觸角 ?? 與 傾斜角 ? 基本等 , ? ? 222 ?????,則 : 圖 形機(jī)輥和軋件相對位置簡圖 ?? ? 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)力能參數(shù)計(jì)算 14 ?? s ? ??????????? ?? s r c ta 中 ,為凸輥輥腰直徑 ,由與工件接觸最多、壓力最大的輥徑確定 ， 選取傾斜角? =20o代入得 ： ?????????? ?? r c t ?承承受力的總和 ? ? o s o ???? ? ? 根據(jù)整形機(jī)力的大小及工作輥的強(qiáng)度，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選用軸承的型號為： 調(diào)心球滾子軸承 22212C/形機(jī)機(jī)功率計(jì)算 承的消耗功率 設(shè)整形機(jī)輥的輥徑直徑為軸承摩擦系數(shù)為 1? ， 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速為軸承摩擦消耗功率為 ： 6011 ??， 其中 230 滑動摩擦的消耗功率 凸凹輥輥腰直徑分別為工件與輥面之間摩擦系數(shù)為 2? ， 則滑動摩擦消耗功率為 ： ? ?60222 ?? ?? ， 其中 2? =里取 2? =以 2N = 滾動摩擦的消耗功率 工件與輥面之間滾動摩擦系數(shù)為 f ,輥?zhàn)有苯菫?? ,工件直徑為 d ,則兩者之間的滾動摩擦消耗功率為 : 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)力能參數(shù)計(jì)算 15 ?? c o ? 性彎曲變形的消耗功率 工件的純塑性彎曲曲率比的最大值為 ????? 而最小值為 0， 故其平均值為 ?其相應(yīng)的 ?? 輥?zhàn)庸ぷ鏖L度60是可知工件旋轉(zhuǎn)彎曲能耗比為以塑性彎曲變形所消耗的功率為 : ?? c o ? 或 ?? c o ? 其中222??? ? ，所以 4N = 消耗總功率 所消耗的總功率為： 4321 ???=形機(jī)機(jī) 驅(qū)動 功率 整形機(jī)機(jī)驅(qū)動總功率為： N?1其中： η 為傳遞效率， η =里取 η =總 = N?1=選擇電機(jī)的功率為 22機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選用電機(jī)的型號為： 21814 ??Z 查得該型號的電機(jī)基本參數(shù)： 4Z 代表電機(jī)的系列代號； 181為機(jī)座中心高； 2為電機(jī)級數(shù) 額定轉(zhuǎn)速： 50 r 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)力能參數(shù)計(jì)算 16 于機(jī)架、機(jī)座及軸承蓋的設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)的機(jī)架、機(jī)座、傳動等部分設(shè)計(jì)不屬于本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，所以在這里只是作了簡單的介紹。 整形機(jī)機(jī)架是工作機(jī)座中尺寸和重量都是最大的部件，也是最重要的部件，是用來安裝整形機(jī)輥、軸承座、整形機(jī)輥調(diào)整機(jī)構(gòu)和導(dǎo)板裝置等工作機(jī)座中全部部 件的，機(jī)架要承受整形機(jī)壓力，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在這里要較核機(jī)架的強(qiáng)度和剛度，就必須對其整形機(jī)材料進(jìn)行選擇，然后對整形機(jī)機(jī)機(jī)架的危險斷面進(jìn)行受力分析，計(jì)算其斷面的慣性矩，再根據(jù)尺寸計(jì)算機(jī)架所受的應(yīng)力與材料的許用應(yīng)力進(jìn)行比較，較核機(jī)架的強(qiáng)度。 整形機(jī)時在整形機(jī)壓力作用下軋件產(chǎn)生塑性變形。同時，在整形機(jī)反力的作用下，工作機(jī)座中的整形機(jī)輥、軸承、軸承座、墊板、壓下螺絲和螺母、機(jī)架等一系列受力零件，也產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形，總變形量可達(dá)幾毫米 ? ?6~2 。對于成品整形機(jī)機(jī)，機(jī)座的彈 形變形對工件尺寸精度有很大影響。 軋件進(jìn)入整形機(jī)輥前，整形機(jī)輥的原始輥縫高為 0S ，如果整形機(jī)輥的原始輥型為圓柱形，則輥縫是均勻的。當(dāng)整形機(jī)時，在整形機(jī)力為Ｐ作用下，機(jī)座產(chǎn)生彈性變形，使實(shí)際輥縫呈不均勻地增大，整形機(jī)后的軋件斷面呈中部較厚的形，工件的厚度 S ，高機(jī)座在整形機(jī)輥輥身中部處產(chǎn)生的彈性變形為 h= 0S +f 式中 h ―整形機(jī)后的軋件厚度 ； 0S―整形機(jī)輥原始輥縫； f ―機(jī)座彈性變形（機(jī)座在軋輥輥身中部處的彈性變形量）。 由上式可見，機(jī)座彈性變形 想得到厚度為 形機(jī)輥的原始輥縫 0S 應(yīng)調(diào)整到比軋件厚度 機(jī)座的彈形變形可分為兩個部分．一部分是除整形機(jī)輥彎曲變形以外的其他各受力零件的彈性變形，包括由軸承、軸承座、墊板、壓下螺絲和螺母等零件產(chǎn)生的壓縮變形，整形機(jī)輥的彈形壓扃，機(jī)座閏 柱的拉伸變形和機(jī)架橫梁的彎曲變形等造成的。這些變形使整形機(jī)輥輥縫均勻地增大。另一部分是整形機(jī)輥的彎曲變形，使軋輥軸線撓曲，除了加在原始輥縫外，還使輥縫在寬度方向產(chǎn)生不均勻變化，這使用權(quán)軋件沿寬度方向產(chǎn)生橫向厚度偏差。 由于機(jī)座的彈性變形 果在整形機(jī)過程中整形機(jī)力有波動，則在一定原始輥縫下，機(jī)座的彈性變形也有相應(yīng)的波動，這就使軋件沿長度方向的厚度產(chǎn)生變化，產(chǎn)生了縱向厚度偏差。對于縱向進(jìn)取度偏差，在現(xiàn)代重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)力能參數(shù)計(jì)算 17 整形機(jī)機(jī) 上，設(shè)置了厚度控制裝置，使整形機(jī)機(jī)能在整形機(jī)過和中迅速調(diào)整，控制軋件的縱向厚度偏 差。至于軋件沿寬度方向產(chǎn)生的橫向厚度偏差，一般是通過合理的輥型設(shè)計(jì)、輥型調(diào)整等措施來控制的。 由上可知，機(jī)座的彈形變形直接影響整形機(jī)后的軋件厚度以及軋件的縱向和橫向的厚度偏差，因而也影響到整形機(jī)機(jī)的調(diào)整、整形機(jī)工藝規(guī)程的制定和輥型設(shè)計(jì)等。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 整形機(jī)機(jī)輥系設(shè)計(jì) 18 5 整形機(jī)機(jī)輥系設(shè)計(jì) 形機(jī)輥的組成 輥身、輥頸和輥頭，如圖 圖 整形機(jī)輥示意圖 整形機(jī)輥是軋鋼車間經(jīng)常耗用的工具，其質(zhì)量好壞直接影響著鋼材的選題和產(chǎn)量，因此對整形機(jī)輥的性能（主要是強(qiáng)度、耐磨性和 一定的耐熱裂性）的要求是很嚴(yán)格的。因整形機(jī)機(jī)類型和所整形機(jī)鋼材種類的不同，對整形機(jī)輥材料性能的具體要求也有很大差別。常用的整形機(jī)輥材料有合金鍛鋼、合金鑄鋼和鑄鐵等。 2輥滾光整形機(jī)機(jī)的工作輥對輥面硬度及強(qiáng)度均有很高的要求，常采用高強(qiáng)度的合金鑄鋼。其支承輥工作條件與平板整形機(jī)機(jī)相似，材料選用也基本相同，但要求有更高的輥面硬度。 2輥滾光整形機(jī)機(jī)的工作輥選擇整形機(jī)輥材料時，以輥面硬度要求為主，多采用鑄鐵軋輥。而支承輥在工作中主要隨彎矩，