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參考文獻
1 董剛 李建功 潘鳳章主編.機械設(shè)計（第三版）北京：機械工業(yè)出版社1998
2 成大先主編.械設(shè)計圖冊 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 1997
3 蔡春源主編.機電液設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1997
4 徐灝主編.新編機械設(shè)計師手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1995
5 朱喜林 張代治主編.機電一體化設(shè)計基礎(chǔ) 北京：科學(xué)出版社 2004
6 求是科技編著.PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐 北京：人民郵電出版社 2005
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8 孫桓 陳作模主編.機械原理（第六版）北京：高等教育出版社 2001
9 王愛玲主編.現(xiàn)代數(shù)控機床 北京：國防工業(yè)出版社 2003
10 趙如福主編.金屬機械加工人員手冊（第三版）上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1990
11 齊麟 張亞雄 黎上威 董學(xué)朱 胡松春編著 蝸桿傳動設(shè)計（上、下冊）北京：機械工業(yè)出版社 1987
12 齒輪手冊編委會編著 齒輪手冊（上、下冊） 北京：機械工業(yè)出版社 1990
13 《現(xiàn)代機械傳動手冊》編委會編著 現(xiàn)代機械傳動手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1995
14 郭愛蓮主編.新編機械工程技術(shù)手冊 經(jīng)濟日報出版社 1991
15 楊公源主編.機電控制技術(shù)及應(yīng)用 北京：電子工業(yè)出版社 2005
16 袁任光編著.可編程序控制器選用手冊 北京：機械工業(yè)出版社 2002
17 饒振綱 王勇衛(wèi)編著.滾珠絲杠副及自鎖裝置 北京:國防工業(yè)出版社 1990
18 陸玉 何在洲 佟延偉主編.機械設(shè)計課程設(shè)計（第三版）北京：機械工業(yè)出版社 1999
19 數(shù)字化手冊系列（軟件版）編寫委員會編著.機械設(shè)計手冊（軟件版）R2.0北京：機械工業(yè)出版社 1999
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河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）外文資料翻譯
系別： 機械工程系
專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班級： 機083
姓名： 馬宏亮
學(xué)號： 2008307329
外文出處： Control Engineering Practice
10(2002) 697-711
附 件：1、外文原文；2、外文資料翻譯譯文。
指導(dǎo)教師評語：
簽字：
年 月 日
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
課題
名稱
數(shù)控蛇形管彎管機
系 別： 機械工程系
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級： 機083班
學(xué)生姓名： 劉海洋
學(xué) 號： 2008307331
指導(dǎo)教師： 孫 有 亮
開題時間： 2012年3月23日
課題來源
指導(dǎo)教師課題
課題類別
工程設(shè)計類
一、 論文資料的準(zhǔn)備
以作物種子為播種對象的機械稱為種植機械，即播種機械。農(nóng)業(yè)是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，而播種作業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中六大環(huán)節(jié)之一，播種機械化是農(nóng)業(yè)機械化過程中最為復(fù)雜，也是最為重要的工作。播種機械所面對的播種方式、作物種類、品種變化繁多，這就需要播種機械有較強的適應(yīng)性并且能滿足不同種植要求的工作性能。
播種機種類及其技術(shù)現(xiàn)狀：
1.播種機的分類：1)按播種方式分為撒播機、條播機、穴播機和精密播種機；2)按適應(yīng)作物分為谷物播種機、中耕作物播種機及其他作物播種機；3)按聯(lián)合作業(yè)分為施肥播種機、播種中耕通用機、旋耕播種機、旋耕鋪膜播種機；4)按動力聯(lián)接方式分為牽引式、懸掛式和半懸掛式；5)按排種原理分為機械式、氣力式和離心式播種機。
2.播種方式：播種方式應(yīng)根據(jù)作物品種和當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)要求而定，并隨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展?；静シN方式有：條播、穴播（點播）、撤播、精密播種、及聯(lián)合作業(yè)播種機五種。與播種方式對應(yīng)，播種機主要有谷物條播機、玉米穴播機、棉花穴播機、牧草撒播機等。
3.機械播種的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求：1)播量符合要求且準(zhǔn)確，排種（排肥）均勻穩(wěn)定，穴距及每穴粒數(shù)均勻；2)播深符合要求且均勻一致，種子應(yīng)播在濕土上，用濕土覆蓋，無露籽現(xiàn)象，覆土均勻，干早地區(qū)播后應(yīng)同時鎮(zhèn)壓，以利保墑；3)播行直，行距一致，地頭整齊，不重不漏；4)盡量采用聯(lián)合作業(yè)。
4.播種機的性能指標(biāo)：排量穩(wěn)定性、各行排量一致性、排種均勻性和播種均勻性、穴粒數(shù)合格率、粒距合格率、播深穩(wěn)定性、種子破損率。
現(xiàn)有的播種機向兩個方向發(fā)展：大型機械化和小型專業(yè)化。大型拖拉機帶動的播種機工作速度快，工作幅度大，工作效率高，適合平原及大型農(nóng)場，但不適合地域狹窄地帶及丘陵和封閉環(huán)境；小型專業(yè)化播種機方便靈活，工作幅度較大型機械，適合丘陵山區(qū)和封閉環(huán)境，如溫室；而不適合大型農(nóng)場。
本課題設(shè)計的播種機采用電動驅(qū)動，向小型專業(yè)化發(fā)展，較人力播種機提高工作速度和工作效率，交流電動機代替了拖拉機驅(qū)動播種機，縮小了轉(zhuǎn)彎半徑，減少了碳排放和噪聲污染，降低了作業(yè)成本；四輪驅(qū)動和兩輪驅(qū)動方便轉(zhuǎn)換，增強了松軟土壤作業(yè)的適應(yīng)性和機動能力。適合在小塊地域及封閉環(huán)境工作，節(jié)能環(huán)保。便于設(shè)施種植和有電力條件的農(nóng)田使用。
二、本課題的目的（重點及創(chuàng)新點）
本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達到的目的：
1．培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識和技能，分析和解決機械工程實際問題的能力，熟悉生產(chǎn)技術(shù)工作的一般程序和方法。
2．培養(yǎng)學(xué)生懂得工程技術(shù)工作所必須的全局觀念、生產(chǎn)觀念和經(jīng)濟觀念，樹立正確的設(shè)計思想和嚴(yán)肅認真的工作作風(fēng)。
3．培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)言文獻、資料、手冊，進行工程計算、圖樣繪制及編寫技術(shù)文件的能力。
4. 我國幅員遼闊，地形復(fù)雜，有很多耕地分布在山地和丘陵，不利于大型機械的作業(yè)，我設(shè)計的這款便攜式電動助力播種機自重輕、適應(yīng)性好，能滿足各種地形的需要,減輕廣大農(nóng)民的勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率。
5． 鞏固擴大學(xué)生對大學(xué)基礎(chǔ)課程專業(yè)知識的掌握，提高分析與解決實際問題的能力；提高解決較復(fù)雜工程計算的工作能力；提高計算機繪圖的工程圖繪制能力。
重點：本課題主要包括：小型播種機的總體設(shè)計、傳動設(shè)計及播種技術(shù)措施、零部件設(shè)計、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計等。該機結(jié)構(gòu)主要由機架、動力裝置、操縱機構(gòu)、開溝器、鎮(zhèn)壓輪、播種量調(diào)節(jié)器和料斗等組成。對總體設(shè)計需對播種機的工作原理、各機構(gòu)之間關(guān)系、各零、部件組成及關(guān)系進行掌握。
創(chuàng)新點：本課題采用電動播種機，向小型專業(yè)化發(fā)展，較人力播種機提高工作速度和工作效率，直流電動機代替了拖拉機驅(qū)動播種機，縮小了轉(zhuǎn)彎半徑，減少了碳排放和噪聲污染，降低了作業(yè)成本；四輪驅(qū)動和兩輪驅(qū)動方便轉(zhuǎn)換，增強了松軟土壤作業(yè)的適應(yīng)性和機動能力。適合在小塊地域及封閉環(huán)境工作，節(jié)能環(huán)保。便于設(shè)施種植和有電力條件的農(nóng)田使用。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
主要內(nèi)容及要求：
本課題任務(wù)的主要內(nèi)容包括：
小型播種機的總體設(shè)計、傳動設(shè)計及播種技術(shù)措施、零部件設(shè)計、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計等。
本設(shè)計具體要求如下：
1.技術(shù)要求：播種深度20~60mm連續(xù)可調(diào)，播種行距200~500mm連續(xù)可調(diào)，播種穴距0~500mm可調(diào)，種子破碎率和播種均勻度符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
2.設(shè)計要求達到結(jié)構(gòu)合理、生產(chǎn)成本低、能耗小，效率高，滿足工作性能，而且操作方便的目的。
3.工作要求：要求最大生產(chǎn)率為10畝／日。
研究方法及思路：
（1）、根據(jù)工作環(huán)境要求及設(shè)計要求確定其工作原理，選擇機構(gòu)和傳動方式。
1.考慮大棚的土壤硬度，電動機功率的選擇可以較低；同時注意電氣線路部分的高度絕緣。
2.零件可直接選擇標(biāo)準(zhǔn)件，其他的小型部件可以自行設(shè)計加工。為了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，選鏈條作為傳動方式。
3.為了增大整機的作業(yè)牽引力，故把地輪向后調(diào)。后面的兩個鎮(zhèn)壓輪也改為電機驅(qū)動，使整機變?yōu)樗妮嗱?qū)動的形式。
4.因作業(yè)場地和機身重量都比較小，整轉(zhuǎn)彎的時候可手動轉(zhuǎn)彎，不對轉(zhuǎn)彎進行機械設(shè)計。
（2）初步確定主機、主要元件或構(gòu)件的基本參數(shù)和技術(shù)性能，如功率、承載、速度、行程或調(diào)節(jié)幅度、外形尺寸等。
1.播種機的運行速度保持在與人的步行速度。
2.其功率大小，需要根據(jù)實地實驗進行測算而確定下來。外形尺寸根據(jù)以往的成功設(shè)計，而選擇兩壟的播種機機架。而開溝器，覆土器，播種速度，施肥量等可自行調(diào)節(jié)。
3.通過機構(gòu)的調(diào)整加大機身重量等，可以使整機的地面接觸力更大。
（3）、通常提出幾種不同方案，從技術(shù)和設(shè)計兩個方面比較論證，選擇最理想的。通過實驗，最終確定所選擇的設(shè)計方案。基本播種方式有：條播、穴播（點播）、撤播、精密播種、及聯(lián)合作業(yè)播種機五種。這幾種機型的輔助部件基本相同，只是其核心工作部件排種器有較大差異。
設(shè)計方案一：直流電動機為動力裝置，單行播種。
1.優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，速度便于控制，對操作人員技術(shù)要求不高，對環(huán)境無污染。
2.缺點：作業(yè)效率較低，能源需要定時補給，不適合長時間的作業(yè)。
設(shè)計方案二：交流電機動力，雙行播種。
1.優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，速度便于控制，無污染，可以方便在大棚環(huán)境中工作。
2.缺點：雙行播種，能源利用率低，工作總量較小，需要外接電源，對操作距離有限制，需要自行手動轉(zhuǎn)彎。
設(shè)計方案三：交流電機動力，三行播種。
1.優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，速度便于控制，無污染，工作效率更高。
2.缺點：單行播種，能源利用率低，需要有外接電源才能工作，制作比較復(fù)雜。
經(jīng)過比較，我選用交流電機動力，雙行播種，兼顧效率和經(jīng)濟性。
四、總體安排和進度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
3.19～3.25 完成畢業(yè)實習(xí)報告，開題報告。
3.26～4.08 設(shè)計任務(wù)分析與總體方案的確定。
4.09～5.20 實施設(shè)計、計算、繪圖、試驗。
5.21～6.17 進行計算機仿真樣機和優(yōu)化設(shè)計，并編寫設(shè)計說明書。
6.18～6.24 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及成績評定。
五、主要參考文獻
【1】董剛 李建功 潘鳳章主編.機械設(shè)計（第三版）北京：機械工業(yè)出版社1998
【2】成大先主編.械設(shè)計圖冊 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 1997
【3】蔡春源主編.機電液設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1997
【4】徐灝主編.新編機械設(shè)計師手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1995
【5】朱喜林 張代治主編.機電一體化設(shè)計基礎(chǔ) 北京：科學(xué)出版社 2004
【6】求是科技編著.PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐 北京：人民郵電出版社 2005
【7】雷天覺主編.液壓工程手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1990
【8】孫桓 陳作模主編.機械原理（第六版）北京：高等教育出版社 2001
【9】王愛玲主編.現(xiàn)代數(shù)控機床 北京：國防工業(yè)出版社 2003
【10】趙如福主編.金屬機械加工人員手冊（第三版）上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1990
【11】齊麟 張亞雄 黎上威 董學(xué)朱 胡松春編著 蝸桿傳動設(shè)計（上、下冊）北京：機械工業(yè)出版社 1987
【12】齒輪手冊編委會編著 齒輪手冊（上、下冊） 北京：機械工業(yè)出版社 1990
【13】《現(xiàn)代機械傳動手冊》編委會編著 現(xiàn)代機械傳動手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1995
【14】郭愛蓮主編.新編機械工程技術(shù)手冊 經(jīng)濟日報出版社 1991
【15】楊公源主編.機電控制技術(shù)及應(yīng)用 北京：電子工業(yè)出版社 2005
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【17】饒振綱 王勇衛(wèi)編著.滾珠絲杠副及自鎖裝置 北京:國防工業(yè)出版社 1990
【18】陸玉 何在洲 佟延偉主編.機械設(shè)計課程設(shè)計（第三版）北京：機械工業(yè)出版社 1999
【19】數(shù)字化手冊系列（軟件版）編寫委員會編著.機械設(shè)計手冊（軟件版）R2.0北京：機械工業(yè)出版社 1999
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
教研室意見：
教研室主任簽名： 日期：
系意見：
系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 日期：
系蓋章
摘要
本次設(shè)計的課題是數(shù)控蛇形管彎管機。設(shè)計的主要任務(wù)是設(shè)計蛇形管彎管機，在原有彎管機原理基礎(chǔ)上，改進結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計，簡化操作。從而達到提高設(shè)備的工作效率，降低工作人員的工作強度的目的。新型彎管機主要有主傳動機構(gòu)、彎管機構(gòu)、壓料機構(gòu)、管坯進給機構(gòu)、中頻加熱機構(gòu)、床身等組成。與原有彎管機相比，新型彎管機的改進部分為：一是新增了管坯進給和中頻加熱兩大機構(gòu)，實現(xiàn)了管坯按照指定程序自動進給，自動加熱；二是改進了原有彎管機的液壓系統(tǒng)，采用了調(diào)壓回路、調(diào)速回路和鎖緊回路，實現(xiàn)了液壓系統(tǒng)的三級調(diào)壓，提高了彎管機的彎曲加工精度，保證了彎管機的鎖緊精度；三是新型彎管機的整個彎管過程通過可編程控制器（簡稱PLC）控制完成，保證了管坯的彎曲精度和彎管機的工作效率。另外，控制系統(tǒng)的程序帶有急停按鈕。在加工過程中一旦出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會立刻使設(shè)備停止工作，從而確保操作人員和設(shè)備的安全。
關(guān)鍵詞：彎管機 管坯自動進給 管坯自動加熱 三級調(diào)壓
Abstract
The topic of this design is numerical space angle syphon machine，the main assignment is to improve the performance based on the common plane bending machine, then we can improve the work efficiency of the equipment and reduce the work intension of the worker. The new syphon machine mainly include primary drive machine, bending machine, compressing machine, pipe rough feeding machine, pipe rough rotating machine, lathe bed and so on. Compared with the old one, the improvement of the new one include three parts, the first one is that the new one has feeding and rotating machine, making the rough feed according to the given program and complete the rotation of space angle automately; the second one is that we improve the hydraulic system of the old one, introducing adjusting pressure loop, adjusting speed loop, lock loop, realizing the third class adjudtment of the pressure and improving the machining precision and making the machine owe high lock precision; the third one is that the whole machine can be controlled by PLC, realizing the high precision of the pipe bending and the work efficiency. Further more the controlling programe has the funcition of examining itself and clipping button. when the machine does not work, the system will stop the machine quickly, accordingly making sure that the operator and the epuipment is safe.
Keywords: syphon machine pipe rough feeding machine automatically
pipe space angle rotating three level booster
河 北 建 筑 工 程 學(xué) 院
本科畢業(yè)設(shè)計
題
目
蛇形管彎管機設(shè)計
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級 機083
姓 名 劉海洋
學(xué) 號 31
指 導(dǎo) 教 師 孫有亮
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
課題
名稱
蛇形管彎管機設(shè)計
系 別： 機械工程系
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級： 機083班
學(xué)生姓名： 劉海洋
學(xué) 號： 2008307331
指導(dǎo)教師： 孫有亮
開題時間： 2012年4月2日
課題來源
導(dǎo)師課題
課題類別
工程設(shè)計
一、論文資料的準(zhǔn)備
1.資料準(zhǔn)備
1)去張家口東鍋爐廠參觀實習(xí)，了解彎管機的各部件、結(jié)構(gòu)組成及工作原理，對設(shè)計內(nèi)容有了初步了解。
2）在中國知網(wǎng)搜索相關(guān)論文，加深對彎管機各個機構(gòu)的了解，并熟悉設(shè)計過程。并了解常用的彎曲加工方法和彎管設(shè)備，認識了國內(nèi)外數(shù)控彎管機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢以及數(shù)控系統(tǒng)的伺服運動控制模塊、電液伺服控制模塊及其機械、電氣、液壓系統(tǒng)等。
3）在百度搜索彎管機視頻，了解彎管機的現(xiàn)狀、流行趨勢及加工要求。并加深對彎管機工作過程的了解，熟悉加工對工件結(jié)構(gòu)的要求。
4）到圖書館借閱機械設(shè)計相關(guān)資料，了解設(shè)計中需要注意的問題。查詢數(shù)控資料，了解電氣控制相關(guān)資料，并熟悉數(shù)控機床的電器控制元件。查詢液壓資料，了解彎管機對液壓系統(tǒng)的要求，熟悉液壓系統(tǒng)工作過程。
2.管材彎曲加工的種類和技術(shù)現(xiàn)狀
管材彎曲加工的方法很多。按成形方法區(qū)分，主要有滾彎曲,模彎曲和無模彎曲三種。按彎曲時加熱與否，可分為冷彎曲和熱彎曲。按彎曲時有無填充物，又分為有芯彎管和無芯彎管。近年來，彎管彎曲成形技術(shù)取得了新進展，相繼開發(fā)出了零半徑鋼管彎曲加工，熱應(yīng)力彎曲和激光彎曲成形等最新技術(shù)。
滾彎時用三個驅(qū)動輥輪對管材進行彎曲加工的加工方法。滾彎方法及滾彎機工作原理與板材滾彎基本相同，區(qū)別僅在于管材滾彎所用的滾輪具有與彎曲管坯斷面形狀相吻合的工作表面。通過改變滾輪的間隔，就可作各種曲率半徑的彎曲，尤其對彎制環(huán)形或螺旋線形彎管件特別方便。不過，滾彎方法對彎曲半徑有一定的限制，僅適用于曲率半徑要求大的厚壁管件。
模彎曲是一種鋼管在彎曲模型中實現(xiàn)彎曲的成形過程，它包括壓彎，推彎和繞彎三種方式。壓彎是最早用于管材彎曲加工的工藝方法。它是在液壓機上利用模具或胎具對
管坯進行彎曲加工。壓彎方法既可以彎制帶直段的管件，又可以彎制彎頭。由于壓彎具有生產(chǎn)效率高，模具調(diào)整簡單等突出有點，故在生產(chǎn)中一直被廣泛應(yīng)用。推彎是在一般壓力機，液壓機或?qū)Ｓ猛浦茩C上進行彎曲加工，主要用于彎制彎頭。推彎包括型模式冷推彎管和芯棒式熱推彎管。型模式冷推彎管是在普通液壓機或曲柄壓力機上，利用金屬的塑性，在常溫狀態(tài)在將管坯壓入帶有彎曲型腔的型模中，從而形成彎頭。芯棒式特推彎管是在專用推制機上，在推力和牛角芯棒阻力的作用下，邊加熱邊推制，使管坯產(chǎn)生周向擴張和軸向彎曲變形，從而將較小直徑的管坯推制成較大直徑的彎頭。繞彎使最常用的彎管方法，包括碾壓式和拉拔式。按彎管設(shè)備的不同，繞彎又可以分為手工彎管和彎管機彎管兩類。
手工彎管是利用簡單的彎管裝置對管坯進行彎曲加工。它不需要專用的彎管設(shè)備，彎管裝置制造成本低，調(diào)節(jié)使用方便，但勞動量大，生產(chǎn)率低。
彎管機彎管是在立式或臥式彎管機上進行冷態(tài)彎曲加工，是用得最多的一種彎管方式。目前，彎管機彎管主要包括有芯彎管，無芯彎管和頂壓彎管三種工藝方法。隨著經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，管道的規(guī)格和用材也在向大型化和高強度發(fā)展。目前，600MW的火力發(fā)電機組的主蒸汽管路的直徑已達663mm，壁厚達103mm，材料為12CrMoV高溫合金鋼。對于這種達口徑，厚壁及高強度鋼管的彎制加工，最適宜的方法就是無模彎曲。
無模彎曲使利用局部加熱代替彎曲模具和芯棒等工具進行彎曲加工的方法。按加熱方式的不同，可分為中頻感應(yīng)彎管和火焰加熱彎管兩種。中頻彎管原理如下圖1-7所示，它是將中頻感應(yīng)圈套在管坯上，依靠中頻感應(yīng)電流將管坯加熱到所需的高溫，隨即對加熱部分進行彎曲，并在彎曲后緊接著噴水冷卻，從而獲得所需的管件。火焰彎管的原理與中頻彎管相同，只不過是用火焰加熱圈代替了中頻感應(yīng)圈來加熱管坯。
無模彎曲不需要模具，彎管成形質(zhì)量好，彎管能力強，具有生產(chǎn)效率高，勞動強度低等優(yōu)點。由于無模彎曲的彎曲力臂自由回轉(zhuǎn)，彎曲半徑可隨彎曲力臂長度的變化任意改變，故其適應(yīng)性比其他彎曲方法強。同時，由于加熱線圈與管材的形狀無關(guān)，故利用無模彎曲代替彎模成形，可以巧妙地解決異形鋼管的彎曲加工問題。近年來，國內(nèi)外都已開發(fā)出原子能發(fā)電廠使用的不銹鋼管和橋梁建筑行業(yè)使用的大，中型光管的無模彎曲成形技術(shù)和全自動CNC三維彎曲成形生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線利用CAD/CAM進行配管設(shè)計及全線計算機控制，以擴大彎管加工范圍，并使管坯供給，準(zhǔn)備，彎曲加工及配管組合后的焊接，切斷和檢測等工序全部實現(xiàn)了自動化。
熱應(yīng)力彎曲是一種利用工件內(nèi)部溫度分布不均勻所產(chǎn)生的熱應(yīng)力來驅(qū)動工件變形的
特殊的成形方法，具有無外力，無模具，便于現(xiàn)場操作等優(yōu)點。通常產(chǎn)生熱應(yīng)力的方法是對工件進行局部加熱或冷卻。加熱方式包括火焰局部加熱和加熱爐內(nèi)整體加熱；冷卻方式剝奪空冷，噴水冷卻及浸水冷卻。
由于鋼管的形狀所致，采用火焰加熱和噴水冷卻的方案難以形成合適的溫度場，工藝過程不易控制。
激光成形是一種利用激光束照射材料表面式形成的內(nèi)部非均勻熱應(yīng)立場來實現(xiàn)材料成形的新技術(shù)。通過調(diào)整激光加工工藝參數(shù)和選擇合適的掃描詭計就能成形任意的彎曲
件，異形件和其他復(fù)雜的三維曲面等零件。與常規(guī)成形相比，其具有顯著的優(yōu)點是：
1)生產(chǎn)周期短，柔性大，特別適合小批量的大型零件生產(chǎn)；
2)激光成形為非接觸式成形，變形時無外力作用，因而不產(chǎn)生回彈變形和由此帶來題；
3)激光成形屬熱態(tài)變形，總的變形由多次掃描累積而成，故能夠成形在常溫下不易成
形的難變形材料。
二、本課題的目的（重點及創(chuàng)新點）
畢業(yè)設(shè)計是工科大學(xué)生完成學(xué)業(yè)中最重要的實踐環(huán)節(jié)，是將在大學(xué)學(xué)到的理論知識系統(tǒng)化、條理化、實用化最關(guān)鍵的一環(huán)。通過本畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，提高分析與解決實際問題的能力；較復(fù)雜工程計算的工作能力；計算機繪圖與手工繪畫相結(jié)合的工程圖繪制能力。掌握一般機械機構(gòu)的設(shè)計思路、方法和步驟，掌握常用工程材料的性能和選配能力。盡快完成學(xué)生到工程技術(shù)人員的過渡。
通過對彎管機數(shù)控改造的總體設(shè)計以及機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計，對數(shù)控彎管機的工作原理、傳動機構(gòu)等進行掌握、理解。使其滿足工作職能要求，完成對彎管機數(shù)控改造的各部分設(shè)計。即能將管坯準(zhǔn)確進給到所要加工的位置，并且使管坯彎曲相應(yīng)的角度。并在此前提下滿足操作簡便、安全、外觀、經(jīng)濟上的要求，做到和生產(chǎn)實際相結(jié)合。
重點：本課題分三個部分：蛇形彎管機的總體設(shè)計、機械系統(tǒng)設(shè)計、液壓系統(tǒng)設(shè)計加熱系統(tǒng)設(shè)計和控制系統(tǒng)的設(shè)計 。
對總體設(shè)計需對蛇形彎管機的工作原理、各機構(gòu)之間關(guān)系、各零、部件組成及關(guān)系進行掌握。由于彎曲半徑較小，需要增加加熱系統(tǒng)及相關(guān)控制元件。
創(chuàng)新點：新型彎管機主要由機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分組成。其自動化程度要有所提高，可以自動進料，自動加熱，自動進行彎管彎曲加工。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
主要內(nèi)容：
1. 對彎管工藝進行工藝分析，指出常見的彎管缺陷并提出相應(yīng)的解決措施；
2. 新型數(shù)控彎管機的方案設(shè)計，包括機械系統(tǒng)設(shè)計，液壓系統(tǒng)設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計；
3. 分析管材彎曲變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，建立管材彎曲力矩的計算公式，對加緊模和管坯夾持部分進行受力分析，建立加緊機構(gòu)所需加緊力的計算公式和校核公式，并計算新型彎管機的各個力能參數(shù)。
具體參數(shù)如下：
1)設(shè)計要求：在現(xiàn)有60mm普通平面彎管機的基礎(chǔ)上，改裝成數(shù)控空間彎管機。
2)技術(shù)要求：彎管直徑為DN15~ DN25mm，角度誤差為±1o，進給精度為±1mm。
3)工作要求：彎管生產(chǎn)率為60個/小時。
研究方法與思路：
1.根據(jù)工作要求及設(shè)計要求確定其工作原理，選擇機構(gòu)和傳動方式。
2.初步確定主機、主要元件或構(gòu)件的基本參數(shù)和技術(shù)性能，如功率、承載、速度、行程或調(diào)節(jié)幅度、外形尺寸等。在運動分析的基礎(chǔ)上進行動力分析，確定各機構(gòu)各部分傳遞的功率、轉(zhuǎn)矩和力的大小，根據(jù)這些數(shù)據(jù)和使用要求進行強度、剛度、發(fā)熱效率等方面的計算或校核，使設(shè)計出的數(shù)控空間角度彎管機在給定的年限內(nèi)工作。
3.通常提出幾種不同方案，從技術(shù)和設(shè)計兩個方面比較論證，選擇最理想的，即在考慮滿足職能要求的同時，要注意取得較好的經(jīng)濟效果，能滿足給定的生產(chǎn)效率。
四、總體安排和進度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
3.28~4.4 完成畢業(yè)實習(xí)報告、開題報告
4.5~4.11完成外文翻譯
4.12~4.18 設(shè)計任務(wù)分析與總體方案的確定。
4.19~6.6 實施設(shè)計、計算、繪圖、實驗。
6.7~6.20 進行計算機仿真樣機和優(yōu)化設(shè)計，并編寫設(shè)計說明書。
6.21~6.26 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及成績評定。
五、主要參考文獻
【1】董剛,李建功,潘鳳章主編.機械設(shè)計（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社,1998
【2】成大先主編.械設(shè)計圖冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1997
【3】蔡春源主編.機電液設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社,1997
【4】徐灝主編.新編機械設(shè)計師手冊.北京：機械工業(yè)出版社,1995
【5】朱喜林,張代治主編.機電一體化設(shè)計基礎(chǔ).北京：科學(xué)出版社,2004
【6】雷天覺主編.液壓工程手冊.北京：機械工業(yè)出版社,1990
【7】孫桓 陳作模主編.機械原理（第六版）.北京：高等教育出版社,2001
【8】王愛玲主編.現(xiàn)代數(shù)控機床.北京：國防工業(yè)出版社,2003
【9】趙如福主編.金屬機械加工人員手冊（第三版）.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1990
【10】《現(xiàn)代機械傳動手冊》編委會編著.現(xiàn)代機械傳動手冊.北京：機械工業(yè)出版社,1995
【11】郭愛蓮主編.新編機械工程技術(shù)手冊.經(jīng)濟日報出版社,1991
【12】楊公源主編.機電控制技術(shù)及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社,2005
【13】袁任光編著.可編程序控制器選用手冊.北京：機械工業(yè)出版社,2002
【14】饒振綱,王勇衛(wèi)編著.滾珠絲杠副及自鎖裝置.北京:國防工業(yè)出版社,1990
【15】陸玉,何在洲,佟延偉主編.機械設(shè)計課程設(shè)計（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社 1999
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
教研室意見：
教研室主任簽名： 日期：
系意見：
系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 日期：
系蓋章
課題來源：導(dǎo)師課題、社會實踐、自選、其他
課題類別：工程設(shè)計、施工技術(shù)、新品開發(fā)、軟件開發(fā)、科學(xué)實驗、畢業(yè)論文。
畢業(yè)設(shè)計（論文）完成進度計劃表
序號
起止日期
計劃完成內(nèi)容
實際完成情況
檢查人簽名檢查日期
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
指導(dǎo)教師批準(zhǔn)，并簽名： 年 月 日
目錄
第一章 前言 …………………………………………………………………………1
1.1 管材彎曲加工的種類和技術(shù)現(xiàn)狀………………………………………………1
1.2 彎管工藝分析及常見的彎管缺陷………………………………………………8
1.3 本文的主要設(shè)計內(nèi)容……………………………………………………………12
第二章 總體設(shè)計 ……………………………………………………………………13
2.1 原有彎管機存在的問題 …………………………………………………………13
2.2 確定新型彎管機研制方案………………………………………………………13
2.3 新型彎管機工作原理和技術(shù)參數(shù)………………………………………………14
2.4 機械系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………………………14
2.5 液壓系統(tǒng)設(shè)計 …………………………………………………………………35
2.6 控制系統(tǒng)設(shè)計 …………………………………………………………………38
第三章 計算新型彎管機的力能參數(shù)……………………………………………40
3.1 分析管材彎曲力矩 ……………………………………………………………40
3.2 分析管材彎曲變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)……………………………………………40
3.3 建立管材彎曲力矩計算公式……………………………………………………43
3.4 計算管材彎曲力矩 ……………………………………………………………47
3.5 計算新型彎管機驅(qū)動力矩………………………………………………48
3.6 夾緊力的計算和校核……………………………………………………………49
第四章新型彎管機的主要結(jié)構(gòu)和性能………………………………………… 56
4.1 新型彎管機的主要結(jié)構(gòu)…………………………………………………………56
4.2 新型彎管機的性能特點 ………………………………………………………59
參考文獻……………………………………………………………………………… 65
后記 ……………………………………………………………………………………65
附： 外文翻譯
外文原文
畢業(yè)實習(xí)報告
1
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計計算書
指導(dǎo)教師：孫有亮
設(shè)計題目：蛇形管彎管機 設(shè)計人：劉海洋
設(shè)計項目
計算與說明
結(jié)果
第1章前言
1.1管材彎曲加工的種類和技術(shù)現(xiàn)狀
1.1.1滾彎曲
1.1.2模彎曲
1.壓彎
2.推彎
3. 繞彎
1.1.3 無模彎曲
1.1.4 熱應(yīng)力彎曲
1.1.5激光成形彎曲工藝
1.2彎管工藝分析及常見的彎管缺陷
1.2.1彎管工藝分析
1.2.2常見的彎管缺陷及解決措施
1.3本文的主要設(shè)計內(nèi)容
第1章 前言
1.1管材彎曲加工的種類和技術(shù)現(xiàn)狀
管材彎曲加工的方法很多。按成形方法區(qū)分，主要有滾彎曲,模彎曲和無模彎曲三種。按彎曲時加熱與否，可分為冷彎曲和熱彎曲。按彎曲時有無填充物，又分為有芯彎管和無芯彎管。近年來，彎管彎曲成形技術(shù)取得了新進展，相繼開發(fā)出了零半徑鋼管彎曲加工，熱應(yīng)力彎曲和激光彎曲成形等最新技術(shù)。
1.1.1滾彎曲
滾彎時用三個驅(qū)動輥輪對管材進行彎曲加工的加工方法，其工作原理如下圖1-1所示。滾彎方法及滾彎機工作原理與板材滾彎基本相同，區(qū)別僅在于管材滾彎所用的滾輪具有與彎曲管坯斷面形狀相吻合的工作表面。通過改變滾輪的間隔，就可作各種曲率半徑的彎曲，尤其對彎制環(huán)形或螺旋線形彎管件特別方便。不過，滾彎方法對彎曲半徑有一定的限制，僅適用于曲率半徑要求大的厚壁管件。
圖1－1 滾彎工作原理圖
1.1.2模彎曲
模彎曲是一種鋼管在彎曲模型中實現(xiàn)彎曲的成形過程，它包括壓彎，推彎和繞彎三種方式。
1. 壓彎
壓彎是最早用于管材彎曲加工的工藝方法。如下圖1-2所示，它是在液壓機上利用模具或胎具對管坯進行彎曲加工。壓彎方法既可以彎制帶直段的管件，又可以彎制彎頭。由于壓彎具有生產(chǎn)效率高，模具調(diào)整簡單等突出優(yōu)點，故在生產(chǎn)中一直被廣泛應(yīng)用。
圖1－2 壓彎原理示意圖
2. 推彎
推彎是在一般壓力機，液壓機或?qū)Ｓ猛浦茩C上進行彎曲加工，主要用于彎制彎頭。推彎包括型模式冷推彎管和芯棒式熱推彎管。型模式冷推彎管是在普通液壓機或曲柄壓力機上，利用金屬的塑性，在常溫狀態(tài)在將管坯壓入帶有彎曲型腔的型模中，從而形成彎頭。型模式冷彎管裝置如下圖1-3a所示，芯棒式特推彎管是在專用推制機上，在推力和牛角芯棒阻力的作用下，邊加熱邊推制，使管坯產(chǎn)生周向擴張和軸向彎曲變形，從而將較小直徑的管坯推制成較大直徑的彎頭,原理如下圖1-3b所示。
圖1－3a 型模式冷推彎管示意圖
圖1－3b 芯棒式熱推彎管
3. 繞彎
繞彎使最常用的彎管方法，包括碾壓式和拉拔式，其工作原理如下圖1-4所示，按彎管設(shè)備的不同，繞彎又可以分為手工彎管和彎管機彎管兩類。
手工彎管是利用簡單的彎管裝置對管坯進行彎曲加工。它不需要專用的彎管設(shè)備，彎管裝置制造成本低，調(diào)節(jié)使用方便，但勞動量大，生產(chǎn)率低，主要應(yīng)用于小批量生產(chǎn)的場合。
（a） （b）
圖1－4 繞彎工作原理圖
（a） 輾壓式 （b） 拉拔式
彎管機彎管是在立式或臥式彎管機上進行冷態(tài)彎曲加工，是用得最多的一種彎管方式。目前，彎管機彎管主要包括有芯彎管，無芯彎管和頂壓彎管三種工藝方法。
有芯彎管是在彎管機上利用芯棒使管材沿彎曲模胎繞彎的工藝方法，其工作原理如下圖1-5所示，彎曲模胎4固定在機床主軸上并隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，管坯5的一端由夾持塊3壓緊在彎曲模胎上。在管坯與彎曲模態(tài)的相切點附近，其彎曲模胎逐漸成形。管件的彎曲角度由擋塊控制，當(dāng)彎曲模胎轉(zhuǎn)到管件要求的角度時，則撞擊擋塊，使彎曲模胎停止轉(zhuǎn)動。
圖1－5 有芯彎管原理圖
1. 壓塊 2. 芯棒 3. 夾持塊 4.彎曲模胎 5. 管坯
無芯彎管工作原理如下圖1-6所示，它的結(jié)構(gòu)比有芯彎管簡單，工作原理與有芯彎管相同，只是沒有芯棒支撐內(nèi)管壁，而是在管坯進入彎曲變形前，預(yù)先利用反變形裝置（如反變形滾輪和反變形滑槽）給以管坯一定量的反向變形。在彎曲后，由于不同方向變形的相互抵消，使管坯截面基本保持圓形。無芯彎管與有芯彎管相比，既提高了生產(chǎn)率，又避免了芯棒的消耗，省卻了管內(nèi)的潤滑。
圖1－6 無芯彎管原理圖
1. 彎曲模胎 2. 夾持塊 3. 滾輪 4. 導(dǎo)向輪 5. 管坯
1.1.3無模彎曲
隨著經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，管道的規(guī)格和用材也在向大型化和高強度發(fā)展。目前，600MW的火力發(fā)電機組的主蒸汽管路的直徑已達663mm，壁厚達103mm，材料為12CrMoV高溫合金鋼。對于這種達口徑，厚壁及高強度鋼管的彎制加工，最適宜的方法就是無模彎曲。
無模彎曲使利用局部加熱代替彎曲模具和芯棒等工具進行彎曲加工的方法。按加熱方式的不同，可分為中頻感應(yīng)彎管和火焰加熱彎管兩種。中頻彎管原理如下圖1-7所示，它是將中頻感應(yīng)圈套在管坯上，依靠中頻感應(yīng)電流將管坯加熱到所需的高溫，隨即對加熱部分進行彎曲，并在彎曲后緊接著噴水冷卻，從而獲得所需的管件?；鹧鎻澒艿脑砼c中頻彎管相同，只不過是用火焰加熱圈代替了中頻感應(yīng)圈來加熱管坯。
圖1－7 中頻彎管原理圖
1. 管坯 2. 支撐滾輪 3. 感應(yīng)圈 4. 夾頭 5. 轉(zhuǎn)臂
無模彎曲不需要模具，彎管成形質(zhì)量好，彎管能力強，具有生產(chǎn)效率高，勞動強度低等優(yōu)點。由于無模彎曲的彎曲力臂自由回轉(zhuǎn)，彎曲半徑可隨彎曲力臂長度的變化任意改變，故其適應(yīng)性比其他彎曲方法強。同時，由于加熱線圈與管材的形狀無關(guān)，故利用無模彎曲代替彎模成形，可以巧妙地解決異形鋼管的彎曲加工問題。
近年來，國內(nèi)外都已開發(fā)出原子能發(fā)電廠使用的不銹鋼管和橋梁建筑行業(yè)使用的大，中型光管的無模彎曲成形技術(shù)和全自動CNC三維彎曲成形生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線利用CAD/CAM進行配管設(shè)計及全線計算機控制，以擴大彎管加工范圍，并使管坯供給，準(zhǔn)備，彎曲加工及配管組合后的焊接，切斷和檢測等工序全部實現(xiàn)了自動化。
1.1.4熱應(yīng)力彎曲
熱應(yīng)力彎曲是一種利用工件內(nèi)部溫度分布不均勻所產(chǎn)生的熱應(yīng)力來驅(qū)動工件變形的特殊的成形方法，具有無外力，無模具，便于現(xiàn)場操作等優(yōu)點。通常產(chǎn)生熱應(yīng)力的方法是對工件進行局部加熱或冷卻。加熱方式包括火焰局部加熱和加熱爐內(nèi)整體加熱；冷卻方式剝奪空冷，噴水冷卻及浸水冷卻。
由于鋼管的形狀所致，采用火焰加熱和噴水冷卻的方案難以形成合適的溫度場，工藝過程不易控制。其效果如下圖1-8所示
圖1－8 鋼管的熱應(yīng)力彎曲
如圖1－8所示，管的熱應(yīng)力彎曲工藝是：先將管子整體加熱到某一高溫，然后一定速度水平進入水中，直至管件完全冷卻。其彎曲變形特點是：
1.外弧的彎曲程度無明顯差別；
2.管件截面發(fā)生扁化，即管件沿彎曲半徑方向的截面尺寸大于垂直彎曲平面方向的截面尺寸；
3.管件彎曲程度和截面扁化成都隨加熱溫度的增高而增大；
4.長度直徑比值較大的管件，其彎曲效果好；
5.提高工件的初始溫度，增加整體加熱――浸水冷卻的次數(shù)，可獲得較大的彎曲變形量。
1.1.5激光成形彎曲工藝
激光成形是一種利用激光束照射材料表面式形成的內(nèi)部非均勻熱應(yīng)立場來實現(xiàn)材料成形的新技術(shù)。通過調(diào)整激光加工工藝參數(shù)和選擇合適的掃描詭計就能成形任意的彎曲件，異形件和其他復(fù)雜的三維曲面等零件。與常規(guī)成形相比，其顯著優(yōu)點是：
1.激光成形為無模成形，因而生產(chǎn)周期短，柔性大，特別適合小批量的大型零件生產(chǎn)；
2.機關(guān)成形為非接觸式成形，變形時無外力作用，因而不產(chǎn)生回彈變形和由此帶來的問題；
3.激光成形屬熱態(tài)變形，總的變形由多次掃描累積而成，故能夠成形在常溫下不易成形的難變形材料。
鋼管的激光成形方法比較復(fù)雜，根據(jù)所要彎曲的幾何形狀不同，采取的激光照射方法也大不相同。一般是先通過精確的有限元計算，然后確定照射方法和照射區(qū)域及工藝參數(shù)。通過選擇不同的照射區(qū)域就可以形成扁化多端的形狀。
激光彎曲成形加工成本較高，目前還未應(yīng)用于工程實際。但是，由于它的先進性和獨特優(yōu)勢，在不久的將來必將獲得廣泛的應(yīng)用。
1.2彎管工藝分析及常見的彎管
1.2.1彎管工藝分析
管材彎曲與板材彎曲相比，雖然從變形性質(zhì)等方面看非常相似，但由于管材空心橫斷面的形狀特點，彎曲加工時不僅容易引起斷面形狀發(fā)生變化，而且也會使壁厚發(fā)生變化。因此，在彎曲加工方法，需要解決的工藝難點，產(chǎn)品的缺陷形式和防止措施，彎曲用模具及設(shè)備等方面，兩者之間存在很大差別。
我們知道在純彎曲的情況下，外徑為D，壁厚為S的管子受外力距M的作用而彎曲時，彎曲變形區(qū)的外磁材料受到切向拉伸應(yīng)力作用而伸長，從而使外測管壁減??；內(nèi)側(cè)材料則受到切向壓應(yīng)力的作用而縮短，從而使內(nèi)側(cè)管壁增厚，（見下圖）。
圖1－9 管材純彎曲時的受力情況
由于位于彎曲變形區(qū)最外測和最內(nèi)側(cè)的材料所受的切向應(yīng)力最大，故其管壁的厚度變化也最大，因此，外側(cè)管壁會過量減薄(見下圖a)。當(dāng)變形程度過大時，最外側(cè)管壁會產(chǎn)生裂紋（見下圖b）,最內(nèi)側(cè)管壁會出現(xiàn)失穩(wěn)而起皺（見下圖c）。同時，由于彎曲內(nèi)外側(cè)管壁上切向應(yīng)力在法向的合力（外側(cè)切向拉應(yīng)力的合力N1向下，內(nèi)側(cè)切向壓應(yīng)力的合力N2向上）的作用，使彎曲變形區(qū)的圓管橫截面在法向受壓而產(chǎn)生畸變，即法向直徑減小，橫向直徑增大，從而成為近似橢圓形（見下圖d）。變形程度越大，則畸變現(xiàn)象越嚴(yán)重。另外，由于拉應(yīng)力過渡到壓應(yīng)力的彈性階段的存在，卸載時外層纖維因彈性恢復(fù)而縮短，內(nèi)層纖維因彈性恢復(fù)而拉長，結(jié)果使工件彎曲的曲率和角度發(fā)生顯著變化，與模具的形狀和設(shè)計要求的形狀不一致，造成彎曲回彈現(xiàn)象，降低了彎曲件的工藝精度。
圖1－10常見的彎管缺陷
（a） 圓弧外側(cè)壁過量減薄 （b） 圓弧外側(cè)彎裂
（c） 圓弧內(nèi)側(cè)起皺 （d） 斷面形狀畸變
1.2.2常見的彎管缺陷及解決措施
從上述工藝分析可知，常見的彎管缺陷主要有一下幾種形式：圓弧處變扁嚴(yán)重（橢圓形），圓弧外側(cè)管壁減薄量過大，圓弧外側(cè)彎裂，圓弧內(nèi)側(cè)起皺及彎曲回彈等。隨著彎管半徑的不同，前四種缺陷產(chǎn)生的方式及部位有所不同，而且不一定同時發(fā)生，而彎曲工件的彈性回彈卻是不可比避免的。
彎管缺陷的存在對彎制管件的質(zhì)量會產(chǎn)生很大的負面影響。管壁厚度變薄，必然降低管件承受內(nèi)壓的能力，影響其使用性能；彎曲管材斷面形狀的畸變，一方面可能引起橫斷面積減小，從而增大流體流動的阻力，另一方面也影響管件在結(jié)構(gòu)中的功能效果；管件內(nèi)壁起皺不但會削弱管子強度，而且容易造成流動介質(zhì)速度不均，產(chǎn)生渦流和彎曲部位積聚污垢，影響彎制管件的正常使用；回彈現(xiàn)象必然使管材的彎曲角度大于預(yù)定的角度，從而降低彎曲工藝精度。因此，應(yīng)在彎制之前采取對應(yīng)措施防止上述缺陷的產(chǎn)生，以獲得理想的管件，保證產(chǎn)品的各項性能指標(biāo)和外觀質(zhì)量。
在通常情況下，對于前面提到的幾種常見缺陷，可以有針對性地采取下列措施：
1.對于圓弧外側(cè)變扁嚴(yán)重的管件，在進行無芯彎管時可將壓緊模設(shè)計成有反變槽的結(jié)構(gòu)形式；在進行有芯彎管時，應(yīng)選擇合適的芯棒，正確安裝，并在安裝模具時保證各部件的管槽軸線在同一水平面上。
2.小半徑彎管時圓弧外側(cè)減薄是彎曲的工藝特點決定的，是不可避免的。為了避免減薄量過大，常用的有效方法是使用側(cè)面帶有助推裝置或尾部帶有頂推裝置的彎管機，通過助推或頂推來抵消管子彎制時的部分阻力，改善管子橫剖面上的應(yīng)力分布狀態(tài)，使中性層外移，從而達到減少管子外側(cè)管壁減薄量的目的。
3.對于管子圓弧外側(cè)彎裂的情況，首先應(yīng)保證管材具有良好的熱處理狀態(tài)，然后檢查壓緊模的壓力是否過大，并調(diào)整使其壓力適當(dāng)，最后應(yīng)保證芯棒與管壁之間有良好的潤滑，以減少彎管阻力及管子內(nèi)壁與芯棒的摩擦力。
4.對于圓弧內(nèi)側(cè)起皺，應(yīng)根據(jù)起皺位置采取對應(yīng)措施。若是前切點起皺，應(yīng)向前調(diào)整芯棒位置，以達到彎管時對管子的合理支撐；若是后切點起皺，應(yīng)加裝防皺塊，使防皺塊安裝正確，并將壓模力調(diào)整至適當(dāng)；若圓弧內(nèi)側(cè)全是皺紋，則說明所使用的芯棒直徑過小，使得芯棒與管壁之間的間隙過大，或者就是壓模力過小，應(yīng)更換芯棒，并調(diào)整壓模塊使壓模力適當(dāng)。
5.對于彎曲回彈現(xiàn)象，主要采用補償法和校正法來加以控制。補償法是通過綜合分析彎曲回彈的影響因素，根據(jù)彎曲時的各種條件和回彈趨勢，預(yù)先估算回彈量的大小，在設(shè)計制造模具時，修正凹凸模工作部件尺寸和幾何形狀，實現(xiàn)“過正”彎曲。校正法是在模具結(jié)構(gòu)上采取措施，使校正力集中在彎角處，改變應(yīng)力狀態(tài)，力圖消除彈性變形，克服回彈。如拉彎工藝，在彎曲的同時施加拉力，使整個斷面都處于拉應(yīng)力的作用下，卸載時彈性回復(fù)與變形方向一致，可明顯減小回彈量。
1.3本文的主要設(shè)計內(nèi)容
1. 對彎管工藝進行工藝分析，指出常見的五中彎管缺陷并提出相應(yīng)的解決措施；
2. 新型蛇形管彎管機的方案設(shè)計，包括機械系統(tǒng)設(shè)計，液壓系統(tǒng)設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計；
3. 分析管材彎曲變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，建立管材彎曲力矩的計算公式，對加緊模和管坯夾持部分進行受力分析，建立加緊機構(gòu)所需加緊力的計算公式和校核公式，并計算新型彎管機的各個力能參數(shù)。
4. 管材彎曲變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，建立管材彎曲力矩的計算公式，對夾緊模和管坯受夾持部分進行受力分析，建立夾緊機構(gòu)所需夾緊力的計算公式和校核公式，并計算新型彎管機的各個力能參數(shù)。
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