《材料成型设备》型材拉弯机的设计

200 10
100
80 100
夹头尺寸确定
根据型材尺寸，确定尺 寸如左图所示，其中楔 形结构如下图：
10
15
70
夹具设计与强度校核
1.夹具主体部分尺寸设计与强度校核 夹具尺寸与强度，刚度等要求有关，取尺寸为100mm×200mm矩形筒 结构，初选材料为45钢: 抗拉强度 σb (MPa)：≥600 屈服强度 σs (MPa)：≥355 对筒壁采用屈服条件进行校核 (nF)/S≦[σs]＝355Mpa 1.安全系数n取2，结合变形条件与实心方管截面尺寸，通过了解工艺相 关变形抗力，确定夹紧力大小为10000N 3.受力面为一矩形筒状面，尺寸为100mm×200mm，壁厚为10，其面 积为S＝L1×L2－(L1－20)(L2－20) 带入相关参数得满足所需强度要求
1.5米，高120mm，轨 道深度15mm。
LM导轨
LM导轨相关技术特点
1. 使用LM滚动导轨时,必须提供良好的润滑措施。在无 润滑状态下,高频率磨损会降低导轨的使用寿命,影响机床 的正常工作。
2.LM导轨整体结构稳定合理，相比其他结构优势较为明 显。能够在一定程度上满足力学性能要求。
三维建模
拉伸机构
夹具设计与强度校核
2.关于夹具固定端部分及螺栓强度的校核 初选螺栓与夹具固定端材料为45钢，选用8.8级M16 螺栓。螺栓相关参数如下: 直径13.4mm，抗拉强度400Mpa，由相关强度要求， 主要对夹具固定端进行拉应力及弯矩等方面的校核得 σ＝M/(Wz)＝10000l/[πd³/32]≦355Mpa 解得L≦0.076m＝76mm ∴螺栓及夹具固定端的强度满足要求
为了有效地控制材料的回弹变形，要求 材料能够在特定的应力状态及应变速率下成 形，因此要求拉弯设备能够精确控制拉弯机 的拉伸力、拉伸速度、拉伸精度等工作参数。
设备组成结构
动力系统 电气控制系统 执行机构
1-基架 2-成型模具 3-拉伸机构 4-夹紧机构 5-挤压机构 6-固定机构
主要技术参数的确定
型材弯曲基本原理
• 在弯曲平面内,型材工件随着弯矩载荷的不断增大,轴向的弯曲程 度随之增大,工件材料经历了从弹性弯曲到塑形弯曲的变形过程。 此过程可分为三个阶段：
• （1）弹性变形阶段 • （2）弹塑性弯曲阶段 • （3）立体纯塑性弯曲阶段
拉弯成型现有设备及 技术要求
拉弯机主要用于制造尺寸大，精度要求较高， 相对弯曲半径较大的弯曲率挤压和扳弯型材 弯曲件。现有设备主要分为般分为转台式和 转臂式两类。
型材拉弯机的设计
报告主体内容
1.目前产业需求与社会背景 2.拉弯基本原理及技术要求 3.设备整体结构 4.设计思路与相关进展 4-1夹具设计与计算 4-2导轨与滑台选型设计 4-3液压系统概况
选题背景及意义
在航空航天、车辆运输与建筑 装潢等各大工业领域,花样繁多,尺寸 功能各异的型材弯曲成型零件随处可 见。且型材拉弯成型件在具有结构轻 量、高强度等优点，目前已广泛应用 于诸多领悟。这些衍生于实践中的普 遍需求,推动着型材弯曲工艺及型材弯 曲机床不断地向前发展。
夹具
夹具
F
挤压机构
拉伸力可能对型材中间处产生 一定挠度，使得型材脱离模具， 为避免此现象，要设置挤压机 构来固定挤压型材。
固定机构
固定模具，防止拉伸力 过大时模具错动
ABAQUS建模
分析结果
希望老师和同学们批评指 正
根据加工工件的材料、尺寸、截面面积及工艺范围等,对拉弯机的 主要技术参数提出了如下设计参数:
最大外廓尺寸——长3000mm，宽2000mm，高940mm。 弯曲最大角度—174°。 弯曲筒活塞最大行程一一560mm, 拉伸筒最大行程—310mm。 最大拉伸力——65000N
动作过程与技术难点分析
1.选用适宜的夹具与夹头完 成型材的装夹
导轨选型与设计
本次设计过程中采用导 轨对模具及拉伸夹头等 装置进行定位。为满足 相关精度要求并达到控 制回弹量的目的，需使 导轨具有一定力学性能 并能通过与模具相关导 向机构，电控系统的结 合满足精度要求。
2200
2000
模 具
LM型导轨的尺寸设计
该项目所用导轨的结构是 150 直径为2米的圆形，其圆 0 心处在模具顶点，宽为
2.拉伸机构拉动夹具沿圆形 导轨运动，从而完成拉弯操 作
1500
50 50
经小组讨论，决定型材为长1500mm，宽、高 均为50mm的实心方管。
拉伸夹头结构概述
此夹头以液压缸作为动 力源,采用斜楔夹紧原理 来夹紧型材端头,结构简 单,夹紧行程小,并具有增 力作用。
夹头工作原理
当型材的端部伸入夹头体中,液压缸伸 出楔形压块,模形压块利用斜面向外、 向下推出楔形夹块,直到楔形夹块的工 作面挤Baidu Nhomakorabea并咬紧型材的两侧腹板和缘板, 液压缸保持推力,夹头完成夹紧动作;当 型材直线段弯曲后,液压缸带动楔形压 块退回,楔形夹块松开型材,即可将型材 退出。