机械系开题报告.

毕业设计(论文)开题报告

题目：可移动式简易弯管机设计

学生姓名：刘丹学号： 12l0551299

专业：机械设计制造及其自动化

指导教师：单根立(教授)

2016年3月 22日

1.结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

自动弯管机

弯管机是一种用于管道安装的轻便型现场施工液压机具，具有小巧轻便、移动方便、可解体等特点，最适宜冷弯各类无缝钢管。弯管机是我国基础建设的关键设备。不仅在电力，石油化工等工业，另外在天然气，集中供热等输送工程中，需要大量的弯管，弯头，而且在冰箱、空调和循环冷却系统等机械设备中有很大的使用价值。所以弯管机是重要生产设备之一，它的安全、可靠、高效运行，直接关系到自动化生产线的生产效率和加工质量。

目前弯管机种类繁多且结构比较复杂，主要是在弯管的过程中对管的伤害比较大：在弯曲的过程中，管的外壁被拉伸而内壁被压缩，存在应力集中，且在使用过程中承受（主要是来自弯管内液体或者气体）的压力范围较小，在外壁被拉伸处容易产生裂纹和泄露。

自动弯管机共有两部分组成：校直截断机和自动弯管机。校直截断机由导轮、滚筒、两台校直机、高速电机及砂轮，PLC控制部分组成。其功用是将原材料管材校直后，再按照一定的长度截断，并保证其断口是平整的，长度是一致的。自动弯管机由步进电机、摆动液压缸及附属部分、PLC控制部分、限位开关等组成，能够实现进料、弯曲、旋转的功能。

1.弯管机概述

弯管机的结构形式很多，按弯管时加热与否可分为冷弯管机和热弯管机两类，按传动方式可分为手动、气动、机械传动和液压传动四种，按控制方式又可分为手控、半自动、自动和数控四种。机械传动式弯管机结构简单，制造方便，通用性大。液压弯管机传动平稳、可靠、噪音小，结构紧凑，能弯制不同直径的管材。半自动控制的弯管机，一般只对弯管角度进行自动控制，主要用于中、小批量的生产。自动控制的弯管机通过尺寸预选机构和程序控制系统对弯管全过程(送进、弯管和空间转角)实行自动控制，这种弯管机一般采用液压传动，适用于大批量生产。数控弯管机能够根据零件图规定的程序和尺寸，通过输入数据来实现弯管过程的全自动控制，它适用于大批量生产，尤其是管件尺寸参数多变的场合。

随着科学技术的不断发展，弯管机的型式日趋多样化，弯管性能也在大幅度地提高。微型计算机、单片机、可编程控制器、先进的交流伺服系统以及新型液压元器件和液压技术的应用，使弯管机的功能更趋完善。下面是几种常用的代表目前国内外先进水平的弯管机。

1．1机械传动式弯管机

常用的机动(用蜗轮蜗杆驱动)弯管机，能弯曲直径为a15-032mm的管材，该弯管机由机架、蜗轮减速机、电动机及四副导轮等机件构成。弯管时，先把管坯装入相应直径的导轮副内，并用夹圈予以固定，然后开动电机，使活动导轮绕固定导轮转动，便可完成弯管工作。机动弯管机的弯管能力不高，弯管精度也一般。

1．2多功能弯管机

一般的弯管机每加工一种类型的管材，需加工一副型槽与管径一致、外形与弯曲半径一致的模具。弯曲半径越大，管件批量越小，则模具费用越高，加工周期越长。而且，往往需要在特制的模具上对大弯曲半径弯管的弯曲回弹超差进行修整，既不方便，又增加了加工成本。多功能弯管机是江西省机械科学研究所在普通弯管机的基础上研制出来的。它是一种生产准备周期短、模具费用低、功能齐全、能满足多种批量弯管生产要求的新型设备。与普通弯管机相比，多功能弯管机增设了辊轮及其附属装置。若要大规模、大批量地生产尺寸精密的弯管件，只需卸下辊轮3，4，使无缝管在芯棒支持下通过夹紧模进入弯曲模具，采用缠绕式弯管工艺即可将管坯弯成预定形状。对于大弯曲半径、小批量、多品种的管件，则将夹紧模、压力模、夹头和芯棒卸下，采用三辊轮弯管工艺来进行生产。由于辊轮3，4的位置可以利用丝杆和螺栓分别调节，使得辊轮与管件接触的三点A，B，C所确定圆弧的曲率半径可进行无级调节。这种相互位置可调的辊轮，在弯管过程中实际上起着模具的作用，具有装拆方便、调节简易、一模多用的优点。

1．3数控弯管机

数控弯管机是基于矢量弯管原理，按程序通过数字控制系统来弯曲用户所需的任意空间立体管件的现代重要的先进弯曲加工设备，其执行机构主要包括夹紧弯曲机构和管材送进旋转机构。随着微机技术的迅速发展，现在的数控弯管机一般都采用微机控制，故也称CNC(Computer Numerical Contr01)系列的弯管机。由于计算机可完全由软件来确定数字信息的处理过程，从而具有真正的“柔性”，使数控系统的性能大大提高。

DB80B(CNC)弯管机是英国Addison公司生产的一台代表弯管世界先进水平的机器。该

机床采用了多CPU控制系统、模块化设计方法、标准化总线结构和人机对话图形编程等先进技术，使其控制系统的控制精度、可靠性大大提高。

1．4中频感应弯管机

中频感应局部加热弯管技术不需要模具，具有生产效率高、劳动强度低、适应性强等优点，主要用于大口径、厚壁、高强度钢管的弯制加工。目前，能弯制直径1520mm，壁厚80mm的各种弯管。华北电力大学研制开发的机电液一体化ZW系列大型中频弯管机是我国目前最先进的中频弯管设备。

2.弯管机发展现状

数控机床水平和装备的数控化程度是一个国家综合国力的集中体现，装备的数控化是振兴我国制造业的重要基础。数控机床按其功能类型大致分为金属切削加工类机床(如车、铣、镗、磨、加工中心、切齿设备等)、金属成形类机床(如冲床、弯管、折弯、剪边等)和特种加工类机床(如激光加工类机床、电加工类机床等)。金属成形类机床的数控化起步相对较晚，发展迅速。其中数控弯管机广泛应用在汽车、家电等行业，是汽车行业重要的加工装备，各种类型的数控弯管机工艺对象和工艺过程不同，单个品种数量不多，其核心数控系统尚未形成完整的系列产品，品牌比较杂而少。在国内，塑性成形设备的特点是小批量多品种，其数控系统除了有跟一般金切机床相同的共性外，还有自己的独有的特性(如成形工艺的复杂性、控制对象的多样性、生产过程的非线性等)。由于国外塑性成形设备的数控系统一般采用专用结构，给系统的维护和升级带来很大困难，且成本昂贵。数控弯管机作为塑性成形设备之一，其应用广泛。但是，目前在国内主要弯管机生产厂家：长治锻压机床厂、江阴机械厂、上海常青机械厂、上海嘉定弯管机厂、中山市科力高自动仪设备有限公司、上海颁新弯管设备有限公司等，大多为液压半自动弯管机，数控弯管机品种批量较少，很多产品数控系统均是在工业PC基础上自主开发或者主要是国外非主流品牌数控系统，针对性强、通用性差。国外弯管机主要生产厂家：英国ADDISON公司、意大利BLM集团、日本大洋株式会社、瑞典HERBER 公司和美国伊顿公司等，主要生产数控弯管机，且数控系统均是自己公司开发配套产品。国外产品(相当STAR一03W弯管机)均在200万以上，国内产品约在80"--"120万元之间。

美国自20世纪60年代就开始使用垂直液压(即立式)弯管机，可以弯制152.4～762mm (6～30英寸)各种壁厚的钢管。70年代后，冷弯机的性能进一步完善，同时，弯