1、 40-125 数控液压折弯机后挡料机构的改装设计院 系：机电与自动化学院专 业 班：机械电子工程 0801 班姓 名：王 锴学 号：20081100029指导教师：徐盛林2012 年 5 月 40-125 数控液压折弯机后挡料机构的改装设计Redesign of the Backgauge Mechanism for the 40-125 CNC Hydraulic Press Brake摘 要本文重点介绍了液压数控折弯机的基本组成部分及各部分的功用、具体的设计参数、方法以及折弯机的原理。本文讨论的主要内容是将原来 40/12.5 的数控液压折弯机改造为 40/25 的液压数控折弯机，同时对
2、后挡料机构进行改装设计。改装的总体思路是: 1.将原后挡料机构的工作范围扩大为原来的 2 倍，由于挡板通过支撑板安装在横梁上，所以重点是折弯机横梁的改装设计 2.横梁的改装设计第一步是长度的改装，将原长度 1500mm 改长到 2500mm，第二步是横梁上螺钉孔的位置及尺寸大小的改装，第三步是支撑板安装位置尺寸的改装。3.后挡料机构的传动采用光轴和丝杠配合使用的方法，使传动的精度更高，稳定性更好。4.改装后用表格形式列出电动机参数，丝杠技术参数，以及链轮，链条的参数等等，最后很据参数计算电动机转一圈丝杠的行程。关键词：数控液压折弯机 改装设计 后挡料机构 挡板 丝杠IAbstractThis
3、paper introduces the issue of the name ,the purpose of the research , the domestic and international situation and development trend . The article also focuses on the functions of the basic components and parts of the Hydraulic Press Machine，the specific design parameters, methods, and the principle
4、 of the press brake. Furthermore, how to redesign the original 40/12.5 CNC hydraulic press brake into the 40/25 CNC hydraulic press brake is discussed , and the Redesign of the backgauge mechanism. The redesign idea are shown as follow: First is to twice the original width of the backgauge mechanism
5、. Because the baffle is installed in the beam by the support plate , so the main point is redesign of the beam. Secondly, the first step is the modification of the length of the beam, change the original length of 1500 to 2500 . The second step is the mmodification of the size and location for the b
6、olt hole. Then the modification of the size and location for the support plate. Thirdly, the shaft and lead screw are used in the driving of the backgauge mechanism , so the transfering accuracy is higher and stability is better .Finally, table lists the technical parameters of the motor ,screw bar
7、,as well as the sprocket ,chain and so on. The feed of the screw bar is calculated in the case of the one circle of motor.Keywords：CNC hydraulic press brake modification backgauge mechanism baffle screw bar 0绪 论当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高精、高自动化先进机床，以加速工业和国名经济的发展。如今国内数控机床发展迅速，年产量逐渐攀升，但是所产机床精度等方面
8、达不到要求。长期以来，欧、亚、美早国际市场上互相展开激烈的竞争，已经形成一条无形的战线，特别是随着微电子、计算机技术的进步，数控机床在 20 世纪 80 年代以后急速发展，各方用户提出的要求更多，早已成各国机床制造商竞相展示先进技术，争夺用户、扩大市场的焦点。我国的数控机床无论从产品种类。技术水平、质量产量上都取得了很大的发展，在一些关键技术方面也取得了重大突破。据统计，目前我国可供市场的数控机床有1500 多种，几乎覆盖了整个金属切割机床的品种类别和主要锻压机械。这标志整个国内数控机床已经进入快速发展的时期。 近几年来我国机床行业不断为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务，我国
9、的数控机床无论从产品种类，技术水平，质量和产量上都取得了巨大的发展，在一些关键技术上也取得了重大的突破。在机床性能方面，例如：(1)加工高精度化；(2)高速化；(3)搞可靠性；(4)系统化；(5)微型化；(6)智能化。同时在技术参数方面也取得了不小的进步，例如：(1）折弯过程传动平稳，提高了折弯质量；（2）增大压料力度，使用液压回路，压料力度随着折弯长度的增加额增大，从而提高了折弯的精度；（3）行程次数提高，采用液压系统实现了刀架的快进快退功能；（4）刀具形状各异，满足了板料不同折弯角度的要求。以下是国内外锻压机床的最新发展成果。我国济南捷迈数控机械公司生产的 SKYY 系列液压塔冲床和 SK
10、Y 系列数控转冲床，其中 SKYY31228 型是五轴液压数控转冲床，采用高强度的整体焊接开始机身，毛刷工作台面，送进系统采用德国 STAR 大直径、长导程精密滚珠丝杠传动，轴向移动速度达到 80m/min，夹钳可以上下浮动，上料时自动下沉，钳体松脱可自动报警。采用西班牙 FAGOR 8055 开放型数控及伺服系统，配有美国 TEKSOFT 自动编程软件。SKYY 系列的型号有 31225、31250、41225、21020 等，SKY 系列型号有31228、31225、41225 等。1上海冲剪机床厂展出的 WS67k-160/3200 型折弯机，两个油缸各自采用电液私服闭环控制，采用 Cy
11、bele 公司 Press Cad900 数控系统，实现了 7 轴数控（Y1、Y2、X1、X2、R、Z1、Z2),滑块上有长孔，布置液压绕度补偿装置，上模有液压快速加紧装置，工作台有气动前托料架。其他如徐州锻压机床厂。上海第二锻压床厂等。日本村田公司展出了 HPB-8525A 型折弯机，折弯力为 850kN,工作台长度2500mm，采用传统的扭轴实现了滑块的同步，机械挡块的结构不同于传统方式，蜗轮蜗杆装在油缸的下盖中，转动螺母套，使螺杆套上下移动，控制活塞的下死点位置，上模的微调装置不同于以往的斜锲式，而是每组由 2 个偏心轴，用旋转扭动进行调节。芬兰芬宝公司（FINN-POWER) 生产的
12、COMPACT C5 型 300kN 数控转塔冲床也采用了高速伺服控制液压驱动，步距 1 的步冲速度达到 1100 。其旋转模具工m1min位由单独交流伺服电动机驱动，上、下模座有设计独特的连杆运动，可做 360旋转和 0.001微动工位移动。该机结构紧凑，配备自动上、下料装置后也只占地 50。2m本次设计改装的数控液压折弯机要求是将 40-125 数控液压折弯机改装为 40-250 数控液压折弯机，使其达到新型号机床的性能指标，扩大机床的工艺范围。既然是改装而不是设计，那么要注意的问题有许多，改装侧重点是什么，即哪些地方需要我们去改，哪些地方可以保留。例如后挡料的改装，改装的重点就用该放在横
13、梁上，但是如何改装才合理需要做深入的分析。21 数控液压折弯机简介折弯机是广泛应用于板材加工的设备。为了提高生产过程的自动化水平，并满足加工精度越来越高的要求，将原有的折弯机进行技术改造，实现数字控制，对于提高生产效率，提高板材加工的精度和质量，具有十分重要的现实意义。图 1-1 数控液压折弯机数控液压折弯机是指双缸上动式的数控液压折弯机，它通过伺服比例阀上的各类阀门动作来驱动左右油缸的伸长与返回,从而带动滑块的上升与下降。滑块的同步采用全闭环电液伺服控制技术，滑块位置信号由两侧光栅尺反馈给数控系统，再由数控系统控制同步阀的开口大小，自动调节油缸进油量的多少，从而控制滑块(Y1、Y2)轴的同步
14、运行，始终保持对工作台的平行状态，如图 1-1 所示。采用的相关系统为：3控制系统：荷兰 Delem 公司的专用数控系统 DA65W，系统采用微软工业专用操作系统 Windows CE。液压系统：德国 Bosch 公司伺服阀，液压单元上有真空筛过滤及电子过滤双重过滤系统。传动系统：高精密的滚珠丝杆及直线导轧，日本安川伺服电机。补偿机构：采用滑块和工作台双向补偿，实现无盲区补偿，从而保证折弯的精度。控制轴数：Y1、Y2、X、R、H 轴；Y1、Y2 轴定位精度0.01mm，重复定位精度 0.01mm；X 轴定位精度0.025mm，重复定位精度 0.025mm；R 轴定位精度0.025mm，重复定位
15、精度 0.025mm1.1 数控液压折弯机的工艺特点各种箱形、盒形零件是板件生产中的主要类型之一，将平面板料转弯成一定角度是其中最重要的工序。数控板料折弯机就是这种将金属板料在冷状态下弯曲成形的加工机械。过去的普通折弯机上，对于整批的折弯工件只能一道道工序整批完成，即在调好后挡料位置后，对整批零件进行一道折弯工序，整批折弯后，再整批进行第二道折弯工序，如此一道道下去，不但需要有很大的制品堆放场地，繁重的钢铁搬运，而且整批零件长时间积压在折弯工序上，严重影响后续工序的流水作业。数控折完机从根本上改变了上述落后的生产过程，由于后挡料机构可以数控系统通过伺服电动机及滚珠丝杠传动来迅速而准确的定位，因
16、此一个多弯折弯件的全部折弯工序可以自动且连续地在数控折弯机上完成，不但折弯精度高，而且整批折弯件的尺寸大小精度一致，不需要再制品的堆放面积与堆放时间，也大大减少了在制品的搬运时间。1.2 液压数控折弯机的原理数控折弯机包括支架、工作台和夹紧板。工作台置于支架上，由底座和压板构成。底座通过铰链与夹紧板相连，由座壳、线圈和盖板组成。线圈置于座壳的凹陷4内，凹陷顶部覆有盖板。使用时由导线对线圈通电，通电后对压板产生引力，以此实现对压板和底座之问薄板的夹持。由于采用了电磁力夹持，使得压板可满足多种工件要求，并对有侧壁的工件进行加工。折弯机可以通过更换折弯机模具，以满足各种工件需求。由液压系统驱动液压缸
17、对滑块做功，此时分别固定在滑块及工作台上的一定形状的上下模受到力的作用而合模，从而实现对板材的折弯成形。当然，折弯机两端的液压缸活塞对滑块做功额同时的，力的大小和方向是相同的，此外为了保证两端滑块同步，本设计采用扭轴同步，即扭轴与摆臂刚性连接，然后再将两个摆臂分别与滑块两端连接，利用扭轴刚性体的性质，使滑块在运动过程中被迫同步，这样就是的滑块个部分向下压使，使工件的各部分均匀受力，从而达到折弯的功能，而且保证的加工精度。各种箱形、盒形零件是板件生产中的主要类型之一，将平面板料转弯成一定角度是其中最重要的工序。数控板料折弯机就是这种将金属板料在冷状态下弯曲成形的加工机械。1.2.1 自由折弯如图
18、 1-2 所示，凹模的形状固定不变，板料架于凹模表面，折弯机滑块带动凸模下行，将板料在凹模内折弯成一定的角度。板料折弯的角度取决于凸模进入凹模的深度，因而可以利用一副模具将工件折弯成不同的角度。其优点就是机床结构较简单，折弯力小；缺点就是板料厚度不均匀性对称对折弯角度有影响，回弹较大，且拉延性能不好的板料在折弯区外侧易产生裂纹。图 1-2 自由折弯 图 1-3 三点折弯51.2.2 三点折弯如图 1-3 所示，是瑞士汉默勒公司首创的一种折弯方法。他的特点是凹模的地板深度 H 可以精确的调节并固定，这样就相当于调整了凸模进入凹模的深度，调节起来更容易且更精确。在折弯时，板料与模具接触的三个点 b
19、、a、c 都在板料的同一侧表面，因此，凸模顶端和凹模地板都接触板料，改变了板料折弯区域的应力状态，中性层外侧自由折弯时的拉应力转变为压应力，不易产生裂纹，且回弹量大大减少，能获得 的折弯精度。但是其凸模液压垫和凹模的深度调节机构相当复10杂。1.3 数控液压折弯机的结构 折弯机一般采用液压上传动形式，整机由机架、滑块、机械挡块、扭力轴、液压系统、电器系统、前托料、后挡料、模具等部分组成。(1) 机架部分机架由左右立柱与 邮箱等焊接成刚性体，工作台固定在左、右立上，工作台高、低位置可通过调整装置微量调整。(2) 滑块部分滑块为整体钢板，在二油缸的作用下，滑块沿机架导轨上下运动，滑块右侧有行程调整装置调整控制电器行程开关，可以预先调定滑块行程和中点位置。(3) 机械挡块部分当不用滑块行程调整装置而用机械挡块调定滑块下死点位置时，二油缸中活塞内的机械挡块可使滑块在下死点时停留在调定的位置上。(4) 扭轴同步系统（扭力轴部分）该机由扭轴、摆臂、关节轴承等组成的机械同步机构，结构简单，性能稳定可靠，同步精度高。支撑在机架左、右立柱上的扭力轴与滑块铰接在一起，当滑块承受偏载时，扭力轴利用自身的刚性能够抗偏载，以保证滑块平行运动。(5) 工作台部分由按钮盒操纵，使电动机带动挡料架前后移动，并由数控系统控制移动的距离，其最小读数为 0.01 毫米（前后位置均有行程开关限位） 。
