双操作模式折页机的设计

设计了一种折页机，它可以通过两个液压缸通过液压操作或手动操作（汽缸脱开）。设计需求来自紧张的国家电网系统，最近看到津巴布韦的工业家和家庭经历了大规模的停电。该机器使制造商能够在供电期间安排较重的工作，并且在停电期间更轻的工作因此在整个日常生产班次中运行他们的车间。两个液压缸可以脱离机器的折叠梁，因此可以通过手动夹紧杆系统进行手动操作。满负荷折叠力为294.6KN（29.46吨），总弯曲长度为1.8米，工作高度为1米。考虑到操作平均可以手动施加该力，折叠力在手动操作模式下显着降低至500N。 Simulation X 3.5的学生版用于模拟机器的液压操作。

  简介钣金弯曲和折叠是生产各种耐用消费品的原因。完全或至少部分由弯曲金属板部件组成的商品的需求有望保持高位。由金属板折叠制成的典型产品包括外壳，电箱，电气和电子设备的外壳，托盘，盖子，槽，空气管道和烟囱。该纸张将清晰地表达折叠机的部件的设计，其包括折叠梁，夹紧梁，液压系统，为液压系统提供动力的泵的选择，液压缸连接的设计使得它们可以容易地从液压模式脱离到手动模式。目前，大量可用的金属板折叠机是手动操作的，而存在少量液压操作的折叠机。液压折叠机的操作受到动力切断的极大影响，因此需要一种在液压和手动模式下操作的机器。与购买具有不同操作模式的两台机器相比，设计双操作模式机器使得制造商在有限资源上具有更大的灵活性，使得在没有电源时可以搁置另一台机器。为了解决这个问题，本文重点介绍了双模钣金折叠机的设计，该机能够在最短的时间内从液压模式脱离到手动模式。随着全球中小型企业（SMEs）的发展，折叠机可用于生产小型工厂的各种产品，适用于本地市场以及低功耗的国外市场，因为运营商可以选择切换到即使在有电源的时候也是手动模式。

板料金属弯曲过程的分类

有各种钣金加工操作，例如激光切割和弯曲，冲压，深拉和重拉，弯曲，增量成型，剪切和冲裁，拉伸成型，橡胶液压成型，纺纱和爆炸成型（Groover，2010）。沿直线弯曲是所有板材成型过程中最常见的;它可以通过各种方式完成，例如沿模具中的完整弯曲成形，或者通过在特殊机器中擦拭，折叠或翻边，或者在模具中在半径上滑动片材（Marciniak，2002）。折叠和弯曲这两个术语在钣金工业中被广泛使用，并且在很大程度上可以通用的方式互换，准确地说，术语“折叠”是指具有最小弯曲半径的尖角，术语“弯曲”是指相对的偏转。大角半径。折叠和弯曲仅涉及沿二维直线的材料变形（Timings，2008）。

按下制动器弯曲

  弯曲是一种金属成形过程，其中力施加到一块金属板上，使其弯曲成一定角度并形成所需的形状（Manar，2013）。该过程通常在称为折弯机的机器上进行，该机器可以手动或自动操作。为了弯曲金属板，底部工具（模具）安装在下部固定梁（床）上，顶部工具（冲头）安装在移动的上梁（冲头）上（Simons，2006）。相反的配置也是可能的。弯曲在延性材料中沿直轴产生V形，U形或槽形，最常见的是金属板。常用设备包括箱式和盘式制动器，制动压力机和其他专用机器压力机。典型的折弯机如图1所示。

  V型模弯曲可以以两种不同的方式使用：用于“空气弯曲”或用于“打底”。在空气弯曲中，冲头在底部上方停止一定距离。模组可用于以大于85°的任何角度弯曲。底部模具以与模具成一定角度弯曲金属板，该角度可以是90°或任何其他角度。两种类型的V型模具弯曲都允许过度弯曲，这意味着可以生产90°以下的弯曲。图2显示了V形弯曲模组。

钣金折叠机

钣金折叠过程在金属板折叠机上进行。该机器由一个夹紧金属板工作的夹紧梁和一个执行折叠操作的折叠梁组成。夹紧梁由可拆卸的夹紧刀片和硬的可拆卸部分的折叠梁组成，这允许更换损坏的部分。折叠机的另一个特点是后挡料，可实现最高的工作重复性。有两种类型的钣金折叠机，一种是液压驱动的，另一种是手动操作的。然而，手动折叠机具有一些缺点，因为它们不利于更高的生产率，质量或可重复性;但它们适用于低调度轻型工作负载。液压动力金属板折叠机抵消了手动操作的金属板折叠机的缺点，但它们的局限性在于它们受到断电的影响。因此，在液压和手动模式下操作的折叠机的设计将最小化停电对生产率的影响，同时通过在停电期间安排轻型工作负荷和安排其他工作来改善质量工作。在电力供应期间要求苛刻的工作量。液压动力系统钣金加工机可根据能源供应进行分类。五个类别可以确定如下;机械：工作力由某些机械装置如凸轮或杠杆提供。液压：这些利用水或其他流体介质的压力。蒸汽：它们使用加压蒸汽。电磁：使用电磁力。选择液压动力系统用于折叠机，因为与其他动力传动方法相比具有以下优点（Dawei，2008）：

•更简单的设计 - 在大多数情况下，一些预先设计的组件将取代复杂的机械连接。

•灵活性 - 液压元件可以灵活定位。管道和软管代替机械元件几乎消除了位置问题。

•平稳性 - 液压系统运行平稳安静。振动保持在最低限度。

•控制 - 可以轻松控制各种速度和力。 •成本 - 高效率和最小的摩擦损失使动力传输的成本保持在最低水平。

•过载保护 - 自动阀可防止系统因过载而损坏。液压系统的主要缺点是当它们暴露在恶劣气候和肮脏的环境中时保持精密部件，因此防止生锈，腐蚀，污垢，油劣化和其他不利环境条件是非常重要的。处理液压油也是对环境的威胁。

折叠机组件的设计

在本节中进行了用于确定折叠机部件尺寸的详细设计计算。表1给出了基于设计的初始条件。

最大折叠力

  进行折叠所需的力取决于金属板的强度，厚度和长度（Groover，2010）。最大值

夹紧梁设计

  夹紧梁施加将金属板压在折叠床上的力。执行折叠操作时的压紧力是所需折叠力的50％，因为它被施加在机器的两端。因此夹紧力由下式给出：

夹紧力= 0.5倍折叠力

夹紧力= 0.5 x 294.6 kN

夹紧力= 147.3 kN

  夹紧梁设计成焊接在侧板上，侧板连接到夹紧机构，如图3所示。

  夹紧机构位于夹紧梁的两侧，但夹紧旋钮仅位于一端。夹紧机构上的调节螺钉必须抵抗它们所承受的夹紧力。夹紧机构的操作如图4所示。

  在夹紧机构的两侧均等地分担负载，因此等于夹紧力的一半，即73.65kN。在夹紧机构螺栓中使用允许的应力水平至弹性强度的75％。根据汽车工程师协会（SAE）所选择的用于夹紧机构的材料是4级，没有头部标记和65ksi的证明强度。

  然后允许的压力是：

a = 0.75 x抗拉强度......（2）

a = 0.75 x 65000 psi

a = 48759

  psi夹紧机构两侧的力为73.65 kN = 16.55

  klb因此，力应该作用的所需拉伸区域是：

a t装载A ...（3）

2 48750/16550 lb in lb 2

在0.339英寸

  拉伸应力区域为0.339平方英寸要求直径为7/8英寸，相当于22.22毫米。因此，夹紧机构柱的直径应为22.22mm，每英寸9个螺纹的螺纹。

  折叠梁的设计

  图5显示了折叠梁的前视图

  梁在其两端受到支撑，而作用在梁上的另一个力（包括其重量）是294.6kN的最大所需折叠力，在梁的整个长度上均匀地作用。图6表示梁上的载荷。

  作用在梁上的总力=（294.6 + 58.135t）kN

  在沿折叠梁的确定点处取力矩和分解力并且将安全系数n = 3，并且允许的应力为350MPa，发现t具有以下值;

  t = 0.015或t = -0.015

因此折叠梁的厚度为15毫米。