弯曲机三件式多层分离结构设计研究

弯曲机是在钣金工业中弯曲和成形工件的重要设备。其功能是根据工艺要求将钢板压成各种形状。图1显示了液压金属板弯曲机的结构。它由左右立柱，工作台和横梁组成。左柱和右柱固定在柱上。滑块与气缸的活塞连接并沿着固定在柱上的导轨连接。上下运动，下模固定在工作台上，上模安装在滑块的下端，液压系统提供动力，电气系统给出指示，在气缸的作用下，滑块将上模驱动到下模和下模以实现片材的弯曲。

图1 - 液压板弯曲机结构图

1.左右立柱2.滑动3.工作台4.左右气缸5.Mold 6.液压系统7.电气系统

  左右立柱，工作台和滑块（以下简称三个主要部分）是折弯机的关键部件。三个大型部件的重量之和占折弯机总重量的70％~80％。其强度和刚度直接决定了机器的运行精度，使用寿命和工件精度。三件式大吨位弯曲机经常超过公路和铁路运输的尺寸和重量。在平原地区运输超宽和重型部件相对容易。山区公路或隧道中超宽和超重部件的运输成本非常高，有时甚至无法运输。为了解决这个问题，开发了三件式宽度分割或高度分割结构。分裂后仍然超限的部件沿厚度方向分层，组装后的强度和刚度符合要求，便于运输和安装。的目标。

  1.三大力量分析

  1.1柱应力分析

弯曲机立柱分为两部分，分别在左右两侧对称，分别安装在机床的两侧。在机床的加工过程中，弯曲工件的反作用力最终通过工作台和滑块传递到立柱，滑块是机床的主要力部分。由于柱具有C形结构，如图2所示，在柱的喉部向上和向下产生与弯曲力F相反的一对平衡内力，并且喉部变形。喉部深度C较大，喉部开口角度增大。 α越大，当上模和下模闭合时，喉部的变形影响中心线，这导致工件的精度恶化。由于柱的力是疲劳变形过程，因此随着工作时间的增加，柱将永久变形。为了满足强度，柱喉的宽度B应不断加宽。对于高精度折弯机，必须满足刚度要求，并且应进一步加宽喉部宽度B.结果，柱的总宽度H增加，并且一些超过传送限制。

图2 - 喉部变形图

α喉部开口角度C喉部深度B柱喉部宽度H柱总宽度F弯曲力

  1.2滑块和台力分析

  滑块安装在气缸的柱塞或活塞杆的下端表面上，并且工作台安装在左右柱的下端的支撑表面上。它们都是直接参与工件弯曲的关键部件。工作台和滑块的刚性直接影响工件的成形。在角度和直线度精度之后，滑块和工作台都是简支梁的力，力的方向相反，因此只分析滑块的力。如图3所示，滑块被迫以活塞杆或柱塞连接表面为支点，中间根据工件的长度承受均匀的载荷。对于相同吨位弯曲机的滑块，变形量f与气缸中心距离L，滑块高度H，工件长度等有关。

  为了满足强度或刚度要求，两个圆柱体或满载弯曲工件的中心距离L越大。长度越短，滑块高度H越高，可能超过运输限制。

图3 - 滑块的力变形示意图

f-滑块最大挠度变形H-滑块高度L-两个圆柱中心距F-弯曲力

  2.柱结构设计

  2.1伪列结构

根据不同的吨位和不同的喉部深度，弯曲机柱具有不同的值。吨位越大，色谱柱越宽。同一吨位机器的喉部越深，柱子越宽。当色谱柱超过运输限制要求时，需要单独或分层处理，以确保每个部件的重量和尺寸在运输限制范围内。

图4 - 柱的前后分离结构示意图

1.柱子前面2.柱子后面3.胶合板4.Pin 5.Flange螺丝

  如图4所示，2500t柱的深度为1600mm。柱的总宽度分为两部分：柱H1的前部和柱H2的后部。上柱和下柱通过夹板连接，并由销轴定位，并具有一定的干涉消除间隙。中间通过法兰螺钉连接，预紧力矩确保前后车身成为刚体。关键是选择分型面。分离表面优选地选择在柱未沿长度方向伸长和变形的部分中。此时，销轴和螺钉等连接部件仅承受拉力，力合理，连接可靠。当分型面朝前或朝后时，接头的强度应该更高。

  2.2层厚分层前后的分离结构

  对于超吨位折弯机，前后分体后，立柱前部的重量仍然超重且宽，不能正常运输。此时，由于喉部深度的限制，不可能进行前后分裂，并且需要层叠和组合厚度。如图5所示，3000t喉部的深度为1100 mm。柱前部的内部和外部由销定位，螺钉预紧，然后连接到柱的后部。螺钉预先拧紧，使三个螺钉达到刚体。这三件产品在运输限制范围内单独控制，便于运输和安装。

图5 - 柱厚度之前和之后的分裂结构示意图

1.立柱前部内侧2.立柱前侧3.立柱后部4.垂直定位键5.前后法兰螺钉6.层连接螺钉7.层定位销

  3.Slider和表结构设计

  3.1滑块分体结构

  为了满足滑块的强度和刚度，弯曲机的吨数越大，滑块的高度越高，同一吨位弯曲机的滑块越长，滑块的高度越高。

当滑块超过运输限制要求时，需要单独或分层处理，以确保每个单件的重量和尺寸在运输限制范围内。如图6所示，3600t滑块的长度为14000mm。滑块的高度H分为两部分：滑块下体H1和上滑块体H2。两个端部由夹板和销轴定位和扩展，凸缘用法兰螺钉预张紧。连接使上部和下部主体成为刚体。关键是选择上部和下部分型面。在滑块体的截面中选择分离表面，该截面不是细长的并且沿长度方向变形。此时，销轴和螺杆仅承受拉力，力合理，连接可靠。当分离表面降低或升高时，连接件的强度应该更高。

图6 - 滑块的上部和下部分裂结构示意图

1.Lower滑块体2.上滑块体3.胶合板4.Pin轴5.Flange螺丝

  3.2滑块厚度分层上下分裂结构

  大吨位长规格弯曲机滑块在与上部和下部分离后仍然超重。需要将其分开然后沿厚度方向分层，以达到运输和安装的目的。如图7所示，3000t滑块的结构为14200mm。滑块包括滑块下部的前部，滑块下部的后部和滑块上部的上部。滑块下部的前部和后部由销定位。前后法兰螺钉预先拧紧并连接到滑块的上部。定位多排键并且预紧法兰螺钉以实现刚性主体。

图7-滑块的上部和下部分裂结构示意图

1.滑块下部的下部2.滑块下部的后部3.滑块的上部4.销轴5.前后凸缘螺钉6.定位键7。上下法兰螺钉

  3.3工作台拆分结构

工作台根据机器结构分为两种类型。如图8a​​所示，使用上身和下身连接模式。该结构主要用于长工作台或龙门式立柱，由工作台的上半身和工作台的下半体组成。轮廓的两端通过夹紧销定位和展开，中间部分通过锁定螺钉固定。如图8b所示，前后分体连接模式主要用于C型柱式，它由桌面前体和工作台后体组成。通过工作台和柱连接的半圆形块被定位，并且厚度方向通过。前后连接螺钉已预先拧紧。前后分体式没有分型面问题，刚性优于上下分体式，但工作台的宽度受到输送限制的限制。

图8 - 表格上部和下部的示意图

1.工作台上体2.工作台下体3.胶合板4.轴杆5.Flange螺丝6.工作台前体7.工作台后体8.前后连接螺丝

  4。结论

  弯曲机立柱，工作台和滑块的多层分体组合结构解决了大吨位长尺寸弯曲机的整体部件无法运输和安装的各种问题。组合结构的单件式主板采用中厚钢板制造，材料强度高，材料成本降低。组合结构的厚度在整个厚度上增加，因此强度增加，稳定性更好，并且最终形成的工件更精确。已在2500t以上的数控折弯机上使用多年，效果非常好。在大吨位折弯机的设计中可以推广。