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折弯机模具机械零件的设计要点

人气:发表时间:2021-03-22
  折弯机模具是一种机电一体化的高度集成设备,技术含量高,加工精度好,柔性生产效率高,有利于提高材料的利用效率,降低产品的生产加工成本,降低工人的劳动强度。折弯机模具的加工精度很大程度上取决于整机设计中关键机械部件的设计。本文重点介绍了折弯机模具机械零件的设计要点。
 
  1.工作台设计要点
 
  通过工作台的受力分析,可以知道折弯机模具的刀具并不与被加工零件直接接触,而是在一定范围内用横梁加工工件,所以在加工零件的过程中切削力为零。根据以往的设计经验,确定工作台在长度方向、宽度方向和高度方向的尺寸,进而初步估算和确定工作台及其附属工件的材料和重量。
 
  2.滚珠丝杠传动系统的设计与计算
 
  滚珠丝杠副的导程:;各种切削力下丝杠转速:丝杠轴向载荷:fi=PXI+w/10;VMAX——工作台最高移动速度;nmax-电机的最大速度;I-传动比;PXI-纵向切削力;w-工件重量加上工作台重量。
 
  2.1强度计算
 
  轴向载荷计算公式:F-切削力,F=0;滚动导轨上的滚动摩擦系数。
 
  2.2滚珠丝杠副的传动效率
 
  滚珠丝杠副的传动效率为:ψ-滚珠丝杠的螺纹角;ρ'-等效摩擦角。
 
  3.导轨选择和计算
 
  3.1导轨的类型和性能:导轨的分类方式有很多种,根据接触面的性质可以分为滑动导轨、滚动导轨和流体导轨。导轨机械系统的基本要求是:精度好、刚性高、运行稳定、耐腐蚀性好、对温度不敏感、可加工性好。图1为直线滚动导轨的总体结构。导轨的材料一般是铸铁或有色金属。当承载力较高时,一般采用铸铁材料进行铸造,然后进行二次加工;有色金属一般在承载能力较低的情况下用于直接拉深成形。
 
  3.2导轨长度和使用寿命的计算:导轨长度公式为:其中:l-导轨长度;滑块导向面的长度;s-滑步;δl-闭合高度调节;S1-滑块处于上限位置时暴露于导轨的长度;S2-滑块处于下限位置时暴露于导轨的长度;导轨寿命公式为:其中:LH-额定寿命(km);ca-额定动载荷(kn);PC-等效动载荷(kn);ε-指数,滚球时ε=3,滚辊时ε=10/3;K-额定寿命单位(km),滚球时K=50km,滚辊时k=100kmFH——硬度系数,一般取FH=1;FT-温度系数;fc-接触系数;FA——精度系数;fw-负载系数;
 
  3.3导轨的精度要求:导轨的精度很高。几何精度等级一般在6到7之间。如果有特殊要求,精度要提高。导轨形位公差的精度等级一般在1~3之间;导轨表面需要精密磨削,表面粗糙度一般控制在Ra=(0.63~2.5)之间,尤其是0.63以下的高精度表面粗糙度。
 
  4.步进电机的选择计算
 
  4.1步进电机选择要点:步进电机的精度一般在步进角度的(0.03~0.05)之间;确定步进电机的功率,保证步进电机的发热量在允许范围内,使步进电机中的磁钢不退磁;根据计算出的理论转矩选择合适的步进电机,因为步进电机转矩越大,回波电动势越大,如果不控制在一定范围内,会导致转矩下降;根据设计要求,步进电机的启动频率不能太高,否则会影响步进电机的精度。想要获得更高的速度,就要以较低的频率启动步进电机,然后按照一定的规律加速,直到达到预期的速度。
 
  4.2步进电机选型计算:脉冲当量和步距角越小,折弯机模具,加工精度越好。根据成功的设计实例,选择了一组值。
 
  步进电机的起动转矩公式为:式中:m1——负载摩擦转矩;M2-预紧摩擦力矩;
 
  载荷摩擦力矩公式为:其中:fa-摩擦力;d-飞轮直径;-螺旋上升角;p-超前角;
 
  预紧摩擦力矩公式:其中:k-摩擦系数;粮农组织——预紧力;ph-铅;
折弯机模具
  由于齿轮传动的存在,步进电机输出轴的扭矩公式为:其中:I-传动比;η-齿轮的传动效率;
 
  根据折弯机模具的相关数据,最高启动频率不应超过1000Hz。根据计算出的Tp和起动频率,查阅步进电机选择手册,选择合适的步进电机
 
  5.间隙消除法
 
  5.1偏心套调整:电机通过偏心套安装在外壳上,转动偏心套可以轻松调整两个齿轮的中心距,从而消除齿隙。
 
  5.2垫片调整:加工两个相互啮合的齿轮时,将分度圆柱面做成小锥度的锥面,使齿轮的齿厚在轴向略有变化。组装时,只需改变垫片的厚度,使齿轮轴向移动,调整两个齿轮在轴向的相对位置,即可消除齿隙。
 
  5.3双齿轮错开调整:两个齿数相同的薄齿轮与另一个宽齿轮啮合。片齿轮套在一起,可以做相对旋转运动。每个薄板齿轮上分别设有一个轴向圆弧槽,弹簧凸耳安装在齿轮的槽内。由于弹簧的作用,两个齿轮错位,分别贴在宽齿轮齿槽的左右两侧,消除了齿隙。
 
  6.结论
 
  通过以上对折弯机模具机械部分设计要点的讨论,可以确定,只要按照上述要点进行设计,在设计层面就可以达到预期的精度。
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