摘 要

冷轧成型技术是一种优秀、高效的板材钢料成型工艺技术。利用这种成型技术可以生产出高质量的型钢产品，因为它的生产速度快，相比其他金属加工方式工作效率更高、产品的生产周期更短，在市场上有很强的竞争能力。在我们生活中随处可见的数百种用品，如汽车、建筑、农业机械设备、货架等都是冷弯成型的。

本研究主要是利用机械设计知识完成对6375A型冷弯辊压成型机的设计，包括其结构以及工艺上的设计。并满足机体对高强薄钢板进行7工位冷弯加工处理，将薄钢板逐步冷弯加工成C型结构，通过伺服电机和数控系统实现对成型速度和成型量的控制，并与冷弯机冲压头配合以实现不同构件的连续生产的要求。本设计根据冷弯辊压成型机工作原理和实际样机资料进行设计。整个冷弯辊压成型机的生产线由开卷装置、入料装置、成型机架、冲字工位、液压切割系统、接料架、液压站、伺服电机及利用电脑数字控制技术实现全自动控制系统的控制面板组成。

关键词：冷弯成型辊压技术；伺服电机；C型结构；连续生产

Abstract

Cold Roll Forming is an advanced and a high efficiency metal forming technology. People can use this to produce profiled steel products with high quality. And because of its high production rate and short production cycle, cold roll forming product has a good competitive power in the market. In our daily life we can see these products everywhere,such like cars, buildings, Agricultural machinery equipment and shelves.

This study takes full advantages of machinery knowledge to finish the design of Type 6375A cold roll forming machine. It includes the design of structure and process technology. This machine can process high strength thin steel plate at 7 working stations by cold rolling and turn the thin Steel Plate into form C shape structure step by step. Through servo motor and numerical control system the processing velocity and quantity can be adjusted automatically. With the help of stamping head it can achieve different processing demands. This design bases on the working principle of cold roll forming machine and actual prototype data.The whole production line of cold roll forming machine consists of uncoiling device, feeding device, forming roller, punching position, hydraulic cutting system, connecting frame, hydraulic station, the servo motor and the automatic control system are by using the computer digital control technology.

Key Words: Cold roll forming technology; servo motor; C shape structure; continuous processing

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 I

第1章 绪 论 1

1.1 论文的研究背景 1

1.2 论文研究的目的和意义 2

1.3 论文的主要研究内容 3

第2章 总体方案设计 4

3.1 机械传动方案拟定的原则 5

3.2 拟定驱动方案 5

第4章 电机的选择 7

4.1 电机的类型与结构形式 7

4.2 电机功率的确定及最终选型 8

4.3 确定各轴的功率 8

4.4 确定各轴的转矩 10

4.5 传动分配 10

4.5.1 一级传动 10

4.5.2 二级传动 11

4.5.3 三级传动 11

第5章 轧辊的设计 12

5.1 轧辊材料的选择 12

5.2 轧辊弯曲角度的分配 13

5.2.1 C型钢的结构尺寸 13

5.2.2 弯曲角度的分配 13

5.3 轧辊尺寸的确定 14

5.3.1 第一道次的尺寸确定 15

5.3.2 第二道次的尺寸确定 16

5.3.3 第三道次的尺寸确定 16

5.3.4 第四道次的尺寸确定 17

5.3.5 第五道次的尺寸确定 19

5.3.6 第六道次的尺寸确定 20

5.3.7 第七道次的尺寸确定 21

5.4 轧机上配合部分尺寸的确定 22

5.4.1 轧机轴尺寸的确定 22

5.4.2 轧机轴尺寸的确定 22

5.4.3 垂直距离的确定 23

5.4.4 下轴和轧机台面间距 23

5.4.5 成型线高度 23

第6章 轧机轴的设计与校核 24

6.1 轴材料选择 24

6.2 轴尺寸的设计 24

6.2.1 第一道次轴的设计 24

6.2.2 第二道次轴的设计 25

6.2.3 第三道次轴的设计 25

6.2.4 第四道次轴的设计 25

6.2.5 第五道次轴的设计 26

6.2.6 第六道次轴的设计 27

6.2.7 第七道次轴的设计 27

6.3 轴强度的校核 27

第7章 轧机床身的设计 29

7.1 床身材料的选择 29

7.2 床身结构和主要尺寸 29

第8章 其他零部件的设计 31

8.1 上连接架以及下连接板的设计 31

8.2 轧机导向轮的设计 31

8.3 编码器支撑装置的设计 32

8.3 链条张紧版的设计 33

第9章 总结 35

9.1 设计总结 35

9.2 工作总结 36

参考文献 37

致 谢 38

第1章 绪 论

冷轧技术是一种先进而高效的成形技术。它将带状钢材弯曲到到一个人们需要的横截面形状。长条板料连续穿过装在工作台上的轧辊，每经过一次轧辊就弯曲一点，直到获得所需的横截面。可见辊弯成型是一种连续的弯曲成型方法。它是由两个或两个以上具有一定形状的成型辊组成的，成型辊可以是水平辊亦或立辊。成型辊安装在机架上，负责带动板带前进的成型辊由电动机通过传动系统驱动，一般情况下，只有水平辊是主动辊，而垂直辊通常是被动辊。成型辊支架称为成型机，每台成型机配备两个或多个成型辊。

辊压成型是大量生产连续轮廓零件的理想选择。它具有高效、节能、节材、先进等特点。墙板、建筑、货架、电器产品、门、窗、自行车轮圈、飞机、飞船和数不清的其它金属产品都是由高效的冷弯成型制作的。若没有这些冷弯成型的产品，我们的生活将是不可想象的。这种金属板料的加工方式相比其它金属成型方式具有产量更高，质量更好，效率更高，能耗更低，维护费用更低等优势。本篇文章的目的就是为了设计一款可自动控制而且要带有高可靠性和维护性的冷弯成型辊压机。

1.1 论文的研究背景

在世界范围内冷弯技术早在20世纪初就出现了。不过直到上个世纪50年代由于其高生产率和低工作成本，才有相当一部分由压力机和其他类型的模具生产的钣金产品被其所取代。在此期间由于旋转编码器和气动压力机在焊丝焊接、预冲孔和预涂等方面的广泛应用，所以在冷弯生产线上出现了越来越多的工艺过程。在上世纪七八十年代人们通过使用Rafted结构和肩并肩辊实现了快速换辊，而且还解决了加工高强度钢的问题。九十年代是冷弯技术快速发展的年代，信息技术的革命改变了整个机械制造行业，人们在这一时期引入了计算机辅助轧辊设计，在生产线控制中增加了大量的可编程控制器和计算机。产品和材料的公差越来越严格，制造的柔性也越来越高。客户要求设备供应商提供更高的质量和效率，包括自动化的成品加工。猛烈的市场环竞争迫使劳动力成本降低，在某些情况下，一个工人必须同时照看两个或两个以上的生产线。市场的竞争也需要更快，更高利用率的设备。在过去的50多年里里，冷弯成型已发展成为工作效率及加工精度最好的板材钢成型技术。北美轧制的带钢约有35%是由冷弯成形制作的，超过了整个北美在汽车工业中使用的钢。

由此可见冷弯成型产业也是国家的支柱之一，所以说冷弯技术从来没有停止过改进的步伐，正如上文所说客户对冷弯型钢需求量不断增加，对产品的品种，质量，规格等要求不断提高，由此更加促进了冷轧辊压成型技术的发展。现代冷弯辊压成型技术的发展有以下几个方向。