Solidworks四辊卷板机三维设计与性能分析(2)
致谢 32
参考文献33
1 绪论
1.1 研究背景
随着时代的不断发展与进步，科学技术日新月异，尤其是工业革命以来，机械化、自动化逐渐取代传统手工业引领时代主流、推动社会发展，机器的创造与革新成为当下机械行业人才研究的重要课题，卷板机的出现使得大型桶制产品的制造成为了可能。尤其近年来，我国最新研制的三辊可调式的和四辊的，它们的出现，无疑是卷板机时代的一次重大突破与改良，可以说具有重大的意义，从而也动摇了对称三辊式的主导地位。由于有效地提高了工业生产过程中板材的加工效率，卷板机在整个机械行业都有着举足轻重的地位。理论上根据三点成圆的原理，如果想要实现辊身位置变化和旋转运动，我们可以通过机械或液压驱动的方式来实现，像方形、U形、多段R、椭圆形等单曲率或多曲率的弧形或筒形状的产品便可方便地卷制成，该类产品广泛应用于机车车辆、航空航天、造船、军工兵器、工程机械、金属构件等领域 。采用滚弯和压弯等方法将金属板材弯成简形或弧形，压弯是通过板材的横向塑性变形来实现其弯曲，这个过程可微观化成不连续的逐点或分段弯曲[1]。滚弯相对压弯具有以下特点：(1)滚弯成形精准，回弹较小；(2)无需模具且生产成本低；(3)受力较小，成本低因此价格也低；(4)可实现自动化生产，降低劳动成本。正是因为有着以上众多的优点，卷板机在板材成形设备中占有重要的一席之地，被各国机械从业者越来越广泛应用于工业生产中[2]。
图1.1 四辊卷板机
在众多卷板机设备中，要论精度最高、功能最全的一种，非四辊卷板机莫属。正如我们所知，二辊、三辊类卷板设备无法在一道工序中将板材的端部卷制成与其他部位相同曲率的弧形，这就导致了板材两端会有一段长度略小于上下辊距离的材料，也就是剩余直边。传统的解决方案是，首先通过预弯机对两端进行预弯，然后再在卷板机上进行卷制，这样不仅增加了工作量，而且增加工作成本并且降低工作效率。然而四辊卷板机的出现完美地解决了这一弊端，在正式卷制前，通过上下辊作用进行自动对中，然后对两端进行预弯，再精确高效地卷制桶身。这样使得剩余直边减小到理想水平，对于一些精度要求不算高、大批量的产品，卷制完成后即可进行焊接，送检合格便能投入使用。基于以上优点，在卷制大型工件和技术要求较高的生产环境中，四辊卷板机都是比较理想的设备。
1.2 卷板机在国内外的现状
1.3 本课题的研究目的
就个人而言，通过本次课题的研究，可以锻炼自己各方面的能力，诸如查阅资料的能力、创新设计能力、三文设计软件与有限元分析软件的应用能力、外文阅读能力与独立思考问题的能力。针对该课题可以了解国内外卷板机的设计与应用现状，大胆创新尝试，在此基础上设计出四辊卷板机，综合应用大学学到的知识来进行分析和优化，为学习新的知识以及适应社会需求打下基础。对于企业而言，对卷板机的研究的目的在于提高工作效率，减轻工人们的劳动强度，推动人类社会的进步。
1．4 论文的研究内容
本文将就企业单位给出的技术要求，进行选材以及结构设计分析，主要的研究步奏包括以下几个方面：
（1） 通过查阅相关资料，了解目前卷板机的发展现状，前人在研究本课题时所采用的手段以及创新之处，同时根据卷板机的工作原理和设计目标，对卷板机进行理论分析并确定相关的工艺参数，在此基础上对各零部件进行受力分析。