波纹管成型机的设计摘要域不断扩大，管材规格也从小到大不断发展。生产厂家不断增多，设备也由全部从国外引进，到目前基本国产化，其所用原料也不断增多，从到等。近几年来，其发展更快，生产量逐年增多，已成为塑料管材领域的支重要力量。波纹管成型机简介波纹成型机是生产波纹管的核心设备，由成型模具传动系统，控制系统三部分组成。成型模具般由对上下或水平对开的模片组成，沿定的轨迹移动，模具闭合成圆形管子的成型腔，模具打开，使制品脱模，模具可由水或空气冷却。其成型过程为从挤出机挤出管坯在定的水压下，经过吹胀或真空吸附，使内外壁分别贴合在成型模具和内定径棒上成型。波纹成型机同时具有牵引管材的作用。波纹成型机有立式和水平式两种，立式波纹成型机其模具上下开合，占地面积小，结构紧凑，但模具更换较困难，特别是大口径模具的更换。水平式波纹成型机其成型模具水平开合，占地面积较大，但更换模具比立式方便得多，因比其应用更广泛。般小口径管材，采用的是整体式模具，而大口径管材考虑到其模具重量大，更换时不方便，故般采用托架式模具，换口径时，只需更换托架内的芯模即可，节省了模具制造成本。波纹成型机的关键就是成型模具运行轨道的确定，需先建立模具运行的数字模型，然后印出其轨迹，最后按照这轨迹组合模具。双壁波纹管的成型方法般有真空成型法和壁间充气成型法两种，也有同时使用这两种方法的。真空成型法是通过成型模具上的真空孔使管坯外壁靠负压作用吸附在成型模具上，其内壁靠伸出芯模的定径棒定型。这种方法生产的管子的外观质量较好，但其内外径尺寸稳定性较差，且真空孔易堵塞，造成产品外壁波纹缺陷。壁间充气成型法是在两层料坯中间通压缩空气，把管坯外壁吹胀入成型模具，同时使管内壁贴附在内定径棒上。并可根据管口径，壁原的大小来调气压。应用这种方法生产的管材。尺寸稳定性好。国内生产的波纹管成型机，般为水平式结构，大口径管材也采用托架式模具。但受其加工设备的限制，其模具的加工精度和同性与国外同类产品相比还有差距，在生产中机器故障较多，有时还可能造成模具运行轨道的损坏。近年来上海金纬机械制造有限公司开发了系列大口径双壁波纹管生产线，其波纹成型机采用立式结构，由于模具的加工采用了大型加工中心生产，其同性和精度均达到较高的水平。同时，模具采用快速冷却系统，可较大程度地提高生产速度。虽然国产的波纹成型机质量不如国外进口产品，但由于其价格比国外同类产品低很多，且其生产的管材能达到要求，故近年来国内大部分波纹管生产厂家还是采用国产生产线。故国产设备的生产厂家这几年发展较快，但还应致力提高加工水平，开发新产品，缩小与国外产品的差距。最近几年，国外研制出了模具速回转系统，即利用机械或气动搬运系统，把最后对模片重新快速带回开始的工作位置。它的优点是模片数可减少，般仅需对模片，在生产大口径管材时，可极大地降低波纹成型机的生产成本。图.波纹管成型机设备.课题的提出与意义近几年是波纹管发展的黄金时期，它的应用范围已扩大到各个工业领域。本课题是完成波纹管成型过程的总体设计，对该机的机械系统液压系统和控制系统进行了全面设计。在设计中还须设计液压电控原理及程序，对于进行模具油缸等进行结构设计以及油缸中重要零件的优化设计并做出必要的有限元分析和运动仿真。本课题使我在设计过程中，能掌握较强的实际工作经验，完成从设计到实际生产及运行调试的整个过程，这样来就能很好的掌握机电液体化技术，提高解决实际工作问题的能力，为以后工作打下极好的基础。.课题的主要内容本课题的主要内容是完成波纹管成型的总体设计。最后，将它们转化为能供指导制造装配安装调试和维修用的设计图纸及各类说明书等技术文件。总之，设计的主要内容分为机械系统液压系统和控制系统三部分。按照用户提出的完整技术要求，写出液压及电气的技术数据，并经用户确认。本设计需满足的要求如下达到技术指标所规定的要求，满足实际工作需要。整机机构实用，加载部件需做应力应变分析。整个机械装置需要做运动学分析。全自动控制，要有较高的工作可靠性安全性。.工作安全，操作方便根据技术要求，我们需要在搞清设备工作原理的基础上，经改进设计，进行正式图纸绘制。在设计中还需对现有的机构进行分析，如充分利用和等软件进行有限元应力分析运动分析和优化设计。且设计液压原理图电气原理图，主机等部件。在自动化生产软件的使用编程逻辑方面用控制。因类似设备已投入生产，故我在设计过程中，可获得并掌握较强的实际工作经验。最终完成从设计到实际生产及运行调试的整个过程，这样来就能很好的掌握机电体化技术，提高了解决实际工作问题的能力，为以后工作打下极好的基础。尤其这几个软件的使用对以后的研究生课程有莫大的帮助和指导性的方向。在设计的时候，课本知识和实际生产经验的结合是我最想拥有的经历。期间充分利用已有的资源在搞清设备工作原理的基础上，调研工厂实际情况包括设备的调试主要是液压部分和电控部分以及制造过程遇到的难题和解决方案，因而形成了对设备的机械部分，液压部分，电气部分技术观念和感性认识，为改进，完善设备打下坚实基础。本课题为机电液综合设计，对本科的机械工程学生而言，已经是能够接受和有所创新地完成的项目了。而且整个设备制造技术路线清晰明了。最后在设计完成交付，并实现功能的整个流程中，学习并收获有限元应力优化设计及运动分析等先进设计方法在设计中的作用。综合机电液，加强巩固和糅合这三方面知识结构，为以后的发展打好基础。课题结束后，希望能达到锻炼设计能力，而又能熟悉如何从图纸到设备实际工作调试完成交付使用的整个过程，并经实际的动手完成真正能正常工作的设备。总体方案的确定.设计依据本课题是对无锡市永兴金属软管有限公司波纹管成型机上所有液压元件进行综合系统的设置，以满足工厂质量控制的要求。经过与厂方代表的协商决定，该成型机能够对以下液压元件进行检测并完成相应的检测项目。本套设计依据汽车消声器等特性设计。本套设计以满足汽车波纹管次成型要求设计。本套设备以符合相关管材的规范要求设计。本套设备的制造检验安装使用均以满足设备投资少生产易控制。.确定模具结构设计方案成型模具由对水平对开的模块组成，沿定的轨迹移动，模具闭合成圆形管子的成型腔，模具打开，使制品脱模，模具可由水或空气冷却。其成型过程为从挤出机挤出管坯在定的水压下，经过吹胀，使内外壁分别贴合在成型模具和内定径棒上成型。波纹管成型机的关键就是成型模具运行轨道的确定，需先建立模具运行的数字模型，然后印出其轨迹，最后按照这轨迹组合模具。.确定液压系统设计方案波纹管成型机的液压系统属于很典型的液压系统，利用成型机可以方便的使波纹管次性成型。在液压系统的设计方案中，通过设置调压回路增压回路换向回路进出节流回路实现不同的目的，例如合模分模等。高低压油泵以及控制油泵的配合使用，使得成型的效率大大提高。油推水油缸用水代替了油，除了减少污染，有利于环保以外，还方便于清洗。本公司波纹管成型机生产出的不锈钢波纹管主要用于汽车的消声器。本液压系统是无锡南方液压气动成套有限公司波纹管成型机装置机设计制造的专用液压传动设备。该系统精选了国内外优质液压元附件。液压回路采用了集成油路块式结构，液压系统总体结构先进合理可靠易于维修。符合液压系统通用技术条件中的各项技术要求。本液压系统由于采用了开式油箱结构，所以不允许在粉尘大的恶劣环境下工作，使用时应注意经常清扫液压设备上的粉尘，以保证液压系统具有良好的散热性。所有液压阀控制回路均采用了集成油路块式结构，使本系统具有泄漏少，结构紧凑，便于维修的特点。本液压系统在工作原理上具有以下特征具有吸油滤油器，使本系统工作介质的清洁度得到有效的保证，降低系统的故障率,延长系统各元附件的使用寿命。.确定控制系统设计方案传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，所以应时代之要求，需要对系统进行控制。现决定采用日本三菱公司生产的系列进行编程。可编程序控制器根据操作者的指令，完成对换向阀等元件的控制，以控制每个执行元件。可编程控制器具有很高的柔性和通用性，同时采用传统的梯形性能可靠，操作维护直观方便，具有以下特点油缸油压控制采用压力控制，因而调节方便可靠因而调节操作简单,控制精确显示和操作采用高性能和易操作的控制面