20MN自由锻液压机结构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 上海电机学院 毕业设计论文 课 题 20 专 业 材料成型及控制工程 年 级 2011 级 姓 名 肖李华 学 号 111002431137 指 导 教 师 （签字） 学 院 院 长 （签字） 2015年 5 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 液压机（又名：油压机）液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。 液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可 靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 本人系统学习了液压系统技术的知识，查阅了一些相关的文献资料，在此基础上，结合本人的设想和设计工作中需要解决的任务，主要进行了以下几项工作： （ 1）拟定液压机液压液压原理图。 （ 2）完成液压机油缸的设计。 （ 3）完成液压机液压站的设计。 （ 4）对液压系统进行校核设计 关键词 ： 液压机，油缸，液压系统 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is a to of It is is a of to of at To we of to of to of I am of of to of on to my is as (1) (2) (3) to (4) of 5) of ey 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . . 1 章 绪论 . 1 压机的概述 . 1 压概况 . 2 压工作原理 . 2 压系统的设计步骤与设计要求 . 3 论文研究的主要内容 . 3 第 2 章 液压机整体方案的拟定 . 4 计思路 . 4 定液压原理图 . 6 作分析 . 6 横梁结构 . 8 构形式 . 8 状尺寸要求 . 9 横梁与油缸的联接方式 . 9 块结构 . 9 构形式 . 10 状尺寸要求 . 10 横梁结构 . 11 构形式 . 11 状尺寸要求 . 11 柱结构 . 11 构形式 . 12 状尺寸要求 . 12 座结构 . 12 第 3 章 液压机液压系统的计算 . 14 计主要技术参数 . 14 压缸的设计 . 14 制液压缸速度循环图、负载图 . 15 压缸的效率 . 15 压缸缸径的计算 . 15 塞宽度 B 的确定 . 16 体长度的确定 . 16 筒壁厚的计算 . 16 塞杆强度和液压缸稳定性计算 . 17 筒壁厚的验算 . 19 筒的加工要求 . 21 兰设计 . 21 (缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算 . 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 封件的选用 . 24 第 4 章 液压机液压系统液压元件的选择 . 26 泵的选择 . 26 泵工作压力的确定 . 26 泵流量的确定 . 26 泵电机功率的确定 . 27 压元件的选择 . 27 管的选择 . 29 第 5 章 验算液压系统性能 . 31 力损失的验算及泵压力的调整 . 31 压系统的发热和 温升验算 . 33 第 6 章 液压站的设计 . 35 压站简介 . 35 箱设计 . 35 箱有效容积的确定 . 35 箱容积的验算 . 36 箱的结构设计 . 37 压站的结构设计 . 39 压泵的安装方式 . 39 压泵与电动机的连接 . 40 助元件 . 41 油器 . 41 气滤清器 . 42 位计 . 42 压油 . 44 结论 . 45 致 谢 . 46 参考文献 . 47 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 章 绪论 压机 的概述 液压机（又名：油压机）液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。 它的原理是利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械，种类很多。当然，用途也根据需要是多种多样 的。如按传递压强的液体种类来分，有油压机和水压机两大类。 水压机产生的总压力较大，常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具，而自由锻水压机不用模具。我国制造的第一台万吨水压机就是自由锻造水压机。 液压机设备维修与保养 1每次开机应空负荷运转 5 分钟，（冬季可加长时间，不低于 30 分钟），方可正常工作。 2新设备在使用一星期以后需将全部油路滤清一次，并清洗油箱，然后依据机器工作的负荷情况， 6 个月更换一次油液，清洗一次油箱。 3使用过程中严禁由于系统发热而将油箱盖或注油孔打开。压力表开关压力调整完毕后，应关闭（禁止长期开启压力表开关，损坏压力表）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 压概况 当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制、数字控制 等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面，更日益显示出显著的成绩。从 17 世纪中叶巴斯卡提出静压传递原理、 18 世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，也已有二三百年历史了。近代液压传动在工业上的真正推广使用只是本世纪中叶以后的事，至于它和微电子技术密切结合，得以在尽可能小的空间内传递出尽可能大的功率并加以精确控制，更是近 10 年内出现的新事物。 我国的液压工业开始于本世纪 50 年代，其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。 自 1964 年从国外引进一些液压元件生产技术、同时进行自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。 80 年代起更加速了对西方先进液压产品和技术的有计划引进、消化、吸收和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量、经济效益、人才培训、研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。 压工作原理 驱动的液压系统，它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管组成。它的工作原理：液压泵由电动机带动旋转后，从油箱中吸油。油液 经滤油器进入液压泵，当它从泵中输出进入压力管后，将换向阀手柄、开停手柄方向往内的状态下，通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞和工作台向右移动。这时，液压缸右腔的油经换向阀和回油管排回油箱。为了克服移动工作台时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由液压缸中的油液压力产生的。要克服的阻力越大，缸中的油液压力越高；反之压力就越低。输入液压缸的油液是通过节流阀调节的，液压泵输出的多余的油液须经溢流阀和回油管排回油箱，这只有在压力支管中的油液压力对溢流阀钢球的作用力等于或略大于溢 流阀中弹簧的预紧力时，油液才能顶开溢流阀中的钢球流回油箱。所以，在系统中液压泵出口处的油液压力是由溢流阀决定的，它和缸中的油液压力不一样大。 液压传动有以下一些优点： 在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力，因为液压系统中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出 3040 倍。在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的 12%左右。 液压装置工作比较平稳。由于重量轻、惯性小、反应快，液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向。液压装置的换向频率，在实现往复 回转运动时可达 500 次 /文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 实现往复直线运动时可达 1000 次 / 液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达 2000），它还可以在运行的过程中进行调速。 液压传动易于自动化，这是因为它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制的缘故。当将液压控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时，整个传动装置能实现很复杂的顺序动作，接受远程控制。液压装置易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在失速状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。液压件能自行润滑，使用寿命较长。由 于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压元件的排列布置也具有较大的机动性。用液压传动来实现直线运动远比用机械传动简单。 液压传动的缺点是： 液压传动不能保证严格的传动化，这是由液压油液的可压缩性和泄漏等原因造成的。液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失、泄漏损失等），长距离传动时更是如此。液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响，因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。为了减少泄漏，液压元件在制造精度上的要求较高，因此它的造价较贵，而 且对油液的污染比较敏感。液压传动要求有单独的能源。液压传动出现故障时不易找出原因。 压系统的设计步骤与设计要求 液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 论文研究的主要内容 本人系统学习了液压系统技术的知识，查阅了一些相关的文献资料，在此基础上，结合本人的设想和设计工作中需要解决的任务，主 要进行了以下几项工作： （ 1） 拟定 液压机 液压原理图。 （ 2） 完成 液压机 油缸的设计。 （ 3） 完成 液压机 液压站的设计。 （ 4）对液压系统进行校核设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 液压机 整体方案的拟定 计思路 典型的四柱液压机主要由机身 (包括上、下横梁及立柱 )、活动横梁、顶出机构、工作油缸、液压传动及电气控制系统等组成。工作油缸安装在上横梁上，活塞与活动横梁相连，并以立柱为导向上下移动。便于操作和装料，液压机一般采用立式开闭模的形式。可以用下列方式进行分类。 一、按动作方式分类 工作油缸装于机身上 部，油缸活塞从上向下移动，模具在工作台与活动横梁之间受压。由于油缸装于机器上方，工作台 (下横梁 )是固定的，装料可在工作台上进行，操作方便，而且容易实现快速下行，所以应用非常广泛，国产塑料液压机基本是这种类型。 图）所示，工作油缸装在机身下部，上横梁固定在立柱上。油缸柱塞推动活动横梁上升，给模具施压。这种液压机重心位置低，稳定性好，油缸装在机身下部，可避免漏油污染制品。层压塑料一般采用下压式液压机。 压式液压机、铸压机等属于这种类型。二、按机身结构分类 液压机由四根立柱、上下横梁、机座等组成稳定的机身。这种液压机工作空间大，便于四周观察和接近模具，结构简单，工艺适应性较强。但其承受偏心载荷的能力较差，在偏心载荷下活动横梁与工作台间易产生倾斜和位移。 度高。 三、按操纵方式分类 具一般不固定在液压机上，装卸模均在机外进行。 制程序所需的时间由定时机构来控制，仅手工给模具加料。 料到 取出制品和清理模具等均自动进行，因而劳动强度小，生产效率高，但制造复杂，一般仅用于大量定型制品的生产。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 定液压原理图 1 斜盘式变量柱塞泵， 2 联轴器 ， 3 电机 ,4 滤油器 ， 5 油箱 ,6 直动式溢流阀 ,7 电控比例溢流阀 ,8 单向阀 ， 9 电接触压力表 ， 10 外控顺序阀 ， 11 单向阀， 12 二位四通电磁换向阀 ， 13. 液控单向阀， 14 外控顺序阀， 16 顺序阀， 15 主液压缸， 18 节流器 ， 19 顶出液压缸 ， 20 直动式溢流阀 作分析 工作过程 A: 启动：电磁铁全断电，主泵卸荷。主泵（恒功率输出）电液压换向阀 9的 液换向阀 20 的 T B： 快进：液压缸 15 活塞快速下行： 15电，电磁铁换向阀 17 接通液控单向阀 18的控制油路，打开液控单向阀 18， 进油路：主泵 1 电液换向阀 9 单向阀 11上液压缸 15 回油路：液压缸 15 下腔 液控单向 阀 18电液换向阀 9电液换向阀 20 的 K 型中位 T 液压缸 15活塞依靠重力快速下行：大气压油吸入阀 13液压缸 15上腔的负压空 腔 C： 工进： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 液压缸 15接触工件慢速下行：（增压下行）液压缸活塞碰行程开关 25断经液控单向阀 18 快速回油通路，上腔压力升高，切断（大气压油吸入阀 13 上液压缸无杆腔）吸油路。 回油路：液压缸 15下腔顺序阀 16电液换向阀 9电液换向阀 20的 D： 保压：液压缸 15上腔压力升高达到预调压力，压力继电器 10发出信息， 1压缸 15进口油路切断，单向阀 11和吸入阀 13的高密封性能确保液压缸 15活塞对工件保压。主泵（恒功率输出）主泵 电液压换向阀 9的 电液压换向阀 20的 E： 保压结束，泄压，液压缸 15回程：时间继电器发出信息， 21电），液压缸 15上腔压力很高，外控顺序阀 14，使主泵 1电液压换向阀 9吸入阀的控制油路由于大部分油液经外控顺序阀 14流回油箱，压力不足以立即打开吸入阀13通油箱的通道，只能打开吸入阀的卸荷阀 13（或叫卸荷阀 13的卸荷口），实现液压缸 15上腔（只有极少部分油液经卸荷阀口回油箱）先卸荷，后通油箱的顺序动作，此时：主泵 1 大部分油液电液压换向阀 9外控顺序阀 T F： 液压缸 15活塞快速 上行： 液压缸 15上腔卸压达到吸入阀 13开启的压力值时，外控顺序阀 14关闭，切断主泵 1大部分油液电液换向阀 9外控顺序阀 14 进油路：主泵 1电液换向阀 9液控单向阀 20液压缸 15下腔回油路：液压缸15上腔吸入阀 13 T G: 顶出工件 :液压缸 15 活塞快速上行到位 , 2电液压换向阀 9关闭 ,30右位工作 进油路 :主泵 1电液压换向阀 9的 液换向阀 20液压缸 19无杆腔 回油路：液压缸 19 有杆腔电压换向阀 20 T H: 顶出活塞退回： 3电， 4压换向阀 20左位工作 进油路：主泵 1电液换向阀 9的 液换向阀 20液压缸 19 上腔 回油路：液压缸 19 下腔电液换向阀 20 T K： 压边浮动拉伸： 薄板拉伸时，要求顶出液压缸 19下腔要保持一定的压力，以便液压缸 19 活塞能随液压缸 15 活塞驱动的动模一起下行对薄板进行拉伸， 3电，电液换向阀 20 右边工作， 6磁换向阀 23工作，溢流阀 24调节液压缸 19下腔油垫工作压力 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2主机结构图 机架采用三梁四柱式结构，其主要特点是加工工艺性较其他类型结构简单。图 2的机身是由上横梁、滑块、下横梁、四根立柱和加热板组成，机身由底座支撑。工作缸安装在上横梁内，活动横梁与工作缸的活塞联接成一整体，以立柱为导向上下运动，并传递工作缸内产生之力 量，对磨具进行冲压加工。由于机身联接成一整体框架，故机身承受整个工作力量。活动横梁与工作缸的活塞联接成一整体，以立柱为导向上下运动，并传递工作缸内产生之力量，对磨具进行冲压加工。由于机身联接成一整体框架，故机身承受整个工作力量。 横梁结构 构形式 上横梁位于立柱上部，用于安装工作缸，承受工作缸的反作用力。亦可安装回程缸及其他辅助装置。上横梁不设计成上下封闭的厢式结构，直接采用 45 钢钢板结构，便买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 于加工和生产。 状尺寸要求 上横梁通过立柱联接成机身上半部，并安装工作油缸。为 使其组成的空间合乎要求，以及活塞运行平稳，因此要求上横梁安装油缸孔的轴线与安装油缸的台肩平面应垂直，上横梁与调节螺母接触面与主油缸台肩接触应平行，以及立柱穿过孔的上下平面应平行等等。结合生产情况，具体要求为： 1. 安装主油缸孔的轴线与油缸台肩贴合平面不垂直度允差 000 毫米。 2. 调节螺母接触平面与油缸台肩贴合平面的不平行度允差 000 毫米。 3. 锁紧螺母接触面与调节螺母接触面（立柱穿过孔的上平面与下平面）间不平度允差 000毫米。 4. 油缸锁紧螺母平面与油缸台肩贴合平面间不平行度允差 000 毫米。 5. 与油缸外圆配合公差为 H7/6. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直径大 2米。 横梁与油缸的联接方式 依靠法兰盘固定油缸，如图 2示 油缸加压时，油缸台肩传递反作用力于横梁，法兰盘不受反作用力的作用，只有当油缸回程工作时，回程力作用于法兰盘上。故法兰盘的强度只需满足回程力要求即可。油缸为柱塞式时，法兰盘仅承受部件的重量。 块结 构 活动横梁的主要作用为：与主油缸活塞杆联接传递冲压机的压力；通过导向套沿立柱导向面上下往复运动；安装与固定模具及工具等。因此需要有较好的强度、刚度及导向结构。 图 2用法兰盘固定的结构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 构形式 图 2滑块结构图 活动横梁选用材料与上横梁、下横梁相同，常采用同样的材料来制造，以使毛坯的制造工艺相类似、便于制造。 活动横梁的结构设计除考虑导向精度要求外，还应根据压制工艺中的承 载要求来决定。 根据压制工艺性质，导向部分应有一定的高度，以保证足够的精度。一般情况下，导向部分高度不应小于活塞行程的二分之一。 状尺寸要求 活动横梁是冲压机主要运动部件，为保证冲压机符合精度要求，因此，要求四立柱导向套 孔轴线应相互平行，它应与联接活塞杆孔的中心线平行；上述这些孔轴线都应与活动横梁下平面相垂直；与活塞杆接触平面对下平面亦可要求平行等。结合生产情况具体要求为： 1. 联接活塞杆孔轴线与四立柱孔轴应互相平行，其不平度允差 000 毫米。 2. 活动横梁下平面不平直度，按 准允差为 000毫米。 3. 联接活塞杆孔轴线与四立柱孔轴线对下平面不垂直度允差 000毫米。 4. 下平面对上平面（与活塞杆贴合平面）不平行度允差 000毫米。 5. 四立柱孔中心距公差，前后、左右均为 6. 四立柱孔与导套外圆配合精度为 H7/心孔与活塞杆外圆配合精度为H7/ 买文档就送