【毕业设计论文】液压卷花机设计-液压卷花机说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 本科毕业设计（论文） 液压卷花系统设计 毕业设计（论文） 摘要 I 摘 要 本次毕业设计题目是液压卷花系统设计。任务限制只能用液压来实现。本 人致力于整机系统的设计，即机械结构的设计，液压系统方案的拟定，液压油箱 的设计，液压缸的设计，液压站的设计。设计思路是从卷花机的性能和动作要求 入手，并以国内的质量和技术性能接近设计要求的卷花机为基础，研究国外的先 进机型，开发出自己的全套液压系统方案。图纸采用 A u t o C A D 绘制。经过认真 地设计计算, 查找资料撰写设计论文。 本液压卷花机的优点是传动平稳，输出力矩大，用模具来实现花形的变化， 且同一批形状的一致性好，液压机造型美观。设计出来的液压卷花系统具有，尺 寸精确， 生产效率高， 劳动强度低， 产品质量好的优点。 广泛应用于铁艺行业中。 由该机器生产的各种花形可用在围栏、大门、台、椅、扶梯、窗、招牌、艺术品 等制作的地方。 关键词 液压卷花机，液压系统，铁艺 毕业设计（论文） ABSTRACT II ABSTRACT My graduation project topic is the Volume hydraulic system design. The duty limit only uses the hydraulic pressure to realize. I have carried on the whole design， namely, the mechanism design, hydraulic system plan drawing up, the hydraulic fluid tank design, the hydraulic cylinder design, the hydraulic pressure stands design and so on. The design start at the volume flowers machine performance and the movement, taking the home existing volume flower machine as the foundation, their quality and the technical performance approach to this design request, and has studied the overseas advanced type, developed own complete set hydraulic system plan. The blueprint draws up with Auto CAD. After earnestly calculated, has consulted the correlation data, I have composed this design paper. The volume flowers machine merit is the transmission steady, out put moment of force big, realizes the flowered shape change with the mold, also identical batch of product uniformity good, the volume flowers machine Modeling is artistic. The system of the volume flower s machine has the merit, such as, size precisely, the production efficiency high, the labor intensity is low, the product quality is good and so on. This machine is widely applied in the steel art profession, and can product several kinds of flowers for fences, gates, place, chairs, elevator, windows, signs, art and so on. Key words volume hydraulic machine， hydraulic system，steel art 毕业设计（论文） 目录 目 录 摘 要.I ABSTRACTI I 1 绪论.1 1 . 1 本课题研究的目的意义.1 1 . 2 本课题国内外发展概况及存在的问题.1 1 . 3 本课题解决的主要问题.2 2 液压卷花机系统分析与设计.3 2 . 1 设计思想3 2 . 2 液压卷花机系统分析3 2 . 2 . 1 本机设计要求及具体的技术参数3 2 . 2 . 2 卷花机的液压系统3 2 . 2 . 3 液压卷花机系统方案的比较与选用.3 3 液压系统的计算.7 3 . 1 弯矩力的计算.7 3 . 1 . 1 材料力学的角度7 3 . 1 . 2 采用类比法1 0 3 . 2 齿轮齿条传动设计.1 1 3 . 3 载荷组成和计算1 3 3 . 4 卷花机液压系统设计.1 5 3 . 4 . 1 负载分析1 6 3 . 4 . 2 初选液压系统工作压力.1 6 3 . 4 . 3 液压缸的类型及安装方式.1 6 3 . 4 . 4 液压缸的主要结构尺寸.1 6 3 . 4 . 5 压杆稳定性验算.1 7 3 . 4 . 6 按最低速度要求验算液压缸尺寸.1 8 3 . 4 . 7 计算液压缸所需流量1 8 3 . 4 . 8 绘制液压系统工况图1 9 3 . 4 . 9 制定基本方案确定液压系统原理图.2 1 3 . 5 液压系统的计算和选择液压元件.2 2 3 . 5 . 1 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格.2 2 毕业设计（论文） 目录 3 . 5 . 2 液压阀的选择和部分液压辅助元件选择2 4 3 . 5 . 3 油箱容量的初步确定及油液的选择.2 7 3 . 6 液压系统性能验算.2 8 3 . 6 . 1 压力损失及调定压力的确定2 8 3 . 6 . 2 系统温升验算.3 0 4 液压缸的设计3 2 4 . 1 选择液压缸类型安装方式3 2 4 . 2 液压缸的主要性能参数和主要尺寸3 2 4 . 3 液压缸的参数计算.3 2 4 . 3 . 1 缸筒壁厚的计算.3 2 4 . 3 . 2 液压缸活塞行程.3 3 4 . 3 . 3 液压缸油口直径计算3 3 4 . 3 . 4 缸底厚度计算.3 3 4 . 3 . 5 缸头厚度计算.3 4 4 . 3 . 6 最小导向长度的计算3 4 4 . 3 . 7 缸体长度的确定.3 4 4 . 4 活塞的设计.3 5 4 . 4 . 1 活塞的结构形式.3 5 4 . 4 . 2 活塞与活塞杆的连接3 5 4 . 4 . 3 活塞的密封3 6 4 . 4 . 4 活塞材料3 9 4 . 4 . 5 活塞尺寸及加工公差3 9 4 . 5 活塞杆3 9 4 . 6 活塞杆的导向套、密封和防尘.4 0 4 . 7 液压缸缓冲装置的设计4 1 4 . 7 . 1 间隙缓冲4 1 4 . 7 . 2 阀式缓冲4 1 4 . 8 排气阀4 2 5 液压站的设计4 4 5 . 1 确定液压站的结构类型方案.4 4 5 . 1 . 1 分散配置型液压装置4 4 5 . 1 . 2 集中配置型液压装置4 4 5 . 1 . 3 确定液压站的方案4 4 5 . 2 液压控制装置（液压阀站的集成设计）.4 4 毕业设计（论文） 目录 5 . 2 . 1 有管集成4 5 5 . 2 . 2 无管集成4 5 5 . 2 . 3 确定液压控制装置4 5 5 . 3 液压动力源装置（液压泵站）的设计4 7 5 . 3 . 1 液压泵组布置方式的确定.4 7 5 . 3 . 2 液压油箱的设计4 8 5 . 4 液压泵组的结构设计.5 4 5 . 4 . 1 液压泵组的布置方式5 4 5 . 4 . 2 液压泵组的连接和安装方式.5 4 5 . 5 液压站的结构总成.5 5 5 . 5 . 1 管路的选择5 5 5 . 5 . 2 电气控制装置的设计与布置5 5 5 . 6 液压站总图的设计与绘制5 5 6 机械结构的设计5 7 6 . 1 齿轮齿条传动设计.5 7 6 . 2 轴的设计.5 7 6 . 2 . 1 求输出轴上的功率 P , 转速 n 和转矩 T5 7 6 . 2 . 2 求作用在齿轮上的力5 7 6 . 2 . 3 初步确定轴的最小直径.5 7 6 . 2 . 4 轴的结构设计.5 7 6 . 3 求轴上载荷.6 0 6 . 4 按弯扭合成应力校核轴的强度.6 1 6 . 5 卷花机的内部结构示意图6 2 结 论.6 3 参 考 文 献.6 4 致 谢.6 5 毕业设计（论文） 1 绪论 1 1 绪论 1 . 1 本课题研究的目的意义 液压卷花机是一种利用液体压力来传递能量， 以实现各种压力加工工艺的机 床。由该机器生产的各种花形可用在围栏，大门，台，椅，扶梯，窗，招牌，艺 术品等地方。随着人民生活水平提高，这些铁艺制品必然会有较大需求。另一方 面，用液压来实现，能满足用户任意设计的图案，效率高，花形同一性好，体积 小，重量轻，功能多，施工方便，劳动强度轻，随着新工艺及新技术的应用，卷 花机在金属加工及非金属成形方面的应用越来越广泛， 在铁艺行业中的占有份额 正在大幅度攀升。 1 . 2 本课题国内外发展概况及存在的问题 目前，用来制作卷花的设备还非常落后，按动力的来源角度，大体分为四种 方式来实现：一、采用手工。该方法一般为小作坊生产，批量不大，生产效率低， 但也能满足个性化的需要，因为它可任意改变花形，但劳动强度高。代表型号有 北京光大利克经贸有限责任公司生产的手动式铁艺轧花工装设备。二、采用机械 方式来实现。 效率有所提高， 但制作了的花形的尺寸有限， 主要是受动力的限制。 噪声大，能耗大，不能完全满足市场需求。代表型号有石家庄安邦机械公司的电 动卷花机, A B - D W 1 0 A , A B - D W 1 0 B ; 东北林业大学机械厂的万能铁艺成形机; 宁夏 富盛机械制造有限公司的电动金属扭曲机。三、采用锻造方式。锻造方式来实现 的， 材料局限性较大， 不能用厚板， 也加工不出开关复杂的尾部曲卷， 效率不高。 代表型号有广州郎亚公司的锻铁液压装置。四、采用液压来实现。采用该方式的 优点比较明显在，下面将要介绍。在铁艺行业市场中，它们四种方式对应对的装 备的使用比例大概为2 ：4 ：3 ：1 ；可见, 使用机械方式来加工的占了大多数，使 用液压的较少。 在总结目前国内外卷花机的发展现状以及今后的发展趋势的情况下， 当前卷 花机还有着以下的几点不足：1 、能耗较大，不够环保。现在有的卷花机的能源 利用率不能，仅有 5 0 % 左右，因为主要是采用的是机械方式作为动力，热损耗较 大。不符合当今提倡的节约型社会的要求。而且，机械方式的噪音较大，对工人 及周边的损害也严重，不人性化。2 、卷花机体积大, 占地面积较多。对企业来说 不是一件好事。3 、加工的料的尺寸有限，花形较少。这主要受动力的限制。不 能完全满足当前的市场需求, 在模具上, 也可在进行改进。 4 、自动化程度不高， 生产率也就不高。5 、现在使用的模具较复杂。 毕业设计（论文） 1 绪论 2 1 . 3 本课题解决的主要问题 设计出的卷花机能满足当前市场的需要。有效地规避了当前卷花机的不足。 采用液压力传动来代替机械传动，并且用模具来实现花形的变化。采用液压液压 传动能有效地克服，上面所说的不足，并且传动平稳，出力较大，从整体来看单 位体积的出力比机械的传动方式大得多，体积小。采用模具来加工，在需要改变 花形时，只需要改变模具的形状即可，扩充了机器的加工范围，且又能很好地保 证同一批产品形状的一致性。设计出来的液压卷花系统具有，尺寸精确，生产效 率高，劳动强度低，产品质量好的优点。 攀枝花学院毕业设计（论文） 2 液压卷花机系统分析与设计 3 2 液压卷花机系统分析与设计 2 . 1 设计思想 本课题是以机器使用功能多样、经济性好、人性化设计、环境友好性好、可 靠性高、寿命长、结构简单、可维修性好为设计思想。 2 . 2 液压卷花机系统分析 2 . 2 . 1 本机设计要求及具体的技术参数 在现有的机械卷花机系统的基础上进行改造。根据机械卷花的原理，设计相 应的液压系统来代替机械卷花系统。实现液压自动化、效率高、多花形、经济实 用的要求。 目前市场上常用的加工件的最大加工规格及其种类为：扁钢 3 0 X 1 0 ；方钢 1 6 X 1 6 ；圆钢16F。本设计中的卷花机也要求能加工出它们。卷花时最小花形是 标准弧中的 6 1 0 3 5 的上半部，最大的花形是标准弧中的 6 1 1 0 下半部份（来自资 料 5 ） 。加工出的花形的最大旋转圈数为 2 圈。 考虑到铁艺行业中用来制作各种花形的材料，常用普通碳素钢中的甲类 钢, A 0 , A 1 , A 2 , A 3 A 7 。它们有良好的塑性，韧性，故广泛用于铁艺行业中。在 本设计中选 A 5计算。查资料 7 P 3 0 3附录 B常用材料的力学性能：旧牌号 A 5 对应 Q 2 7 5 ，其中275 sa MPd =，490630 ba MPd = 2 . 2 . 2 卷花机的液压系统 卷花机是把一定长度的工件（棒料、方钢、扁铁） ，通过压力作用，使之弯 曲曲服，从而实现所需的花形。通过分析机械卷花机，当用液来压来代替时. 需 要实现主轴的旋转运动。即用液压能来驱动输出主轴进行旋转。 2 . 2 . 3 液压卷花机系统方案的比较与选用 用液压能够实现旋转运动的有很多种方式，其中有: 1 . 液压缸加齿轮齿条； 2 . 齿轮缸；3 . 液压马达；4 . 摆动缸等，都是能够实现旋转运动的方式。 第四种即摆动缸，当它通入压力油后，通常主轴只能输出小于 3 6 0度的摆运 动， 常用于工夹具夹紧装置、 养料装置、 转位装置以及需要周期性进给的系统中。 在此它并不适合。第二种即齿轮缸，它在市场上比较少见，生产厂家比较少。并 不常用。在此排除。 在此着重比较用第一种，和第三种。因为这两种在工程上用的比较多，市场 上标准系列产品，且实现起来相对容易些。 用液压马达与液压缸加齿轮齿条方案的比较： 攀枝花学院毕业设计（论文） 2 液压卷花机系统分析与设计 4 从执行元件性能方面来比较 用液压马达来实现，它的所能输出转矩较小，起始负载转矩也不能太大。且 有泄漏；液压缸能输出较大的推力（通过改变活塞的有效面积来实现） ，无泄漏， 效率高于液压马达，无噪声。液压缸优于液压马达。 从经济性方面比较 一般来说，液压马达的价格比液压缸的高，但它的寿命不如液压缸长，且液 压马达的可维修性不如液压缸，使用成本也较高。 从空间的占用方面比较 液压缸的占用的空间较液压马达的小，液压马达可选用双速马达，分别实现 工进与快退。 从整体系统性能方面比较 初步拟定两种方式的液压系统图，对比分析它们的优缺点。 用液压马达来实现的系统图如下： 攀枝花学院毕业设计（论文） 2 液压卷花机系统分析与设计 5 图 2 . 1 卷花机系统原理图 1 用液压缸来实现的系统图如下： 图 2 . 2 卷花机系统原理图 2 攀枝花学院毕业设计（论文） 2 液压卷花机系统分析与设计 6 从上面两个图中可以看， 原理图 1 中的 1 1 是双速马达， 通过 1 2 来改变速度， 系统控制比较简单，速度已定，不可调，能够实现自动控制；原理图 2 是通过节 流阀 5 来实现速度的变化; 原理图 1 用的元件除液压马达外比原理图2 的便宜， 大多数为普通元件；原理图 1 的系统可靠性不如 2 ，它的速度控制是通过液压缸 来控制，不如 2 中用直接控制方式。 综上，选原理图 2 ，即用液压缸来实现，较优为合理。 机械方面在此采用模具来弯曲工件，弯制出所需的花形。模具的形状与所需 的花形一致。当卷花机的动力头带动模具旋转时，工件则缠绕在模具上，并在上 面产生塑性变形，即可制出所需要的花形。当加工圆钢和方钢在加工前要将夹紧 的一端头部需压制为鱼尾状，头部厚度就小于 1 0 m m ，这是为了便于把加工件放 入模具的槽内。并在模具的插口内安装一对偏心轮，作用是防止在弯制的过程中 工件脱出来。 要实现上述模具的旋转，必然有一个带动其转动的主轴。这就是卷花机的动 力头，用来输出转矩。因控制系统已选用上述的原理图 2 ，用液压缸作为动力输 出。 那么这之间还缺少一个机构， 它的作用是能够把直线运动， 转换向旋转运动。 经过分析，本设计中采用齿轮齿条来实现直线运动转换为旋转运动。在此, 为了 简化结构, 把齿条和液压缸筒融为一体, 即把齿条用螺钉固定在缸筒上， 缸筒采用 铸造的形式（要铸造出承受力的凸台） 。在弯制工件时，导轨和凸台相接触，由 导轨来承受垂直于齿条的力（由齿轮传来） 。 导轨采用双矩形导轨, 该导轨结构简单, 易制造和承载能力大, 安装调整方便. 缺点是导轨面磨损后不能自动补偿。 但在该机器中轨导面的磨损对加工精度和过 程 影响不大, 可忽略不计。 攀枝花学院毕业设计（论文） 3 液压系统的计算 7 3 液压系统的计算 要进行液压系统计算，先应计算要把工件弯曲成所需的形状需要多大的力， 即卷花机的动力头应该输出多大的转矩，这对后面计算与设计有着重要的意义。 这也是决定卷花机功率的依据。 但卷花机在卷制工件的过程是一个较为复杂的过 程，在这个过程中，主要是工件的塑性变形，还有摩擦，弹性恢复，并且在每一 个接触点处的力（工件产生塑性变形所需要的力）是不同的。如果要把这个过程 的力分析清楚，每个接触点处的力计算出来，这是不可能的，在本设计中也是没 有意义的。为了简化计算，在此只进行粗略估算，并留下一定的余量。估算出一 个在整个卷花过程中的最大转矩， 然后以这个最大转矩作为卷花机的动力计算依 据， 使卷花机输