毕业设计（论文）SJ166型缩径机设计

1、前 言科学技术是第一生产力。”新的时代面临着新的挑战，面对着经济飞速增长和竞争日趋激烈的社会环境，新的技术的开发与应用已经成为当代企业兴衰成败的关键，掌握新技术是企业生存的根本，不懂得新的技术以及尖端的科技则会被社会革新的大潮所淹没。“落后就要挨打。”是血的教训，所以面对着竞争激烈的社会环境，我们就要不断的汲取新的理论知识，积累实践经验进而掌握新的技术，开拓新的产品。这样才能使企业在经济的大潮中撑起有力的风帆而立于不败之地。本课题是沈阳理工大学机电设备开发公司应印度尼西亚一家加工钢管的公司的要求而设计的。该公司用加工后的不同管径的钢管可以连接成为电线杆、路灯杆、旗杆等产品。经过我院机电公司人员

2、精心设计已经在1995年制出两台成品运往印度尼西亚，并派工程技术人员随往调试。根据介绍，已运出口的两台机器已经正常运转，当然，原产品中还存在着许多等待改进的地方。本产品缩径机虽然在某些方面有着不可比拟的优点，但是它还是存在一定的缺陷，为了更好的完善该设备的功能和提高它的销售量，以适应市场需求和新技术的步伐，新的技术更新是完全必要的。1 sj166型缩径机的基本参数系统的公称压力： p=120t推模缸的公称压力： p=32mpa夹紧缸的公称压力： p=410mm推模滑块行程： s=200mm推模缸最大净空矩： h=700mm夹紧缸最大净空距： h=150mm工作台尺寸： 左右： b=3400mm

3、 前后： b=1500mm推模缸滑快速度： 空程： 50mm/s 工作： 6mm/s 回程： 40mm/s夹紧缸滑快速度： 空程： 60mm/s 回程： 40mm/ssj166型缩径机与其他锻压设备相比较的优缺点：优点： 1. 执行元件（缸及柱塞或活塞）结构简单容易实现很大的工作压力，较大的工作空间和较长的工作行程，适应性强； 2可以在转换点长时间保压； 3. 可用简单的办法（各种阀）在一个工作循环中调压或者限压不易超载，容易保护各种模具； 4滑块的总行程可以在一定的范围内任意无极的改变，滑块行程的下转换点可以根据压力或者行程来控制或者改变； 5. 滑块的速度可以在一定范围内任意地相当大的程度

4、上进行调节，调节的速度与压力及行程无关。缺点： 1. 用泵直接传动时，安装功率比相应的机械压力较大； 2. 由于工作缸内升压或者降压都需要一定的时间，而且空程速度不够高，在快速方面不如机械压力机； 3. 由于液体有可压缩性，在快速卸载时，可能引起机器本题或者液压系统的振动； 4. 工作介质有一定的寿命，需要定期更换； 5液体易于泄漏。2 缩径机的研制及机理分析2.1 概述本缩径机是钢管生产行业对钢管进行二次加工的重要设备，它是用来把钢管端部结构缩成所需要的尺寸形状的一种设备，这是目前国内外比较流行的钢管变径方法之一，也是根据国外客商的要求研制成的首台缩径加工设备，它的工作原理是钢管在外力作用下

5、，按照模具形状进行塑性变形，设备结构简单，工作可靠操作方便，能实现自动，手动运行，是目前较流行的钢管缩径设备，它有以下三大特点：1. 该设备的夹紧和推模采用液压执行，其推力大，工作可靠平稳，通过电气控制可实现：夹紧快进工进（保压）拔模快退松开卸荷等全过程动作，动作效率高，产品质量好。2. 系统操作分手动和自动两种状态，自动状态下手动可以干涉控制，随时修正工作过程的每个动作，保证产品质量好。3. 设备的快进，工进和退回速度可根据管径和实际需要有较大的调整范围，能满足钢管直径90166的缩径要求。2.2 设备的组成及主要技术指标特征 sj166缩径机由主机、电气控制系统、液压系统三大部分组成，主机

6、由床座、夹具体、立柱、夹紧缸、模具、模座、推模缸等组成，结构如图2-1所示。2.3 钢管缩径成形机理钢管缩径成形新工艺是属于塑性成形领域的前沿课题，这个形成过程比较复杂，各种经验公式比较多，这里采用了主应力法来分析研究缩径机中钢管缩径成型过程及计算缩径成型力的公式。 在薄壁管缩径成型过程中，薄壁管任意截面的壁厚与直径相比很小，沿壁厚的应力变化可以忽略不计，忽略钢管的弹性形变一般不会造成太大的计算误差，可以认为当管端达到模具出口时，缩径已经由非稳太转变为稳太，薄壁管中径由d1=2r2减少到d2=2r2。 在任意半径r处，作用在模具内部微元体上的应力状态如图2.2所示，其中q为轴向应力，即此力平行

7、于模具表面，0为周向应力，p为模具与管子接触面上的法向应力，对应的摩擦力为=p，为摩擦系数，忽略其他因素对缩径成型过程的影响，钢管初始进入模具时对模具产生轴向应力为：（2.1）于是加工过程中所需要的缩径成型力f：（2.2）其中： m可调整的常数，由最小二乘法确定； y理想钢塑性材料的屈服应力；图2.1 sj166缩径机由上述（2.1）（2.2）两公式可以看出，在相同条件下，缩径形成力随着摩擦系数和钢管壁厚的增加而增大。由于在计算过程中，认为模具出口端钢管进入仅做无摩擦刚性移动，而实际中由于存在弹性恢复现象，模具对钢管要产生摩擦和弯曲作用，因此，实际所需推模要在理论的基础上增加10%15%。2.

8、4 推模缩径成型过程中造成的钢管缺陷分析钢管在缩径变形过程中，金属在三向应力的作用下而变形，由于各种因数，壁管很薄，缩径率超过一定值时，缩径钢管就会由于失去稳定性而产生局部的或者沿钢管全长的管壁内陷，如图2.3所示。根据实验，当模具锥角=时，为了防止钢管失稳，缩径时减轻应该小于壁厚t的b倍，即bt。图2.2 模具内部微元体上的应力状况缩径时钢管失稳发生在钢管和模壁开始接触的可能性最大，因而相对于变形区的其他部分，该处钢管的t/d值较小而模壁作用在钢管上的径向力最大。2.5 产品开发应用性由缩径机加工出来的钢管能满足不同尺寸要求，其管端不仅外形美观，而且表面光洁度高。相对过去钢管二次加工的方法，

9、缩径机还可以节约材料，使用安装方便，基于其各项优越性，这种产品在国外已经得到广泛的应用。经过缩径机根据所需的尺寸加工出来的缩径管主要用于灯柱、旗杆、标志杆等。就照明灯柱而言，世界上照明灯柱经历了木杆、钢筋混凝土杆和金属杆三种阶段。在我国，目前大部分电杆仍采用水泥的材质，这种电杆外形不美观，笨重不宜装卸，且运输不便，如今越来越多的大型广场需要高杆的灯柱来保证充分的照明，水泥柱就很难满足这种要求，这样就体现了金属杆方便、美观等优势。随之钢管缩径机即可以发挥起钢管需要整形的功效。用多节管径不同的钢管依次头尾对接而制成的灯柱、旗杆、标志杆等，不但外形美观而且运输方便。因此，为适应我国现代化城市建设需要

10、，无论在我国还是在国外，钢管生产行业都将有很大的推广价值，它也是为我国钢管生产行业独自开发新产品，进而赶超世界先进水平做贡献。3 液压系统及结构设计3.1 系统液压的回路设计该液压回路是为了有效地控制夹紧缸，推模缸、的工作，其具体结构如下图所示：图3.1 液压系统原理图上图中各液压元件的名称如下：表3.1 液压系统个元件名称1油箱2液体温度计3过滤器4电动机5液压泵6压力表7单向阀8电磁换向阀9液控单向阀10.夹紧缸11压力继电器12.行程开关13.推模缸14行程阀15.调速阀16.电磁换向阀17.截止阀18.粗过滤器3.2 液压系统回路对工序中各动作的控制按照课题要求，缩径机加工钢管应该先后

11、实现的动作：（上料）夹紧快进工进拔模松开表3.2液压系统时序动作表1ya2ya3ya4ya5ya工作压力（mpa）夹紧+-32快进-+-32工进-+-+32拔模-+32快退-+-32松开-+-该液压系统的工作原理：1 夹紧： 进油路：液压泵5单向阀7电磁换向阀8（左位）液控单向阀9加紧缸10（上腔）回油路：加紧缸10（下腔）液控单向阀9电磁换向阀8（左位）截止阀17粗过滤器18油箱12 快进：进油路：液压泵5单向阀7电磁换向阀16（左位）行程阀14（左位）推模缸13（右腔）回油路：推模缸13（左腔）电磁换向阀16（左位）截止阀17粗过滤器18油箱13 工进：进油路：液压泵5单向阀7电磁换向阀1

12、6（左位）节流阀15推模缸13（右腔）回油路：推模缸13（左腔）电磁换向阀16（左位）截止阀17粗过滤器18油箱14 拔模：进油路：液压泵5单向阀7电磁换向阀16（右位）推模缸13（左腔）回油路：推模缸13（右腔）节流阀15电磁换向阀16（右位）截止阀17粗过滤器18油箱15 快退：进油路：液压泵5单向阀7电磁换向阀16（右位）推模缸13（左腔）回油路：推模缸13（右腔）行程阀14（左位）电磁换向阀16（右位）截止阀17粗过滤器18油箱16.松开：进油路：液压泵5单向阀7电磁换向阀8（右位）液控单向阀9加紧缸10（下腔）回油路：加紧缸10（上腔）液控单向阀9电磁换向阀8（右位）截止阀17粗过滤

13、器18油箱14 电气控制系统设计4.1 可编程序控制器概述及其发展趋势可编程序控制器（programmable logic controller）是以微处理器为核心，综合了电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。英文缩写为pc或者plc。它具有体积小、功能强、程序简单、灵活通用、维护方便等一系列的优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣的工业环境的能力，更是得到用户的好评。由于控制对象的复杂性使用环境的特殊性和运行工作的连续长期性，使得plc在设计、结构上具有许多其他控制器无法比拟的特点：1 可靠性高，抗干扰能力强2 通用性强，使用方便3 程序设计简单，易学易懂4 采用先进

14、的模块化结构，系统组合灵活方便5 系统设计周期短6 安装方便，调试方便，维护工作量小7 对生产工艺改变适应性强，可以进行柔性生产plc的发展趋势：1 向高速、大存储容量方向发展2 向多品种方向发展4.2 plc控制系统的设计与开发4.2.1 工艺流程图与动作顺序表的设计如图5.1所示，图中1sp为行程阀，2st4st为限位开关，sb1为启动按扭，1ya4ya为电磁阀，kt为延时继电器，kp为压力继电器。图4.1 工艺流程图表4.1 plc控制系统动作顺序表步序输入条件输出1ya2ya3ya4ya5ya原位4st-夹紧4stsb1+-快进kp-+-工进1sp-+-保压2st-拔模2stkt-+-

15、快退1sp-+松开3st-+-4.2.2 现场器件与控制系统内部等效继电器地址编号对照表根据动作顺序表选定与各开关、电磁阀等现场器件对应的plc内部等效继电器地址编号，对照表如下所示：表4.2 现场器件与plc内部地址编号对照表现场器件等效继电器地址号说明输入sb100001启动按扭kp100002夹紧到位2st00003工进到位3st00004快退到位4st00005夹紧缸原位sb200006停止到位s500007位置传感器输出1ya01001夹紧3ya01002工进4ya01003拔模2ya01004松开上料装置01005上料5ya01006快进或快退4.2.3 现场器件与plc的连接图图

16、4.2 plc控制系统与现场器件的连接图表4.3 plc控制系统梯形图4.2.4 plc梯形图满足所要求工艺流程的梯形图如5.3所示。其具体控制过程如下：1 按下启动按扭sb1，输入继电器常开触点00001闭合，输入继电器01001得电，驱动电磁阀1ya，此时夹紧缸开始执行夹紧动作，同时，输出继电器01001的动合触点闭合自锁；2 当夹紧动作到位，压力继电器发出信号，00002闭合，输出01002和01006，他们的动触点自动自锁；3 快进到位时，碰到行程阀1sp，01006的触电断开，只留下01002触点自锁，此时推模缸开始工进；4 工进到位时，碰到行程开关2st，00003闭合，计时器得电

17、，开始保压；5 当计时器规定的时间一到，输出继电器得电并且自锁，驱动电磁阀4ya，推模缸开始拔模；6 当碰到行程阀1sp时，01006的触点自动自锁，此时推模缸开始快退；7 退回到位时，碰到行程开关3st，00004闭合，输出继电器01004得电并自锁，驱动电磁阀2ya，夹紧缸向上动作松开被加工钢管；8 夹紧缸退回到原位时碰到行程开关4st，长闭触点00005断开，其常开触点闭合，夹紧缸停止工作，上料装置开始上料，动作完成后发出信号给夹紧缸开始重复上述过程。表4.3 现场器件与pcl内部地址编号对照表步序指令说明步序指令说明1ld 00001启动22or 000012and 0000723an

18、d 000043or 0100124out 010034and 0000225ld t001快退5out 0100126or 000016ld 00002快进27and 000047or 0100228out r18and 0000329ld r19out r030out 0100310ld r031ld r111out 0100232out 0100612ld r033ld 00004松开13out 0100634or 0100414ld 00002工进35and 0000515or 0100236out 0100416and 0000337ld 00005上料17out 0100238or

19、 0100518ld 00002保压39and 0000619and t00140out 0100520out t00141end 21ld t001拔模5 设计计算5.1 挤压力计算对钢管缩径尺寸要求如下：表5.1 钢管的缩径尺寸序号管的尺寸d1d2厚度16” 5”1661504.526” 4”166124635” 4”1501246利用前文所示（2.1），（2.2）：轴向力：缩径形成力f为：其中： m可调整的常数，由最小二乘法确定； y理想钢塑性材料的屈服应力； ctg 所给课题中厂家要求被加工钢管的材料为a3钢，取y=23.5kg/mm,m=2.4, 0.15，本设计的加工长度l=100

20、三个不同的缩径过程就要求计算三个相应的缩径形成力，计算步骤及结果如下所示：第一组数据：. 由（3.1）式得 ：由（2.2）式得又因为在计算过程中我们认为在模具出口端管子只做无摩檫刚性移动，而实际情况下由于存在弹性回复现象，模具对管壁产生弯曲和摩檫作用，因此，实际推模力要比理论值增加10%15%，所以实际推模力为：第二组数据： d1=166 d2=124 t1=6又因为在计算过程中我们认为在模具出口端管子只做无摩檫刚性移动，而实际情况下由于存在弹性回复现象，模具对管壁产生弯曲和摩檫作用，因此，实际推模力要比理论值增加10%15%，所以实际推模力为：取圆整： f实际=96t第三组数据：d1=150

21、 d2=124 t1=6又因为在计算过程中我们认为在模具出口端管子只做无摩檫刚性移动，而实际情况下由于存在弹性回复现象，模具对管壁产生弯曲和摩檫作用，因此，实际推模力要比理论值增加10%15%，所以实际推模力为：取圆整：f=75t所以由计算知三种不同的尺寸缩径形成力分别为：表5.2 三种不同尺寸的缩径成型力一二三479675如果要满足该机器的的应用要求来加工所需要不同力的四根管，则需要在这四个力中选最大值，所以选第二组力：f=96t。5.2 油压的选择此系统用单泵供油，选用高压泵32mp，此压力用以实现推模和夹紧缸的快进快退。5.3 液压缸的选择5.3.1推模缸的选择单缸与双缸推模比较：（1）

22、单缸结构简单，成本低廉，但是对中性能差； （2）双缸运行平稳，推模产品质量高，但成本比单缸贵。根据本设计机械的要求进行综合比较，选用双缸推模。两个液压缸共同作用需要达到的总推模里p=96t，则每个液压缸需要提供的力为：f=p/2=96/2=48t又因为推模缸运行过程中油压为32mp，则计算出推模油缸的缸径d为：查机械设计手册从优先选择范围中选择液压缸的缸径：取d=200mm 外径d1=245mm;活塞杆的直径：由速度比的要求来计算：式中：d活塞杆的直径 d液压缸的直径活塞缸缩入速度v2=50mm/s v1=40mm/s取速度比为1.25,则d=0.56d=0.56200=112 取标准值 d=

23、110mm缸长+行程长度=l1+s=1115mm5.3.2 夹紧缸的选择由于夹紧动作对中性要求不高，且为了提高效率，降低成本，夹紧缸选用单缸工作。起材料为45#钢 安装方式为头部法兰推模力 p=96t 静摩檫系数 f=0.3则夹紧力 n=p/f=96/0.3=320t又因为油压为32mp，由f=ps=p/4得：查机械设计手册从优先选择范围中选择液压缸缸径：d=400 mm，选取内径 d=360mm 外径 d=419mm活塞杆缩入速度比的要求来计算：（5.2）式中：d活塞杆直径 d液压缸直径活塞杆直径：计算过程同上述推模缸， 得 d=160mm缸长+行程长度=l1+s=1240mm5.4 模具的

24、设计计算5.4.1 模具的设计此课题中模具的设计对产品的质量起到了至关重要的作用。加工过程中模具设计的优猎及合理与否直接影响到产品能否满足尺寸要求及表面质量的好坏，优化的模具应用于机械设备中又能够省时省料，提高生产效率。总之，模具的设计是本设计的一重点环节。根据课题要求，管外管外径尺寸又166mm到150不等，壁厚由4.5mm到7mm不等，所以需要的三个模具分别对其加工。模具材料选用cr6mv，此材料是冲压模具材料，虽其耐磨性、淬透性能稍差，但加入了w元素，提高了钢的稳定性、综合力学性能，适用于弯曲模具：hrc62。其屈服强度=1100mp，所设计模具的基本尺寸如图5.1所示：图5.1 模具的

25、基本结构及其尺寸表5.3 模具的尺寸表 （单位：mm）123d1170170155d2166166150d3150124124说明：本设计采用管料的空心正挤压，所以采用凹模（金属的冷挤压有多种形式的类别，当金属流与胚料相对方向相同时为正挤压，反之为反挤压。本课题需要管料的前端缩径，属于正挤压，采用凹模对管料较为合适）。如模具结构图所示，a-b段为导入部分，即导向盛料腔，a以左为孔口，b-c段为工作腔。孔口为了方便进料做圆角或者倒角处理，以便为245或者r2r3，也可以将模口加工成带有锥度或者一定斜度的形状。在挤压过程中盛料腔作为模口的一部分，兼与凹模向导，为了防止锥形与圆柱料管接触处产生裂纹，

26、将盛料腔与工作腔分为两部分，中间圆环面过渡。工作腔的形状主要取决于加工零件的形状、尺寸、及加工方式等，设计是应该把放料、退料、引导和挤压形变的因数考虑进去，另外为了避免应力集中和高应力区的产生，型腔内不允许有尖角，下凹和横断面的极度改变，不相切的圆角半径，工具的标记，刻痕，刮痕或者其他类似情况存在，因为它们都有可能成为高应力区，导致模具的端面破裂，这是任何一个承受压力的模具构件都不允许的。5.4.2 模具的强度计算将冷挤压凹模力视为内部受均匀压力作用的厚壁圆桶，凹模截面内径任意半径r处的切应力t 与径向力rr可用厚壁圆桶理论公式表示为：（5.3）（5.4）上式中，r恒为压应力，而t恒为拉应力。

27、沿凹模厚度，二者的变化情况如图3.2所示，在凹模内侧面处，r=a,两者同时达到极值。因为两者均为主应力，故可记为t=1, r=3 。根据最大剪应力理论，塑性和强度条件分别为：（5.5）（5.6）式中s为材料的屈服极限以公式（3.1）（3.2）t r分别代替1 3 令r=a得：（5.7）（5.8）注：式中p1是凹模内侧面处开始出现塑性变形懂得内压力。四套模具中2a=d3,其d3值各不相同，由于应力与a成反比，因此找其中最大一个d3进行校核，由3.3表中查的最大d3=180mm 即：2a=180mm 故a=90mm 四套模具中2b值均为240mm则:2b=240mm 故b=120mm 钢管材料为a

28、3 则：p1=23.5mpa 由上述条件可得：又因为： 综上所述，可得证该模具安全可靠。图3.2沿凹模厚度拉应力r和应力r 变化情况5.5 上下夹具体及夹块的设计与计算5.5.1 上下夹具体的设计功能：用以固定管材使之不至于窜动而影响加工质量材料：要求牢固耐用，故选用a3钢结构图如图所示：图5.3 上下夹具体基本结构上部分圆柱内部有螺纹用来与夹紧缸的头部联结，并一侧开有定位孔以便销钉防止活塞来回运动产生松动。加紧过程：上夹具体随着夹紧上下运动，下夹具体由螺钉固定在床座上不动，上下家具体之间装有一套可更换的夹块（3个），可以对3种不同的管径的钢管进行夹紧，上夹具体提升时把管料放在下夹具体上，夹紧

29、缸推动上夹具体由行程开关控制其行程，直到管料夹紧，待推模缸完成推模后，上下夹具体分开，此时可以卸料。5.5.2 夹块的设计计算功能：装在上下夹具体上，便于加工各种不同尺寸管料更换材料：选用45#钢结构图如图所示：图5.4 夹块的基本结构在一组的四个夹块中d1值最大的危险，因为四个夹块的外径都是254，所以由表5.1中查得dmax=191mm，因此只校核夹块即可。由夹紧缸的缸所用油压可求出作用在夹块上的力为：作用面积a应为夹块在水平面上的投影面积:由p=n/a得外压强：p2=n/a= 3255.6/0.1016 =32.04mp 代入前述校核公式（5.5）：由此可见，夹块安全可靠。5.6 螺纹的

30、设计计算5.6.1 夹紧缸活塞杆端与上下夹具体连接因为这里的夹紧力比较大，所以选用梯形螺纹，由于夹紧缸缸径为360mm,这就是要求前端螺纹的公称直径在200mm左右。此处内螺纹选用tr2008-7h，外螺纹：tr2008-7h。在机械设计手册中查得螺纹牙的强度校核公式：对内螺纹： （5.9）对外螺纹：（5.10）其中： 最大轴向外载荷（n），此处=3255.6kn； 1外螺纹小径（mm）； d内螺纹大径（mm）； b螺纹牙根部宽（mm）； p螺距（mm）； h螺纹高度（mm）； 载荷不均匀系数，内螺纹均为钢时 ，kz=0.56 螺纹材料许用剪应力（mpa），对45#钢的静载情况， 螺纹材料许用

31、应力（mpa），对45#钢 ，取n=1.4， 则： ； z螺纹工作圈数，对于本连接螺纹z=h/p=200/8=25尺寸如图5.5 所示。对外螺纹： 所以剪切强度满足要求。所以许用应力也满足要求。图5.2 tr2008-7h螺纹的具体尺寸对内螺纹：所用到的校核公式与外螺纹的相同，但内螺纹的d，d1均大于外螺纹的d，d1。而且，这两项均在分母中，所以内螺纹的剪切力和许用应力一定小于外螺纹的，所以内螺纹的强度一定满足要求。5.6.2 推模缸与模具底座间的连接由于推模的力比较大，所以也选用梯形螺纹，而推模缸内径为200mm，这就要求活塞杆头部螺纹的公称直径在110mm左右，此处选用内螺纹型号为tr11

32、04-7h,外螺纹型号为：tr1104-7h。因为完成第四组要求缩径尺寸所需的力量最大，又因为设计中采用双缸推模，所以此步校核螺纹就用第四组加工时所需力的一半作为所受载荷，即：fw=48t，此螺纹的工作圈数：z=h/p=110/4=27.5，尺寸如图3.6：对外螺纹：因为 =144mpa所以剪切强度满足要求。 所以也满足应力要求。对内螺纹：所用到的校核公式与外螺纹的相同，但内螺纹的d，d1，而且这两项都在分母中，所以内螺纹的剪切力和许用应力一定小于外螺纹的，所以内螺纹的强度一定满足要求。图5.6 tr1104-7h5.7 立柱及其辅助件的强度校核5.7.1 立柱的强度校核由装备图可知四根相同的

33、立柱，其材料为45#钢，截面半径d=100mm，两头联结螺栓之间部分长度l=1992mm，其作用是共同抵制夹紧动作。上述夹紧力为n=3200000n则每个立柱受力为：f=n/4=3200000/4=800000n=f/a=4f/ =3200000/（3.14100100）=101.9mpa =355mpa所以立柱强度满足要求。5.7.2 立柱与床座连接螺母的螺纹强度校核螺母材料为a3钢，规格为m64450，每个立柱用4个，一头用两个。h=0.75p=3b=0.74p=2.96=175.75mpa=1/2420=210mpa由此可见，此处的螺纹强度满足要求。5.8 推模缸后端部后坐力校核5.8.

34、1 推模缸后端部的结构计算考虑被加工材料为钢，所需要的推模力较大，这样与缸体联结的结构就有可能受后坐挤压力而受损，这就要求液压缸后端的结构要求牢固可靠。图5.5 推模缸后端部的结构图中：1.搭悍平板 2.丁字接头焊接立板 3.丁字接头焊接筋板 4.与床坐固定螺栓5推模缸具体结构设计如图5.5所示，焊接工序如下：1 在床座上先搭焊平板1；2 利用丁字接头立焊平板2；3 用8个螺栓固定平板1和床座；4 用丁字接头立焊4个筋板3。 这样的结构设计使推模缸后坐力由这四部分分担，其力的分配状况如下：1 平板1与床座焊接在一起提供拉力；2 平板2承受外矩作用；3 筋板处焊缝承受拉力；4 八个螺栓承受剪力。

35、3.8.2 退模缸后端部结构强度校核由于推模的后坐力由上述四部分结构分担，但不清楚四部分对力的分担情况，因此不能将后坐力分配到四部分去校核，由此可用下述方法进行近似的强度校核：1. 分别对四部分结构的许用应力值进行计算；2计算各部分所能承受的最大载荷；3将四项最大载荷之和与推模缸的后坐力比较由5.1节内容可知：实际推模力为96t，每个缸最多提供48t的推模力，即两推模缸的最大为96t，以下分别计算4各部分所能承受的最大力。1.搭焊的平板1与床座可承受的拉力查看焊接结构一书中表3-2知： 在搭接的正面焊缝受拉力情况下有： 则其中： k焊角高度 l焊缝长度 焊缝许用应力将k=7mm, l=1300

36、mm, =150mpa 代入上式中得：=1.471300150=19110000n=191.1t2丁字接头焊接的立板2所承受的最大力查看焊接结构一书中表3-2知：在丁字接头m垂直板面的情况下有：，（5.11）材料为45#钢：=360mpa其中： h油缸的中心线到板2底边的距离； l焊缝长度； 钢板的厚度 k焊角的高度将h=320 mm , l=1300 mm , =30 mm ,k=7 mm 代入上述公式得：=196223.74=320/w=w/320=144196223.74=8.83t3. 四个筋板所能承受的最大剪力查看焊接结构一书中表3-2知：在丁字接头无坡口，p平行于焊条的情况下有：其

37、中： 上式中：l推模缸中心线到底板1的距离 h板的宽度 k 焊角高度将l=320 mm , h=370 mm , k=7 mm 代入上式中得：=3320p/0.77=0.00413p=p/1.47370=0.000276p 即：解得： =98874.5n四个筋板所能承受的力为：4=498874.5=39.57 t4 八个螺母可以承受的最大剪力螺栓的材料为45#钢， 解得：=333902.8 n对螺栓进行受力分析得： m结合对数 z螺栓数目其中：k=1.2 f=0.35 m=1 z=8 将其代入得：得：333902.8=1.2rmax/0.3518 则 rmax =77.91t综上所述，四部分结

38、构共同能够承受的力之和为：p许=191.1+8.8+39.57+77.91+317.39t由此可见：实际推模力远远小于p许，推模缸后端部分的结构设计是安全可靠的。附：焊条的选择：为了保证焊接结构牢固可靠，焊条材料的选用以及焊接过程中的处理都是比较重要的环节。查现代焊接手册选用焊条为：碳钢材料 gb511785其特点为：牌号国标药皮类型焊接位置电流用途j507e5051低氢钠型全位置直流中碳钢及16mn等另外：工艺上应该采用工件预热，焊条烘干，开坡口焊透，双面同时施焊防止变形过大。结束语历时两个月的毕业设计已经接近尾声，在这段紧张而有节奏的日子了，一切都显得那么的匆忙但又十分的充实。在这“痛着并

39、且快乐着的两个月中”，我不仅对此课题进行了调研、开发、设计等一系列的研究，而且从中对大学期间学过的专业知识进行了由点滴回顾到综合的升华的结晶过程。对于马上要走上工作岗位的我来说，今后工作中遇到的问题也许不尽相同，但是专业素养是首先必须具备的。通过此次毕业设计，在知识层次上，我达到了“温故而知新”的目的；而对自己的专业能力，也在设计过程中通过“发现问题独立思考查阅资料共同探讨解决问题”得到了锻炼和提高。此外，此次设计的难度以及对各学科知识的综合应用，势必对我形成了重重障碍，但是在老师的鼓励和帮助下，我鼓足信心，经历了“受阻克服再受阻再克服”的反复过程，将课题从问题中理出头绪，进行到底。在此，我忠

40、心感谢帮助过我的老师和同学们。其中我的导师任老师在担负沉重的课业负担、教学任务的同时，呕心沥血，花费了大量的心血对我给予了孜孜不倦的帮助和讲解，再次向任老师表示深深的谢意，忠心祝愿您：身体健康，万事顺意！主要参考文献1. 左健民主编：液压与气动技术；北京：机械工业出版社 1992.11 2. 陈白宁等主编：机电传动控制；沈阳：东北大学出版社 2002.03 3. 刘新德主编：袖珍液压气动手册；北京：机械工业出版社 2003.074. 周士昌主编：机械设计手册第五册；北京：机械工业出版社 1992.025. 田锡唐主编：焊接结构； 北京：机械工业出版社 1981.086. 周浩森主编：现代焊接手

41、册； 北京： 机械工业出版社 1990。027. 冯丙尧主编：模具设计与简明手册；上海上海科学技术出版社1998.078. 谷维忠主编：钢的冷挤压工艺与模具设计；北京：中国铁道出版社 1986.03外文资料翻译 高速度、高能源效率的液压注模机器在涌流的水力伺服系统被请求时，该机器同时产生一个高的伺服控制回应和高的能源效率的信号.本项研究是为了同时解决高速度，和高能源控制解决的新的方法。二 在di erent 系统,包括一个可变的换置泵和 avariable 回转的速度泵,而且发展在每他们的其中之一， di erent系统中实现了解救能源的控制观念, 像是测知负荷的控制和持续的强迫控制补给水力的

42、泵。因此，为查证整合控制制度的可行性而且比较解决能源的浪费问题 ，水力圆筒的速度控制能与没有能源储蓄控制的解救能源的控制制度 (escss) 以及传统的水力系统整合。实验的结果表示，整合的并发时间控制系统能很好的解决一个模糊滑模态控制水力能的单一化基础作为解决复杂的模糊规则二输入与二输出的制度。水力的注入模制机器整合 , 并控制水力注入模具的速度能解救能源控制模糊滑模态控制,比如是定位程序和注入程序。在模子期间-注入程序的充填物, 注入圆筒必须被控制完全地跟随一预先设定并确定正确的体积速度描绘表示突然疼痛所发出之声塑料材料进入模子之内 1,2,3,4,5,6. 然而,目前的水力系统注入模制机器

43、在的能源利用率仍然是令人不满意的。高的伺服组合控制回应和一个高度能源 e ciency 系统是目前模制以机器制造 1的不可缺少之物。对于那, helbig3, nerbert4 和 helduser5 已经计划电镀物品-流体静力学和水力的泵控制的系统驾驶, 在哪些水力的圆筒直接地被个体控制和附带电子系统伺服马达的水力泵。然而，今天 水力的注入模制机器大概配备有被感应马达的电子控制驱使的水力的活瓣控制的圆筒系统 (hvccs) 。因此，伺服的整合协同控制控制，而且在 hvccs 的节省能源的控制对于目前注入模制机器可能是高伺服控制的重要进步表现和高的能源 e ciency系统 。减轻传统 的hv

44、ccs系统活瓣和常数换置泵创最大补给压力, 除了低的能源的 e ciency系统之外有高的伺服控制回应 11. 依照水力主动器的压力显示，测知负荷的控制 (lsc) 为经由维持持续的补给压力和 loadsensing 压力之间的 di erence系统能够达成解救能源的 e- ects 使要调整的补给压力7,8,9,10. 此外，持续的补给压力控制 (cspc), 作为保存持续的补给压力,也还有一项有用的解救能源的观念7,11. 在 hvccs 的解救能源的控制能被达成二 di erent系统调整机制, 例如是一个可变的换置泵系统 (vdps) 和一个可变的回转速度泵系统 (vrsps)11.

45、 在 hvccs 的速度控制已经在通常被讨论并且推广。 在 hvccs 的解救能源的控制也已经被学习 8,9,10. 然而，在hvccs研究伺服控制整合和解救能源的控制方面的人还很稀少。hvccs 和解救能源的控制的速度控制的整合协同控制在 vdps 和 vrsps 仍然没被研究, 尤其对于注入模制机器。这一项研究的目的将在和 vdps 和 vrsps 的 hvccs 和解救能源的控制发展一个速度控制 (vc) 的新整合并发事件控制制度, 为同时地达成高速度在注入模制机器中控制表现和高的能源 e ciency 系统。为了要比较解救能源的浪费和查证整合控制制度的可行性, 为了整合了控制制度分别的

46、实现,包括:(1) 和 vdps 的 lsc 的 vc,(vc+lscv dp s)(2) 和 vrsps 的 lsc 的 vc,(vc+lscvr sp s)(3) 和 vdps 的 cspc 的 vc,(vc+cspcvdp s)(4) 和 vrsps(vc+cspcvr s ps) 的 cspc 的 vc(5) 在没有能源的传统的 hvccs 中的 vc-储蓄控制 (vccp s) 。全部的整合控制制度是复杂的二输入的二输出的 (tito) 系统。解救能源的控制制度的水力圆筒vc 的动态回应和补给压力安定与彼此互动。因此, 模糊滑模态控制 (fsmc)能单一化复杂 tito 的复杂模糊规

47、则基础整合了控制制度12,13 用来发展能源-在 hvccs 觉悟整合的并发事件控制的援救控制器和速度控制器。2 测试装配地面区划包含 hvccs 和解救能源的控制制度 (escs) 的测试装备被建立视为注入模制机器的水力系统, 如图所示在测试装备成份中提议 1件主要成份的规格水力的圆筒,合并受约束的圆筒，控制伺服活瓣，线的刻度，力量感应器，压力感应器和扰乱制度。来自控制伺服的压力进入水力的圆筒之内装阀门,即测知负荷的压力 pls,被测量觉悟 lsc 。escs 包括可变的换置泵, 以致于模糊推论规则增加的数字和全体会员功能变成复杂。 然而, 模糊滑模态控制制度介绍一个滑落的表面功能: 强迫为

48、达成 vdps 和 vrsps 感应马达和一个频率转换器的感应器，一个 swash 碟子控制单位， ac 。 vdps 被和 1760个转/每分和变数换置的持续回转速度的一个泵管理, 经由小的 hvccs 在哪一个一个 swash 碟子控制单位为改变泵 s 换置改变 swash 碟子 s 角度。 vrsps 包含一个 98.3 毫升/?转的持续换置泵, 这在测试装备中是泵 s 最大的换置, 而且被可变回转的速度驱使感应马达的受约束的 ac 。 评估以致于模糊推论的数字规定增加和全体会员功能变成复杂。 然而, 模糊滑模态控制制度介绍一个滑落的表面功能: 那个常数一是模糊的倾斜度滑表面的 r=0, 这在状态飞机中是一条直线, 减少输入空间的尺寸和模糊