专用冲压设备及液压系统设计毕业设计（含外文翻译）

1、专用冲压设备及液压系统设计摘要弯边机属于冲压设备，它采用液压传动，主要应用于对板型材料弯边，如冰箱的前门板等。本设计中弯边机的工作目的是将0.5mm的钢板弯成槽状，其工作过程如下：接料由汽缸完成，放到磨具上-开模-竖弯边-水平弯边-水平弯边缩回-定位模合拢受模，整过动作循环要求在20秒之内完成。它的主要工作参数有：竖弯边缸及水平弯边缸行程为100 mm；定位模缸的行程为80mm。此弯边机的主要组成部分有泵站、床身、立柱、竖直和水平弯边部件，竖直压紧部件及定位模部件等。泵站总共有10个油缸组成，传动是平稳连续的。其中，竖直压紧部件是弯边机的重要组成部分，它的主要作用是压料和进行第一次冲压弯曲。本

2、设计中涉及大量计算推导，以及各种机械工程制图的运用，用计算和推导做为基础，直观图表作为表达方式，具体形象的展现液压系统在机械工具中的重要作用。本弯边机从结构上看，元件单位传递的功率大，结构简单，布局灵活，能速换向和变速，元件易实现系列化、标准化。在大批加工、生产中可以起到高效、保质的效果。关键词竖直弯边；水平弯边；压紧部件；定位模Special-purpose ramming equipment and hydraulic system designAbstractCurved side machine belongs to the ramming equipment, it uses the

3、 hydraulic transmission, mainly applies in the gauge block material curved side, before like refrigerator's, shutter and so on. In this design the curved side machine work goal is steel plate curved Cheng Caozhuang who captures 0.5mm, its work process is as follows: Meets expects c to complete b

4、y the cylinder, - the die sinking - sets upright the curved on the one hand - level curved on the other hand - level the side to the grinding tool on curved side to retract - locates the mold to close up the mold, puts in order the operating cycle request to complete within 20 seconds. Its prime tas

5、k parameter includes: Sets upright the curved on the one hand cylinder and the level curved on the other hand cylinder traveling schedule is 100 mm; The localization mold cylinder's traveling schedule is 80mm. This curved on the one hand machine key component has the pumping station, the lathe b

6、ed, the column, vertical and the level curved on the other hand part, contracts the part and the localization mold part vertical and so on. The pumping station altogether has 10 cylinder compositions, the transmission is steady continuously. And, contracts the part is the curved side machine importa

7、nt component vertical, its leading role is presses the material and carries on the first ramming to be curving. this curved side machine structurally speaking.In this design involves the massive calculation inferential reasoning, as well as each kind of mechanical engineering charting's utilizat

8、ion, does with the computation and the inferential reasoning for the foundation, the direct-viewing graph takes the turn of expression, concrete image development hydraulic system's in machine tools influential role.The part unit transmits the power is big, the structure is simple, the layout is

9、 flexible, can the fast commutation and the speed change, the part easy to realize the seriation, the standardization.KeywordsVertical curved side; Level curved side; Contracts the part; Localization mold 目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 课题概述1第2章 总体方案设计32.1 工作要求及参数32.2 方案设想32.3 方案设计42.4 床身部件设计5第3章

10、 拟定液压系统图63.1 开闭式系统选取63.2 回路选取6第4章 液压系统设计、计算84.1 液压元件的选择和计算84.2 确定液压系统的工作压力84.3 计算液压缸的有效面积94.4 液压缸所需流量计算9 确定的液压缸的伸缩所需时间9 液压缸的流量的计算94.5 计算各液压缸的返回时工作压力10 竖弯边缸10 水平弯边缸11 定位模缸114.6 确定油缸规格114.7 选择控制阀124.8 确定管件13 管道134.9 油箱，过滤器的设计计算15 油箱的设计15 冷却器的选择164.10 选择液压油164.11 液压性能的计算16 管路系统压力损失计算17 系统发热计算194.12 液压缸

11、的类型及安装方式：21 液压缸的选取21 液压缸壁厚计算：21 按强度条件验算活塞杆直径d(l10d)22 液压缸零件的连接计算22 稳定性校核：244.13 液压缸各部分的结构、材料及技术要求25 缸体与缸盖25 活塞26 活塞的技术要求26 液压缸的缓冲装置26结论27致谢28参考文献29附录A30附录B32第1章 绪论1.1 课题背景本次设计是根据国家教委及哈尔滨理工大学的规定所完成的大学本科学生设计，它是培养我们综合提炼知识，独立思考和科学工作方法的重要过程。我所进行的课题为液压弯边机及其液压系统设计，主要是泵站设计和压紧部件的设计，应属液压传动范畴。液压传动相对于机械传动来说是一门新

12、技术，由于要使用原油炼制品作为传动介质，近代液压传动和汽车和飞机一样，是由十九世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的。本世纪60年代后原子能技术，空间技术和计算机技术的发展将液压技术推向前进，是它在国民经济各个方面都得严用。采用液压传动的程度己成为衡量一个国家工业水平重要标志之一。当前液压技术实现高压、高速、大功率、低噪声及经久耐用、高集成化等各方面都取得了重大进展，在完善比例控制，伺服控制技术有许多新成就，此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化及微机控制等开发性工作方面，更日益显示出显著的成绩。我国液压工业开展于本世纪50年代，其产品最初只用于机床和锻造设备，后来才用于

13、工程机械。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，我国的液压元件己从低压到高压形成系列化，在各种机械上得到广泛应用。我国液压工业开展于本世纪50年代，其产品最初只用于机床和锻造设备，后来才用于工程机械。自1964年从国外引进一些液压元件技术，同时进行自行设计液压产品以来，我国的液压元件已从低压到高压形成系列化，在各种机械上得到广泛应用。在中国共产党的领导下，各种机械的专用冲压设备和液压系统从无到有，从小到大，迅速的发展起来。目前，我国设计生产的机械配套冲压设备和液压系统的品种比较齐全，并且已能生产一些大型精密的设备系统。它将进一步促进我国机械工业的发展。然而，

14、与世界先进水平相比，我国的机械工业和设备系统仍存在着较大的差距。为使我国的机械工业迅速赶上和超过世界先进水平，把我国建设成为农业、工业、国防和科学技术现代化的伟大的社会主义强国而努力奋斗。1.2 课题概述1液压传动的优点：在同等体积下，液压装置能比电器装置产生更多动力；液压装置工作比较平稳，能在大范围内实现无级变速；液压传动易于自动化，易于实现过载保护 。液压元件己实现了标准化，系列化，通用化，并且用液压传动来实现直线运动比机械传动简单。基于以上优点，本弯边机采用液压传动。2液压传动的缺点：液压传动不能保证严格的传动比，其工作过程常有更多能量损失，液压传动对温度变化比较敏感等。3液压传动系统的

15、综合评定：液压传动优点是突出的，它的一些缺点有的己大改善，有的将随着科学技术的发展而进一步得到克服，并在各种机械设备得到广泛应用。4液压传动系统的组成：1）能源装置：把机械能车成油液的压力能装置，最常见的形式是压力泵。2）执行装置：把油压的压力能转变机械能的装置。3）调制解调装置：对系统中油液的压力。4）辅助装置：上述三部分以外的其它装置，如油箱、滤油器等。第2章 总体方案设计2.1 工作要求及参数1工作要求：此弯边机将0.5mm厚的钢板弯边成“”形。接料（由气缸完成）放到模具上开模（0.5S）竖直弯边（4S）水平弯边（3S）水平弯边机缩回（2S）竖直弯边机缩回（3S）定位缸外伸（收模）（0.

16、7S）。要求整个动作，工作过程自动完成，可通过电器开关（接近开关，行程开关）控制电磁换向阀的电磁铁实现，整个动作时间要求在20S以内。定位模移动时，只需克服摩擦力F=Gf。在竖直弯边和水平弯边时应压紧工件，压紧力恒定。2参数弯边力公式计算： (2-1)K=1.3安全系数 B=（637-492）mm弯曲件宽度弯曲件厚度材料极限弯曲件的弯曲半径。2.2 方案设想弯边机属于冲压机械设备，冲压是一种独立的金属加工形式，它包括很多不产生切特性工艺过程。就所加工的材料来说，主要是金属板料，条料和带料以及非金属板料。冷冲压是先进工艺方法之一，与其它金属加工方法相比 ，不论在技术方法或经济方面都有优点。根据冲

17、压机冲压形式，每部机械文具有机械式、液压式、动力式。现对这三种形式进行论述：1机械式冲压：结构复杂、笨重；噪声大；不宜精确控制，加工精度不高；费事、费力、效率低。2液压冲压：从结构上看，元件单位重量传递功率大，结构简单，能迅速换向和变速，调速范围宽；从使用维护上看，元件自滑性好，能实现系统过载保护及保压，使用寿命长，元件易实现系列化标准化；运动平稳，可靠。3动力冲压：优点是工作介质是空气，来源方便，使使用直接排至大气、泄露不造成污染；动力粘度低，管路流动压力小，适用运距离传输和集体供气，系统简单；压缩空气在管中流动快，可直接利用气压信号来实现系统自动控制，完成各种复杂操作；易实现快速直线运动，

18、摆动高速转动，调速方便，与机械传动相比易于布局及操作；气压元件结构简单，适合标准化，系列化。易于制造；工作环境适应性好，工作安全可靠。其缺点是：空气有可压缩性，载荷变化时，传动动力不够平稳、均匀；工作压力不能太高，传动效率低，不宜获得很大的力矩、力；有较大噪声。根据以上分析论证，考虑本身机械特点，拟采用液压冲压型式的设计方案。2.3 方案设计从所提供的机械的工作方案可知，总体设计方案主要包括如下几部分运动过程：接料压料定位竖弯边冲压水平弯边冲压水平冲压部件退回压料块脱离定位模具放松缩小落料。完成以上工作主要包括以下几部分结构:接料装置定位模具竖弯边部件床身部件（驱动部件）床身。1压紧竖直弯边设

19、计：原料落在模具上之后，由压料装置和定位装置完成原料定位和压紧之后，进行次工位门板的第一次弯曲，据此，设计主要考虑以后从以下方面因素：将压料和弯曲部件组成一个同意部件，且将压料和弯曲运动联成一个连续的运动，这样做具有省工、省时、结构及操作简单特点。压料及弯边曲件的拖动由两个液压汽缸完成。校正装置，以避免加工十五产生废品及节省原料，工时。这部分结构主要作用是压料进行第一次冲压弯曲，其具体结构见压紧竖直弯边鼻尖图，过运动主要由以下过程来实现：压紧滑块由两个吊映螺钉悬吊在部件上，当门板有原料落在模具上后，比压紧竖直弯边部件下降，压紧滑块压在料板上，部件继续下降，通边支撑销件，挡盘，由液压缸提供所需的

20、压力，来完成对，门板原料进行固定定位。压料完成后部件继续下降，在下降到一定高度处，由滑架组件上的冲压板完成第一次弯曲即竖直弯边。整个部件的升降运动由顶部的两个液压缸拖动，为保证整个部件的运动平衡，部件背侧有两个齿轮，齿条的齿和运动来调节。2立柱部件的设计：由于两次弯曲是由同一部件来完成，是连续的，故压料装置仍保持不动，以保证原料的定位、固定、设计时主要考虑以下几个方面：将第一次弯曲部件与床身组成统一部件；第二次弯曲部件由床身、立柱支撑、带动；第一次弯曲及压料组成的部件床身、立柱支撑、带动；将模具及拖动油缸亦固定在床身立柱上；床身设计成对称的，左右各一；床身立柱与长身接触面采用滑板的形式，使床身

21、立柱在床身上滑动，从而调节两立柱间距，完成加工不同规则门板要求；床身立柱的滑动，由驱动部件来完成。这部分的主要作用运动情况如下所述：部件在床身上滑动到要求的位置，由床身的挡板挡住，立柱停止滑动。立柱上端有一液压缸，拖动压紧竖直弯边部件，完成门板的第一次弯曲。第一次弯曲完毕，压紧竖直弯边部件及模具部件静止不动，由第二次弯曲部件完成第二次弯边。立柱的移动又立柱上的螺母与驱动部件上螺杆形成螺旋运动完成的，部件的润滑装置亦设与立柱上。2.4 床身部件设计此部件的设计是对整体部件机器进行支撑、固定。床身部件的成形方式可采用铸造和焊接两种方案，现对这两种方案进行论证：1铸造件的特点是：可形成具有复杂内腔的

22、箱体；工业上常用的金属材料如碳素钢、石墨钢、铸铁、青铜、黄铜、铝合金等都可用于铸造；原料来源广泛，价格低廉；铸件的形状和尺寸与要求的形状或尺寸非常的接近；金属材料的铸件机械性能不如锻件高；铸件笨重，增加床身重量；铸件组织粗大，内部带有缩孔，缩松，令孔，砂眼等缺陷；铸件的工序多，工艺复杂；一些工艺过程难以精确的控制，废品高。2焊接件的特点：节省材料工时；能化大为小拼小成小；能生产较为复杂的设备；加工设备简单，重量轻，操作简单，生产效率高；分析比较以上两种方案，并综合考虑本机器床身的作用及要求，决定采用焊接方法加工床身部件。采用强度和刚度较好的A刚作部件材料，床身上表面没有滑板与垫条，与立柱滑板相

23、啮合。部件两部安装驱动部件，床身上面的中间部分设置有接料装置，具体结构参考部件图，床身内腔多加工网络板，以加强刚度及强度。接料装置作用及结构简单，在此不作评述。门板原料由接料装置落下后，与其直接相连部分是模具部分，故先从模具部分考虑。根据门板的加工工艺要求，模具必须有较精的尺寸。形状，强度及光洁度等工艺要求，故在设计时需精确的确定模具尺寸，形状及工艺技术要求，选用较高的强度材料作为模具的原料。由于在此工作加工不同规格门板，故模具自身形状、尺寸、运动要求和调，可采用凸凹槽式滑道及不同形式的零件，组件等组装完成，完成上述要求。第3章 拟定液压系统图3.1 开闭式系统选取拟订液压系统图整个液压设计的

24、重要一步，它与作用原理和结构组成具体体现设计任务中提出的各项要求。拟定液压系统图包括两项内容：通过分析对比选出合理的液压回路；把选出来的液压系统回路组成液压系统图。液压回路的选择是根据所给的各项要求和执行元件的工况图来进行的。选择回路时既要考虑调速、调压、换向、顺序侗族，及动作互锁等要求，又要考虑节省能源，减少发热，减少冲击，保证动作精度要求。按循环形式的差异，系统可分为闭式与开式两种，具体见表3-1。表3-1开、闭式循环形式对比循环形式开式闭式适应工况一般均能适应，泵可向多个液压执行器供油限于要求换向平稳，换向速度高的一部分容积调速系统，一般一个泵只向一个液压执行器供油抗污染能力较差，可采用

25、压力油箱来改善较好，但液压油过滤要求较高散热较方便，但油箱较大较复杂，需用辅助泵换油冷却效率及管路损失一般用调速效率较低管路损失较大有容积调速时，效率较高。管路损失小3.2 回路选取拟订回路时按照机器上网工作要求直线运动，速度要求较问，负载变化大，行程中变速，故主回路采用容积调速回路较为适宜。两次弯边考液压，竖直弯边缸返回需克服自重，且行程均为100mm，为了方便于加工，竖直边缸，水平弯边缸拟用单杆活塞缸。由于压料及弯曲件的拖动有一个个液压缸来完成，故保压缸亦采用单杆活塞缸。为统一起见，定位模缸也采用单杆活塞缸。拟定系统图还需要考虑以下问题：系统要求简单，避免存在多余回路；组合基本回路时要注意

26、防止回路间的相互干扰以保证机器实现正常的工作循环；从实际出发，尽量采用互换性的标准液压件；防止液压冲击；提高系统工作效率，防止发生系统过热。根据以上分析，配合要进行工作的机床要求、环境，拟订液压系统如下：欲保证整个工作过程是自动完成的，可通过电器元件控制电磁换向阀，拟定竖直弯边缸，水平弯边缸，定位模缸的进出口均拟用电磁换向阀，为简单起见，采用“o”型换向阀；为了实现行程中的变速，且速度要求平稳，采用限压式变量泵；由于环境较差，可采用闭合式油箱及所属部件；为实现保压，保在保压缸的进口处拟用双向减压阀；为了安全保险，和连锁起见，标入响应的阀和位置，见液压系统图；整个液压系统在工作中的动作循环过程见

27、表3-2。表3-2 液压系统的动作循环动作名称电磁铁块换向阀位置液压缸状态1DT2DT3DT4DT阀A阀B阀C竖直弯边具水平弯边具定位模缸开模-+-右位右位左位停止停止开模竖弯边缸弯边，保压缸保压+-左位右位中位弯边停止停止水平弯边缸弯边-+-右位左位中位停止弯边停止水平弯边缸缩回-右位右位中位停止缩回停止竖弯边缸缩回，保压缸缩回-右位右位中位缩回停止停止收模-右位右位右位停止停止收模第4章 液压系统设计、计算4.1 液压元件的选择和计算 选择可靠的工作用液压元件，首先要计算出液压系统所要求的工作负荷，计算竖直弯边力用公式4-1可得出。 (4-1)最小弯曲半径应符合材料的塑性，不可使其发生裂缝

28、，因此最小的弯曲半径应根据外边纤维的许可极限弯曲来确定，弯曲元件的圆角半径不宜过大或过小，过大时因受弹性恢复的影响，弯曲件的精度不宜保证，过小时容易发生裂痕。取板料厚度 r。最小许可弯曲半径仅在构造上绝对需要时采用，其余采用较大值，这里取r=1.2(由设计参数)，带如公式4-1：求得： =33223.48N确定压料力：Q=0.8P式中P材料在冲压行程结束时的自对弯边力P=F Q=0.8F=26578.78N，由于压料及弯曲件的拖动（竖直弯边）由一个液压缸完成。F=Q+F=26578.78+33233.48=59802.26N通过公式4-1计算=3390.15N定位模缸外负载F=GF= 由装配图

29、知G=180kgf，且f=0.15。4.2 确定液压系统的工作压力1液压系统中工作压力： 取=0.9 （4-2）2液压系统中工作压力：3液压系统中工作压力：4液压系统中工作压力：4.3 计算液压缸的有效面积技算液压缸的有效面积按照负载选择液压缸的直径（类比法）1液压缸的有效面积：（4-3）2液压缸的有效面积：3液压缸的有效面积：4液压缸的有效面积：4.4 液压缸所需流量计算4.4.1 确定的液压缸的伸缩所需时间确定的液压缸的伸缩所需时间可知且本系统的工作压力，按机械零件设计手册135页表314由系统工作压力及往复速比，确定活塞杆径。1竖直弯边缸的活塞杆直径 2水平弯边缸的活塞杆直径 3定位模缸

30、的活塞直径 4保压缸的活塞杆直径 4.4.2 液压缸的流量的计算1.竖直弯边缸1）弯边过程中流量计算 （4-4）2）缩回过程中流量计算2.水平弯边缸1）弯边过程中流量计算2）缩回过程中流量计算3.定位模缸收模伸出过程中流量计算式中Q缸每秒流量 设计参数S=S=0.1mS=0.08m4.5 计算各液压缸的返回时工作压力4.5.1 竖弯边缸由部件图知，竖弯边缸返回时负载 F=9500N缸的有效面积 （4-5）竖弯边缸工作压力 （4-7）4.5.2 水平弯边缸由部件图可知，水平弯边缸返回时负载F8500N缸的有效面积 A=9.1510m4.5.3 定位模缸由部件图知，定位模缸返回负载F=264.6N

31、缸的有效面积定位模缸工作压力保压缸由部件图知，保压缸返回负载F=1400N 缸有效面积。4.6 确定油缸规格油泵的工作压力 PP+4P （4-8）=5.9MPPp油泵流量Q （4-9）=531.5ml/s油泵规格: 型号 TBPH50技术规格：额定转速1500r/s，输入功率29kw额定压力200kgf/cm，动态响应0.04s说明： 液压执行器最大工作压力进回油管总压力损失 取0.5MP,参考手册系统漏损系数K=1.3同时工作的各液压执行器最大工作流量总和为选取型号 TBPH50。TBP型恒压变量柱赛泵，是引进美国维可斯公司的产品，它采用静压油膜轴承竺结构，具有体积小、重量轻、效率高、寿命长

32、结构简单特点，它动态响应速度快，在额定流量范围内，任意调定其输出的最大流量，这类轴向柱塞是依靠柱塞泵在缸体内往复运动时，密封工作腔容积变化来实现吸油和压油的。由于柱塞与缸体内也均为圆柱表面，容易得到高精度的配合，所以这类泵的特点：泄漏少，容积效率高，可以在高压下工作：但缺点是对油液污染较为敏感，流量脉冲1-5%。TBPH50的排量为50ml/s，恒压压力误差，调压范围20200kgf/cm。确定泵的驱动功率： 式中 P泵的实际最大工作压力 P=5.9MPQ泵的额定流量Q=125ml/s泵的总效率见表301 =0.85选用电机型号及参数：Y160-4N=12KN n=1500r/min4.7 选

33、择控制阀按其所接入的回路所需最大工作流量和工作压力选择见表4-1。表4-1控制阀选择元件名称最大通过流量Qml/s规格接口尺寸数量型号流量ml/s压力MP二位四通阀A306.64ml/s24D0-B10H-T500(30) 2110（3/8G） 1二位四通阀B408.85ml/s24D0-B10H-T500(30) 2110（3/8G） 1二位四通阀C370.00ml/s24D0-B10H-T500(30) 2110（3/8G） 1二位四通阀DJF-820G500(30) 2110（3/8G） 14.8 确定管件4.8.1 管道1金属管的内径计算1）压油管的选择：以上计算可知，液压缸的最大流量

34、。根据管内推荐流速，对于压油管可取V=3m/s。管的内径： （4-11）取2）压油管管壁原的计算（4-12）式中P工作压力 5.9MPd管内径 15mm许用应力，对于钢管来说=(许用应力，抗拉强度，S安全系数) 当P<7MP时，S=8当P17.5MP时，S=6当P17.5MP时，S=4次式中取=100MP所以，压油管选取冷轧无缝钢管3）回油管的选择取V=1.5m/s则，取d=20mm D=24mm4）泵进出口流管的选取取V=1m/s则，吸油管选取的无缝钢管2胶管内径的选取1）胶管内径与流量，流速的关系，可按下式进行计算A= （4-13）式中Q管内流量Q=408.85ml/sA胶管的通流截

35、面积V管内流速V=3m/sA=选取响应的胶管内径，选取的钢丝编织胶管。为统一起见，胶管选取的钢丝编织高压胶管。2）胶管的选取及设计中应注意的事项：胶管的弯曲半径不宜过小，一般不能小于机械零件设计手册表334所列的值，胶管与其接头的连接应有一段直的部分，此段长度应不小于管外径的两倍。胶管的长度应考虑到胶管在通入压力油后，长度方向将发生收缩变形，一般收缩量为管长的34%，因此胶管安装时应避免拉紧状态。胶管安装时，应保证不发生扭转变形，为了便于安装，可沿管长涂颜色，以便于检查。胶管的管接头轴线应尽量放置在运动的平面内，避免两端互相运动时胶管受扭。胶管应避免与机械尖角部分相接触和摩擦，以免损伤管接头的

36、选择：3管接头类型：1）选用卡套式接头，其特点是利用卡套变形卡管子，并进行密封，轴向尺寸限制不严格，易安装，工作压力可达31.5MP,但对管子的尺寸精度要求较高。2）卡套式管接头：详见泵站图油箱，过滤器的设计计算4.8.2 油箱的设计1油箱的设计特点，要求 1）油箱的有效容积应根据液压系统发热，散热相平衡的原则计算。油箱必须有足够打的容积满足散热的要求，容纳停车时因重力返回油箱的油，操作时油面保持适当高速要求。 2) 吸油管和回油管应插入油面以下，以防止卷吸空气和回油冲溅产生气泡，管口与箱底、箱壁的距离不小于管径的3倍，吸油箱口安装80或100的内式滤油器，安装的位置要便于装卸及清洗。回油箱管

37、口须切成45并面向箱壁。 3) 吸油管和回油管的距离应尽量远，两管之间用隔板隔开，以增加有的循环距离，增大散热效果，并使油口的气泡和杂质有较长的生浮和沉淀，隔板的高度均为最底油面高度的2/3。 4) 为保持油面清洁，油箱应有密封的顶盖，顶盖上设有过滤网的注油口。带空气滤清气的通气孔，有时注油孔可兼用。为便于放油，箱底应倾斜。在最底处设有放油塞或阀，箱底与底座见要留有一定空间，为了防锈，防凝水，油箱内壁应涂耐油防锈材料。 5) 箱壁上需要安油表指示器及在油箱安装温度计等。 6) 为防止吸空，提高油泵转速，可设冲压邮箱。特别对于吸入性能较差的油泵而又不用辅助泵时，用冲压油箱能改善其吸油状况。2油箱

38、容量： 1) 采用隔离式油箱，其特点是：设置一个单独邮箱与机床分开，减小油箱发热和液压源振动对机床工作精度要求。 2) 隔离式矩形油箱用3mm钢板焊成，为防止油箱内液面压力低于大气压的意外事故发生，需安装自动停机装置。 3) 根据液压系统的发热与散热关系确定油箱的油量，油箱中油液的的温度一般推荐在3050范围内工作比较合适，最高不超过65，最低不应低于15，有考虑到液压泵及其驱动电机和其它液压件要装在油箱上，为安装检查方便，先计算油箱的有效面积如下：(4-14)式中与系统力有关的经验数据，冲压系统取57，这里取，为液压系统的额定流量。设计油箱尺寸为1200，850，7804) 油箱之上设置空气

39、滤清器，详细尺寸见油箱零件图4.8.3 冷却器的选择1冷却器的种类：列管式冷却器2冷却器的选择及应用冷却器一般要求结构坚固紧凑，体积小，重量轻，散热面积大，散热效率高，压力损失小。型号：，见表42.表4-2 冷却器技术参数冷却面积工作压力kgf/cm油侧损失工作水温工作油温进油温度出油温度 1.2 10 0.5-125-30100 55464.9 选择液压油考虑系统工作环境，温度选用30#普通液压油。30#普通液压油适用于一般机床齿轮变速箱及一般液压系统中。绘制液压系统工况图，各液压缸在不同工作阶段中的压力，流量和功率见表4-3。表4-3不同阶段中压力、流量、功率对照表液压缸工况负载（N）进油

40、腔压力（MP）输入流量Q(r/min)输入功率kw回油腔压力（MP）计算式定位模缸开模264.60.1322.190.048 0P=pq收模264.60.0921.360.032 0P=pq竖弯边缸弯边59802.265.418.401.656 0P=pq缩回95001.218.300.366 0水平弯边缸弯边33233.483.024.531.2270P=pq缩回85001.024.510.4090P=pq4.10 液压性能的计算在确定了液压系统的元件后，要画出液压系统的装配草图即管路及阀的布置图，然后根据需要对整个液压系统的某个技术性能，系统的压力损失和发热升温进行必要的验算。4.10.1

41、 管路系统压力损失计算1由泵站图可知各管段长度，管直径及弯头数见表4-4。2判断液流类型：液流的运动特性与雷诺数有关，当时，液流为层流：当，液流为紊流，此处为临界雷诺数。雷诺数按下式计算： (4-15)式中平均流速管道直径液体的运动黏度流量 选取20002300按最大工作量取Q=408.854ml/s：d=15mm，30#液压油=30cst=0.3st 则雷诺系数R为： 所以管内液流为层流状态。表4-4 管段长度及直径、弯头数管段管长（m）管外壁壁厚（mm）弯头数由泵至电磁换向阀0.690弯头两个，三通接头两个由电磁阀至液压泵2.590弯头两个胶管43沿程压力损失计算 (4-16) 式中液体的

42、重度（N/m） d管道内径（m）液体的密度（kg/m） V平均流速g重力加速度 g=9.8/（m/s）液体沿程阻力系数，=-0.05369由此计算处沿程压力损失见表4-5。4局部管压力损失，由液流方向和断面发生变化时所引起的压力损失及液流向液压件产生的压力损失，由液流方向和断面变化引起的损失按下式计算： (4-17)式中局部阻力系数，各种情况下的值管路总压力损失：（4-18） 液压系统调整压力取因所选泵的额定压力200kgf/cm(19.6MP)可满足要求，则管路系统压力效率见表4-6。液压系统效率计算： （4-19）表4-5沿程压力损失项目 计算式 结果 说明使用公式（MP）泵至电磁换向阀段

43、管路516电磁换向阀至液压泵管段0.0434总沿程损失0.0485竖直、水平弯边缸、保压缸及定位模缸不同时动作，竖直弯边缸工作压力大，可以算竖直弯边缸的沿程压力损失注：吸油管的沿程损失及过滤器的局部损失均可不计。表4-6管路系统压力效率项目计算式结果说明使用公式泵出口处管接头MPg=9.81m/s按表2913取电磁换向阀三通管接头0.15机械零件设计手册表2920三同管接为两个由表2918取90弯头弯头两个由表2917，90弯头90弯头两个由表2917，总局部压力损失0.1624.10.2 系统发热计算1系统发热计算： 系统产生的热量主要包括泵和马达切率的损失，溢流损失，液流通过阀及管道的压力

44、损失所产生的热量。表2933，液压机正常工作温度为4070，最高允许温度6090。1)泵的驱动功率 （4-20）式中P泵的最大工作压力，P=5.9MPQ泵在压力P下的实际流量Q=408.85ml/s泵的总效率85% 2）液压执行器的有效功率N液压缸的有效功率： (4-21)式中T工作周期 T=0.5+4+3+2+3+0.7=13.25sF缸的有效推力（外负载）NSi推力F时缸的行程所以系统的发热功率：N=N-N （4-22）=2837.9-844.31=1993.59(w)2系统散热计算：管道的散热产热基于平衡，一般仅计算油箱的散热功率。 （4-23）式中k油箱的传热系数， 取k=150A油箱

45、散热面积m油及油箱闻升（表2933）允许最高油温表2933环境温度由于N>N，则满足工作要求，油箱的容积完全可以满足工作要求。4.11 液压缸的类型及安装方式：4.11.1 液压缸的选取根据机器的工作要求，各缸均采用活塞式液压缸。安装方式见表4-7。具体见部件图表4-7 各种液压缸安装方式液压缸名称 安装方式 竖弯边缸 兴部外向法兰 水平弯边缸 兴部外向法兰 定位模缸 切向底座 保压缸 尾部外向法兰4.11.2 液压缸壁厚计算：系统压力属于中低压，控薄壁筒公式计算。 (4-24)式中P实验压力，因额定压力，则取P=150% d缸内径钢体材料的许用应力。采用无缝钢管=100MP液压缸的壁厚

46、计算见表4-8。表4-8液压缸壁厚计算结果及说明项目计算式结果说明使用公式竖弯边缸5.1mm水平弯边缸2.8mm定位模缸0.43mm保压缸1.4mm液压缸外径计算见下表4-9。表4-9液压缸外径计算结果项目缸壁厚（mm）缸内径d(mm)缸外径D(mm)竖直弯边缸5.1mm 125 146水平弯边缸2.8mm 125 146定位模缸0.43mm 63 76保压缸1.4mm 50 604.11.3 按强度条件验算活塞杆直径d(l10d) (4-25)式中F活塞杆推力NL活塞杆长度m活塞材料的许用压力取100MP按强度条件验算活塞杆直径d见表4-10。表4-10活塞杆直径明细项目计算式结果说明选取活

47、塞杆直径使用公式 (mm)F:缸负载N（mm）竖弯边缸 20.533223.48 63水平弯边缸27.659802.6 63定位模缸1.84264.6 32保压缸131328.39 324.11.4 液压缸零件的连接计算 在竖直弯边缸，水平弯边缸，定位模缸，保压缸中，竖直弯边缸所承受的负载最大，故只计算竖直弯边缸的连接即可。1缸体与缸盖用法兰连接的螺栓连接计算：合成应力： (4-26)式中F液压缸最大推力 F=59802.6Nk螺纹顶紧数 k=1.4缸筒材料的许用应力取=100MPZ螺栓数量 Z=4A螺栓螺纹部分危险剖面计算面积：满足要求。2活塞与活塞杆螺纹连接的计算： 活塞杆的拉力： (4-

48、27)活塞杆危险处断面处合成应力（考虑近似于螺纹退刀槽处的拉应力）（4-28）式中F活塞杆推力 F=59802.6Nd活塞杆危险断面处的直径由液压缸部面图可知d=44mmk螺纹预紧系数 k=1.4许用应力 材料的屈服极限S安全系数 取S=1.75因活塞杆选用无缝钢管 满足要求3液压缸盖固定螺栓直径按下式计算 (4-30)式中F液压缸负载 F=59802.6NZ固定螺栓个数 Z=4K螺纹预紧系数 取=330MP取d=16mm，满足要求。4.11.5 稳定性校核：活塞杆采用轴向压缩负载时，它所承受的力F不能超过使它保持稳定工作所要求的临界负载F,避免发生纵向弯曲，破坏缸的正常工作： (4-31)式

49、中n安全系数 取n=3F活塞杆受轴向压缩负载承受的最大轴向力。F与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及液压缸的安装式等因素有关。活塞杆的细长比： (4-32)式中活塞杆横截面最小回转半径 柔性系数。取=85由液压缸支撑方式决定的末端系数。取=1/4J活塞杆横截面惯性矩： (4-33)式中d活塞柱直径A活塞杆横截面面积： (4-34)式中F由材料强度决定的实验值，为系数，f=490MP （4-35） 由于L10d=630 取L=410 则 按公式计算F： (4-36) 所以满足要求。4.12 液压缸各部分的结构、材料及技术要求4.12.1 缸体与缸盖1缸体端部连接结构：采用法兰连接。结构见缸

50、部件图。其优点：1）结构简单2）易加工3）易装卸2缸体材料：选用45#钢无缝钢管。3缸体技术要求： 1）D配合，内径光洁度取。 2）度，圆柱度不大于公差直径之半。缸体内表面的弯曲度在500mm长度上不大于0.03mm。 3）定时，缸体的端面跳动在直径100mm上，不大于0.04mm。 4）寿命，缸体内表面镀铬。 4缸盖材料：选用45#刚。5缸盖的技术要求：1）径活塞杆的缓冲比和活塞杆密封圈的外径的椭圆度不大于直径公差的一半。2)端面对轴线的不垂直度在直径100mm以上不大于0.04mm。4.12.2 活塞1活塞与活塞杆的连接结构：采用螺纹连接，详见液压缸部件图。2活塞与缸体的密封：活塞与缸体的

51、密封采用长型密封，详见液压缸部件图。3活塞的材料：采用耐磨铸铁。4.12.3 活塞的技术要求1、活塞杆必须进行热处理。2、活塞杆的螺纹按2和3级精度制造。3、活塞杆工作表面的弯曲度在500mm长度上不大于0.03mm。4、活塞杆的工作表面光洁度不低于。5、端面的不垂直度在直径100mm上不大于0.04mm。6、活塞杆的椭圆度和圆柱度不大于直径公差之半。4.12.4 液压缸的缓冲装置当工作机构质量大，液压缸将有较大的动量。为减小液压缸在形成终端由于大的动量所造成的液压冲击和噪声，必须在缸结构上采取缓冲措施。采用间隙缓冲原理在：缓冲柱塞进入缸端孔时，孔内油液与孔壁间的环形间隙挤出，行程缓冲压力。结论一学期以来，自己在液压驱动挤出机设计及在话缆生产线中的应用设计中，主要做了一些工作：进行挤压系统的设计，了解了挤压的原理；根据挤出机的功率、转速，确定了驱动方案；又对挤出机的加热、冷却系统，加