金属管材冲切一体机设计说明书

II小米精灵，人机器与人对话，而机器对家居设备进行控制，从这些角度来看，智能设备已经悄悄走进了我们的日常生活，对智能制造和智能设备的研发也迫在眉睫，这样才能更自主化，赶上国际大趋势。金属管材出现一体机通常是指机床除了xyz三个直线的一个轴线之外，对于其还有一个快速式的一个进给轴，还有其切除功能，而在这样的一次装甲当中，我们可以加工出除了地位面，还有其其5个加固面对于其可对复杂的一个空间层面，进行了一个高增高精度的一个自动加工，所以人们普遍认为其金属管材的一个充电一体机通常是应用其解决其叶龙叶片，还有传阅螺旋桨重型发电机的一个转子等一些零件加工的一个唯一的一个手段，对于其结构的一个研究，对于一个国家的航空航天军事科研等一些行业的发展，有着举足轻重的一个影响力和作用，它也对着我我国的一个经济发展也有着一个推动作用。而且管材充钱机主要是应用在各种的五星类的一个视频上，主要是不锈钢家具容易汽车工业等一些领域当中，那么如何是合理的设计一个结构，能够更加有效提高其生产的一个效率，进一步的能够减少其人工的劳动强度，然后进一步的能够提高其可控性及安全性，都是在我国目前设计当中急需要解决的一个大问题。本课题设计的冲切机，具有冲孔与切断功能。需要灵活运用大学所学的知识，并培养我们独立分析问题、解决实际问题的能力，学会查阅手册与相关图表资料。1.2国内外研究概况从产生机械自动控制的那时候起，智能机械系统在整个工业方面就扮演着非常重要的角色，不论是国内还是国外，各国都对智能机械高度重视，从世界主要经济体中的一些发展的战略可以知道，各国都把智能机械的发展写进自己的国家战略发展之中，而且现在都处在战略实施阶段，我们可以看到欧洲有工业4.0，中国有工业2025，这些都体现出各国现在都在大力推进工业自动化与智能化。在这几年来看，我们通过随着科学人员的一个不懈的努力，自动化的一个控制技术，也进行的非常之快，而且机械自动加工及其人工智能的提高也是变得尤为显著，所以这种研究的重要性就对于人们来说就写得非常重要，而且对于其科技发展也是非常重要的，那么对于自动控制系统的一个种类，在目前的经济大发展的情况下，明目种类繁多，而且各是各样，但是不管怎么分类都免不了将其结构进行分类，它主要能够分为两大类，一种是机械类，另一种是控制类，这也是所有目前学者学界的一个共识，他通过控制系统的一个方式进行控制，但是其控制系统的种类也是有很多，而且其自动控制的主要结构就是有一些机械形式，气动形式，液压形式等一些形式，而且其工作的原理也大都相同。它通过利用低压控制技术进来控制。而且其作用也产生了不同的结构样式，还有其功能的一个样式，进一步的新的动力装置的一个生产，也是通过要求低压控制技术的一个结构样式，还有其功能样式发生着对应的一个改变和变化，进一步的能够对于低压控制系统的一个技术进行了研究和剖析，还能够对于其设计产生了一个很大的推动作用，当然这样的一个过程也是相对比较复杂的，所以我们在目前生活当中的时间应用应用当中的一个生活里，就必须得建立简化的一个相应模型的研究和分析，当然对于一般人来说，人们总是通过几如下的几个方面进行了低压控制技术的性能进行来分析和评价的，第一就是控制的效能，还有其控制的一个速度和效果。第二就是控制的精度;第三就是其控制的稳定性。可以说，目前工业自动化的程度也是非常的高了，汽车工厂全自动化，比如说美国特斯拉工厂，就完全施行了无人生产，大大地降低了其生产的成本，而且也大大提高了效率与质量。1952年，数控机床诞生，这是由于批量生产研发人员发展出了它。本研究就是要对比国外机械自动化方面的成就，然后通过吸取其中好的东西，然后归为论文所用，同时加深对这个领域的认识和研究深度，通过这样的方式，就能够让我国的智能机床获得了相当巨大的发展。而且对于我国上次2008年的金融危机的一个布局之后，我国也同时在大力在大力的扶持，并且推进其智能机床的研发，还有推广当中，而在这个过程当中智能机床的一个智能化已经成为了我国目前智能机床研究的一个主要对象，而且其重要性不亚于其他智能化的设施设备，因为它从来不产生其智能机床的一个尾气，而且对于环境也不能够造成污染，所以在智能机床上的一个使用情况，其成本相对更低，而且操控性相比其他智能化的一个设备来说，操控性更加良好，所以不管是从环境保护的角度来说，还是从市场的一个角度来看，它都具有很强的一个意愿性和环保性，而且在对于国家层面来说政府实施了智能机床的补贴还有其大力修建了相当多的一个修建桩，进一步的能够鼓励其用户大量的购买其智能机床，所以我们在未来的十年当中，智能机床的一个发展将会取得10分好的一个发展方向，还有对其市场占有率的一个不断提高也有着很大的推动作用。我们在2010年看德国总理默克尔在其首都柏林隆重的启动了《国家智能机床计划》，而且德国的一个政界商，三界代表都纷纷参与其会议，而默克尔也同时直接不会的说，德国就应该大力的发展智能机床，并且立即将其启动一个市场化的一个方向，对于这一点来说，其发展方向的一个推动，刻不容缓，所以他觉得德国能够在智能机床的一个领域上能够一直做得相当好，那么现在也能够在相同的情况下将智能机床发展的一样好。而且要做到一个领先第一的一个位置。而且在同一年的时候，日本也同时发布了其智能机床的一个战略，而且日本政府主要推出的就是工业化的一个智能化机床，并且让其企业也进行一个大力的推发与推广，而且这项战略也纳入了国家的一个新战略方向当中。我们在同一年的5月份也能发现，美国的一个智能机床的一个联盟，他们仅仅才成立于一年，就能够代表美国政府修建起美国智能机床的一个发展的一个路线图，而且它同时提倡了各方企业及工业化大力的推动其美国的一个智能机场的一个发展方向，同时在该联盟还发布了一项《发展智能机床对美国宏观经济影响》这篇报告能够从国家的一个战略层面上，还有国家的一个安全利益的方面，能够进一步的详细并且分析其发展的智能机床的重大意义。该报告，建议由股价支持，将智能机床联盟旗下所有的智能机床公司及各配套公司，包括物流公司形成一个整体，统筹运营，这样从上至下推动智能机床联动发展，形成一个智能机床产业集群。从我国的一个智能机场的一个发展史来看，智能机床首先开始于本世纪的初期，在2011年的时候，智能机床的一个研究项目，赫然出现在了国家的一个15期间，而且还在863计划当中，那时候的主要目标就是以清作为动力源泉，并且将其发展为战略目标，而十一五以来我国又进一步的提出了节能，还有智能机床的大战略。同时不论是政府还是企业，他们都开始已经关注智能机床的一个业绩，还有市场的一个推广发展方向。总的来说，目前的智能机床控制系统就是：智能化、多传感器、控制多，算法复杂，功能更多、功能集成化模块化。当然，我在这里的这篇论文我则是先通过整理资料、阅读资料、勾画出重点，然后我仔细去研究它，然后我再分析这篇论文的题目，理出论文的主要框架，然后将整理的资料和所学的知识运用起来，并在后面写论文的时候遇到问题不断去分析解决问题，最主要还是把这几年所学的知识贯穿起来而综合运用，从而达到独立地分析问题和解决问题的能力。2课题研究的主要内容及设计成果的应用价值2.1本课题的主要研究内容阅读相关文献了解目前金属管材冲切机国内外研究现状，在分析了解现有冲切机的结构与工作原理，利用所学的相关专业知识设计金属管材冲切机，完成主要结构与一体设计；利用AutoCAD或三维设计软件PREO/E绘制相关原理及重要零件工作图；最后分析所设计的冲切机的优缺点，并进行经济技术分析，指出今后需要改进和进一步完善的地方。2.2设计成果的应用价值本篇论文毕业设计主要是通过阐述金属管材冲切一体机的一个设计，进一步的能够对于金属管材冲切一体机进行一个切断，还有完成快速和回转的一个工作流程当中，而且该设备有着稳定可靠，安装简单性能优良等优点本文首先就分析了其工作台的主要工作原理，并且确定了其系统的一个总体方案，还有其相关的一些计算，最主要的就是工作台的一个详细结构的一个计算设计，并且绘制其各个零件图，然后再进行最后的一个整理资料，撰写论文的一个设计的一个说明书。在我国金属管材冲切一体机虽然发展了很多年了，但是由于其开发的公司众多，并且这些研发机构的公司并没有对其结构还有其设计进行一个统一的划分和定义，所以我在本篇论文当中进行了一些阐述，通过一些表面上总结出来的一些结构的一个划分，这样就可以划分出来大致的一个统一的结构。并且能够给大家作为一个参考，并对未来进行着一个理论性的指导。在近几年来，我们国家非常重视其自动化智能化的一个系统，而且在国际上美国，日本，德国等一些传统的一个电子控制系统强国，他们的自动控制系统，还有其智能化的这个系统都会面临其整合，而且其功能也会出现一个集成化，而且更加的一个智能化，更加高效而且灵活。研究的方法与路线3.1研究的方法（1）研究文献的方法，对自己整理的文献进行一一阅读，并标注出重点，并在阅读完成之后，再对重点仔细阅读一遍，最后再系统的总结一遍。；（2）分析统计的方法，搜集机电自动化相关的书籍及学术周刊，然后通过系统的分析、处理、研究，然后找到自己想要的内容；（3）行动研究法，理论与实践相结合，从实践中获得成功。3.2研究的路线机械及其自动化，这个课题已经研究了很多年了，但是不论国际还是国内，十年前都还是停留在实验室里，智能化程度都不高，直到最近几年相关的加工硬件升级之后，智能化才发展得如此之快，现在工厂里面机械及其自动化系统越来越多，而且国家现在也在进行产业升级，智能机械也是国家战略的重要的一个方面，同时减少低级的人工量，将大量的人力改为对机器的管理，从而提高加工和生产产品中间环节的效率及质量。我国在该方面的研究现在也变得越来越多，特别是最近几年，人工费用越来越高，这样的研究对于企业的效率和盈利是十分必要且重要的。本文就是在这样的基础上，针对管材的加工进行设计的，对管材冲切一体加工，该设计的效率高，同时工作时间很长，这样就可以完美替代人工进行操作，节省成本的同时，也避免了人工容易疲劳而产生失误的缺点。这种设备会得到很多的厂家的认可与接纳。本毕业设计是研究金属管材冲切一体机的工作原理和机械结构的设计和计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后部分。设计从工作台的种类分析其结构原理，在一般工作原理中提出自己的设计原理方法。然后总体设计，包括液压系统和主要传动结构。最后将工作台设计细化，分别绘制出台面、活塞、中心轴等尺寸。金属管材冲切一体机方案4.1金属管材冲切一体机原理概述本文的金属管材冲切一体机，它主要有冲孔和切断组成的工作台。这种快速式液压冲切工作台，其特征在于它由液压系统、驱动轴、座体和夹具等组成。本篇毕业设计的论文主要阐述的是金属管材冲切一体机，运用液压控制系统能实现冲孔。液压系统应用在冲床中，可以实现快速冲孔等。本篇论文中，金属管材冲切机是通过液压系统进行冲孔，液压系统控制切割机的行程来控制切断。基于本篇论文的要求：完成金属管材冲切主要结构设计与功能设计、总装草图绘制，利用AutoCAD或三维设计软件PREO/E绘制相关原理及重要零件工作图。图4.1金属管材冲切一体机三维模型4.2传动系统总体方案设计设计前对液压冲切工作台进行了详细的分析，为了设计的产品达到预期的要求我们确定传动方案为：电机—带动液压—活塞连杆传动—冲孔头—冲孔——冲孔头退回-管件切断的方案。如下图是此次设计的工作台传动方案简图：图4.2传动方案传动方案分析：首先我们发现液压传动它具有承载能力高，而且其运动传递平稳准确还有速度范围大，还有传动效率高等一些优点和特点。同时蜗杆传动的特点：结构紧凑结构紧凑而且液压传动的力也能够达到很高的一个效率，但是如果要和电动装置进行一个比较的话，液压装置系统的稳定性将会良好很多，并且其设备的一个寿命延长，使用时间也较为长，进一步的能够节约了其时间还有成本的问题。传动噪声少因为液压冲击的方式比较平缓，而且他们在冲口的一个过程当中发出的声音也是相对于其他来说比较小。经以上对传动方案的分析总结一下：考虑将用液压控制连杆的行程相对于电动系统来说传动系统稳定得多，这样传动方案被认为是较为合理的。4.3电源我们对于电源其功率的大小，电压的稳定性，还有电流的大小，它能够直接的影响到相关元件的使用寿命，还有性能方面。电源涉及到电压和频率，各国的标准不一样，电频率欧洲为60Hz，中国为50Hz；本篇中金属管材冲切一体机自动金属管材冲切一体机的电机采用常用的3相交流电压，其电压为AC220V，频率为50Hz。4.4总体参数我们通过查阅其相关的资料，进行了一个初步的CAD辅助设计之后进行电动数控分度工作台的一个分析，根据其应当使用的场合来看其所需要的大小，还有形状都有很多列本人设计的，就是组合机床上的一个相关的分度工作台，根据其组合的机床进一步的加工出所需要的示范连接轮廓尺寸图。如图4.3，特设定基本参数如表4.1。表4-1金属管材冲切一体机相关参数高度1890mm平台高度890mm管子外圈直径60mm要冲的圆孔直径10mm要冲的圆管厚度4mm液压缸工作最大行程130mm活塞缸直径46mm活塞杆直径26mm最大重量100kg4.5基座要求金属管材冲切一体机基座结构的设计要求：a.基座的基面要足够大，保证在稳定性。b.基座要要有足够大的强度和刚度，保证承载力。c.注意腰部轴系精度与刚度。d.腰部结构要易于安装。e.壳体材质最好是Q235、铸铁或铸钢。4.6总体方案图绘制图4.3金属管材冲切一体机方案设计切割机组2-切割行程液压系统3-冲孔液压系统4-定位销5-冲孔机架6-模具底座7-模具下部8-模具上部9-冲孔头液压系统5.1运动及负载分析运动分析通过上面的原理分析，对工作台的设计有了总体的框架和结构，本章将详细的阐述金属管材冲切一体机的液压系统的设计。该钻孔加工组合机床工作为：快速接近工件-快速退回原位—自动停止以及工件的定位与夹紧。按设计要求，希望系统结构简单，工作可靠，估计到系统的功率不会很大，且连续工作，所以决定采用单个定量泵，非卸荷式供油系统。5.1.1负载分析以下为冲孔力计算及，液压系统压力选取(1)负载分析1）冲孔阻力冲孔机的力计算公式P=kltδ；其中:P-冲力,单位N；k-系数,一般约等于1；l-冲压后产品的周长,单位mm；

t-为材料厚度,单位mm;δ为材料抗剪强度.单位MPa，取235.本篇论文的冲压的管子直径是60mm，要冲的圆孔直径为4mm，厚度为2mm，所以有P=1x(3.14x4)x2x235=5903N2）摩擦阻力动摩擦系数ud=0.1,则：动摩擦阻力Fud=0.1×5903N=590.3N3）惯性阻力动力滑台起动加速，反向起动加速和快退减速制动的加速度的绝对值相等，既△u=0.1m/s，△t=0.05s，故惯性阻力为：=G△u/g△t=590.3×0.1÷9.8×0.05=0.3N4）关于液压缸内部密封装置摩擦阻力Fm的影响，计入液压缸的机械效率中。F=(P++)/ηcm=(5903+590.3+0.3)/0.9=7215N5）背压力初算时暂不考虑。（2）初选液压缸工作压力及活塞杆及活塞的计算设计的工况负载按参考表1，粗选液压缸的工进工作压力4.5MPa。表5-1按负载选择工作压力负载/KN<12345~7>7工作压力/MPa<0.8~11.5~22.5~33~44~5>=5表5-2按速比要求确定d/DV1/V21.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71注：——无杆腔进油时活塞运动速度；——有杆腔进油时活塞运动速度。执行元件的受力分析主要在于液压缸的受力分析。活塞的理论推力F1和拉力F2油液作用在活塞上的液压力，对于双作用单活塞液压缸来讲，活塞受力如下图所示：

活塞杆伸出时的理论推力为F1；活塞杆缩回时的理论拉力为F2；当活塞差动前进（即活塞的两侧同时进压力相同的油液）时的理论推力为F3A2-活塞有杆侧有效面积,m2p-供油压力(工作压力),MPaD-活塞直径液压缸内径),md-活塞杆直径,mF1=7474kN，其中，D=46mm，p=4.5MPa。液压缸工作时，活塞作用力F计算如下：F=Fa+Fb+FC±Fd(N)（4)液压缸实际有效面积计算无杆腔面积A1=πD2/4有杆腔面积A2=π（D2－d2）/4=1147mm2活塞杆面积A3=πD2/46液压系统图6.1调速方式的选择对于调速方式的一个选择，该机床的一个负载变化较小，而且功率相对于来说比较稳定，处于中等的状态，但是我们要求其低速运动而且平稳，信号速度负载的特性也要高，所以我们采用了调速阀，进行了一个进油节流的一个调回回落，并且在回油路上加上了一个被油阀。6.2快速回路和速度换接方式的选择本篇文章选用了插动型液压缸，进一步的实现其快慢快的一个回落，由于其快进转功进食有这平衡性的要求，所以我们本篇文章采用了行程卡，还有电磁阀来做准备，他们俩都可以实现其工具钻块退的一个速率，进一步的能够利用其压力继电器来更好的实现。表6-1快进工进的控制方法比较项目采用行程阀采用电磁阀转换性能液压冲击小转换精度高可靠性好控制灵活性小液压冲击较大转换精度较低可靠性较差控制灵活性大安装特点行程阀装在滑座上管路较复杂须设置液压撞块机构（撞块长度大于工进行程）电磁阀可装在液压站（或控制板）上，安装灵活性大管路较简单须设置电气撞块机构综上所述，本系统为进油节流调速回路与差动回路的组合，为此可以列出不同的方案进行综合比较后，画出回路图，见图纸。图6-1液压系统图6.3液压工作及电气控制原理（一）快速前进按下起动按钮，电磁经铁1YA通电，电磁换向阀A的左拉接入回路，液动换向阀B在制油液的作用下其左位接入系统工作，这时系统中油液的通路为：进油路：过滤器→变量泵→换向阀→单向阀→换向阀左端回油路：换向阀右端→节流阀→换向阀→油箱。于是，换向阀的阀芯右移，使其左位接入系统。主油路进油路：过滤器→变量泵→单向阀→换向阀→行程阀→液压缸左腔。回油路：液压缸右腔→换向阀→单向阀→行程阀→液压缸左腔，形成差动连接。这时因为负载比较小，而且液压系统的一个工作压力也相对较低，所以对于液控顺序阀我关闭的一个状态，液压刚同时也形成了一个插动化的连接方式，而且又因为电量泵在低压下输出的一个电流量较为大，所以动力滑台完成其快速的前进状态。（二）快速退回对于时间继电器延时发出的信号来看，他通过式电磁铁Y0-2Y通鉴，所以这时换向阀，a的右位进一步的接入其回落，并且对于控制油液换向阀B的右位拉入系统的工作进行了调整，同时在滑台返回的一个负载小系统，压力较低，变量泵2的流量由小自动增大至最大的状态，所以对于其动力滑台快的快速退回，这时系统油压的通路通常显示为。控制油路进油路：过滤器→变量泵→换向阀→单向阀→换向阀右端。回油路：换向阀左端→节流阀→换向阀→油箱。主油路进油路：过滤器→变量泵→单向阀→换向阀→液压缸右腔。回油路：液压缸左腔→单向阀→换向阀→油箱。当动力滑台进行一个快速后退的状态时，其快退到一定位置的时候，弦前阀进行复位，进一步的能够使回油路更加的通畅，而且还不影响快退的快速退回的动作。（三）原位停止我们发现当滑台退回到原位的时候，挡铁压下形成的一个开关，进一步的发出其信号，进一步能够使2ya断电而换向阀，ab都处于中位的一个状态，并且液压缸失去了其动力源，还有滑台停止了运动的状态，变量泵输出的油液经单向阀，还有单向阀，B刘回到邮箱当中，并且液压泵卸荷单向阀三，使用泵线盒的时候，控制油路当中的压力仍然保持一定的状态。这样一来，当电磁换向阀a通电的时候，便可以保证液动换向阀，B能够进行一个稳定且正常的工作。3、油源的选择由液压缸工况图（图4-1）清楚的看出，其系统特点是快速时低压、大流量、时间短，工进时高压、小流量、时间长，故采用双联叶片泵或限压式变量泵。将两者进行比较（见表4-1）考虑本机床要求系统平稳、工作可靠。因而采用双联叶片泵。表6-2双联叶片泵限压式变量叶片泵1．流量突变时，液压冲击取决于溢流阀的性能，一般冲击较小1．流量突变时，定子反应滞后，液压冲击大2内部径向力平衡，压力平衡，噪声小，工作性能较好。2．内部径向力不平衡，轴承较大，压力波动及噪声较大，工作平衡性差3．须配有溢流阀、卸载阀组，系统较复杂3．系统较简单4．有溢流损失，系统效率较低，温升较高4．无溢流损失，系统效率较高，温升较低系统工作循环表6-3元件名称动作循环电磁铁行程阀压力继电器1Y2Y快进＋－／－快退－＋／－停止－－／－1Y快进；2Y和形程阀控制工进；2Y控制快退。典型电液复合系统原理如图4-1所示，它主要的输出都来自于手动操作装置，还有其自动装置的一个传感信号，而自动装置是通过电业伺服阀，伺服，放大器，伺服液压缸等所组成的原件进行位置伺服闭环回落，而使自动操纵装置的位移和输入电信号成比例.我们对于私服放大器的作用，通常是能够使其位移传感器的电压和给定的电压比较进行一个放大的作用，而且还能够使驱动电液伺服阀上的电锯马达进行一个传输，而且它的传输的输入量和输出量分别为电压U和电流，I私服法和私服液压缸，它是一组电液压机械量，直接的一个转换机构和机制，其输出量还有输入量分别为电流I和V1X助力器就是由滑阀负载液压缸还有反馈摇臂进行组成的，其输出量和输出量分别是滑阀的位移还有其负载液压缸的位移。6.4液压泵组的选择我们在液压泵液压马达来看，其能量都是通过能量转换装置而来的而液压泵向系统提供其一定量的压力，还有流量的液体，进一步的能够把机械能转化成为液体的一个压力能，他也是液体系统当中的执行元件，通过把液体的压力能进一步的转化为机械能就目前现有的几种类型，齿轮泵，叶片泵，柱塞泵等一些螺旋杆泵，而本片根据其经济性还有其考性选择，齿轮泵。6.5液压阀的选择6.5.1选择依据选择依据为:额定压力、最大流量、动作方式、安装固定方式、压力损失数值、工作性能参数和工作寿命等.6.5.2选择控制阀应注意的问题(1)我们应该尽量选用其标准型的产品，除非迫不得已的时候才能够进行自行设计其专用的控制阀元件。(2)我们在选择溢流阀的时候，需要按照液压泵的最大的流量进行一个选取方式，同时对于选择节流阀还有调速阀时，就要必须考虑其最小的稳定流量，而且还能够满足机器低效低速能的要求。(3)我们通常选择控制阀的额定流量，应该比系统管路的一个实际通过的流量应该将较为大一些，而且在必要的时候我们允许通过阀的最大流量超过其流量的20%或者30%。(4)我们还应该注意其插入液压缸由于其面积的不同形成其不同的回油量，还有对于其控制阀的一个正常工作的影响还有因素。6.5.3液压阀的规格及选择对于阀的规格，我们通常根据其系统的工作压力进行实际通过该阀的最大流量的一个考虑，我们选择其有定型的产品的一个阀件，进行溢流阀，按压泵的最大流量的学区，通过对于节流阀和调速阀的时候，我们要考虑其最小稳定流量，应当满足执行机构最低稳定速度的一个要求，还有速度。6.5.4液压阀的额定压力和额定流量在各液压控制阀的额定压力，还有其额定流量通常都与其使用的压力，还有流量比较相接近，因为企业内容工作方面都与之相对应，所以对于可靠性还有其要求都有着较高的要求，我们都应该对其产生一个分析和和进一步的改变，否则就会对其产生的震动，或者其他的不稳定的一个现象进行解决。方向控制阀的选用:我们对于其结构的普通的单向阀来看，其开启的压力相较来说较高，而且用来能够保证其足够的贝贝压力，对于其业控的单向阀来说，除了其基本的换向阀需要注意以外，还能够避免引起系统的震动，还有其噪声，我们还应当注意合理选用适用于其合理释压的一个方式，进一步的使液控单向阀的出口存在被压的时候，我们就应该选用外县市，而其他情况就可以选用，其那些是。对于换向阀的选用，本设计选用的是电液换向阀，所以主要考虑的是湿式和干式之分。由于各种电磁铁的吸力特性、励磁电流、切换频率、切换时间、机械强度等不同，所以必须结合主机工况、使用环境及具体条件合理使用。压力控制阀的选用:当这个系统需要进行卸颌的时候，我们就应该注意其线和溢流阀还有其外控顺滑的区别对待卸荷溢流阀，其主要就用于装有蓄能器的液压回路当中，但是如果我们选用一般的外控顺序阀，就会导致其液压泵出口时的压力时高时低变的工作时长，其系统工作也是较为混乱的先导式的解压阀，相较于其他的液压阀的泄漏量更大，而且只要是法处于工作状态的时候，其泄漏始终一直存在，而这一点我们可以选择液压泵的一个容量的大小时应充分的注意，并且还要注意其减压阀的最低调节等情况。流量控制阀的选用:本设计案中的温度变化并不是很大，所以不必选择复杂的温度补偿型的调速阀，只要选择简单的可调单向节流阀就可以满足本设计的工况。单向阀型号CRG—06电磁换向阀型号YE—63B溢流阀型号YF—B10电液换向阀型号DSHG—06叠加式单向节流阀型号MSW—06单向节流阀型号SRCG—06压力表YXC—150本篇论文中涉及到的液压阀门有溢流阀，其型号为：DT02B2*DN12，换向阀：S-DSG-01-2B2A-DC24-C-N-50-L，截止阀：YJZQ-0.8MPa-12-W，节流阀：(F)-SRCT-03-50。6.6油箱容积的确定液压泵液压马达都是能量转换装置。各元件间连接管道的规格按元件接口处尺寸决定，液压缸进、出油管则按输入、排出的最大流量计算，由下表中数值说明液压缸压制、快退速度，与设计要求相近，如表所示，这表明所选液压泵的型号，规格是适宜的。表6-4液压缸在各个阶段的进出流量流量速度快进快退输入流量L/min排出流量L/min运动速度m/min由表中数值可知，当油液在压力管中速度取3m/min时，液压缸进油路油管内径由得10.64mm液压缸回油路管内径为7mm这两根油管参照GB/T14976，进油管选用内径，外径，回油管选用内径，外径的无缝钢管。6.6.1确定液压泵组的主要参数根据上面设计的基本要求，可知系统中的最大流量为：（单缸）Q=A.V(m3/h)P=系统安全阀开启压力的1.1倍，MPaQ=15.3L/min=0.918m3/h在工进时，最小流量值为1L／min.为保证工进时系统压力较稳定，应考虑溢流阀有一定的最小溢流量，取最小溢流量为1.2L／min（约0.072m3／s）故小流量泵应取2.2L／min根据以上计算数值，选用公称流量分别为7.5L／min、9L／min；公称压力为3.5MPa压力的双联叶片泵。要求泵的自吸能力不得低于16KPa，即吸油高度不得大于0.5m，故根据泵的参数选取泵：（共2台）流量：1m3/h转速：750r/min压力：3MPa6.6.2电机功率的确定电机功率p按如下进行计算：为转换系数；为液压泵的总效率；液压泵的额定流量，；液压泵的额定压力，Pa。电机规格：NCH22-50W-60CBTGI功率：500W；转速：750r/min电制：AC220V6.7辅件的选择液压控制阀的种类很多，根据系统的需要进行选取。本篇采用伺服阀换向，同时采用节流阀控制流量，采用电磁溢流阀对系统超压保护，采用单向阀对流向加以控制。根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量，选择各种液压元件和辅助元件的规格。表6-5液压元件说明编号元件名称型号技术数据P(MPa)(L／min)调整压力P（MPa）1叶片泵YB－7.5／9双联p=3.5，=9P=2.82叶片泵YB－7.5／9双联p=3.5，=9P=23三位五通电磁换向阀35D－16Bp=6.3，=164调速阀QCI－25p=6.3，=16△P=2～3qvmin=0.035溢流阀Y－10p=6.3，≤4=10，卸荷压p＜1.56背压阀B－10Bp=6.3，=10背压力p=0.5～0.6实际通过流量≈1.57液动顺序阀XY－B10Bp=6.3，qv=10卸荷压力p＜1.5实际通过流量qv=9（做卸荷阀用）P=28液动顺序阀XY－B10Bp=6.3，qv=10卸荷压力p＜1.5实际通过流量qv=1.5P=2+（0.5～0.8）9单向阀I－16Bp=6.3，qv=16△P≤2最大实际通过流量qv=1610单向阀I－16Bp=6.3，qv=16△P≤2实际通过流量qv=1011单向阀I－16Bp=6.3，qv=16△P≤2实际通过流量qv≈1512单向阀I－16Bp=6.3，qv=16△P≤2实际通过流量qv≈2013压力继电器DP1－63BP=1～6.3，反向区间压力调整范围为0.5～0.814压力表开关K－6Bp=6.3，测量6点压力值，实测4点压力值15滤油器WU－16×180J型公称直径15×10-3m公称流16（≈0.42×10-3m3／s）注：以上元件除液压泵、滤油器外，均为板式连接。6.8管道内径计算各管路根据所处位置的流量进行计算，具体尺寸参见图纸。6.9管道壁厚的计算各管路根据所处位置的流量进行计算，具体尺寸参见图纸。6.10液压系统压力损失管路系统上的压力损失由管路的沿程损失、管件局部损失和控制元件的压力损失三部分组成。此处根据经验可知道，该系统的压力损失不超过1MPa。6.11液压系统的发热温升计算流体经液体泵、液压执行元件、溢流阀或其他阀及管路的功率损失都将转化为热量，使工作介质温度升高。系统的散热主要通过油箱表面和管道表面。系统的发热功率：主系统得发热功率为：冷却器的散热面积如下：过滤器系统中的选用比例元件，而且设备要求故障率低，所以选过滤精度为10μm的过滤器。(1)油箱的容积计算由计算有效容积，取系L/min，但应考虑油箱内散热条件，由相关资料查得油箱顶面应高出油液高度的，所以油箱的内体积应为按JB/T7938-1999规定容积取标准值，可取油箱的容积。（2）油箱的长宽高确定因为油箱的宽、高、长的比例范围应该在1：1：1~1：2：3，此处选择的比例是1：1.5：2，由此可算出油是占地面积较大。忽略推杆所占的体积，则液压缸的体积为当液压缸中油液注满时，此时油箱中的液体体积达到最小为则油箱中油液的高度为为了易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养，取箱底离地的距离为200mm。故可知，油箱的总长总宽总高为由前面计算可知，油箱取标准容积为，且选择开式油箱，考虑到油箱的整体美观大方,将其设计成为带支撑脚的长方体形油箱。所以其长、宽、高尺寸均按国家规格选取。由上可得出进油路中的速度首先判别进油管液流状态，由于雷诺数故为层流，则进油路的沿层压力损失局部压力损失包括管道损失一般取沿程压力损失的10%，而通过液压阀的局部压力损失则与通过阀的流量大小有关，若阀的额定流量和额定压力损失分别为和，则当通过阀的流量为q时的阀的压力损失，由算得:小于原估算值0.5MPa，所以是安全的。同理快进时回油路上的流量。则回油管路中的速度为由此可以计算出故也为层流，所以回油路上的沿程压力损失为由于液压泵的流量大，在工进泵要卸荷，则在系统中卸荷阀的调定值应该满足快进时要求，因此卸荷阀的调定值应大于快进时的供油压力。所以卸荷阀的调定压力值应该的调定压力值为0.8MPa。背压阀的调定压力以平衡板料折变机的自重，即6.12快进时液压缸的发热量快进时液压缸的有效功率为泵的输出功率为因此快进液压系统的发热量为6.13快退时液压缸的发热量快退时液压缸的有效功率为泵的输出功率为快退时液压系统的发热量为6.14压制时液压缸的发热量压制时液压缸的有效功率为泵的输出功率为因此压制时液压系统的发热量为总的发热量为根据求出油液温升近似值温升没有超出允许范围，液压系统中不需要设置冷却器。6.15系统发热量的计算在液压系统中，损失都变成热量散发出来。发热量已在油温验算时计算出，所以。当忽略系统中其他地方的散热，只时，显然系统的总发热功率全部由油箱来考虑。这时油箱散热面积的计算公式为式中：—油箱的散热面积（）；—油箱需要的散热与周围环境温度的温差；—散热系数。与油箱周围通风条件的好坏而不同，通风很差时=8～9；良好时=15～17.5；风扇强行冷却时=20～23；强迫水冷时=110～175。所以油箱散热面积为6.16液压系统液压冲击液压系统冲击常引起液压系统振动，过大的冲击压力与管路内的原动力叠加可能破坏管路和元件。对此，可以考虑采用带缓冲装置的液压缸或在系统上设置减速回路，以及在系统上安装吸收液压冲击的蓄能器，本装钢机采用设置蓄能器的方式。7液压缸、活塞杆及活塞的设计计算7.1基本参数按照前面所述可知：工作载荷F=7.2kN液压缸内径D=46mm活塞杆的直径d=26mm工作压力为P=4.5MPa7.2缸筒的计算7.2.2材料的选择根据工作要求选用45号钢，其=610MPa，安全系数为n=1.5===406MPa7.2.2缸筒厚度的计算（1）根据材料的强度极限的下列计算公式:代入数据的计算的=4.56mm由于因此必须满足按薄壁筒计算的最小壁厚即＝1.7mm所以D〉170+1.72mm＝173.4mm取标准值的外径AL=180mm（2）缸筒厚度验算=1\*GB3①为避免发生塑性变型额定压力满足Pn＜(0.35—0.42)PηPη=2.3δslg(D’/D)式中δs=600650MPaPη=109MPaPη＜(0.35—0.42)*109=38.1545.78MPa满足要求=2\*GB3②缸筒径向变形量△D应满足△D=D*PT「(D21+D2/D21-D2)-r」/E式中PT--缸筒耐压试验压力PT=31.25MPaE–弹性模量E=2.06*105r–泊松比为0.3△D=250*31.25/2.06*105(1332+1102/1332-1102+0.3)=0.68mm=3\*GB3③缸筒的爆裂压力PEPE=2.3δblg(D‘/D)=2.3*700lg(133/110)=132.7Mpa≥PT=31.25满足要求图7-1缸筒7.2.3油口直径的选择油口直径的选用按照油管的内径选取，油口离最近一段的距离不可太近，以防止与导向套产生干涉，且在总体图中与顶梁干涉，同时不可太远，防止在活塞杆下行到最下端时，活塞将油口堵住，阻碍油的进出，因此L=60mm。7.2.4缸底厚度的计算与选择（1）缸底厚度应满足的条件为：其中——计算处的壁厚，此处取46mmPy——试验压力，Py=1.2P=1.22.5MPa。所以=11.54mm（2）缸筒端都焊接处的强度计算。缸筒与后端盖用焊接，其焊缝应力为δ=4F/∏(D12-d12)*10-6式中F—液压缸最大推力F=7.5*103ND1—缸筒的外径D1=46mmd1—焊缝底径取d1==40mmη—焊缝效率取η=0.8δ=4*7.5*103/∏(0.0462-0.042)=4.9MPa图7-2焊条型号取E5016开型药皮类型纸氢钾型δb=490MPa取安全系数n=2则δ=δb/n=245MPa故焊缝合格可靠7.2.5缸体的技术要求缸体的内径采用H8配合，由于活塞选用橡胶密封圈密封，因此，Ra值为0.1～0.4，并经过研磨。缸筒的圆度公差等级选为按10级精度选取，，圆柱度公差值应按8级精度选取。缸体断面的垂直度公差应按7级精度选取。7.3活塞7.3.1活塞杆的计算活塞的宽度活塞的宽度一般为活塞外径的0.6～1.0倍，但也要根据密封件的型式和数量及导向长度确定。图7-3活塞密封圈的选择图7-4孔用密封圈压力机对于密封性的要求很高，由于系统的压力较高，要求密封性能好，耐磨性好，使用时间较长，故选用孔用型密封圈。选用密封圈的规格为D=110mm，H=14mm，H1=12.5mm，材料：聚氨酯—4.活塞内侧与活塞杆之间的密封属于静密封，查手册（根据GB3452.1—92）取O形密封圈尺寸为：，密封圈材料为J晴橡胶。（3）具体尺寸的选择由于缸体的内径D1为170mm，由于活塞与缸之间有一定的空隙，应控制在1mm左右此处取为1mm，所以活塞的外径D=169mm。所以活塞宽度约为L=65.4～169mm，所以L取为140mm。d2，d1和L2的尺寸由密封圈确定，本次设计选用Yx型密封圈，因此查表的其尺寸d2=158mmd1=168mmL2=16mml1=5mmL1＝14mmD的尺寸根据活塞杆确定。7.3.2活塞的材料及要求（1）液压缸活塞的常用材料为灰铸铁、耐磨铸铁，此处选用HT300（2）活塞的技术要求①活塞外径对内径的径向跳动公差值按7级精度选取。②外径的圆柱度公差按10级精度公差选取。7.4活塞杆的设计与计算7.4.1活塞杆设计（1）由前面的计算可知，活塞杆的直径为d=120mm（2）活塞杆的具体长度的确定根据装配图上零件的尺寸和行程，经过设计画图，初步选取总长度为800mm。d1处与活塞接触，由于此处受力不大，但考虑到尺寸取太小时结构不合理，可取为40mm，此时要检验轴肩处能否承受工作载荷。活塞杆与活塞肩部表面的压应力为P为系统最高压力，取25Mpa。D为液压缸的内径，为110mm。d为活塞杆与轴肩接触处的直径，为70mm。经检验满足强度要求。（3）活塞杆与活塞的连接形式有多种，因此可用卡环固定，使结构更加简单合理，且可以增加滑块的行程，现将结构设计如下图，其中具体尺寸为L1=5mmL2的尺寸可根据卡环的宽度确定，卡环的宽度定为4mm，因此L2=4mm沟槽的深度同样根据卡环和机械强度确定，因此沟槽处直径为36mm。活塞杆的右端为输出端，为使中间滑块受力更加均匀，此处选择与球头分离的结构以便于连接一个大直径的球头，并通过螺纹把它们连接起来，查机械设计手册选用M64的螺纹连接，配合长度可取为25mm。螺纹退刀槽宽度取为3mm，直径取为60mm。图7-5活塞杆7.4.2活塞杆材料及技术要求取活塞杆的形式为：实心活塞杆，材料为45号钢。活塞杆的技术要求：=1\*GB3①活塞杆的热处理：措加工后调质到硬度为229～285HB，=2\*GB3②活塞杆d和d1的圆度公差按10级精度选取。活塞杆的圆柱度公差应按8级精度选取。=3\*GB3③活塞杆d对d1的径向跳动公差值应为0.01mm。7.4.3活塞杆螺纹的设计筒的两端分别和缸盖和缸底相连，构成密闭的压力腔，为便于液压缸安装特在缸筒的外壁焊接一法兰，以便于安装。由于螺纹的受力比较复杂，必须借助计算机才可有效地求出，因此本次设计可根据经验选取一定值。=2\*GB3②螺纹直径的选择由于液压缸受力为7.5kn，因此根据螺纹的强度要求可知危险截面处的拉应力为切应力为合成应力为：式中F1——液压缸的工作载荷d——螺栓直径——材料的需用应力，选用Q235，查机械设计手册的=n一般取2==225MPaK——螺纹的预紧力系数焊接强度的计算：根据《机械零件设计手册》发兰焊接强度要满足：取整,即一般焊接即可满足缸盖的要求7.5导向套的设计与计算导向套在活塞往复运动中启导向支承作用，导向套的性能的好坏对液压缸的性能有很大的影响。（1）最小导向长度及中隔圈长度的确定当活塞杆全部伸出时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H，如图所示图7-8导向长度一般情况，最小导向长度应满足下面要求：式中：L——最大工作行程D——缸筒内径H——导向长度因此导向套的长度为A=80mm。所以选用A为100mm。（2）密封圈的选择导向套与活塞杆的配合为动配合，为防止油液的泄露，选用密封性能好一点的密封圈，因此选用轴用Yx型密封圈由于活塞杆的直径为70mm，因此查手册（根据JB/ZQ4265图7-7轴用密封圈—86）选择，密封圈代号：Yx形密封圈d70（d=70㎜、H=14㎜、H1=12.5㎜）材料：聚氨酯—3；7.6油口的设计与计算（1）油口的主要尺寸在机械设计手册中都有明确的规定，由前面计算可知，油路的直径选用20mm，因此查机械手册可取d处的螺纹直径为20mm，加工的螺纹为201.5,螺纹精度等级为6H。其他尺寸如下D=32.0mm，此处的厚度b为2mm，表面粗糙度为3.2。k=2.4mm，倾斜角度为15度l处的厚度为1mm，角度为45度。图7-8油口整个油口的直径L可取为50mm。（2）技术要求：B与k相交处的圆中心线相对于螺纹d的中心线的垂直度为为0.2，同心度为0.1。D圆底部的表面粗糙度应为3.2k处斜面的表面粗糙度为3.2锥面上，不得有纵向的或螺纹形的刀痕，允许有小于1.6环形刀痕。7.7工作台底座设计7.7.1材料选择工作台的底座在铸件经加工后的一个零部件，工作台底座的壁厚与选择的材料有关，所以据表5.2：表7.1铸造碳钢机架常用材料牌号特点及应用举例ZG200-400及ZG230-450有一定的强度、良好的塑性与韧性，有较高的导热性、焊接性切削加工性。但排除钢水中的气体和杂志比较困难，所以容易氧化和热裂。常用语模锻锤座、外壳、机座、轧钢机机架、锻锤气缸体和箱体等。ZG270-500它是大型铸钢件生产中最常用的碳素铸钢、具有较好的铸造性和焊接性，但易产生较大的铸造应力引起热裂。广泛应用于轧钢、锻压、矿山等设备，如轧钢机机架、辊道架、连轧机机座、万能板坯扎机机架，水压机横梁和中间底座，水压机基础平台、曲柄压力机机身、锻锤。ZG310—570用于重要机架。8简要总结8简要总结选择ZG200—400作为工作台底座的材料。7.7.2斜度工作台底座的设计如同摆动架，起铸造斜度同取3°。根据设计的要求工作台底座需要的铸造斜度从表5-3中可知表7.2铸造斜度斜度b:h角度β应用范围1:511°30′h<25mm时钢和铁的铸件1:105°30′h=25~50mm时钢和铁的铸件1:203°h=25~50mm时钢和铁的铸件工作台底座的铸造斜度选择第三种方案，即是3°。7.8机架设计机架对固件进行固定及其导向。载荷在100Kg以内，底座的具体的结构尺寸请查CAD的装配图。7.8.1地脚螺栓强度校核根据文献中受翻转力矩的螺栓组校核的公式：是底板所受的外力力矩和。在沿丝杠轴线的平面内：其中加速度在垂直丝杆轴线的平面内：受力最大的是受力作用的螺栓，本篇论文的地脚螺栓为M20，采用#50钢，其抗拉强度为600MPa，安全系数为5，许用抗拉强度的极限值为:能承受的最大的力为>F1简要总结在本次的毕业设计中，我设计的是金属管材冲切一体机，首先我了解了金属管材冲切一体机的基本结构和工作过程，历史现状还有金属管材