畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)書(shū)院(系)：機(jī)械學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 課題名稱 中型四柱式液壓機(jī)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)用途：適用于可塑性材料的壓制工藝，如粉末制品成型、塑料制品成型、冷熱擠壓金屬成型、薄板拉伸以及沖壓、彎曲、翻邊、校正等工藝的四柱式萬(wàn)能液壓機(jī)。 性能特點(diǎn)：本液壓機(jī)具有調(diào)整、手動(dòng)及半自動(dòng)三種工作方式，可實(shí)現(xiàn)定壓和定程兩種工藝方式。定壓成型時(shí)，在壓制后有保壓延時(shí)及自動(dòng)回程動(dòng)作。工作臺(tái)中間裝有頂出裝置，除頂出制品外，還可作為液壓墊用于薄板拉伸制件的壓邊成型工藝，其工作壓力與行程可根據(jù)工藝需要在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整；可用繼電器控制或 PLC 控制的電氣控制系統(tǒng)。主要技術(shù)參數(shù)：公稱力（最大壓力）2000KN，回程力 400 KN，頂出力 350KN，液體最大工作壓力 25 Mpa，拉伸滑塊行程 700mm, 頂出活塞最大行程 250mm, 滑塊距工作臺(tái)最大距離1100mm。二、 畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙1. 2000KN 四柱式萬(wàn)能液壓機(jī)主機(jī)總圖；2. 液壓動(dòng)力系統(tǒng)原理圖；3. 液壓動(dòng)力系統(tǒng)（液壓站）裝配圖；4. 其它零部件圖。三、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1. 液壓機(jī)及液壓系統(tǒng)(與電氣控制系統(tǒng))工作原理及工藝參數(shù)的分析與確定； 2. 液壓動(dòng)力系統(tǒng)配置、元器件選型與布置設(shè)計(jì)；3. 部分液壓元器件結(jié)構(gòu)參數(shù)確定； 4. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中英文摘要四 、外文翻譯翻譯約三千文字的專業(yè)英語(yǔ)資料擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)1.了解液壓機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。2.掌握液壓機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程。a.液壓機(jī)及液壓系統(tǒng)與其電氣控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（工藝分析、原理圖設(shè)計(jì)、總體布局）。b.技術(shù)設(shè)計(jì)（各組成部分的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、零件強(qiáng)度與剛度校核、繪制設(shè)計(jì)圖樣和編寫(xiě)技術(shù)文件。 ）c.審核鑒定。3.了解常用的 CAD 設(shè)計(jì)軟件，并能熟練運(yùn)用一種 CAD 軟件進(jìn)行液壓機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)。4.具備較強(qiáng)的自學(xué)能力、掌握獨(dú)立獲取、消化和應(yīng)用新知識(shí)的能力和方法，具有一定的分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，具有初步的科研、開(kāi)發(fā)能力。起止日期 工作內(nèi)容查資料、寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)實(shí)習(xí)、翻譯英語(yǔ)資料總體方案設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、元器件結(jié)構(gòu)參數(shù)確定、其他參數(shù)確定及設(shè)計(jì)2000KN 液壓機(jī)裝配圖及液壓原理圖、系統(tǒng)配置圖、液壓站總圖與其他零部件圖繪制撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、論文進(jìn)度安排準(zhǔn)備答辯主要參考資料1.GB9166-88.四柱液壓機(jī)精度.北京:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局,1988～05～05 發(fā)布2.JB3915-85.液壓機(jī)安全技術(shù)條件.北京:中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部,1985～02～08 發(fā)布3.許福玲、陳堯明主編。液壓與氣壓傳動(dòng)（第二版） ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.74.何存興主編。液壓與氣壓傳動(dòng)，武漢：華中科技大學(xué)出版社 2000.85.李愛(ài)華等主編。工程制圖基礎(chǔ) 北京：高等教育出版社，2003.86.鐘毅芳等主編。機(jī)械設(shè)計(jì)，武漢：華中科技大學(xué)出版社 2001.27.朱理主編。機(jī)械原理，北京：高等教育出版社，2004.48.王伯平主編。互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2000.29.趙程、楊建民主編。機(jī)械工程材料，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2003.110.秦曾煌主編。電工學(xué)，北京：高等教育出版社，2003.211.李建興主編.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.712.李發(fā)海、王巖編著。電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)（第二版） 。北京：清華大學(xué)出版社.199413.陳遠(yuǎn)齡、黎亞元、傅國(guó)強(qiáng)主編。機(jī)床電氣的自動(dòng)控制 重慶大學(xué)出版社14.成大先主編。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本 機(jī)械傳動(dòng)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，200415.成大先主編。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本 常用設(shè)計(jì)資料。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，200416.成大先主編。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本 聯(lián)接與緊固。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，200417.PLC 在改造成型壓力機(jī)上的應(yīng)用。電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 2002 年第 05 期- 1 -教研室意見(jiàn)簽名：年 月 日院(系)主管領(lǐng)導(dǎo)意見(jiàn)簽名：年 月 日1學(xué)生實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)性質(zhì)：畢業(yè)實(shí)習(xí) 院（系）：機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 班級(jí)： 姓名： 學(xué)習(xí)理論知識(shí)的目的是為了更好的用于指導(dǎo)實(shí)踐，創(chuàng)造更大的生產(chǎn)力。如何讓理論和實(shí)際得到有機(jī)的結(jié)合是我們學(xué)習(xí)時(shí)值得思考的問(wèn)題。作為學(xué)生的我們，讓理論和實(shí)際有機(jī)聯(lián)系在一起的方式就是去企業(yè)進(jìn)行實(shí)地的實(shí)習(xí)。只有這樣，才能在實(shí)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)書(shū)本上沒(méi)有的問(wèn)題，從而鞏固自己理論知識(shí)的同時(shí)提高自己的實(shí)踐動(dòng)手能力。這次實(shí)習(xí)的時(shí)間不是很長(zhǎng)，可是此次實(shí)習(xí)對(duì)我們這些還沒(méi)有實(shí)際工作經(jīng)歷的學(xué)生來(lái)說(shuō)是具有重要的意義。它將為我們進(jìn)入企業(yè)，適應(yīng)企業(yè)的環(huán)境提供了經(jīng)驗(yàn)支持。經(jīng)過(guò)幾天的實(shí)習(xí)，不論是從專業(yè)知識(shí)的鞏固上還是從實(shí)踐能力的提升上都有帶來(lái)了很大的幫助。現(xiàn)在實(shí)習(xí)業(yè)已結(jié)束，值得總結(jié)和思考的問(wèn)題并沒(méi)有隨著實(shí)習(xí)的結(jié)束而結(jié)束，我們需要總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)還很多，值得學(xué)習(xí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也不少。為了更好的讓這次實(shí)習(xí)達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)和效果，也為今后的工作借鑒提供點(diǎn)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，特別將實(shí)習(xí)的所見(jiàn)、收獲、感受用報(bào)告綜述如下。2007 年 3 月 20 日我來(lái)到衡陽(yáng)起重運(yùn)輸機(jī)械廠進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)。在公司人員的介紹下，我了解了公司的發(fā)展現(xiàn)狀及主要的產(chǎn)品。公司性質(zhì)屬于國(guó)有企業(yè)，在冊(cè)員工大約 1500 人，其中工程設(shè)計(jì)人員 70 人左右，銷售有十個(gè)部門(mén)，大約400 人左右，從事生產(chǎn)管理的近 100 人左右。目前公司的實(shí)力排名在全國(guó)同行中可以排到前五。為了讓公司的發(fā)展不斷壯大，經(jīng)營(yíng)的業(yè)績(jī)有新的突破，公司進(jìn)行了體制改革，建立了合理的獎(jiǎng)罰制度，調(diào)動(dòng)了員工的積極性。公司主要由四大塊組成，即：設(shè)計(jì)處、生產(chǎn)部、銷售部、行政管理處，這次實(shí)習(xí)主要去設(shè)計(jì)處和生產(chǎn)部。公司目前主要的產(chǎn)品是“強(qiáng)龍”牌帶式輸送機(jī)，帶式輸送機(jī)主要用于散裝物料的運(yùn)輸，如；礦山冶金、電廠、煤礦、化工廠、港口等。聽(tīng)公司領(lǐng)導(dǎo)介紹，在帶式輸送機(jī)做的比較好的企業(yè)有遼寧的沈礦和河北的唐冶。質(zhì)量就是企業(yè)的生命，為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，在關(guān)鍵部件的生產(chǎn)上運(yùn)用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，例如：滾筒制造時(shí)采用自動(dòng)卷板機(jī)來(lái)完成，托輥密封焊接采用自動(dòng)焊接設(shè)備等等。除此之外，公司還建立了一整套帶式輸送機(jī)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，這樣設(shè)計(jì)和生產(chǎn)可以得到更好的互補(bǔ)。由于帶式輸送機(jī)不是封閉式的傳輸，這樣會(huì)因傳輸時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)使物料撒落，從而對(duì)環(huán)境造成污染。為了解決這個(gè)問(wèn)題，管狀輸送機(jī)得到了初步的研究和發(fā)展，目前從事管狀輸送機(jī)生產(chǎn)的廠家還2不多，處于起步階段，因?yàn)樗氖芰η樾伪葞捷斔蜋C(jī)更復(fù)雜，生產(chǎn)成本更高。為了順利完成實(shí)習(xí)任務(wù)，了解各個(gè)實(shí)習(xí)部門(mén)的組成和職責(zé)是必要的。首先是設(shè)計(jì)處，該處下設(shè)兩個(gè)機(jī)構(gòu)，即：產(chǎn)品設(shè)計(jì)處和工藝設(shè)計(jì)處。產(chǎn)品設(shè)計(jì)處主要根據(jù)客戶的要求進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品選型、非標(biāo)件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、校對(duì)審核、設(shè)計(jì)資料歸檔等工作；工藝設(shè)計(jì)處主要根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)處的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行機(jī)加工工藝方案的設(shè)計(jì)和材料的定額計(jì)算等工作。接下來(lái)是生產(chǎn)部，該部門(mén)和設(shè)計(jì)處有著直接的聯(lián)系，因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)意圖的表達(dá)最終還要依靠生產(chǎn)部門(mén)才能得以實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)部門(mén)是相輔相成的，缺一不可。生產(chǎn)部下設(shè)七個(gè)生產(chǎn)車間，即：金結(jié)構(gòu)車間、焊接車間、機(jī)加工車間、滾筒生產(chǎn)車間、托輥生產(chǎn)車間、裝配車間、質(zhì)檢與包裝車間。我去的第一個(gè)實(shí)習(xí)部門(mén)是設(shè)計(jì)處，看到所有的設(shè)計(jì)都是在計(jì)算機(jī)上借助輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。聽(tīng)設(shè)計(jì)人員的說(shuō)，以前的設(shè)計(jì)都是徒手設(shè)計(jì)，勞動(dòng)強(qiáng)度很高而且效率很低，設(shè)計(jì)的圖紙很容易出錯(cuò)并且還不容易修改，自從運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)后，不僅效率提高了，設(shè)計(jì)質(zhì)量上去了，還在下料時(shí)節(jié)省了大量的原材料，減少了浪費(fèi)。我看了他們實(shí)際設(shè)計(jì)的操作過(guò)程，包括參數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)品選型、非標(biāo)零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、圖紙打印、曬藍(lán)圖、資料歸檔等。我問(wèn)他們?cè)O(shè)計(jì)圖紙是不是設(shè)計(jì)中最重要的？他們說(shuō)設(shè)計(jì)的精髓在于通過(guò)參數(shù)的計(jì)算，對(duì)比設(shè)計(jì)方案，然后確定最佳的設(shè)計(jì)方案，其實(shí)圖紙只是設(shè)計(jì)思想的表達(dá)載體。設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣直接影響機(jī)加工工藝的可行性和加工的質(zhì)量。由于帶式輸送機(jī)在運(yùn)行中受力復(fù)雜，輸送機(jī)越長(zhǎng)受力越把握不準(zhǔn)，啟動(dòng)也是個(gè)難題，這樣對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)人員而言將是個(gè)考驗(yàn)。2000 年的時(shí)候公司就遇到了這樣的問(wèn)題，當(dāng)時(shí)黃驊港帶式輸送機(jī)項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)的單機(jī)帶長(zhǎng)為十多公里，當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)是最長(zhǎng)的，難度可想而知。通過(guò)他們認(rèn)真謹(jǐn)慎的設(shè)計(jì)計(jì)算，采用軟啟動(dòng)方式啟動(dòng)，最后產(chǎn)品成功交付使用。我想一個(gè)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)歸結(jié)到最后是設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的競(jìng)爭(zhēng)。由此可以看出，想要成為一個(gè)出色的設(shè)計(jì)人員不僅要有深厚的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)作基礎(chǔ)，還要會(huì)運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，這樣你的設(shè)計(jì)思想才可以完整的表達(dá)。如果你某方面“斷層” ，設(shè)計(jì)肯定達(dá)不到理想的效果。生產(chǎn)部門(mén)是提升實(shí)踐動(dòng)手能力的最好地方，理論與實(shí)際可以聯(lián)系于一體，從中可以發(fā)現(xiàn)不少書(shū)本上沒(méi)有碰到的問(wèn)題。首先去的車間是金結(jié)構(gòu)車間，該車間主要根據(jù)設(shè)計(jì)的圖紙完成下料工作，為下一個(gè)工序做準(zhǔn)備。在車間看到了剪板機(jī)、氧炔焰切割機(jī)、沖壓機(jī)、沖裁機(jī)等設(shè)備；焊接車間主要用于板件的焊接，該車間主要用于焊接帶式輸送機(jī)的驅(qū)裝架、機(jī)架、中間架、拉緊裝置等部件，焊接的方式一般以角焊為主；3機(jī)加工車間主要進(jìn)行軸的加工、鉆孔、銑、刨削平面、插鍵槽、磨削平面等。在該車間看到了普通車床、立式車床、龍門(mén)銑床、外圓磨床、搖臂鉆床、刨床、插床等機(jī)加工設(shè)備。在這個(gè)車間我更清楚的了解了軸的加工過(guò)程，即：熱處理毛坯→車削端面→鉆中心孔→粗車外圓柱表面→精車→磨削；滾筒車間主要生產(chǎn)傳動(dòng)滾筒和改向滾筒，滾筒直徑一般有400、500、600、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000(mm)等常用系列。滾筒是個(gè)很重要的部件，特別是傳動(dòng)滾筒，在傳動(dòng)過(guò)程中利用摩擦力來(lái)傳遞扭矩，改向滾筒承受的力較傳動(dòng)滾筒的小。滾筒的制造質(zhì)量是個(gè)關(guān)鍵，如果質(zhì)量得不到保證，很容易引發(fā)安全事故。為此滾筒的筒皮材料選用采用優(yōu)質(zhì)鋼板，利用自動(dòng)卷板機(jī)卷制加工，焊接采用埋弧焊技術(shù)。根據(jù)傳遞載荷的不同，可以改變滾筒膠面的形式來(lái)增大摩擦力，一般改向滾筒采用光面，傳動(dòng)滾筒則采用“人字形”或“菱形”兩種，一般多采用“人字形”膠面，后者可用于可逆?zhèn)鬟f。滾筒制造好后，必須進(jìn)行靜平衡實(shí)驗(yàn)，這樣防止?jié)L筒在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中因不平衡而產(chǎn)生“竄動(dòng)”現(xiàn)象；托輥生產(chǎn)車間生產(chǎn)的托輥種類很多，有緩沖托輥、承載托輥、過(guò)渡托輥、回程托輥、調(diào)心托輥、槽形托輥、梳形托輥、螺旋托輥等。由于托輥的主運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)，因此對(duì)其密封性要求很高，防止灰塵和水的進(jìn)入而影響傳動(dòng)。所以選用鋼管為原材料，兩端的密封性問(wèn)題的解決，通過(guò)自動(dòng)焊接機(jī)焊接。為減少摩擦，托輥的軸承內(nèi)應(yīng)注入潤(rùn)滑脂。托輥生產(chǎn)完成后也要進(jìn)行定時(shí)的旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)是否達(dá)到使用要求；裝配車間主要完成部件的組裝工作。例如：滾筒的裝配、驅(qū)動(dòng)裝置的裝配等等。如果裝配精度不高，將直接影響使用性能，可能會(huì)讓部件過(guò)早磨損或運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生振動(dòng)。通過(guò)對(duì)裝配車間的實(shí)習(xí)發(fā)現(xiàn)，他們的裝配工具和方法都不是很先進(jìn)，基本上是人工完成，沒(méi)有自動(dòng)化裝配線。產(chǎn)品裝配好后運(yùn)往質(zhì)檢與包裝車間，完成產(chǎn)品出廠前的質(zhì)量檢測(cè)、貼標(biāo)、涂刷防銹漆、包裝等工作。經(jīng)過(guò)很短幾天的實(shí)習(xí)，讓我覺(jué)得理論和實(shí)際有時(shí)候是統(tǒng)一的，但有時(shí)候經(jīng)驗(yàn)卻比理論來(lái)得直接。通過(guò)這次實(shí)習(xí)，長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，學(xué)到了書(shū)本上沒(méi)有的基本生產(chǎn)常識(shí)，了解了一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到最后出廠的整個(gè)生產(chǎn)流程。經(jīng)過(guò)實(shí)習(xí)覺(jué)得設(shè)計(jì)部門(mén)是事關(guān)企業(yè)成敗的關(guān)鍵部門(mén)，只有設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能夠被市場(chǎng)接受，那才叫設(shè)計(jì)成功，才有競(jìng)爭(zhēng)力，才會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。作為一名工程設(shè)計(jì)人員要有認(rèn)真謹(jǐn)慎的工作態(tài)度，要勤于學(xué)習(xí)，敢于挑戰(zhàn)自己，遇到困難不能知難而退，應(yīng)該迎難而上。綜合素質(zhì)對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)是很重要的，譬如說(shuō)：如果你只懂設(shè)計(jì)卻不知道機(jī)加工工藝編制或者圖紙表達(dá)有問(wèn)題等，這些不足都不應(yīng)該在設(shè)計(jì)人員身上看到。要知道這些都是機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。不知道機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品無(wú)4法成型；不知道工藝方案的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品做不出來(lái)；不知道繪圖，就無(wú)法和別人交流你的設(shè)計(jì)思想。除此之外，生產(chǎn)部門(mén)便是設(shè)計(jì)的有利保障，產(chǎn)品加工質(zhì)量的好壞對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能將有很大提高。作為一個(gè)企業(yè)，應(yīng)該多多加強(qiáng)設(shè)計(jì)部和生產(chǎn)部的聯(lián)系和交流，這樣有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量。因?yàn)閷?shí)習(xí)的時(shí)間有限，這次沒(méi)有實(shí)際動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。作為工程技術(shù)人員，要勤于動(dòng)手、動(dòng)腦，不要有眼高手低的意識(shí)，要從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并尋求解決的方法，提升能力。實(shí)習(xí)雖然結(jié)束了，但是留給我們學(xué)習(xí)的任務(wù)還很多，總結(jié)實(shí)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，看清實(shí)習(xí)的收獲，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的不足，這樣有利于今后步入企業(yè)后快速成長(zhǎng)。再此感謝公司的實(shí)習(xí)指導(dǎo)人員和實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師！實(shí)習(xí)生： 5時(shí) 間： 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告（2007 屆）學(xué) 院、系： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 彭 勇 班 級(jí)： 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 題目：中型四柱式萬(wàn)能液壓機(jī)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 1 -1.課題任務(wù)情況，查閱文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě) 1500～2000 字左右的文獻(xiàn)綜述。（1）液壓傳動(dòng)技術(shù)的研究發(fā)展動(dòng)向及應(yīng)用情況① 液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與研究動(dòng)向隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前液壓技術(shù)正向著高壓、高速、大功率、高效、低噪音、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的成熟，一些新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都運(yùn)用了計(jì)算機(jī) CAD、CAT、CDC、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制、計(jì)算機(jī)仿真與優(yōu)化等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，很大程度上提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量。雖然液壓傳動(dòng)技術(shù)方便簡(jiǎn)潔，但是液壓傳動(dòng)中存在著一些亟待解決的問(wèn)題，如：液壓系統(tǒng)工作時(shí)的穩(wěn)定性、工作介質(zhì)的泄漏、液壓沖擊對(duì)設(shè)備可靠性的影響等等，這些問(wèn)題都是液壓傳動(dòng)技術(shù)需要研究和解決的。任何技術(shù)的改革和創(chuàng)新，都必須以穩(wěn)定、可靠的工作為前提，這樣才具有它的實(shí)際意義。② 液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)擁有較為完善的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。雖然液壓傳動(dòng)還存在一些缺陷，但總體上優(yōu)點(diǎn)還是蓋過(guò)了缺點(diǎn)。正因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)具有很多機(jī)械傳動(dòng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)，液壓傳動(dòng)技術(shù)在機(jī)械工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如：礦山機(jī)械、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、建筑機(jī)械、起重機(jī)械等。液壓技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)到半自動(dòng)化、自動(dòng)化的逐步發(fā)展，從而也推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的向前發(fā)展。在整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)工程中，液壓傳動(dòng)技術(shù)扮演了舉足輕重的角色。 （2）液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)① 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)液壓傳動(dòng)技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)操作方便簡(jiǎn)單，調(diào)速范圍廣，很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，具有自動(dòng)過(guò)載保護(hù)功能。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，采用電液聯(lián)合控制后，可以實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制以及遠(yuǎn)程遙控。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可以靈活布置各個(gè)元件，由于工作介質(zhì)為礦物油，良好的潤(rùn)滑條件延長(zhǎng)了元件的使用壽命。② 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)由于液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)是流體礦物油，因而沿程、局部阻力損失和泄漏較大，泄漏的礦物油將直接對(duì)環(huán)境造成污染，有時(shí)候還容易引發(fā)各種安全事故。液壓油受溫度的影響很大，因而不能在很高或很低的溫度條件下工作。因?yàn)橐簤河痛嬖谝欢ǖ膲嚎s性，所以液壓傳動(dòng)的傳動(dòng)比不恒定，不能保證很高的傳動(dòng)精度。密封狀況的好壞對(duì)液壓傳動(dòng)影響很大，因而液壓元件必須具有較高的制造精度。液壓傳動(dòng)的故障排除不如機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)那樣容易，因此對(duì)維護(hù)人員有較高的技術(shù)水平要求。- 3 -（3）四柱液壓機(jī)的基本情況概述目前四柱液壓機(jī)在我國(guó)主要用于實(shí)現(xiàn)塑性材料的壓力加工工藝如：冷擠、校直、彎曲、沖裁、拉伸等。此外液壓機(jī)還用于粉末冶金、翻邊、壓裝等成型工藝。液壓機(jī)按工作介質(zhì)的不同可分為油壓機(jī)和水壓機(jī)，前者的壓力傳導(dǎo)是通過(guò)油液來(lái)實(shí)現(xiàn)，而后者則靠乳化液實(shí)現(xiàn)，因工況要求的不同來(lái)選擇不同類型的液壓機(jī)。四柱液壓機(jī)由電氣控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、主機(jī)三部分組成，通過(guò)液壓油管和電氣裝置的構(gòu)成統(tǒng)一整體。其中電氣控制系統(tǒng)由電控箱、操作箱、電氣管道等構(gòu)成；液壓控制系統(tǒng)由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、液壓管道、限位裝置、液壓元件等構(gòu)成；主機(jī)則由機(jī)身、主缸、頂出缸等構(gòu)成。一般情況下液壓機(jī)完成一次工作循環(huán)包括如下主要?jiǎng)幼鳎褐鞲谆钊瑝K快速下行→主缸活塞滑塊慢速下行并逐漸加壓→主缸保壓→主缸卸壓→主缸活塞滑塊快速回程→頂出缸活塞頂出→頂出缸活塞回程。在拉伸薄板時(shí)，胚料還需要頂出缸壓緊，這樣的工況就要求頂出缸保持一定的壓緊力并隨著主缸一起下行。如果沒(méi)有達(dá)到所需的加工精度，可以通過(guò)調(diào)節(jié)鎖緊螺母和調(diào)節(jié)螺母來(lái)調(diào)整液壓機(jī)的加工精度。（4）四柱液壓機(jī)的工作原理及過(guò)程① 主缸◆ 快速下行——按下啟動(dòng)按鈕，相應(yīng)的電磁閥得電吸合，主缸活塞滑塊在自重作用下快速下行。此時(shí)僅靠液壓泵供油是不能滿足快速下行的要求的，必須靠位于主缸頂部的輔助油箱供油來(lái)補(bǔ)充上腔形成的局部真空?！?慢速加壓——當(dāng)主缸活塞滑塊下行到一定位置并壓下行程開(kāi)關(guān)時(shí)，相應(yīng)的電磁閥得電，輔助油箱供油結(jié)束，轉(zhuǎn)為液壓油泵為主的供油形式，完成快速下行向工進(jìn)的轉(zhuǎn)換。主缸活塞滑塊不斷下行最終會(huì)抵住工件，阻力急劇增大，主缸上腔的壓力提高。◆ 主缸保壓——當(dāng)主缸上腔的油壓達(dá)到設(shè)定壓力值后，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，相應(yīng)的電磁閥得電，閥芯回到中位密封上下油腔，靠單向閥完成保壓功能。◆ 主缸卸壓——保壓一段時(shí)間后，保壓過(guò)程結(jié)束，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使相應(yīng)的電磁閥得電，主缸活塞處于回程狀態(tài)。由于上腔的壓力很高，為了防止液壓沖擊，應(yīng)將上腔先卸壓再讓主缸活塞回程。采用帶卸荷小閥芯的液控單向閥將高壓油泄回油箱，使主缸上腔的高壓油的壓力降到較低值，實(shí)現(xiàn)主缸活塞的安全快速回程。② 頂出缸◆ 活塞頂出——主缸活塞滑塊回程完畢后，按下頂出按鈕，相應(yīng)的電磁閥得電，這時(shí)頂出缸下腔進(jìn)油，活塞上升將工件頂出。- 4 -◆ 活塞回程——工件頂出后，按下回程按鈕，使控制回程的電磁閥得電，上腔進(jìn)油，活塞下降，回程完成?！?浮動(dòng)壓邊——在進(jìn)行薄板拉伸時(shí)，要求頂出缸有一定的壓力將胚料壓住并隨主缸活塞滑塊一起下行。浮動(dòng)壓邊可滿足薄板拉伸時(shí)的壓緊要求。（5）四柱液壓機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍① 四柱式液壓機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)★ 該液壓系統(tǒng)采用的液壓泵具有高壓、大流量、恒功率、變量等特點(diǎn)，滿足工藝要求并節(jié)省能耗； ★ 該液壓系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確控制并完成零件的壓力加工，加工質(zhì)量可以通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備來(lái)保證；★ 主缸活塞滑塊的快速下行靠自重作用來(lái)完成，通過(guò)輔助油箱補(bǔ)充油液來(lái)填充局部真空。這樣的快速運(yùn)動(dòng)回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)用的液壓元件少； ★ 液壓機(jī)運(yùn)用單向閥完成主缸的保壓功能，采用帶有卸荷小閥芯的液控單向閥構(gòu)成泄壓回路，完成主缸的卸壓； ★ 液壓機(jī)的主缸與頂出缸運(yùn)動(dòng)互鎖。即主缸運(yùn)動(dòng)時(shí)頂出缸是不能夠運(yùn)動(dòng)的，反過(guò)來(lái)也一樣。這樣可以提高液壓機(jī)工作中的安全性和穩(wěn)定性；★ 液壓機(jī)的液壓和電氣控制采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動(dòng)、半自動(dòng)等操作工藝，簡(jiǎn)單明了。② 四柱式液壓機(jī)系統(tǒng)存在的不足▲ 液壓機(jī)屬于高壓工作設(shè)備,進(jìn)行零件的壓力加工時(shí),隨著壓力的不斷升高泄漏也會(huì)不斷增大,這樣不利于保證零件的加工精度，同時(shí)對(duì)環(huán)境也造成污染；▲ 液壓機(jī)壓力加工完成后，卸壓時(shí)存在很大的液壓沖擊，對(duì)設(shè)備損害很大；▲ 按下液壓機(jī)啟動(dòng)按鈕后，執(zhí)行部件并不能夠立刻動(dòng)作，還需有一段“反映時(shí)間”，動(dòng)作靈敏性不及電氣控制；▲ 液壓機(jī)出現(xiàn)故障不容易及時(shí)找到并排除，給維護(hù)帶來(lái)很大的技術(shù)難題和不便；▲ 液壓機(jī)工作時(shí)會(huì)形成液壓沖擊、氣蝕等現(xiàn)象，形成了噪音，不利于營(yíng)造好的工作環(huán)境。③ 四柱液壓機(jī)的應(yīng)用液壓機(jī)主要用于可塑性材料的壓制，如：沖壓、拉伸、彎曲、翻邊、熱擠壓、校正、壓裝成型、粉末制品壓制成型、磨料制品壓制成型以及塑料制品的壓制成型等壓力加工工藝。- 5 -參考文獻(xiàn)[1] GB9166-88.四柱液壓機(jī)精度 .北京:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局[2] JB3915-85.液壓機(jī)安全技術(shù)條件.北京:中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部[3] 許福玲、陳堯明主編.液壓與氣壓傳動(dòng)（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社[4] 章宏甲、黃誼、王積偉主編. 液壓與氣壓傳動(dòng).機(jī)械工業(yè)出版社2.選題依據(jù)、主要研究?jī)?nèi)容、研究思路及方案。（1）選題依據(jù)① 主要技術(shù)要求參數(shù)：公稱力（最大壓力）2000KN，回程力 400 KN，頂出力350KN，液體最大工作壓力 25 Mpa，拉伸滑塊行程 700mm, 頂出活塞最大行程250mm, 滑塊距工作臺(tái)最大距離 1100mm。② 主要用途：用于可塑性材料的壓制工藝，如粉末制品成型、塑料制品成型、冷熱擠壓金屬成型、薄板拉伸、沖壓、彎曲、翻邊、校正等工藝。（2）主要研究的內(nèi)容和所要實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)① 選擇合理的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案（工藝方案設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)、液壓站總體布局設(shè)計(jì)、總體布局設(shè)計(jì)）滿足液壓系統(tǒng)的使用性能和安全要求；② 技術(shù)設(shè)計(jì)（各組成部分及液壓系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、零件強(qiáng)度與剛度校核、繪制設(shè)計(jì)圖樣和編寫(xiě)技術(shù)文件）；③ 選擇合理的材料、液壓元件和制造加工工藝；④ 整個(gè)液壓機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要滿足拆裝方便，便于運(yùn)輸?shù)囊?；?通過(guò)液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)對(duì)主機(jī)進(jìn)行動(dòng)作循環(huán)控制，使液壓機(jī)能夠準(zhǔn)確如下動(dòng)作：主缸活塞滑塊快速下行、主缸活塞滑塊慢速加壓、主缸保壓、主缸卸壓、主缸活塞滑塊回程、頂出缸活塞頂出、頂出缸活塞退回；⑥ 設(shè)備設(shè)計(jì)達(dá)到布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、污染小、噪音低、自動(dòng)化程度高等要求；⑦ 能夠完成沖壓、冷擠、校直、彎曲、粉末冶金壓制成型、薄板拉伸、壓裝成型等加工工藝要求。（3）設(shè)計(jì)的基本思路、方案分析、理解設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求→查閱相關(guān)資料→初步擬訂設(shè)計(jì)方案→設(shè)計(jì)方案對(duì)比并確定最佳方案→參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算→零件設(shè)計(jì)→裝配圖草圖→零件草圖→繪制零件圖→繪制裝配圖→編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)結(jié)語(yǔ)：四柱液壓機(jī)解決了塑性材料的產(chǎn)品成型問(wèn)題。高的工作壓力是該設(shè)備工作時(shí)的- 8 -特點(diǎn)，泄漏的液壓油將污染環(huán)境，液壓沖擊現(xiàn)象將影響設(shè)備安全穩(wěn)定的工作。這些不足之處將是液壓機(jī)今后值得進(jìn)一步研究和改進(jìn)的問(wèn)題。3.工作進(jìn)度及具體安排。2006 年 12.8～2007 年 1.12 完成開(kāi)題報(bào)告，上交指導(dǎo)老師。2007 年 1.13～2.20 查閱資料，翻譯英語(yǔ)資料。2007 年 2.21～4.2 衡陽(yáng)起重運(yùn)輸機(jī)械有限公司實(shí)習(xí)；四柱液壓機(jī)總體方案設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)、液壓元件參數(shù)確定及選取，其他參數(shù)確定及設(shè)計(jì)。2007 年 4.3～5.8 四柱液壓機(jī)裝配圖、液壓系統(tǒng)原理圖、電氣系統(tǒng)控制圖以及其他零部件圖繪制。2007 年 5.9～5.31 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、論文并打印，完成初步裝訂工作。2007 年 6.1～6.10 修改完善，準(zhǔn)備答辯。4.指導(dǎo)教師意見(jiàn)指導(dǎo)教師： 年 月 日本科畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述液壓機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)院 （ 系 、 部 ） 名 稱 ： 專 業(yè) 名 稱 ：學(xué) 生 姓 名 ：學(xué) 生 學(xué) 號(hào) ：指 導(dǎo) 教 師 ：液壓機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)摘要：液壓機(jī)是一種利用液體壓力來(lái)傳遞能量,以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)床。液壓機(jī)主要應(yīng)用在金屬薄板件的沖壓拉深成形和金屬零件的壓力成形上。國(guó)內(nèi)液壓機(jī)單機(jī)的技術(shù)水平達(dá)到了國(guó)際中等或較先進(jìn)水平，但在一些技術(shù)含量較高的液壓機(jī)中，某些關(guān)鍵技術(shù)，如液壓和電控部分，還要通過(guò)與國(guó)內(nèi)外的企業(yè)或研究單位合作，高檔的液壓元件和電控元件還主要依靠進(jìn)口。液壓機(jī)主要向著高速化、高效化、低能耗、自動(dòng)化、智能化發(fā)展。關(guān)鍵字：液壓機(jī)、技術(shù)水平、應(yīng)用、發(fā)展趨勢(shì)Abstract:：The hydraulic press is a kind of machine who use fluid pressure to transfer energy，and so as to achieve all kinds of pressure processing technology. Hydraulic machine is mainly used in sheet metal stamping deep drawing parts and metal parts shape on the pressure. Stand-alone domestic hydraulic machine has reached the technological level of moderate or more advanced international level, but a number of higher levels of technology in hydraulic machines, some key technologies, such as hydraulic and electric control parts, but also with domestic and foreign enterprises or research in cooperation, High-grade hydraulic components and electronic control devices also rely mainly on imports. It mainly develop toward the high-speed hydraulic press, high efficiency, low energy consumption, automation and intelligent.Keywords: hydraulic press, technology, application, development trends1 前言隨著近50年的科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，液壓技術(shù)已經(jīng)成為了一門(mén)影響現(xiàn)代機(jī)械裝備技術(shù)的重要基礎(chǔ)學(xué)科和基礎(chǔ)技術(shù)，液壓機(jī)是一種利用液體壓力來(lái)傳遞能量,以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)床。隨著新工藝及新技術(shù)的應(yīng)用，液壓機(jī)在金屬加工及非金屬成形方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在機(jī)床行業(yè)中的占有份額正在大幅度攀升 [1]。2 液壓機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域液壓機(jī)適用于幾乎所有需要壓力加工的工藝。目前液壓機(jī)主要應(yīng)用在下列領(lǐng)域：① 金屬薄板件的沖壓拉深成形工藝，主要用在汽車、家電行業(yè)中金屬覆蓋件的成形加工；② 金屬零件的壓力成形、主要包括模壓成形、金屬型材的擠壓成形、冷熱模鍛、自由鍛造等加工工藝；③ 粉末制品行業(yè)，如磁性材料、粉末冶金等；④ 非金屬材料的壓制成形，如SMC 成型、汽車內(nèi)飾件的熱壓成型、橡膠制品等；⑤木制品的熱壓成型，比如植物纖維板材、型材的熱壓加工；⑥ 其他應(yīng)用：如壓裝、校正、塑封、壓印等工藝 [2]。3 液壓機(jī)的主要結(jié)構(gòu)形式按照結(jié)構(gòu)形式分類，液壓機(jī)主要包括單柱液壓機(jī)、四柱液壓機(jī)、框架液壓機(jī)及其他結(jié)構(gòu)的液壓機(jī)。單柱液壓機(jī)可分為整體機(jī)身和組合機(jī)身兩種結(jié)構(gòu)，單柱液壓機(jī)在工作中，由于機(jī)身的變形，滑塊與工作臺(tái)會(huì)產(chǎn)生一定的夾角，故多用在對(duì)精度要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合，如：壓裝、板材壓型、校直等工藝 [3]。四柱液壓機(jī)通過(guò)四根立柱把上下橫梁連接起來(lái)，且其帶滑塊的活動(dòng)橫梁依靠四根立柱導(dǎo)向，機(jī)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低等特點(diǎn)，故應(yīng)用最為廣泛?？蚣苁揭簤簷C(jī)用焊接框架立柱代替四柱液壓機(jī)中的圓柱立柱，滑塊的導(dǎo)向依靠固定在立柱上的導(dǎo)軌導(dǎo)向，具有導(dǎo)向精度高，抗偏載能力大等優(yōu)點(diǎn)，但制造成本比四柱液壓機(jī)高，多用在對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合，如金屬薄板的沖壓，金屬精密成型等工藝。以上三種液壓機(jī)占到液壓機(jī)總數(shù)的95%以上。根據(jù)不同的需要，另外還有各種其他特殊結(jié)構(gòu)形式的液壓機(jī)，如：多柱式、多向式、臥式、龍門(mén)式等結(jié)構(gòu)的液壓機(jī) [4]。4 國(guó)內(nèi)液壓機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀4.1 在生產(chǎn)能力及市場(chǎng)方面，國(guó)內(nèi)液壓機(jī)的產(chǎn)量每年都有很大的增長(zhǎng)率，其中2004 年，國(guó)內(nèi)液壓機(jī)的銷售額大約在10 億元人民幣，2005 年達(dá)到13 億，到2006 年一季度，各液壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的的全年定單已基本飽和。2006 年，在銷售收入上，國(guó)內(nèi)突破億元的企業(yè)已超過(guò)3 家，如合肥鍛壓機(jī)床有限公司、天津市天鍛壓力機(jī)有限公司、徐州壓力機(jī)械股份有限公司，其中合肥鍛壓機(jī)床有限公司、天津市天鍛壓力機(jī)有限公司在2005 年銷售收入已突破2 億元。國(guó)內(nèi)液壓機(jī)從產(chǎn)值和銷售收入上和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家比較，還不具有優(yōu)勢(shì)，但從生產(chǎn)的臺(tái)數(shù)和總噸位上比較，在國(guó)際上，我國(guó)的液壓機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)量處于領(lǐng)先地位。國(guó)產(chǎn)液壓機(jī)在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)占有率超過(guò)90%，出口產(chǎn)品的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比例很少，不到5%，只有少數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品具備出口條件，大多出口到第三世界國(guó)家。國(guó)內(nèi)進(jìn)口的液壓機(jī)多為一些專用液壓機(jī)，大部分為日本產(chǎn)品，歐美的產(chǎn)品較少 [5]。4.2 在產(chǎn)品的技術(shù)水平上，國(guó)內(nèi)液壓機(jī)單機(jī)的技術(shù)水平達(dá)到了國(guó)際中等或較先進(jìn)水平。一些液壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)技術(shù)引進(jìn)或與國(guó)內(nèi)外同行業(yè)的合作，技術(shù)發(fā)展很快。但在一些技術(shù)含量較高的液壓機(jī)中，某些關(guān)鍵技術(shù)，如液壓和電控部分，還要通過(guò)與國(guó)內(nèi)外的企業(yè)或研究單位合作，高檔的液壓元件和電控元件還主要依靠進(jìn)口。目前，國(guó)內(nèi)液壓機(jī)產(chǎn)品還是以單機(jī)或單機(jī)組成的無(wú)關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)線為主，主要還是靠人工上下料，帶自動(dòng)上下料的液壓機(jī)臺(tái)數(shù)還不足3%，由多臺(tái)機(jī)器組成的自動(dòng)線基本上還處于起步階段。從產(chǎn)品分布上看，低檔的液壓機(jī)主要集中在小噸位上，其臺(tái)數(shù)占有量超過(guò)總數(shù)的70%但產(chǎn)值不超過(guò)30%，一般為小噸位的四柱或單柱液壓機(jī)。具有一定技術(shù)含量的中檔框架液壓機(jī)的產(chǎn)值超過(guò)50%用于特殊場(chǎng)合的在控制上比較先進(jìn)的高檔產(chǎn)品產(chǎn)值占有率約在15%左右，這類液壓機(jī)一般采用先進(jìn)的電液比例技術(shù)，來(lái)提高和達(dá)到一定的特殊功能 [6]。4.3 在質(zhì)量水平上，隨著用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，國(guó)內(nèi)各液壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)越來(lái)越重視產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題。由于國(guó)內(nèi)液壓機(jī)的技術(shù)最早是從前蘇聯(lián)引進(jìn)和吸收的，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的液壓機(jī)在剛度和強(qiáng)度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于日本及韓國(guó)的產(chǎn)品，與歐美的產(chǎn)品相當(dāng)。和國(guó)外產(chǎn)品比較，我國(guó)的產(chǎn)品在質(zhì)量方面還存在以下不足：①在可靠性方面，故障率還比較大，主要集中在液壓系統(tǒng)方面，多是因?yàn)橐簤汉碗娖髟目煽啃缘鸵鸬?；②漏油?wèn)題在國(guó)產(chǎn)液壓機(jī)中較為普遍；③關(guān)鍵件的加工質(zhì)量還需提高；④在外觀和美學(xué)方面和國(guó)外公司的產(chǎn)品比較還有一定的差距。總體上講，國(guó)產(chǎn)液壓機(jī)在質(zhì)量上和國(guó)外一些較知名公司的產(chǎn)品還有一定的差距，但隨著國(guó)內(nèi)制造商對(duì)質(zhì)量的不斷重視和管理水平的提高，國(guó)產(chǎn)液壓機(jī)質(zhì)量會(huì)接近和趕上國(guó)際水平 [7]。5 液壓機(jī)的發(fā)展方向和趨勢(shì)5.1 配有自動(dòng)上下料裝置的液壓機(jī)或自動(dòng)生產(chǎn)線將會(huì)成為未來(lái)液壓機(jī)發(fā)展的方向。現(xiàn)階段，由于勞動(dòng)力成本和技術(shù)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)的企業(yè)多采用人工上下料。但在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，在上世紀(jì)六七十年代自動(dòng)生產(chǎn)線已基本普及。為提升企業(yè)的形象和提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)企業(yè)也開(kāi)始使用和采購(gòu)自動(dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)上下料的液壓機(jī)。一些企業(yè)也開(kāi)始在原人工上下料的液壓機(jī)生產(chǎn)線上配上機(jī)器人而改造成半自動(dòng)的生產(chǎn)線 [8]。5.2 多工位液壓機(jī)的需求將會(huì)大幅度增加。由于加工設(shè)備、技術(shù)等原因，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)多工位液壓機(jī)不是很多。多工位液壓機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：①多道工序在一臺(tái)液壓機(jī)中不同的工位完成，減少了液壓機(jī)的臺(tái)數(shù)，進(jìn)而減少了設(shè)備占用面積；②減少了設(shè)備的中間送料程序和操作人員：③提高了生產(chǎn)效率：④減少了投資成本?，F(xiàn)在一些大型的液壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在加工及技術(shù)上已經(jīng)具備了多工位液壓機(jī)的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)能力。未來(lái)十年內(nèi)，國(guó)內(nèi)多工位液壓機(jī)將在某些行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。在美國(guó)的沖壓線中有70%為多工位壓力機(jī)，日本的沖壓線中的多工位壓力機(jī)也占到總線數(shù)的32%，而在國(guó)內(nèi)的沖壓線中幾乎沒(méi)有多工位壓力機(jī)。5.3 快速、高速液壓機(jī)在批量生產(chǎn)中能成倍地提高效率。如果液壓機(jī)的效率能提高一倍，則一條生產(chǎn)線可代替兩條生產(chǎn)線，在用戶投資增加不大的情況下一條線即可代替兩條線。一般的普通液壓機(jī)的快降及回程速度只有100~200mm/s，而現(xiàn)在的快速液壓機(jī)則已經(jīng)高達(dá)450mm/s。國(guó)外的一些高速小型液壓機(jī)每分鐘的行程次數(shù)達(dá)到數(shù)百次以上。由于快速液壓機(jī)的誕生，2000 年后新建的汽車沖壓線采用液壓機(jī)的比例已達(dá)60%以上，而在上世紀(jì)90 年代前的汽車沖壓線幾乎全部采用機(jī)械壓力機(jī).液壓機(jī)的速度及效率的提高還有很大的潛力，各制造商應(yīng)加強(qiáng)在這方面的研究與開(kāi)發(fā)，在配合自動(dòng)上下料裝置的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高效率工作 [9]。5.4依托電液比例技術(shù)、傳感器、電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等提升液壓機(jī)的性能。自上世紀(jì)80 年代電液比例元件的快速發(fā)展，比例閥和比例泵在液壓機(jī)中的應(yīng)用使液壓機(jī)的各項(xiàng)功能可以通過(guò)電氣來(lái)控制，使液壓機(jī)的液壓控制系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)的變化，比例調(diào)壓、比例調(diào)速、同步、節(jié)能、高速、變壓力及速度、精確的壓力及位置控制等功能開(kāi)始應(yīng)用于一些高檔液壓機(jī)中。在電控方面，利用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能，結(jié)合微電子技術(shù)，把電液比例技術(shù)及電子液壓技術(shù)與計(jì)算機(jī)結(jié)合起來(lái)，提高液壓機(jī)的各項(xiàng)性能擴(kuò)充液壓機(jī)的功能，做到在不改變硬件情況下，僅僅通過(guò)改變程序或軟件，就可適應(yīng)不同的工藝要求，實(shí)現(xiàn)功能的柔性化。另外在設(shè)備管理中可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把液壓機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理、監(jiān)控等功能。5.5 在環(huán)保、節(jié)能方面，今后在液壓機(jī)的設(shè)計(jì)及制造中應(yīng)引起各制造企業(yè)的足夠重視。這方面要做好以下幾點(diǎn)：①減少液壓機(jī)的裝機(jī)功率，減少工作中的能量損失。液壓系統(tǒng)中盡量減少溢流、節(jié)流，合理設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)。比如一臺(tái)依靠溢流閥溢流保壓的液壓機(jī)消耗的能源可能是閉泵保壓的液壓機(jī)的2 倍，依靠蓄能器提高空載速度的系統(tǒng)比快速缸系統(tǒng)浪費(fèi)能源至少兩倍以上。②提高密封質(zhì)量，減少液壓油泄漏對(duì)環(huán)境的污染。③減少噪聲，對(duì)大的噪聲源進(jìn)行隔離和封閉 [10]。6 有待提高之處國(guó)內(nèi)液壓機(jī)行業(yè)發(fā)展中尚需加強(qiáng)的方面國(guó)內(nèi)液壓機(jī)技術(shù)及生產(chǎn)能力已逐漸趨于成熟，在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)占有率達(dá)到 90%并已經(jīng)開(kāi)始向一些發(fā)達(dá)國(guó)家出口。但液壓機(jī)行業(yè)在今后的發(fā)展中，仍需努力，特別要做好以下幾點(diǎn)：6.1 加強(qiáng)企業(yè)的技術(shù)研發(fā)能力，提升新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。機(jī)床行業(yè)的高端競(jìng)爭(zhēng)在很大程度上取決于產(chǎn)品的技術(shù)含量，中國(guó)的液壓機(jī)行業(yè)要想占領(lǐng)世界的中高端市場(chǎng)，首先必須在技術(shù)上達(dá)到國(guó)際較先進(jìn)的水平，國(guó)內(nèi)應(yīng)設(shè)立專門(mén)的液壓機(jī)研究機(jī)構(gòu)及人員，以提高液壓機(jī)的綜合技術(shù)水平 [11]。6.2 加強(qiáng)企業(yè)間的聯(lián)合，把主機(jī)生產(chǎn)企業(yè)、自動(dòng)送料企業(yè)、研究院所聯(lián)合起來(lái)，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，共同開(kāi)發(fā)和承擔(dān)成套的生產(chǎn)自動(dòng)線項(xiàng)目，解決相互關(guān)聯(lián)的技術(shù)。6.3 提高產(chǎn)品質(zhì)量，提供高可靠性的產(chǎn)品。在液壓系統(tǒng)的可靠性、安裝質(zhì)量、加工質(zhì)量、漏油問(wèn)題、液壓油的清潔問(wèn)題上進(jìn)行改進(jìn)、以適應(yīng)自動(dòng)線、流水線的生產(chǎn) [12]。7 結(jié)束語(yǔ)中國(guó)液壓機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，在技術(shù)及生產(chǎn)上已經(jīng)基本成熟，其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率是其他機(jī)床所不能比擬的。但和國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家的專業(yè)液壓機(jī)制造公司如米勒萬(wàn)家頓、舒勒相比，尚有較大的差距。雖然我們的產(chǎn)量很大，但我們的價(jià)格卻只有它們的1/4-1/10。要縮小這種差距，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，把液壓機(jī)打入國(guó)際高端市場(chǎng)，不能僅僅依靠?jī)r(jià)格的優(yōu)勢(shì)，必須把產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量放在第一位，這才是中國(guó)液壓機(jī)行業(yè)的根本目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：[1] 徐剛，魯潔，黃才元.金屬板材沖壓成形技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 1 鍛壓裝備及控制技術(shù)，2004（4） 。[2] 徐剛，魯潔，黃才元.金屬成形（鍛壓）機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)[J].鍛壓裝備及控制技術(shù) 2005(3).[3] 李貴閃，翟華.電液比例控制技術(shù)在液壓機(jī)中的應(yīng)用[J].鍛壓裝備及控制技術(shù) 2005(6).[4] 劉慶印.我國(guó)鍛壓設(shè)備產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力分析[J].鍛壓技術(shù)，2005 （5）.[5] 吳柏林.2005 年機(jī)床工具行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行形勢(shì)和 2006 年展望[J]新技術(shù)新工藝,2006（1）.[6] 路勇祥.團(tuán)結(jié)奮斗、開(kāi)拓創(chuàng)新，建設(shè)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)[z].制造業(yè)未來(lái)與中國(guó)， 2002（12）[7] GB3100-3102—93 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2000KN。主機(jī)主要由上梁、導(dǎo)柱、工作臺(tái)、移動(dòng)橫梁、主缸、頂出缸等組成。本文重點(diǎn)介紹了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)具體的參數(shù)計(jì)算及工況分析，制定總體的控制方案。經(jīng)方案對(duì)比之后，擬定液壓控制系統(tǒng)原理圖。液壓系統(tǒng)選用插裝閥集成控制系統(tǒng)，插裝閥集成控制系統(tǒng)具有密封性好，通流能力大，壓力損失小等特點(diǎn)。為解決主缸快進(jìn)時(shí)供油不足的問(wèn)題，主機(jī)頂部設(shè)置補(bǔ)油油箱進(jìn)行補(bǔ)油。主缸的速度換接與安全行程限制通過(guò)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制；為了保證工件的成型質(zhì)量，液壓系統(tǒng)中設(shè)置保壓回路，通過(guò)保壓使工件穩(wěn)定成型；為了防止產(chǎn)生液壓沖擊，系統(tǒng)中設(shè)有泄壓回路，確保設(shè)備安全穩(wěn)定的工作。此外，本文對(duì)液壓站進(jìn)行了總體布局設(shè)計(jì)，對(duì)重要液壓元件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、外形、工藝設(shè)計(jì)，對(duì)主機(jī)、電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)。通過(guò)液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升的驗(yàn)算，本文液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足液壓機(jī)順序循環(huán)的動(dòng)作要求，能夠?qū)崿F(xiàn)塑性材料的鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲等成型加工工藝。關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；液壓機(jī)；畢業(yè)設(shè)計(jì)IIABSTRACTThis paper design for the medium frame of hydraulic machines, the mainframe’s largest work load design for 2000KN. Mainframe mainly by the beam、guided 、worktable、mobile beams、master cylinder、cylinder head out of components etc. This paper focuses on the hydraulic system design. Through specific parameters and hydraulic mechanic situation analyzes, formulation of a master control program. By contrast, developed hydraulic control system diagram.Hydraulic systems use cartridge valve integrated control system, integrated cartridge valve control system has good sealing, flow capacity, small pressure loss characteristics etc. To solve the master cylinder express entered the shortage of oil supply in the top of the mainframe installed oil tank. Master cylinder for the speed of access restrictions and security through the trip exchanging to control switches.To ensure the quality of the work-piece molding, in the hydraulic system installed packing loop through packing work-piece stability molding; To prevent hydraulic shocks, pressure relief system with a loop to ensure that this equipment can be a safe and stable work. In addition, the paper hydraulic station on the overall layout of the key components of the hydraulic structure、shape、technique for a specific design.By the loss of hydraulic system pressure and temperature checked. Hydraulic system is designed to meet the hydraulic action sequence and cycle requirements can be achieved by forging plastic materials, stamping, cold extrusion, straightening, bending, and other molding processes. Keywords: Hydraulic System ；Hydraulic Pressure machine；Graduation designIII目 錄第 1 章 緒論 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1 液壓機(jī)現(xiàn)狀概要 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.2 本文擬達(dá)到的要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2第 2 章 四柱液壓機(jī)總體方案設(shè)計(jì) ???????????????????????????????????????????????32.1 四柱液壓機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32.2 四柱液壓機(jī)工作原理分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32.2.1 四柱液壓機(jī)的基本組成 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32.2.2 四柱液壓機(jī)的工作原理 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.3 四柱液壓機(jī)工藝方案設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????62.4 四柱液壓機(jī)總體布局方案設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????62.5 四柱液壓機(jī)零部件設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.5.1 主機(jī)載荷分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.5.2 主機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????102.5.3 控制臺(tái)設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10第 3 章 四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) ?????????????????????????????????????????????????????????????103.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)越性概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????113.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????113.2.1 液壓機(jī)負(fù)載確定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????113.2.2 液壓機(jī)主缸工藝過(guò)程分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????123.2.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????123.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????123.3.1 液壓機(jī)主缸工況分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????123.3.2 液壓機(jī)頂出缸工況分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????153.3.3 液壓系統(tǒng)原理圖擬定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????163.3.4 液壓系統(tǒng)基本參數(shù)計(jì)算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????213.4 液壓系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????283.4.1 液壓機(jī)主缸設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????283.4.2 液壓機(jī)頂出缸設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????323.4.3 液壓油管設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33IV3.4.4 液壓油箱設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????353.5 液壓站布局設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????363.5.1 液壓站設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題 ????????????????????????????????????????????????????????????????????363.5.2 液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????363.6 液壓系統(tǒng)安全、穩(wěn)定性驗(yàn)算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????373.6.1 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????373.6.2 液壓系統(tǒng)溫升驗(yàn)算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41第 4 章 四柱液壓機(jī)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) ?????????????????????????????????????????????424.1 電氣控制概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????424.2 四柱液壓機(jī)電氣控制方案 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????424.2.1 四柱液壓機(jī)電氣控制方式選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????424.2.2 電氣控制要求與總體控制方案 ??????????????????????????????????????????????????????????????????424.3 四柱液壓電氣控制電路設(shè)計(jì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????434.3.1 四柱液壓機(jī)主電路設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????434.3.2 四柱液壓機(jī)控制電路設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????434.3.3 電氣控制過(guò)程分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45第 5 章 四柱液壓機(jī)安裝調(diào)試和維護(hù) ?????????????????????????????????????????465.1 四柱液壓機(jī)的安裝 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????475.2 四柱液壓機(jī)的調(diào)試 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????475.3 四柱液壓機(jī)的保養(yǎng)維護(hù) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47結(jié)論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????48參考文獻(xiàn) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????49致謝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????51附錄 1??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52附錄 2??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????53第 1 章 緒 論1.1 液壓機(jī)現(xiàn)狀概要液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)有了較為完善、成熟的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。液壓傳動(dòng)技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)相比，操作方便簡(jiǎn)單，調(diào)速范圍廣，很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)并且還具有自動(dòng)過(guò)載保護(hù)功能。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，采用電液聯(lián)合控制后，可以實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制以及遠(yuǎn)程遙控。由于液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)是流體礦物油，有較大的沿程和局部阻力損失。當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力比較高時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生比較大的泄漏，泄漏的礦物油將直接對(duì)環(huán)境造成污染，有時(shí)候還容易引起安全事故。油液受溫度的影響很大，因此液壓油不能在很高或很低的溫度條件下工作。由于液壓油的可壓縮性和泄漏，液壓傳動(dòng)不能保證恒定的傳動(dòng)比和很高的傳動(dòng)精度，這是液壓傳動(dòng)的最大不足之處。此外，液壓傳動(dòng)的故障排除不如機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)那樣容易，因而對(duì)使用和維護(hù)人員有較高的技術(shù)水平要求。雖然液壓傳動(dòng)存在這些缺陷，但總體上優(yōu)點(diǎn)還是蓋過(guò)了缺點(diǎn)，因而應(yīng)用還是很廣泛。液壓機(jī)自 19 世紀(jì)問(wèn)世以來(lái)得到了很快的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，成了產(chǎn)品壓力加工成型不可或缺的機(jī)械設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，電子技術(shù)、液壓技術(shù)的不斷成熟，液壓機(jī)也得到了更進(jìn)一步的發(fā)展。到目前為止，液壓機(jī)的最大公稱壓力已經(jīng)達(dá)到了 750MN，控制技術(shù)也由原來(lái)傳統(tǒng)的繼電器控制變?yōu)榭删幊炭刂破骱凸I(yè)計(jì)算機(jī)控制，這使液壓機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性、控制精度、產(chǎn)品質(zhì)量有了保證，同時(shí)生產(chǎn)效率得到了很大的提高。液壓機(jī)加工與傳統(tǒng)機(jī)械加工相比屬于無(wú)屑加工，應(yīng)用范圍廣泛，一般用于塑性材料的冷擠、校直、彎曲、沖裁、拉伸等。此外液壓機(jī)還用于粉末冶金、翻邊、壓裝等產(chǎn)品的成型加工工藝。液壓機(jī)還能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件和不對(duì)稱工件的加工，產(chǎn)品廢品率較低。液壓機(jī)根據(jù)加工工件的不同性質(zhì)，還可進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲毫π谐陶{(diào)整，滿足產(chǎn)品的加工要求。液壓機(jī)主要由主機(jī)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)三部分組成。液壓機(jī)的整個(gè)工作過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，首先是由電氣系統(tǒng)來(lái)控制液壓系統(tǒng)，然后再由液壓系統(tǒng)控制主機(jī)主缸和頂出缸的順序動(dòng)作?？偟膩?lái)說(shuō)，液壓機(jī)操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。雖然液壓機(jī)目前應(yīng)用十分廣泛，但是潛在的問(wèn)題還很多。液壓機(jī)屬于高壓工作設(shè)備,進(jìn)行壓力加工時(shí),隨著壓力的不斷升高泄漏也會(huì)不斷增大,這樣不利于保證零件的加工精度，同時(shí)還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。除此之外，液壓機(jī)還存在如下缺陷，液壓機(jī)壓力加工完成后，卸壓時(shí)存在很大的液壓沖擊，這樣對(duì)液壓元件及其它設(shè)備損害很大；按下啟動(dòng)按鈕后，動(dòng)作靈敏性不及電氣控制；液壓機(jī)出現(xiàn)故障不能夠正常工作，故障不容易及時(shí)找到并排除，給維護(hù)帶來(lái)了一定的技術(shù)難題和不便；液壓機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的液壓沖擊、氣蝕等現(xiàn)象，會(huì)縮短液壓元件的使用壽命。- 2 -為了催生更大的生產(chǎn)力，液壓機(jī)的設(shè)計(jì)需要改進(jìn)。液壓油路設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)將是液壓機(jī)今后值得研究的方向。（1）油路設(shè)計(jì)方面為了防止泄油和外界的污染，液壓機(jī)油路的設(shè)計(jì)趨于集成化、封閉循環(huán)式，這樣可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。除此之外，液壓元件設(shè)計(jì)盡量標(biāo)準(zhǔn)化，集成化。集成液壓系統(tǒng)減少了管路連接，可以降低泄漏和污染。液壓元件的標(biāo)準(zhǔn)化給維護(hù)帶來(lái)了方便。（2）控制系統(tǒng)方面液壓機(jī)屬于高壓設(shè)備，控制系統(tǒng)除控制設(shè)備安全可靠的工作之外，還應(yīng)該讓控制精度變得更高，人機(jī)交互變得更簡(jiǎn)單，操作更方便，自動(dòng)化、高速化、智能化程度更好。綜上所述，液壓機(jī)的發(fā)展促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。伴隨著電氣控制技術(shù)、液壓傳動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓機(jī)的自動(dòng)化程度、加工精度將進(jìn)一步得到提高，實(shí)現(xiàn)智能化控制。1.2 本文擬達(dá)到的要求（1）液壓機(jī)總體方案設(shè)計(jì)，其中包括主機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)、零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)、部件裝配方案設(shè)計(jì)；（2）通過(guò)液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的對(duì)比，確定合理的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。主要包括液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)、液壓元件結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)計(jì)、液壓站總體布局設(shè)計(jì)；（3）電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括主電路和控制電路電路圖設(shè)計(jì)；（4）設(shè)計(jì)方案確定時(shí)，必須考慮選用什么樣的制造材料，達(dá)到什么樣的表面加工質(zhì)量，采用什么樣的機(jī)械加工設(shè)備，選擇什么樣的熱處理方式等；（5）整個(gè)設(shè)備滿足拆裝方便，運(yùn)輸方便的要求；（6）四柱液壓機(jī)能夠準(zhǔn)確完成如下工作循環(huán)：主缸活塞滑塊快速下行、主缸活塞滑塊慢速加壓、主缸保壓、主缸卸壓、主缸活塞滑塊回程、頂出缸頂出、頂出缸退回等；（7）設(shè)備達(dá)到總體布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、環(huán)境污染小、工作的時(shí)候噪音低、自動(dòng)化程度高等，能夠完成沖壓、冷擠、校直、彎曲、粉末冶金壓制成型、薄板拉伸、壓裝成型等加工工藝。- 3 -第 2 章 四柱液壓機(jī)總體設(shè)計(jì)2.1 四柱液壓機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)（1）擬設(shè)計(jì)的四柱液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 2.1表 2.1 液 壓 機(jī) 技 術(shù) 參 數(shù)參 數(shù) 項(xiàng) 參 數(shù)公稱力（最大負(fù)載） 2000KN工進(jìn)時(shí)液體最大工作壓力 25MPa主缸回程力 400KN頂出缸頂出力 350KN主缸滑塊行程 700mm頂出活塞行程 250mm主缸滑塊距工作臺(tái)最大距離 1100mm主缸滑塊快進(jìn)速度 0.08m/s主缸滑塊工進(jìn)最大速度 0.006m/s主缸快退速度 0.03m/s頂出活塞頂出速度 0.02m/s頂出活塞退回速度 0.05m/s（2）四柱液壓機(jī)的主要功能通過(guò)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞動(dòng)力，完成零件的壓力成型加工。（3）四柱液壓機(jī)的適用范圍液壓機(jī)主要用于冷擠、校直、彎曲、沖裁、拉伸、粉末冶金、翻邊、壓裝等成型工藝。2.2 四柱液壓機(jī)工作原理分析2.2.1 四柱液壓機(jī)的基本組成四柱液壓機(jī)主要由主機(jī)、液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)三部分組成。 其中主機(jī)包括工作臺(tái)、導(dǎo)柱、滑塊、上缸、頂出缸等結(jié)構(gòu)；液壓系統(tǒng)由控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、動(dòng)力裝置、工作介質(zhì)等組成；電氣控制控制系統(tǒng)主要由繼電器、接觸器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)、電器控制柜等組成。2.2.2 四柱液壓機(jī)的工作原理- 4 -（1）四柱液壓機(jī)主機(jī)組成簡(jiǎn)圖 2.11-滑塊 2-導(dǎo)柱 3-工作臺(tái) 4-安裝地基 5-頂出缸 6-主缸 7-上橫梁 8-輔助油箱圖 2.1 四柱液壓機(jī)主機(jī)組成簡(jiǎn)圖（2）四柱液壓機(jī)工作原理分析四柱液壓機(jī)的動(dòng)作順序通過(guò)電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)控制，控制順序框圖如圖 2.2。- 5 -啟 動(dòng)電 氣 系 統(tǒng) 液 壓 系 統(tǒng) 液 壓 機(jī) 主 機(jī)行 程 開(kāi) 關(guān)手 動(dòng)圖 2.2 四柱液壓機(jī)控制順序圖從上面的控制順序框圖可以看出，液壓機(jī)的工作原理由電氣控制系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)，液壓控制系統(tǒng)再控制主機(jī)工作，主機(jī)動(dòng)作觸及行程開(kāi)關(guān)，將信號(hào)反饋給電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制。（3）四柱液壓機(jī)工作循環(huán)分析四柱液壓機(jī)工作循環(huán)如圖 2.3 所示?；?塊 快 速 下 行 工 進(jìn) 、 加 壓 保 壓頂 出 快 速 回 程 停 止圖 2.3 四柱液壓機(jī)工作循環(huán)圖四柱液壓機(jī)工作循環(huán)如圖 2.3（a） ，滑塊在自重的作用下快速下行，碰到行程開(kāi)關(guān)后由快進(jìn)變?yōu)楣みM(jìn)，隨后進(jìn)行加壓、保壓。保壓時(shí)間完成后，滑塊快速回程，直到回到原來(lái)的位置，停止運(yùn)動(dòng)；圖 2.3（b）表示頂出缸的工作循環(huán)過(guò)程，主缸快進(jìn)、- 6 -工進(jìn)、保壓、退回停止后，頂出缸才運(yùn)動(dòng)，將工件頂出。2.3 四柱液壓機(jī)工藝方案設(shè)計(jì)（1）控制方式的選擇采用液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)相結(jié)合的控制方式。具有調(diào)整、手動(dòng)、半自動(dòng)三種工作方式，可實(shí)現(xiàn)定壓、定程兩種加工工藝；（2）液壓系統(tǒng)：液壓油路采用封閉式回路，供油方式選用變量泵供油，液壓控制元件采用插裝閥形式。針對(duì)液壓機(jī)快進(jìn)時(shí)供油不足以及工進(jìn)時(shí)的高壓特性，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有補(bǔ)油和卸壓裝置；（3）電氣控制：采用繼電器、行程開(kāi)關(guān)、接觸器、手動(dòng)按鈕等元件進(jìn)行手動(dòng)、半自動(dòng)控制；（4）主機(jī)：主機(jī)結(jié)構(gòu)形式采用“三梁四柱”的形式，主缸和頂出缸為執(zhí)行元件。2.4 四柱液壓機(jī)總體布局方案設(shè)計(jì)總體布局如圖 2.4 所示1-主機(jī) 2-液壓油管 3-控制臺(tái)4-插裝閥 5-液壓泵裝置 6-液壓油箱 7-電氣控制柜圖 2.4 四柱液壓機(jī)總體布局簡(jiǎn)圖圖 2.4 為液壓機(jī)整體布局簡(jiǎn)圖，分為三個(gè)部分，即：主機(jī)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的所有部件都集中安裝在液壓油箱上，使液壓站布局結(jié)構(gòu)變得緊湊。電氣控制元件集中設(shè)計(jì)在電氣柜中。啟動(dòng)、停止、快進(jìn)、頂出、調(diào)整、等控制按鈕設(shè)置在控制臺(tái)上，方便及時(shí)操作。- 7 -2.5 四柱液壓機(jī)零部件設(shè)計(jì)2.5.1 主機(jī)載荷分析參考表 2.1，四柱液壓機(jī)的最大工作負(fù)載為 2000KN，主缸回程力為 400KN，頂出缸頂出力為 350KN。由于工作時(shí)的負(fù)載遠(yuǎn)大于其它工況時(shí)的負(fù)載，因此在進(jìn)行載荷設(shè)計(jì)時(shí)，取負(fù)載 2000KN 對(duì)液壓機(jī)進(jìn)行受力計(jì)算。液壓機(jī)結(jié)構(gòu)形式為“三梁四柱”式，工進(jìn)加壓的負(fù)載作用在橫梁和導(dǎo)柱上，受載時(shí)橫梁受壓，導(dǎo)柱受拉，受力如圖 2.5 所示 橫 梁導(dǎo) 柱F-負(fù)載 T-導(dǎo)柱拉力圖 2.5 橫梁、導(dǎo)柱受力圖2.5.1.1 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)材料選擇：導(dǎo)柱在工作過(guò)程中主要承受拉力，材料必須具備較高的抗拉強(qiáng)度。導(dǎo)柱材料選擇 45 圓鋼，也可選用鍛件形式。熱處理要求：導(dǎo)柱除了承受拉力之外，外圓柱表面與滑塊之間還存在摩擦力。為了減少導(dǎo)柱表面的磨損，通過(guò)表面熱處理提高表面硬度增加表面耐摩性?？偟臒崽幚砉に嚍檎{(diào)質(zhì)和表面淬火。理論設(shè)計(jì)計(jì)算：液壓機(jī)的最大負(fù)載約為 2000kN，通過(guò)力傳遞后，最后由四根導(dǎo)柱承受 2000kN的拉力，作用在每根導(dǎo)柱上的拉力為 500kN。由許用拉應(yīng)力公式 (2.1)，可計(jì)算導(dǎo)柱的安全直徑 D。(2.1)AF?][?式中：- 8 -—許用應(yīng)力；取 45 鋼 =80～100MPa；][?][?F—軸向拉力；A—橫截面積。即： mPaNFD089.1804.35][6?????圓整后取導(dǎo)柱直徑 D=90mm，為了防止四根導(dǎo)柱因瞬間的受力不均而被破壞，導(dǎo)柱直徑可適當(dāng)加大，取 D=110mm。2.5.1.2 橫梁設(shè)計(jì)材料選擇：橫梁工作時(shí)的受力為彎曲力，材料應(yīng)具有一定的抗彎強(qiáng)度。選用 45鋼，毛坯采用鍛件。熱處理要求：橫梁進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。理論計(jì)算校核：橫梁受力可以簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)直梁,中間受載的情形，如圖 2.6 所示。截 面 1-圖 2.6 橫梁滑塊受力簡(jiǎn)圖初步確定橫梁的長(zhǎng)、寬、高尺寸分別為 1310、1045、575mm，截面為矩形。即：在負(fù)載作用下的剪力和彎矩如圖 2.7 所示。- 9 -圖 2.7 (a) 剪力圖 (b) 彎矩圖由彎矩圖 2.7(b)可知，橫梁 C 點(diǎn) 1—1 截面彎矩最大，該截面是危險(xiǎn)截面。為了保證橫梁能夠正常工作，必須對(duì)該截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。正應(yīng)力計(jì)算公式為：(2.2)WMmaxax??式中：—最大彎曲正應(yīng)力；max?—最大彎矩；M—抗彎截面系數(shù)( )。W3m矩形截面抗彎系數(shù) W 計(jì)算公式為：(2.3)62bh?式中：—矩形截面的寬；b—矩形截面的高。h即： 32058.67.045.1mW???MPakN1.3max?45 鋼的彎曲許用應(yīng)力[ ]=100MPa，而橫梁的最大彎曲應(yīng)力 =8.1MPa，遠(yuǎn)小max?于材料的許用應(yīng)力，經(jīng)過(guò)校核，設(shè)計(jì)尺寸滿足要求。2.5.2 主機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì)液壓機(jī)工作臺(tái)主要受壓，由于工作臺(tái)不是很高，剛度要求可以滿足，因此在設(shè)計(jì)- 10 -計(jì)算時(shí)只要進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的校核即可，校核過(guò)程從略。材料選擇：工作臺(tái)主要受壓，材料選用鑄鋼 45。工藝要求： 機(jī)械加工時(shí)，工作臺(tái)表面做成 T 形槽，如圖 2.8 所示。圖 2.8 工作臺(tái) T 形槽2.5.3 控制臺(tái)設(shè)計(jì)材料選擇：控制臺(tái)主要用于安裝控制按鈕，不承受動(dòng)載荷，強(qiáng)度要求不是很高，滿足使用要求即可，材料選用 Q235A。加工工藝：控制臺(tái)的制作加工采用焊接方式完成。外形設(shè)計(jì)：控制臺(tái)外形尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮操作方便。外形簡(jiǎn)圖如圖 2.9 所示。1-控制按鈕 2-控制面板 3-控制臺(tái)底座圖 2.9 液壓機(jī)控制臺(tái)外形簡(jiǎn)圖第 3 章 四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)越性概述科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，液壓傳動(dòng)技術(shù)隨之有了比較完善、成熟的理論基礎(chǔ)。- 11 -目前液壓傳動(dòng)技術(shù)正向著高壓、高速、大功率、高效、低噪音、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。（1）液壓傳動(dòng)優(yōu)越性1）液壓元件布局靈活；2）液壓傳動(dòng)操作控制方便，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；3）液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)直線傳動(dòng)，可以進(jìn)行自動(dòng)過(guò)載保護(hù)；4）液壓傳動(dòng)采用電液控制相結(jié)合的控制方式，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；5）液壓系統(tǒng)中液壓元件的磨損比機(jī)械傳動(dòng)小很多，液壓油除了作為傳動(dòng)介質(zhì)外還起到了潤(rùn)滑的作用，延長(zhǎng)了液壓系統(tǒng)中液壓元件的使用壽命。（2）液壓傳動(dòng)不足1）液壓傳動(dòng)沿程、局部阻力損失比較大；2）液壓傳動(dòng)壓力高時(shí)泄漏較大，效率降低，處理不好油液還會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成污染；3）液壓介質(zhì)的泄漏和可壓縮性使系統(tǒng)沒(méi)有嚴(yán)格的傳動(dòng)比；4）液壓傳動(dòng)存在的液壓沖擊、氣蝕、困油現(xiàn)象影響了設(shè)備的安全工作和使用壽命；5）液壓元件制造精度高，成本貴，系統(tǒng)故障不容易排除，維護(hù)技術(shù)成本高；6）液壓系統(tǒng)工作環(huán)境受溫度影響較大，不宜在很高和很低的溫度條件下工作。3.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求3.2.1 液壓機(jī)負(fù)載確定參考四柱液壓機(jī)技術(shù)參數(shù)表 2.1 可知，液壓機(jī)的最大工作負(fù)載為 2000KN，工進(jìn)時(shí)液體最大壓力為 25MPa,由此確定液壓機(jī)設(shè)計(jì)負(fù)載為 2000KN 型四柱液壓機(jī)。3.2.2 液壓機(jī)主機(jī)工藝過(guò)程分析壓制工件時(shí)主機(jī)的工藝過(guò)程：按下啟動(dòng)按鈕后，主缸上腔進(jìn)油，橫梁滑塊在自重作用下快速下行，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)供油不足的情況，補(bǔ)油箱對(duì)上缸進(jìn)行補(bǔ)油。觸擊快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的行程開(kāi)關(guān)后，橫梁滑塊工進(jìn)，并對(duì)工件逐漸加壓。工件壓制完成后進(jìn)入保壓階段，讓產(chǎn)品穩(wěn)定成型。保壓結(jié)束后，轉(zhuǎn)為主缸下腔進(jìn)油，滑塊快速回程，直到原位后停止。橫梁滑塊停止運(yùn)動(dòng)后，頂出缸下腔進(jìn)油，將工件頂出，工件頂出后，頂出缸上腔進(jìn)油，快速退回。3.2.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)可參考表 2.1- 12 -最大負(fù)載：2000KN； 工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)最大壓力：25MPa主缸回程力：400KN； 頂出缸頂出力：350KN主缸滑塊快進(jìn)速度：0.08m/s； 主缸最大工進(jìn)速度：0.006m/s主缸回程速度：0.03m/s； 頂出缸頂出速度：0.02m/s頂出缸回程速度：0.05m/s3.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1 液壓機(jī)主缸工況分析3.3.1.1 主缸速度循環(huán)圖 根據(jù)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及表 2.1 中主缸滑塊行程為 700mm，可以得到主缸的速度循環(huán)圖如下：圖 3.1 主缸速度循環(huán)圖3.3.1.2 主缸負(fù)載分析液壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)，主缸上腔充油主缸快速下行，慣性負(fù)載隨之產(chǎn)生。此外，還存在靜摩擦力、動(dòng)摩擦力負(fù)載。由于滑塊不是正壓在導(dǎo)柱上，不會(huì)產(chǎn)生正壓力，因而滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的摩擦力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作負(fù)載，計(jì)算最大負(fù)載時(shí)可以忽略不計(jì)。液壓機(jī)的最大負(fù)載為工進(jìn)時(shí)的工作負(fù)載。通過(guò)各工礦的負(fù)載分析，液壓機(jī)主缸所受外負(fù)載包括工作負(fù)載、慣性負(fù)載、摩擦阻力負(fù)載，即：F = Fw + Ff + Fa ( 3.1 )式中：F —液壓缸所受外負(fù)載；Fw —工作負(fù)載；- 13 -Ff —滑塊與導(dǎo)柱、活塞與缸筒之間的摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦力負(fù)載；Fa —運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載。（1）慣性負(fù)載 Fa 計(jì)算計(jì)算公式：Fa = ( 3.2 )tvgG??式中：G —運(yùn)動(dòng)部件重量；g —重力加速度 9.8m/ ；2S— 時(shí)間內(nèi)的速度變化量；v?t—加速或減速時(shí)間，一般情況取 =0.01～0.5s。t?查閱相同型號(hào)的四柱液壓機(jī)資料，初步估算橫梁滑塊的重量為 30KN。由液壓機(jī)所給設(shè)計(jì)參數(shù)可及： =0.08m/s ，取 =0.05s，代入公式 3.2 中。vt即：Fa = = 4898NsmsN05./8/.932?（2）摩擦負(fù)載 Ff 計(jì)算滑塊啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生靜摩擦負(fù)載，啟動(dòng)過(guò)后產(chǎn)生動(dòng)摩擦負(fù)載。通過(guò)所有作用在主缸上的負(fù)載可以看出，工作負(fù)載遠(yuǎn)大于其它形式的負(fù)載。由于滑塊與導(dǎo)柱、活塞與缸體之間的摩擦力不是很大，因而在計(jì)算主缸最大負(fù)載時(shí)摩擦負(fù)載先忽略不計(jì)。（3）主缸負(fù)載 F 計(jì)算將上述參數(shù) Fa = 4898N 、Fw = 2000000 N 代入公式 3.1 中。即：F = 2000000 + 4898 = 2004898N3.3.1.3 主缸負(fù)載循環(huán)圖（1）主缸工作循環(huán)各階段外負(fù)載如表 3.1表 3.1 主缸工作循環(huán)負(fù)載工 作 循 環(huán) 外 負(fù) 載啟 動(dòng) F = f 靜 + Fa ≈5 KN橫梁滑塊快速下行 F = f 動(dòng) 忽略不計(jì)- 14 -工 進(jìn) F = f 動(dòng) + Fw ≈2000 KN快速回程 F = f 回+ F 背 ≈400 KN注：“f 靜”表示啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力， “f 動(dòng)”表示啟動(dòng)后的動(dòng)摩擦力。（2）主缸各階段負(fù)載循環(huán)如圖 3.2圖 3.2 主缸負(fù)載循環(huán)圖3.3.2 液壓機(jī)頂出缸工況分析3.3.2.1 頂出缸速度循環(huán)圖 根據(jù)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)和表 2.1 中頂出缸活塞行程為 250mm，得到頂出缸的速度循環(huán)圖如下：圖 3.3 頂出缸速度循環(huán)圖3.3.2.2 頂出缸負(fù)載分析主缸回程停止后，頂出缸下腔進(jìn)油，活塞上行，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生慣性、靜摩擦力、動(dòng)摩擦力等負(fù)載。由于頂出缸工作時(shí)的壓力遠(yuǎn)小于主缸的工況壓力，而且質(zhì)量也比主缸滑塊小很多，慣性負(fù)載很小，計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)；同理摩擦負(fù)載與頂出力相比也很- 15 -小，也可不計(jì)；工件頂出時(shí)的工作負(fù)載比較大，計(jì)算頂出缸的最大工作負(fù)載時(shí)可以近似等于頂出力。將參數(shù)代入公式 3.1 計(jì)算頂出缸的最大負(fù)載。即：F = Fw = 350000N式中：Fw —頂出力；3.3.2.3 頂出缸負(fù)載循環(huán)圖（1）頂出缸工作循環(huán)各階段外負(fù)載如表 3.2表 3.2 頂出缸工作循環(huán)負(fù)載工 作 循 環(huán) 外 負(fù) 載啟 動(dòng) F = F 靜 + Fa 忽略不計(jì)頂出缸頂出 F = = f 動(dòng) + Fw ≈350 KN快速退回 F = f 動(dòng) + F 背 ≈8 KN注：“f 靜”表示啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力， “f 動(dòng)”表示啟動(dòng)后的動(dòng)摩擦力。（2）頂出缸各階段負(fù)載循環(huán)如圖 3.4圖 3.4 頂出缸負(fù)載循環(huán)圖- 16 -3.3.3 液壓系統(tǒng)原理圖擬定3.3.3.1 液壓系統(tǒng)供油方式及調(diào)速回路的選擇液壓機(jī)工進(jìn)時(shí)負(fù)載大，運(yùn)動(dòng)速度慢，快進(jìn)、快退時(shí)的負(fù)載相對(duì)于工進(jìn)時(shí)要小很多，但是速度卻比工進(jìn)時(shí)要快。為了提高液壓機(jī)的工作效率，可以采用雙泵或變量泵供油的方式。綜合考慮，液壓機(jī)采用變量泵供油，基本油路如圖 3.5 所示。由于液壓機(jī)工況時(shí)的負(fù)載壓力會(huì)逐步增大，為了使液壓機(jī)處于安全的工作狀態(tài)，調(diào)速回路采用恒功率變量泵調(diào)速回路。當(dāng)負(fù)載壓力增大時(shí)，泵的排量會(huì)自動(dòng)跟著減小，保持壓力與流量的乘積恒為常數(shù)，即：功率恒定，如圖 3.6 所示。1-液壓缸 2-油箱 3-過(guò)濾器 4-變量泵 5-三位四通電磁換向閥圖 3.5 液壓機(jī)基本回路圖- 17 -圖 3.6 恒功率曲線圖3.3.3.2 液壓系統(tǒng)速度換接方式的選擇液壓機(jī)加工零件的過(guò)程包括主缸的快進(jìn)、工進(jìn)、快退和頂出缸的頂出、快速回程。采用什么樣的方式進(jìn)行速度的安全、準(zhǔn)確換接是液壓機(jī)穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。為了達(dá)到控制要求，液壓系統(tǒng)的速度換接通過(guò)行程開(kāi)關(guān)控制。這種速度換接方式具有平穩(wěn)、可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、行程調(diào)節(jié)方便等特點(diǎn)，安裝也很容易。3.3.3.3 液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)采用插裝集成控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有密封性好、流通能力大、壓力損失小、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。液壓機(jī)系統(tǒng)控制原理如圖 3.7 所示。1、 2、6、18 、15、10、11-先導(dǎo)溢流閥 1S、2S、3S-行程開(kāi)關(guān) 3、7-緩沖閥 14 單向閥 4、5、8、9、12、13、16、17、19、20-電磁換向閥 21-補(bǔ)油郵箱 22-充液閥 23、24-液壓缸 25 壓力表 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10-插裝閥 26-變量泵 27-過(guò)濾器 28、29、30、31 梭閥- 18 -圖 3.7 液壓機(jī)插裝閥控制系統(tǒng)原理圖3.3.3.4 液壓系統(tǒng)控制過(guò)程分析整個(gè)液壓控制系統(tǒng)包括五個(gè)插裝閥集成塊，插裝閥工作原理分析如下：F1、F2 組成進(jìn)油調(diào)壓回路，其中 F1 為單向閥，用于防止系統(tǒng)中液壓油倒流回泵，F(xiàn)2 的先導(dǎo)溢流閥 2 用于調(diào)整系統(tǒng)的壓力，先導(dǎo)溢流閥 1 用于限制系統(tǒng)的最高壓力，緩沖閥 3 與電磁換向 4 用于液壓泵卸載和升壓緩沖；F3、F4 組成主缸 23 油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥 6 是用于保證主缸的安全閥，緩沖閥 7 與電磁換向閥 8 用于主缸上腔卸壓緩沖；F5、F6 組成主缸下腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥 11 用于調(diào)整主缸下腔的平衡壓力，先導(dǎo)溢流閥 10 為主缸下腔安全閥；F7、F8 組成頂出缸上腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥 15 為頂出缸上腔安全閥，單向閥 14 用于頂出缸作液壓墊，活塞浮動(dòng)時(shí)上腔補(bǔ)油；F9、F10 組成頂出缸下腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥 18 為頂出缸下腔安全閥。除此之外，進(jìn)油主閥 F3、 F5、F7、F9 的控制油路上都有一個(gè)壓力選擇梭閥，用于保證錐閥關(guān)閉可靠，防止反壓開(kāi)啟。3.3.3.5 液壓機(jī)執(zhí)行部件動(dòng)作過(guò)程分析液壓機(jī)主缸、頂出缸工作循環(huán)過(guò)程分析如下：（1）主缸1）啟動(dòng)——按下啟動(dòng)按鈕，所有電磁鐵處于失電狀態(tài)，三位四通電磁閥 4 閥芯處于中位。插裝閥 F2 控制腔經(jīng)閥 3、閥 4 與油箱接通，主閥開(kāi)啟。液壓泵輸出的油液經(jīng)閥 F2 流回油箱，泵空載啟動(dòng)。2）主缸滑塊快速下行——電磁鐵 1Y、3Y、6Y 得電，這時(shí)插裝閥 F2 關(guān)閉，F(xiàn)3、F6 開(kāi)啟，泵向系統(tǒng)供油，輸出油液經(jīng)閥 F1、F3 進(jìn)入主缸上腔。主缸下腔油液經(jīng)閥 F6 快速流回油箱?；瑝K在自重作用下快速下行，這時(shí)會(huì)因?yàn)橄滦兴俣忍?，泵的輸出流量?lái)不及填充上腔而在上腔形成負(fù)壓。充液閥 21 打開(kāi)，上部油箱對(duì)上腔進(jìn)行補(bǔ)油，滑塊的快速下行。3）滑塊減速下行——當(dāng)滑塊行至一定位置觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) 2S 后，電磁鐵 6Y 失電，7Y 得電，插裝閥 F6 控制腔先導(dǎo)溢流閥 11 接通，閥 F6 在閥 11 的調(diào)定壓力下溢流，主缸下腔會(huì)產(chǎn)生一定的背壓。主缸上腔的壓力這時(shí)會(huì)相應(yīng)升高，充液閥 21 關(guān)閉。主缸上腔進(jìn)油僅為泵的輸出流量，滑塊減速下行。4）工進(jìn)——當(dāng)滑塊減速行進(jìn)一段距離后接近工件，主缸上腔的壓力由壓制負(fù)載決定，主缸上腔的壓力會(huì)不斷升高，變量泵輸出流量會(huì)相應(yīng)自動(dòng)減少。當(dāng)主缸上腔的- 19 -壓力達(dá)到先導(dǎo)溢流閥 2 的調(diào)定壓力時(shí)，泵的輸出流量全部經(jīng)閥 F2 溢流，此時(shí)滑塊停止運(yùn)動(dòng)。5）保壓——當(dāng)主缸上腔的壓力達(dá)到所需要求的工作壓力后，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵 1Y 、 3Y、7Y 全部失電，閥 F3、F6 關(guān)閉。主缸上腔閉鎖，實(shí)現(xiàn)保壓，同時(shí)閥 F2 開(kāi)啟，泵卸載。6）主缸上腔泄壓——主缸上腔此時(shí)的壓力已經(jīng)很高，保壓一段時(shí)間后，時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵 4Y 得電，閥 F4 控制腔通過(guò)緩沖閥 7 及電磁換向閥 8 與油箱接通，由于緩沖閥 7 的作用，閥 F4 緩慢開(kāi)啟，主缸上腔實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊泄壓，保證設(shè)備處于安全工作狀態(tài)。7）主缸回程——當(dāng)主缸上腔的壓力降到一安全值后，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵 2Y、5Y、4Y、12Y 得電，插裝閥 F2 關(guān)閉，閥 F4、F5 開(kāi)啟，充液閥 21 開(kāi)啟，壓力油經(jīng)閥 F1、F5 進(jìn)入主缸下腔，主缸上腔油液經(jīng)充液閥 21 和閥 F4 分別流回上部油箱和主油箱，主缸完成回程。8）主缸停止——當(dāng)主缸回程到達(dá)上端點(diǎn)，觸擊行程開(kāi)關(guān) 1S，全部電磁鐵失電，閥 F2 開(kāi)啟，泵卸載。閥 F5 將主缸下腔封閉，上滑塊停止運(yùn)動(dòng)。（2）頂出缸1）工件頂出——當(dāng)主缸回程停止運(yùn)動(dòng)后，按下頂出按鈕，電磁鐵 2Y、9Y 、10Y得電，插裝閥 F8、F9 開(kāi)啟，液壓油經(jīng)閥 F1、F9 進(jìn)入頂出缸下腔，上腔油液經(jīng)閥 F8流回油箱，工件頂出。2）頂出缸退回——按下退回按鈕，電磁鐵 9Y、10Y 失電，電磁鐵2Y、8Y、11Y 得電，插裝閥 F7、F10 開(kāi)啟，液壓油經(jīng)閥 F1、F7 進(jìn)入頂出缸上腔，下腔油液經(jīng)閥 F10 流回油箱，頂出缸回程。（3）液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表電磁鐵動(dòng)作順序如表 3.3表 3.3 液 壓 機(jī) 液 壓 系 統(tǒng) 電 磁 鐵 動(dòng) 作 順 序 表執(zhí)行部件 工 況 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7Y 8Y 9Y 10Y 11Y 12Y快速下行 + + +工進(jìn)、加壓+ + +保 壓泄 壓 +回 程 + + + +主缸停 止- 20 -頂 出 + + +退 回 + + +頂出缸 停 止注：“+ ”表示電磁鐵處于得電狀態(tài)。3.3.4 液壓系統(tǒng)基本參數(shù)計(jì)算3.3.4.1 液壓缸基本尺寸計(jì)算（1）主缸工作壓力、內(nèi)徑、活塞桿直徑的確定查表 2-1 [1]并參考表 2.1 中設(shè)計(jì)參數(shù)，因液壓機(jī)的工作負(fù)載比較大，取主缸的工作壓力為 P=25MPa。計(jì)算主缸內(nèi)徑和活塞桿直徑。由主缸負(fù)載圖 3.2 可知最大負(fù)載 F=2000KN。查表 2-3 [1]，由主缸工作壓力為 25MPa 選取 d/D 為 0.7，取液壓缸的機(jī)械效率ηcm = 0.95。液壓缸受力如圖 3.8 所示。圖 3.8 液壓機(jī)主缸受力簡(jiǎn)圖由圖 2.8 可知 2212)(44PdDFP????D= (3.3)]})(1[{221cm?式中：P1—液壓缸工作壓力；- 21 -P2—液壓缸回路背壓，對(duì)于高壓系統(tǒng)初算時(shí)可以不計(jì)；F—工作循環(huán)中最大負(fù)載；ηcm—液壓缸機(jī)械效率，一般 ηcm = 0.9～0.95。將參數(shù)代入公式（3.3） ，P2 忽略不計(jì)，可求得液壓缸內(nèi)徑即：D= mm95.01254.36?PaN≈327mm查表 2-4 [1],將液壓缸的內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取 D=320mm；那么由d/D=0.7 可以求得活塞桿直徑。即：d=0.7D=0.7x327≈229mm同理查表 2-5 [1],將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取 d=220mm。經(jīng)過(guò)計(jì)算液壓機(jī)主缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑分別為：D=320mm ；d=220mm。（2）頂出缸工作壓力、內(nèi)徑、活塞桿直徑的確定頂出缸工作負(fù)載與主缸相比要小很多，查表 2-1 [1],取頂出缸的工作壓力P=12MPa,計(jì)算頂出缸內(nèi)徑和活塞桿直徑。由頂出缸負(fù)載圖 3.4 可知最大負(fù)載 F=350KN。查表 2-3 [1]，缸工作壓力為 12MPa，選取 d/D 為 0.7，取液壓缸的機(jī)械效率ηcm = 0.95。液壓缸受力如圖 3.9 所示。圖 3.9 液壓機(jī)頂出缸缸受力簡(jiǎn)圖將參數(shù)代入公式（3.3） ，P2 忽略不計(jì)，可求得液壓缸內(nèi)徑即：D= mm95.0124.3.6?PaN- 22 -≈198mm查表 2-4 [1],將液壓缸的內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取 D=200mm；那么由d/D=0.7 可以求得活塞桿直徑。即：d=0.7D=0.7x198≈138mm同理查表 2-5 [1],將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取 d=140mm。經(jīng)過(guò)計(jì)算液壓機(jī)頂出缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑分別為：D=200mm ；d=140mm 。3.3.4.2 液壓系統(tǒng)流量計(jì)算（1）主缸所需流量計(jì)算參考表 2.1 及主缸的尺寸，對(duì)主缸各個(gè)工況所需流量進(jìn)行計(jì)算。已知主缸的快進(jìn)速度為 0.08m/s，工進(jìn)速度為 0.006m/s，快速回程速度為 0.03m/s，主缸內(nèi)徑為320mm，活塞桿直徑為 220mm。由流量計(jì)算公式：（3.4）???Aq快進(jìn)時(shí)：=快 進(jìn)快 進(jìn) ???Aq smsm/1043.6/08.32.43????）（?≈385.8L/min工進(jìn)時(shí)：=工 進(jìn)工 進(jìn) ???q ss/1048./06.32.4 3????）（?≈28.8L/min快退時(shí)：=快 退快 退 ???Aq smsm/1027./03.])2.()3.0[4 3??????（?≈76.2L/min（2）頂出缸所需流量計(jì)算參考表 2.1 及頂出缸的尺寸，對(duì)頂出缸各工況所需流量進(jìn)行計(jì)算。已知頂出缸的頂出速度為 0.02m/s，快退速度為 0.05m/s，頂出缸內(nèi)徑為 200mm，活塞桿直徑為140mm，代入公式（3.4 ） ，即：頂出時(shí)：=頂 出頂 出 ???Aq smsm/1063./0243????）（?- 23 -≈37.8L/min快退時(shí)：=快 退快 退 ???Aq smsm/108./05.])14.2.0[4 32??????（）（?=48L/min（3）液壓泵額定壓力、流量計(jì)算及泵的規(guī)格選擇1）泵工作壓力確定實(shí)際工作過(guò)程中，液壓油在進(jìn)油路中有一定的壓力損失，因此在計(jì)算泵的工作時(shí)必須考慮壓力損失。泵的工作壓力計(jì)算公式為：PP????1（3.5）式中：Pp—液壓泵最大工作壓力；P1—執(zhí)行部件的最大工作壓力；—進(jìn)油路中的壓力損失，對(duì)于簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，取 0.2～0.5MPa，對(duì)于復(fù)??雜系統(tǒng)，取 0.5～1.5MPa 。本液壓機(jī)執(zhí)行部件的最大工作壓力 P1=25MPa，進(jìn)油路中的壓力損失，取=0.5MPa。代入公式（3.5）可求得泵的工作壓力。P即： MaP5.2.0??通過(guò)計(jì)算，泵的工作壓力 Pp=25.5MPa。該壓力是系統(tǒng)的靜壓力，而系統(tǒng)在各種工礦的過(guò)渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力有時(shí)會(huì)超過(guò)靜壓力。此外，為了延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)必須有一定的壓力儲(chǔ)備量，并確保泵的壽命，因此在選取泵的額定工作壓力 Pn 時(shí)，應(yīng)滿足 ，取 Pp=1.25。pn)6.1~25.(?即：Pn = 1.25Pp=1.25x25.5MPa≈31.9MPa2）液壓泵最大流量計(jì)算通過(guò)對(duì)液壓缸所需流量的計(jì)算，以及各自的運(yùn)動(dòng)循環(huán)原理，泵的最大流量可由公式(3.6)計(jì)算得到。(3.6)max)(qKLP??式中：—液壓泵的最大流量；Pq- 24 -KL—液壓系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 KL=1.1～1.3，取 KL=1.2；—同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時(shí)溢流閥正處max)(q?于溢流狀態(tài)，還應(yīng)加上溢流閥的最小溢流量。將參數(shù)代入公式（3.6）中，即：≈463L/minmin/8.352.1LqP??3）液壓泵規(guī)格選擇查表 5-17 [1]，根據(jù)泵的額定壓力，選取液壓泵的型號(hào)為： 250YCY14-1B?；緟?shù)如下：排量：250mm/r ； 額定壓力：32MPa ；額定轉(zhuǎn)速：1000r/min ； 容積效率：92% ；4）泵的流量驗(yàn)算：由液壓泵的基本參數(shù)可知泵每分鐘排量 =160ml/r×1000r