【正文】 種結(jié)構(gòu)形式的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)范圍，生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸大小、操作人員可以利用的工作空間大小、液壓 機的公稱壓力大小都是影響總體設(shè)計方案選擇的因素。因此，在設(shè)計過程中可以根據(jù)生產(chǎn)需要和產(chǎn)品需要選擇合適的設(shè)計方案。 壓機主機結(jié)構(gòu)方案選擇 單柱活塞式液壓機 具有 整體 結(jié)構(gòu) 的 剛性好，導(dǎo)向性能 相對較 好， 運行 速度 較 快等 一系列 特點 ，單柱活塞式液壓機一般都采用的是 整體焊接的堅固開式結(jié)構(gòu) ，這種幾個 可 以 使 液壓機 機身保持足夠 好的 剛性 ， 同時 也 擁有 寬敞的操作空間。由于單柱液壓機主機只有一個立柱，在較大的公稱壓力作用下工作時，整體受力會產(chǎn)生偏移，在生產(chǎn)磨具時會在生產(chǎn)制品的一側(cè)產(chǎn)生較大誤差。 單柱式活塞液壓機機身結(jié)構(gòu)最大 的缺點就是是機身為懸臂梁受力，因此機身的變形較大，而且機架剛度很差。在大中型液壓機設(shè)計中，如果對精度要求較高的時候，一般情況下都可考慮采用這一結(jié)構(gòu)形式來設(shè)計液壓機。 雙柱活塞式液壓機又可以叫龍門式液壓機，這種結(jié)構(gòu)形式的液壓機 適用于各大、中、小型企業(yè)進行壓 制外 形作業(yè)， 在此機構(gòu)的基礎(chǔ)上 裝上壓力表 又可以 進行千斤頂測試。 其工作原理為：通過上腔進油，在液壓力作用下，活塞向下運動，柱塞推動活動橫梁運動，產(chǎn)生壓力實現(xiàn)壓制磨具的功能，壓制完成后下腔進油推動活塞向上運動，使活動橫梁向上運動。 雙柱液壓機適用于小壓力下磨料制品生 產(chǎn)。 上壓式四柱液壓機： 機器具有獨立的動力機構(gòu)和電氣系統(tǒng)，采用按鈕集中控制，可實現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種工作方式：機器的工作壓力、壓制速度，空載快下行和減速的行程和范圍，均可根據(jù)工藝需要進行調(diào)整，并能完成頂出工藝，可帶頂出工藝、拉伸工藝三種工藝方式，每種工藝又為定壓，定程兩種工藝動作供選擇，定壓成型工藝在壓制后具有頂出延時及自動回程。 下壓式液壓機采用下壓式，在壓制過程中液壓站提供的動力需要克服活動橫梁的重力作用，在一定程度上消耗大量的能量，雖然在完成壓制工步后靠自身重力可以回 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT 復(fù)原來的位置，在設(shè)計大噸位的壓機 時不適合使用。四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點是工作空間寬敞、便于四面觀察和接近模具，整機結(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好，但立柱需要大型圓鋼或鍛件。最大的缺點是承受偏心載荷能力較差，最大載荷下偏心距一般為跨度的 3%左右，由于立柱剛度較差，在偏再下活動橫梁與工作臺間易產(chǎn)生傾斜和水平位移，同時立柱導(dǎo)向面磨損后不能調(diào)整和補償。這些缺點在一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍。 對比可知，四柱液壓機在本次設(shè)計 200 噸樹脂磨具成型設(shè)計中較合適，經(jīng)濟實惠，能耗小，生產(chǎn)產(chǎn)品精度高，生產(chǎn)效率高，因此選用上壓式四柱液壓機的設(shè)計作為本次設(shè)計方案。 最佳方案分析 四柱液壓機是油泵把液壓油輸送到集成插裝閥塊，通過各個單向閥和溢流閥把液壓油分配到油缸的上腔或者下腔，在高壓油的作用下，使油缸進行運動。液壓機是利用液體來傳遞壓力的設(shè)備。液體在密閉的容器中傳遞壓力時是遵循帕斯卡定律。 四柱液壓機的液壓傳動系統(tǒng)由動力機構(gòu)、控制機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、輔助機構(gòu)和工作介質(zhì)組成。 動力機構(gòu)通常采用油泵作為動力機構(gòu)，一般為積式油泵。為了滿足執(zhí)行機構(gòu)運動速度的要求， 選用一個油泵或多個油泵。低壓（油壓小于）用齒輪泵；中壓（油壓小于 ）用葉片泵；高壓（油壓小于 )用柱塞泵。各種可塑性材料的壓力加工和成形，如不銹鋼板鋼板的擠壓、彎曲、拉伸及金屬零件的冷壓成形，同時亦可用于粉末制品、砂輪、膠木、樹脂熱固性制品的壓制。 其加工工作過程為：操作工人將磨料放入模具中，分布均勻后推人固定橫梁工作臺上，液壓泵工作，將液壓油通入油箱上腔，在油壓作用下推桿向下運動推動活動橫梁向下，完成加壓過程，然后向油箱下腔通入液壓油，推動活塞向上運動，此時取出已加工完成的產(chǎn)品置于工作臺上，通過工作臺上的突出頂桿對準(zhǔn)模具中心孔，加壓將磨具從模具中頂出。 四柱式液壓機機身結(jié)構(gòu)最顯著的特點就是 液壓機整體的工作空間范圍比較寬敞，結(jié)構(gòu)比較簡單，便于操作人員從四面進行觀察和接近模具，液壓機的工藝性能較好，但是立柱承受較大載荷，因此立柱材料需要大型圓鋼或鍛件。四 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT6 柱液壓機的最大的缺點是立柱承受偏心載荷的能力比較差，在最大載荷作用下偏心距一般為液壓機整體跨度的 3%左右，而且立柱剛度較差，這些缺點在一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍。 四柱活塞式液壓機工作原理圖 22 如下： The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT7 圖 22 四柱活塞式液壓機工作原理圖 液壓機整體方案選擇 動力機構(gòu)的選擇 本次設(shè)計主要目的是根據(jù)已知的條件公稱壓力和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸來設(shè)計液壓機的整體結(jié)構(gòu)，首先需要設(shè)計的結(jié)構(gòu)就是液壓機的主機結(jié)構(gòu)，主機主要有三個橫梁，四根立柱，還有提供壓力的動力機構(gòu) 液壓缸。本次設(shè)計的公稱壓力為 200噸，屬于中小型液壓機的范圍，所以 在選材方面偏向于中小型的尺寸，因此液壓機的動力機構(gòu)選擇為單個液壓缸，由各種控制閥配合在一起完成控制作用，最終為液壓缸提供足夠大壓力油，從而完成壓制工作。 加工工藝的確定 本次設(shè)計的液壓機主機結(jié)構(gòu)中各部分，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和大小尺寸等因素分析可知，三個橫梁采用的是鑄造件，然后再在橫梁的一個或兩個表面上進行銑平面，根據(jù)配合的精度要求，依次進行粗加工。精加工。另外，四根立柱要求承受較大的應(yīng)力，為了滿足足夠的強度和剛度，立柱材料選用鍛造件，然后再采用車削的加工方法，保證立柱的表面粗糙度和表面的平面度，與橫 梁連接的工作面板需要承受較大的壓力作用，而且需要足夠高的表面粗糙度和平面度，一般情況下，工作面板選取鍛造的鋼件。此外液壓缸結(jié)構(gòu)可以由標(biāo)準(zhǔn)件和其他零件組合裝配獲得。 運動路線的選擇 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT8 根據(jù)生產(chǎn)的加工要求和液壓機結(jié)構(gòu)特點，主工作缸的工藝過程為：活動橫梁快速下降 —— 慢速下降 —— 工作加壓 —— 保壓延時 —— 快速回程 —— 原位停止。 總體布置 本次設(shè)計的任務(wù)為對液壓機主機、液壓工作站、工作臺進行設(shè)計，主機結(jié)構(gòu)中主要就是立柱與橫梁的連接，液壓缸與上橫梁和活動橫梁的連接，在設(shè)計過程中需要對這些連接結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和計算并進行 強度校核，以確保設(shè)計的機構(gòu)能滿足設(shè)計要求。液壓工作站部分主要就是各種控制閥和電動機、液壓泵的連接，根據(jù)加工的需要完成各種工作需要的轉(zhuǎn)換，另外就是油箱的設(shè)計，為了整體的布局美觀和布置節(jié)省空間，一般將控制閥及輔助工具放置在油箱上方，通過合適的連接方式裝配在一起。最后就是工作臺部分的結(jié)構(gòu)選擇和設(shè)計，工作臺面上主要就是模具，工作臺上方的頂出裝置一般有兩種情況，一種是氣壓傳動，在工作臺面上設(shè)計專用的夾具，將模具置于夾具上，通過氣壓傳動，將模具頂開。另一種形式就是腳踩的連桿機構(gòu)，通過一系列的傳遞作用，將工作人員腳施加的 壓力傳遞到模具上，完成磨具的取出過程。 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT9 第三章 液壓機主機結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 四柱式液壓機目前在國內(nèi)外都屬于最常見的，也都是較其它形式的液壓機應(yīng)用最廣泛的。四柱液壓機四根立柱承受載荷均勻，在中小型液壓機中屬于承壓能力較強的一種形式，而且結(jié)構(gòu)簡單，容易制造和維護，也便于工作人員操作，安全性能好。另外，四柱式液壓機由于其結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，可以在情況允許的時候在工作臺相對的位置上相繼工作，這種設(shè)計也在很大程度上提高了生產(chǎn)效率， 深受用戶的歡迎 。典型的四柱液壓機結(jié)構(gòu)如圖 31 所示： 圖 31 四柱式液壓機 主機上各零件初步設(shè)計可取下列數(shù)值： The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT10 （ 1）立柱：按平均拉伸應(yīng)力取 500 公斤力 /平方厘米的時候來決定立柱的最小斷面直徑。 （ 2）上橫梁高度：一般初步取值為立柱中心距的 倍。 （ 3）活動橫梁高度：一般初步取值為立柱中心距 倍。在中心載荷受力時，取較小數(shù)值。若為偏心載荷較大時取較大數(shù)值。 （ 4）各梁結(jié)構(gòu)：根據(jù)實際情況應(yīng)盡可能設(shè)計成箱形斷面結(jié)構(gòu)形式。 四柱液壓機的一些基本參數(shù)表一般如表 31所示： 表 31 四柱液壓機基本參數(shù) 公稱壓力 t 63 100 200 315 500 上滑塊行程 mm 500 600 700 800 900 滑塊下平面至工作臺面的最大距離 mm 800 900 1120 1250 1500 工作臺有效尺寸 左右 *前后 mm 500*500 630*630 900*900 1120*1120 1400*1400 頂出缸公稱壓力 t 16 25 40 63 100 頂出行程 mm 200 250 300 350 400 立柱結(jié)構(gòu)分析及計算 立柱式機架是實際生產(chǎn)中壓機結(jié)構(gòu)最常見的機架形式，一般由 4 根立柱通過上端和下端的緊固螺母分別將上、下橫梁緊固地連接在一起，組成一個剛性的空間框架。 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計 在中、小型液壓機設(shè)計中，常用的連接形式有以下幾種，如圖 32 所示： The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT11 （ 1） （ 2） （ 3） （ 4） 圖 32 立柱結(jié)構(gòu)形式 形式（ 1）是立柱 通過臺肩分別承載上橫梁和底座，然后用鎖緊螺母將立柱和上橫梁、底座緊固在一起。在這種結(jié)構(gòu)形式中，上橫梁的下表面與底座的上表面間的距離與平行度，全部只能依靠這 4 根立柱上的臺肩間結(jié)構(gòu)尺寸來保證，因此這個形式的結(jié)構(gòu)裝配簡單，不需要做調(diào)整，不過裝配以后機架整體的精度也都沒辦法再進行調(diào)整了，而且這個連接方式對立柱臺肩間尺寸精度要求都很高。因此，這種結(jié)構(gòu)形式在小型簡易的并且在無精度要求的液壓機設(shè)計中應(yīng)用比較多。大中型的液壓機不太適合選用。 形式（ 2）立柱上端通過臺肩承載上橫梁，而下端依靠兩個螺母來連接底座和立柱，雖然調(diào)整 和加工不是很復(fù)雜，但立柱的預(yù)緊效果不好。 形式（ 3）跟形式（ 2）相似，只是將上下連接方式調(diào)換一下，雖然精度調(diào)整比方式（ 2）方便，但這兩種方式都不適合。 形式（ 4）是將立柱上下都做成內(nèi)外螺母式的結(jié)構(gòu)，用螺母代替形式（ 1）中的臺肩的作用，上橫梁下表面和底座上表面的水平度以及兩個平面之間的平行度和距離都要依靠在裝配時內(nèi)螺母的調(diào)整，調(diào)整比較麻煩，不利于實際生產(chǎn)需要。 The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT12 對比以上四種連接形式，我們可以很清楚各形式的優(yōu)缺點，因此在立柱連接形式