【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(jī)的公稱壓力大小都是影響總體設(shè)計(jì)方案選擇的因素。因此，在設(shè)計(jì)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(jì)方案。 壓機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)方案選擇 單柱活塞式液壓機(jī) 具有 整體 結(jié)構(gòu) 的 剛性好，導(dǎo)向性能 相對較 好， 運(yùn)行 速度 較 快等 一系列 特點(diǎn) ，單柱活塞式液壓機(jī)一般都采用的是 整體焊接的堅(jiān)固開式結(jié)構(gòu) ，這種幾個(gè) 可 以 使 液壓機(jī) 機(jī)身保持足夠 好的 剛性 ， 同時(shí) 也 擁有 寬敞的操作空間。由于單柱液壓機(jī)主機(jī)只有一個(gè)立柱，在較大的公稱壓力作用下工作時(shí)，整體受力會(huì)產(chǎn)生偏移，在生產(chǎn)磨具時(shí)會(huì)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(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)最大 的缺點(diǎn)就是是機(jī)身為懸臂梁受力，因此機(jī)身的變形較大，而且機(jī)架剛度很差。在大中型液壓機(jī)設(shè)計(jì)中，如果對精度要求較高的時(shí)候，一般情況下都可考慮采用這一結(jié)構(gòu)形式來設(shè)計(jì)液壓機(jī)。 雙柱活塞式液壓機(jī)又可以叫龍門式液壓機(jī)，這種結(jié)構(gòu)形式的液壓機(jī) 適用于各大、中、小型企業(yè)進(jìn)行壓 制外 形作業(yè)， 在此機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上 裝上壓力表 又可以 進(jìn)行千斤頂測試。 其工作原理為：通過上腔進(jìn)油，在液壓力作用下，活塞向下運(yùn)動(dòng)，柱塞推動(dòng)活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生壓力實(shí)現(xiàn)壓制磨具的功能，壓制完成后下腔進(jìn)油推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，使活動(dòng)橫梁向上運(yùn)動(dòng)。 雙柱液壓機(jī)適用于小壓力下磨料制品生 產(chǎn)。 上壓式四柱液壓機(jī)： 機(jī)器具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)，采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動(dòng)及半自動(dòng)三種工作方式：機(jī)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(jìn)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(dòng)作供選擇，定壓成型工藝在壓制后具有頂出延時(shí)及自動(dòng)回程。 下壓式液壓機(jī)采用下壓式，在壓制過程中液壓站提供的動(dòng)力需要克服活動(dòng)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(jì)大噸位的壓機(jī) 時(shí)不適合使用。四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)是工作空間寬敞、便于四面觀察和接近模具，整機(jī)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(diǎn)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(dòng)橫梁與工作臺(tái)間易產(chǎn)生傾斜和水平位移，同時(shí)立柱導(dǎo)向面磨損后不能調(diào)整和補(bǔ)償。這些缺點(diǎn)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(jī)在本次設(shè)計(jì) 200 噸樹脂磨具成型設(shè)計(jì)中較合適，經(jīng)濟(jì)實(shí)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(jī)的設(shè)計(jì)作為本次設(shè)計(jì)方案。 最佳方案分析 四柱液壓機(jī)是油泵把液壓油輸送到集成插裝閥塊，通過各個(gè)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(jìn)行運(yùn)動(dòng)。液壓機(jī)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(shí)是遵循帕斯卡定律。 四柱液壓機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)和工作介質(zhì)組成。 動(dòng)力機(jī)構(gòu)通常采用油泵作為動(dòng)力機(jī)構(gòu)，一般為積式油泵。為了滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度的要求， 選用一個(gè)油泵或多個(gè)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(shí)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(tái)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(yùn)動(dòng)推動(dòng)活動(dòng)橫梁向下，完成加壓過程，然后向油箱下腔通入液壓油，推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)取出已加工完成的產(chǎn)品置于工作臺(tái)上，通過工作臺(tái)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(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)就是 液壓機(jī)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(jìn)行觀察和接近模具，液壓機(jī)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(jī)的最大的缺點(diǎn)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(jī)整體跨度的 3%左右，而且立柱剛度較差，這些缺點(diǎn)在一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍。 四柱活塞式液壓機(jī)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(jī)工作原理圖 液壓機(jī)整體方案選擇 動(dòng)力機(jī)構(gòu)的選擇 本次設(shè)計(jì)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(jì)液壓機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，首先需要設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)就是液壓機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)，主機(jī)主要有三個(gè)橫梁，四根立柱，還有提供壓力的動(dòng)力機(jī)構(gòu) 液壓缸。本次設(shè)計(jì)的公稱壓力為 200噸，屬于中小型液壓機(jī)的范圍，所以 在選材方面偏向于中小型的尺寸，因此液壓機(jī)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)選擇為單個(gè)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(jì)的液壓機(jī)主機(jī)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(gè)橫梁采用的是鑄造件，然后再在橫梁的一個(gè)或兩個(gè)表面上進(jìn)行銑平面，根據(jù)配合的精度要求，依次進(jìn)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(qiáng)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(yùn)動(dòng)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(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主工作缸的工藝過程為：活動(dòng)橫梁快速下降 —— 慢速下降 —— 工作加壓 —— 保壓延時(shí) —— 快速回程 —— 原位停止。 總體布置 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)為對液壓機(jī)主機(jī)、液壓工作站、工作臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主機(jī)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(dòng)橫梁的連接，在設(shè)計(jì)過程中需要對這些連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算并進(jìn)行 強(qiáng)度校核，以確保設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能滿足設(shè)計(jì)要求。液壓工作站部分主要就是各種控制閥和電動(dòng)機(jī)、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(jì)，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(tái)部分的結(jié)構(gòu)選擇和設(shè)計(jì)，工作臺(tái)面上主要就是模具，工作臺(tái)上方的頂出裝置一般有兩種情況，一種是氣壓傳動(dòng)，在工作臺(tái)面上設(shè)計(jì)專用的夾具，將模具置于夾具上，通過氣壓傳動(dòng)，將模具頂開。另一種形式就是腳踩的連桿機(jī)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(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 四柱式液壓機(jī)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(jī)應(yīng)用最廣泛的。四柱液壓機(jī)四根立柱承受載荷均勻，在中小型液壓機(jī)中屬于承壓能力較強(qiáng)的一種形式，而且結(jié)構(gòu)簡單，容易制造和維護(hù)，也便于工作人員操作，安全性能好。另外，四柱式液壓機(jī)由于其結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，可以在情況允許的時(shí)候在工作臺(tái)相對的位置上相繼工作，這種設(shè)計(jì)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(jī)結(jié)構(gòu)如圖 31 所示： 圖 31 四柱式液壓機(jī) 主機(jī)上各零件初步設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng)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(shí)，取較小數(shù)值。若為偏心載荷較大時(shí)取較大數(shù)值。 （ 4）各梁結(jié)構(gòu)：根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成箱形斷面結(jié)構(gòu)形式。 四柱液壓機(jī)的一些基本參數(shù)表一般如表 31所示： 表 31 四柱液壓機(jī)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(tái)面的最大距離 mm 800 900 1120 1250 1500 工作臺(tái)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(jì)算 立柱式機(jī)架是實(shí)際生產(chǎn)中壓機(jī)結(jié)構(gòu)最常見的機(jī)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(gè)剛性的空間框架。 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在中、小型液壓機(jī)設(shè)計(jì)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(tái)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(tái)肩間結(jié)構(gòu)尺寸來保證，因此這個(gè)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(jī)架整體的精度也都沒辦法再進(jìn)行調(diào)整了，而且這個(gè)連接方式對立柱臺(tái)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(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較多。大中型的液壓機(jī)不太適合選用。 形式（ 2）立柱上端通過臺(tái)肩承載上橫梁，而下端依靠兩個(gè)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(tái)肩的作用，上橫梁下表面和底座上表面的水平度以及兩個(gè)平面之間的平行度和距離都要依靠在裝配時(shí)內(nèi)螺母的調(diào)整，調(diào)整比較麻煩，不利于實(shí)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(diǎn)，因此在立柱連接形式