【正文】 可用于航空航天工業(yè)以及高級(jí)汽車試生產(chǎn)中，以及其他工業(yè)及民用產(chǎn)品中的小批量、形狀復(fù)雜的板類件生產(chǎn)中，尤其是可以與其他技術(shù)結(jié)合成形板類件，例如多點(diǎn)成形技術(shù)，采用多點(diǎn)成形進(jìn)行預(yù)成形，成形大致形狀之后，再采用單點(diǎn)漸進(jìn)成形進(jìn)行后續(xù)的精加工再次成形，這樣既可以避免直接采用單點(diǎn)漸進(jìn)成形成形效率低的問(wèn)題，也避免了多點(diǎn)成形在一些復(fù)雜的局部位置成形精度不高的問(wèn)題，兩種成形方法結(jié)合后將在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。第二節(jié)、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題、本文研究主要內(nèi)容1）了解單點(diǎn)漸進(jìn)成形機(jī)理以及單點(diǎn)漸進(jìn)成形壓邊裝置工藝分析；2）初步確定夾具形狀、尺寸，分析單點(diǎn)漸進(jìn)成形壓邊裝置工作過(guò)程的定位基準(zhǔn)和夾具的輸出力；3）確定液壓傳動(dòng)為動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)液壓缸；4）選擇材料，確定工藝參數(shù)，校核強(qiáng)度。第三節(jié)、液壓轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)、液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)（1）易于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在高壓下可獲得很大的力和力矩，且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，耐沖擊，低速穩(wěn)定性好。（2）調(diào)速性能好，易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大，速比高達(dá)1000以上，與電氣元件相配合可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，作為執(zhí)行元件的液壓馬達(dá)具有極高的力矩——慣性比，空載加速度達(dá)1/s，且不像電機(jī)那樣會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，加速度基本上是常數(shù)。（3）液壓元件體積小、重量輕、操作方便易于控制。液壓元件比同體積的電氣元件能產(chǎn)生更大的動(dòng)力。在輸出功率相同的條件下，液壓馬達(dá)的體積僅是電動(dòng)機(jī)體積的12％～13％；在轉(zhuǎn)速相同的條件下，電機(jī)的質(zhì)量要比油泵高八倍。（4）動(dòng)力傳遞和能量存儲(chǔ)方便，由于元件間相對(duì)位置的自由度較大，因而易于布置。液壓系統(tǒng)具有自行潤(rùn)滑的能力，且能有效地防止過(guò)載，這對(duì)提高系統(tǒng)的可靠性和元件的工作壽命非常有利，（5）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、便于組織專業(yè)性生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。、液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)（1）易造成油液泄漏、傳動(dòng)效率低，不宜用于遠(yuǎn)距離輸送。（2）油液中混入雜質(zhì)后易產(chǎn)生元件的堵塞，且故障不易判斷和排除。（3）定比傳動(dòng)性差，不適于速比要求較高的場(chǎng)合。（4）制造精度要求高。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、設(shè)計(jì)水平和制造工藝的提高，這些缺點(diǎn)會(huì)逐漸克服液壓傳動(dòng)的應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣。第一章 液壓缸設(shè)計(jì)第一節(jié)、液壓缸各部分零件的材料、公差以及熱處理液壓缸又稱油缸，是一種將輸入的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，用來(lái)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)作直線或小于360度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓缸具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、制造容易和使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用最廣的液壓執(zhí)行元件。液壓缸的種類繁多，通常把實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸稱為推力液壓缸，實(shí)現(xiàn)小于360176?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓缸稱為擺動(dòng)液壓缸。其中推力液壓缸應(yīng)用最廣泛。本設(shè)計(jì)采用的液壓缸為推力液壓缸。 液壓缸零件、缸體：缸體選用45號(hào)鋼，缸體端部需要焊接，并調(diào)質(zhì)到241～285HB。缸體內(nèi)徑采用H8配合，即mm。缸體內(nèi)徑的圓度公差按10級(jí)精度選取。為防止腐蝕，并且提高缸體壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍上厚度30～40μm的鉻層，鍍后要進(jìn)行珩磨或拋光。、活塞桿活塞桿選用HT200，粗加工后調(diào)制到硬度為229～285HB，再經(jīng)高頻淬火，使硬度達(dá)到HRC60～，～，鍍后進(jìn)行拋光處理?；钊麠U直徑按9級(jí)精度選取，活塞桿直徑的圓度公差值按8級(jí)精度選取，活塞桿底部端面對(duì)直徑中心線的垂直度公差值按7級(jí)精度選取。、端蓋液壓缸的端蓋可選用345鍛鋼或ZG3ZG45鑄鋼或HT200、HT300、HT350鑄鐵等材料，由于本設(shè)計(jì)中的活塞桿材料為HT200且熱處理過(guò)后硬度較高，從保護(hù)的角度上講，端蓋選擇材質(zhì)較軟的45號(hào)鋼。的圓柱度公差按9級(jí)精度選取，兩個(gè)端面與中心線的垂直度公差值按7級(jí)精度選取。端蓋與缸體的配合屬于定位間隙配合，配合代號(hào)為H7/h6；端蓋與活塞桿的配合屬于間隙滑動(dòng)配合，配合代號(hào)為H7/g6。、軸套軸套材料選用45號(hào)鋼，與軸采用定位間隙配合，配合代號(hào)為H7/h6。的圓柱度公差按9級(jí)精度選取。兩端面對(duì)中心線的垂直度公差值按7級(jí)選取。、半圓環(huán)半圓環(huán)材料45號(hào)鋼，其作用相當(dāng)于擋圈，通過(guò)過(guò)盈配合打入活塞桿中。半圓環(huán)粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229～285HB，～。半圓環(huán)內(nèi)孔和外緣的圓柱度公差值按8級(jí)精度選取，其同軸度公差按9級(jí)精度選取。、半圓環(huán)活塞半圓環(huán)活塞材料25號(hào)鋼，與缸體的配合屬于間隙滑動(dòng)配合，配合代號(hào)為H7/g6?！?，活塞內(nèi)孔和外緣的圓柱度公差值按8級(jí)精度選取，其同軸度公差按7級(jí)精度選取。第二節(jié)、液壓缸的密封裝置密封裝置是液壓缸和其他液壓元件不可缺少的部分，其作用是防止泄漏(包括內(nèi)泄和外泄)、防止灰塵、雜質(zhì)、水分等污染物從外部侵入。通常液壓缸和其他液壓元件及系統(tǒng)的工作性能、效率和可靠性都與密封裝置的結(jié)構(gòu)和性能有關(guān)，因此，正確選擇密封元件和確定其合理的結(jié)構(gòu)是很重要的。對(duì)密封裝置的基本要求是：在工作壓力下密封效果好，且摩擦阻力和泄漏少；在使用范圍內(nèi)的耐磨性、耐油性和抗腐蝕性能好，密封元件表面不易損壞且壽命長(zhǎng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安裝維修方便。、密封裝置的類型根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀況，密封裝置分為靜密封和動(dòng)密封，動(dòng)密封又有往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封；而根據(jù)密封原理，密封裝置分為間隙密封和接觸密封兩大類。、間隙密封間隙密封是依靠相對(duì)運(yùn)動(dòng)的元件間的微小間隙實(shí)現(xiàn)密封的，本身并沒(méi)有專門的密封元件．如閥芯與閥套、柱塞與柱塞缸、配流盤及斜盤的平面間隙密封等。密封性能與間隙大小、壓力差、配合面長(zhǎng)度、寬度或直徑大小和加工精度有關(guān)。其間隙可根據(jù)允許泄漏量計(jì)算，通常則按經(jīng)驗(yàn)值選取，即每25mm直徑上有l(wèi)μm的間隙。間隙密封的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、摩探阻力小，但存在著泄漏，且長(zhǎng)期工作會(huì)使磨損加大，降低密封性能。、接觸密封在密封配合表面間加入彈性元件而實(shí)現(xiàn)的密封稱為接觸密封。這種密封效果好，能在較大的壓力和溫度范圍內(nèi)可靠地工作，是使用最廣泛的密封裝置，常用有O形密封圈和各種唇形密封圈以及活塞環(huán)等，此外還有液壓支架液壓缸中使用的蕾形和鼓形密封圈。、密封元件的常用材料表11 常用橡膠密封材料的性能和適用范圍橡膠種類使用溫度℃主 要 性 能適 用 范 圍丁腈橡膠50～+120耐油性、耐磨性、抗老化性能良好 廣泛用于液壓、水壓和氣動(dòng)設(shè)備中，不可用于磷酸脂系工作液中聚氨脂橡膠 30～+80機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐壓性和耐油性好用于耐磨性要求高的液壓及氣壓。高溫下易水解，不宜用于水及水溶液的介質(zhì)中聚丙烯橡膠 0～+180耐油性、耐熱性很好，耐低溫性能差用于高溫液壓設(shè)備，不宜用于水和酒精中氟化橡膠 50～+120耐高熱性、耐化學(xué)藥品腐蝕性、耐油性好，耐磨性也良好 用于高溫液壓設(shè)備及要求耐腐蝕的場(chǎng)合硫化橡膠 50～+120 耐油性、耐溶劑性、耐汽油性好，機(jī)械強(qiáng)度低用作固定密封氯磺化聚乙烯橡膠 50～+120 耐熱性、耐酸性、耐油性、耐磨性好，彈性小用于需耐臭氧、耐化學(xué)藥品和耐高溫油的場(chǎng)合天然橡膠及天然合成橡膠 50～+120富有彈性和耐磨性，機(jī)械性能良好，耐礦物油差，耐蓖麻基油很好 可用于蓖麻基油、水及乙醇為介質(zhì)的密封，不能用于礦物油密封元件的材料對(duì)工作介質(zhì)的適應(yīng)性影響很大，它包括非金屬和金屬材料兩類。非金屬材料包括皮革、天然橡膠、合成橡膠和合成樹脂等，其中合成橡膠使用最廣。根據(jù)不同的使用條件，合理選擇橡膠密封材料是非常重要的。表11給出了常用橡膠密封材料的性能和適用范圍。當(dāng)不允許使用合成橡膠時(shí)，可采用合成樹脂，如聚四氟乙烯和尼龍等。上述密封材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和耐壓、耐磨、耐沖擊以及摩擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，但其硬度隨溫度變化較大，彈性和柔性不如橡膠。在高速和高溫條件工作時(shí)，可使用金屬密封材料，如鑄鐵、銅和鋁等。其中球墨鑄鐵可制成活塞環(huán)用于動(dòng)密封，鋁和銅可制成墊片用于靜密封。、常用密封元件的結(jié)構(gòu)和性能、O形密封圈O形密封圈為斷面呈圓形的橡膠環(huán)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍最廣。其密封原理如圖11所示。當(dāng)沒(méi)有液壓力作用時(shí)，O形圈依靠安裝時(shí)產(chǎn)生的預(yù)壓縮變形來(lái)實(shí)現(xiàn)密封，如圖中a所示。在系統(tǒng)壓力建立后，在壓力油作用下，O形圈被擠到槽口的一側(cè)并緊貼在槽壁和密封面上，如圖中b所示。這樣既增加了密封面的接觸壓力，提高了密封效果，由于O形橡膠環(huán)的摩擦系數(shù)小、安裝空間小，故已被廣泛應(yīng)用于固定密封和運(yùn)動(dòng)密封。在運(yùn)動(dòng)密封中，主要用于工作條件好且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的中低壓液壓缸，當(dāng)壓力超過(guò)10MPa時(shí)，O形圈會(huì)被擠入低壓側(cè)的間隙中而損壞。在這種情況下，應(yīng)在低壓側(cè)加擋圈，如雙向均受壓力作用時(shí)，O形圈兩側(cè)均應(yīng)加擋圈，如圖中c、d所示。使用擋圈后，可用于20～30MPa壓力下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封。擋圈常用聚四氟乙烯、尼龍等材科制成。由于O形橡膠密封圈質(zhì)地較軟，容易被扭曲損壞，因而不能用于大直徑且行程長(zhǎng)速度快的液壓缸。硬度較高的O形圈可用于旋轉(zhuǎn)密封，但運(yùn)動(dòng)速度不應(yīng)超過(guò)2m／s，否則會(huì)因發(fā)熱而損壞。 圖11 O形密封圈密封原理O形密封圈及其安裝溝槽的尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化，選用時(shí)，可查閱有關(guān)液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)。、Y形密封圈Y形密封圈一般用丁腈橡膠制成，其結(jié)構(gòu)如圖12所示。適于工作壓力小于20MPa、溫度為30～80℃的條件下工作，其密封性能可靠、摩擦力小，最宜用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度較高的場(chǎng)合。使用時(shí)應(yīng)使Y形密封圈的唇邊對(duì)著壓力油側(cè)，當(dāng)壓力波動(dòng)較大、運(yùn)動(dòng)速度較快時(shí)，為防止密封圈產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)和扭曲，須用支承環(huán)固定，如圖中d所示。在y形圈的基礎(chǔ)上又制出Yx形密封圈，如圖中b、c所示，它的內(nèi)外兩個(gè)唇邊長(zhǎng)度不等，用于密封的唇邊較短，因此在工作時(shí)該唇邊不會(huì)被擠入密封間隙而損壞。Yx形密封圈的高度H是其厚度兩倍，故工作時(shí)不會(huì)翻轉(zhuǎn)，也不需要另加支承環(huán)，Yx形密封圖的工作壓力可達(dá)32MPa，正逐步取代Y形密封圈。圖12 Y形密封圈結(jié)構(gòu)、V形密封圈V形密封圈因其密封圈斷面里V形得名，它由多層涂膠織物制成，并由支承環(huán)密封圈和壓圈3組成，如圖13所示。使用時(shí)，需成組裝配，其中密封圈不得少于三個(gè)，工作壓力越高，則密封圈的個(gè)數(shù)越多。安裝時(shí)其開口側(cè)應(yīng)朝向高壓側(cè)，并用螺紋壓蓋壓緊，V形密封圈密封性能好、耐高壓且工作可靠，可在50MPa以上壓力使用，但安裝空間較大，摩擦阻力也比較大。 、鼓形和蕾形密封圈這兩種密封圈是液壓支架用液壓缸的專用密封圈，其結(jié)構(gòu)如圖14所示。圖中a為鼓形密封圈，其截面呈鼓形，芯部為橡膠，外層為夾布膠， 圖13 V形密封圈結(jié)構(gòu)用于雙向往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封，工作壓力達(dá)20～60MPa，適于乳化液介質(zhì)，當(dāng)壓力超過(guò)25MPa時(shí)，應(yīng)在兩側(cè)加聚甲醛活塞導(dǎo)向環(huán)，如圖中b所示。 蕾形密封圈是由于缸口與活塞桿的單向密封，如圖中c所示，它由橡膠l和夾布橡膠2兩部分壓制而成，使用壓力與鼓形圈相同，當(dāng)壓力超過(guò)25MPa時(shí)，應(yīng)加聚甲醛擋圈。兩種密封裝置溝槽的結(jié)構(gòu)如圖中b和d所示。圖14 鼓形和蕾形密封結(jié)構(gòu)、活塞環(huán)活寨環(huán)又稱漲圈，是由鑄鐵或銅制成的開口密封圈，其結(jié)構(gòu)如圖15所示，其摩擦阻力小，用于高溫高壓下工作的活塞密封，一般把兩個(gè)以上的活塞環(huán)裝入活塞溝槽，并借彈性壓緊在缸筒內(nèi)壁，適于壓力小于20MPa、。由于活塞環(huán)加工工藝要求較高，對(duì)缸筒表面粗糙度和幾何精度要求都較高，故僅在高溫和高壓條件下才使用這種密封裝置。