【正文】 XX 學院畢 業(yè) 設(shè)計（論文） 1 1 緒論 課題的來源和背景 隨著現(xiàn)代工業(yè)快速的發(fā)展和人們的生活水平的不斷的提升 , 在生活和工作中 人們不僅對產(chǎn)品的質(zhì)量有一定要求 ,也要求產(chǎn)品節(jié)能環(huán)保 ,造型美觀 ,包裝漂亮等。 因此現(xiàn)代社會中產(chǎn)品的型狀多式多樣 的 ，產(chǎn)品成型 機 在現(xiàn)代的工業(yè)的中 被 廣泛應(yīng)用 ， 如塑料成型機、橡膠成型機 、金屬成型機 等 。 因此 對現(xiàn)代化的成型機 床 進行研發(fā)和設(shè)計具有一定的 價值和 意義 。 筆者 在 XXXX 液壓有限公司 生產(chǎn) 實習 時候， 發(fā)現(xiàn) 公司接到不少的不同型號和 不同 工況要求 的產(chǎn)品 成型機 床 的訂單 。 在此選取一個項目作自己的畢業(yè)課題， 對產(chǎn)品成型機床 進行整機 設(shè)計 ，這樣不但可以為公司對產(chǎn)品的成型機床研發(fā)和設(shè)計 出一份薄力，同時也是對自己這 大學期間所學的專業(yè)知識 進行 一次大的總結(jié) 。 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 目前市場上產(chǎn)品成型機各式各樣的，但是根據(jù)其動力 裝置 可以大概分為 以下幾類產(chǎn)品成型機：機械式產(chǎn)品成型機，液壓式產(chǎn)品成型機，電動式產(chǎn)品成型機 和氣動式產(chǎn)品成型機 。其中液壓式產(chǎn)品成型機在市場上居多， 因為其能很方便實現(xiàn)高壓力和不同工作速的要求且傳動平穩(wěn)，噪聲小等儲多優(yōu)點。 根據(jù)其自動化控制程度又可分為： 手動控制、半自動控制和全自動控制。 在國內(nèi)的大多數(shù)為半 自動控制 機床 ，全自 動大噸位精確度較高機床大多從國外進口，因此對機床的自動化控制的研究有待于提高。 主要的研究的內(nèi)容和方法 根據(jù) 客戶具體要求對成型機 工況進行分析 在對產(chǎn)品成型機床進行設(shè)計時，首先對其具體的工況進行分析， 要特別注意其工況是否有特殊要求 。在充分了解到機床的工況后 再 進行產(chǎn)品設(shè)計。 對機床進行運動學和動力學分析 只有要對機床在實際的運動動作和軌跡，工作時候作用力進行分析后才能確定其動力的大小，傳動方式，動力頭 要 實現(xiàn)的機能。 XX 學院畢 業(yè) 設(shè)計（論文） 2 對機床進行總體布局設(shè)計 在機床總體設(shè)計的時候，要充分利用空間，使其結(jié)構(gòu)緊湊。 對液壓系統(tǒng)進行設(shè)計 對系統(tǒng)進行設(shè)計的時候， 要對其進行優(yōu)化， 要求液體系統(tǒng) 有較高的傳動效率，使其能量損失最小 。 對機床進行機械設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計 對機床的機械裝置部分 進行尺寸計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，并校核其強度，保證機床安全性和可靠性。 本章結(jié)論 在產(chǎn)品進行開發(fā)設(shè)計時，要充分了解市場的需求， 再 根據(jù)客戶的具體要求對其具體的工作情況進分析，然后再進行詳細設(shè)計，在保證其工作性能 的前提下 再進行整機性 能 進行優(yōu)化，保證其安全性，可 靠性和可操作性等 。這樣設(shè)計出來的產(chǎn)品才能 贏得市場，才能被人們接受。 XX 學院畢 業(yè) 設(shè)計（論文） 3 2 設(shè)計任務(wù)、要求及方案設(shè)計 設(shè)計任務(wù) ，如床身，工作動力部件等 、設(shè)計和校核 系統(tǒng)的性能與技術(shù)要求 技術(shù)要求：能實現(xiàn)工作頭快速進給、工作進給和快速退回等 動作；操作簡單維修方便。運動平穩(wěn)協(xié)調(diào)，能滿足動力要求，保證工作精度。滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計符合相關(guān)的標準和規(guī)范，滿足強度、剛度、耐磨加工工和經(jīng)濟性要求。 主要參數(shù)： 160mm 20MPa 550KN 400*400mm 總體方案設(shè)計 機床總體設(shè)計方案包括：工藝方案，主要參數(shù)，機床總體布 局，傳動系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和主要的結(jié)構(gòu)草圖，實驗結(jié)果及技術(shù)分析報告。 在此次設(shè)計中，此機床用于 熱固性塑料，塑性材料等進行沖壓，全液壓傳動，控制要求實現(xiàn)快進，工進，快退等全過程。 工作臺：由一對模具座組成，其尺寸為 400*400mm， 它們?yōu)樯舷掳惭b，上模座為固定的， 下模座與執(zhí)行元件液壓缸相連，可沿四根滑柱滑動，這樣布局主要是為了XX 學院畢 業(yè) 設(shè)計（論文） 4 機床在進行產(chǎn)品沖壓的時候，成品能以其重力自動脫模。 液壓系統(tǒng)：擬 實現(xiàn)快進，工進，快退和行程的控制和過載等功能。 機床總體擬采用立式布局（如圖 所示），由電機為動力源，帶動液壓 泵提供壓力，由液壓缸驅(qū)動滑臺實現(xiàn)快進、工進、快退等功能。工藝方案和主要部件的結(jié)構(gòu)圖在后面將進詳細的介紹。 圖 機床總體布局圖 XX 學院畢 業(yè) 設(shè)計（論文） 5 3. 液壓系統(tǒng)的設(shè)計和計算 液壓系統(tǒng)作為液壓機床設(shè)計的重要部份 ,設(shè)計時必須滿足主機工作所需要的全部技術(shù)要求 ,且要求靜動態(tài)性能好，傳動平穩(wěn)，效率高，結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠，經(jīng)濟性好，使用維護方便。因此，液壓系統(tǒng)和機床總體設(shè)計綜合考慮，做到機械結(jié)構(gòu)，電氣系統(tǒng)計，液壓系統(tǒng)的相互配合，保證整機的綜合性能最高。 工況的分析 此液壓成型機床主要完成的是塑性材料產(chǎn)品的成型。在前面的對其總體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，壓力頭部份采用了立式，即兩模座上下布置，且下模座為壓力頭。因此，在動力頭快進過程中，液壓缸承受的力為下模座的重量和下模座和四滑柱間的磨擦力，在快退過程中承受的也只有下模座和四滑柱間的磨擦力，動力頭進行產(chǎn)品沖壓的時候，要求有 55T（約 550KN）的工作壓力。由經(jīng)驗數(shù)據(jù)可知往復運動加速、減速的慣性 ,靜磨擦阻力 ，動磨擦阻力 ， 快 進 速 度 為100mm/s,工進速度為 7mm/s，快退速度為 100mm/s。 表 液壓缸在各階段負載值 注： m? =； 為模具和產(chǎn)品的重量 , fF 為模座與四滑柱間的磨擦力。 液壓缸 主要 參數(shù)的確定 工況 負載組成 負載 F/N 推力 mF? /N 啟動 fsFF? 1000 1111 加速 fd mF F F?? 1100 1222 快進 F= fdF 500 550 工進 F=F+ fdF 670 310? 750 310? 快退 F= fdF 600 667 500mFN? 1000fsFN?600fdFN?XX 學院畢 業(yè) 設(shè)計（論文） 6 活塞內(nèi)徑 D 的計算 由上面的分析可得此 成型機床最大的負載約為 550000N,查表 取最大工作壓力 19MPa。在液壓系統(tǒng)總體方案設(shè)計的時候 ,選用開式系統(tǒng)，即返回時執(zhí)行元件油直接回油箱，因此 P2 為 0。在液壓缸工作的時候 ,油體是回路中循環(huán)運動 ,油管中是有壓降存在的 , 在快進和快退時回油腔中是有背壓的 ,由于系統(tǒng)簡單 ,其背壓值也非常小。 由工進時推力 可根下列公式 計算出液壓缸的面積 / mF? = 1 1 2 2Ap A p? () 由于 2 0p? 14 / 4 0 .0 2 8 3 / 1 8 9 .8D A m m??? ? ? ? 活塞桿直徑 d 的計算 (1)速比 ? 的計算 [1] 速比是指液壓缸活塞桿往復運動時的速度比。 () ? =100/7= 因此活塞直徑 d根據(jù)公式 d=D = 因此，將其圓整為 D=190mm,d=180mm。 表 按負載選執(zhí)行文件的工作壓力 負載 /N ＜ 5000 500～10000 10000～20210 20210～30000 30000～50000 ＞ 50000 工作壓力/MPa ≤～ 1 ～ 2 ～ 3 3～ 4 4～ 5 ＞ 5 ?? 1? 1 4 .2 8 11 8 9 .8 1 7 31 4 .2 8 mm???3 6 211 / 5 5 0 1 0 / 1 9 1 0 0 . 0 2 8 3mFA p m?? ? ? ? ?21 14AD??2 2212222124()4DvA Dv A D dDd?? ?? ? ? ? ??XX 學院畢 業(yè) 設(shè)計（論文） 7 表 按機械類型選執(zhí)行文件的工作壓力 機械類型 機 床 農(nóng)業(yè)機械 工程機械 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 工作壓力/MPa a≤2 3～ 5 ≤8 8～ 10 10～ 16 20～ 32 根據(jù)上述的 D 與值，可估算液壓缸在各個工作階段中的壓力，流量和功率，如表 所示 表 液壓在不同階段的壓力 ,流量和功率值 工況 負載 F/N 回油腔壓力2/p Pa 進油腔壓力1/p Pa 輸入流量31/ ( )q m s?? 輸入功率/PW 快 進 啟動 1111 2p =0 ? 加速 1222 21p p p? ?? ? 快進 667 ? 較小 工進 760 310? 2p ? 0 619 10? 10?? 1000? 快退 起動 1111 2p =0 10? 加速 1222 p? 較小 10? 快退 667 10? ?? 1000? 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 擬訂液壓系統(tǒng)原理圖是整個設(shè)計工作中最主要的步驟，他對系統(tǒng)性能以及設(shè)計方案的經(jīng)濟和合理性能具有決定性的影響。其一般方法是根據(jù)動作和性能的要求先分別選擇和擬訂基本回路，然后將各回路組合成完整的系統(tǒng)。最后將此系統(tǒng)進行歸納和整理。增添必要的元件和輔助油路，使之成為完整的系統(tǒng)。 液壓系統(tǒng) 的設(shè)計要求 本液壓系統(tǒng)的設(shè)計具體要求如下： (1) 系統(tǒng)各零件要有較高的強度和耐磨性。 XX 學院畢 業(yè) 設(shè)計（論文） 8 (2)油缸運動要平穩(wěn) ,運動過程中不能卡的現(xiàn)象。 (3) 本液壓系統(tǒng)控制各油缸正確動作。 (4) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊、操作方便、性能可靠、實現(xiàn)自動操作。 回路方式的選擇