【導讀】北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計）

　　

【正文】 液壓缸工作壓力主要根據(jù)運動循環(huán)各階段中的最大總負載力來確定，此外，還需要考慮以下因素：各類設(shè)備的不同特點和使用場合 ； 考慮經(jīng)濟和重量因素，壓力選得低，則元件尺寸大，重量重；壓力選得高一些，則元件尺寸小，重量輕，但對元件的制造精北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 32 度，密封性能要求高。 所以，液壓缸的工作壓力的選擇有兩種方式：一是根據(jù)機械類型選；二是根據(jù)切削負載選。如 表 、 表 所示： 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 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 液壓缸主要尺寸的計算 （ 1）工作負載及慣性負載計算 計算液壓缸的總機械載荷，根據(jù)題意，工作負載： 12021?wF N 油缸所要移動 負載總重量： 15000?G N 根據(jù)題意選取工進時速度的最大變化量： ??v m/s，根據(jù)具體情況選?。??t s（其范圍通常在 ～ ），則慣性力為： ??????? tvgGF a N （ 2）密封阻力的計算 液壓缸的密封阻力通常折算為克服密封阻力所需的等效壓力乘以液壓缸的進油腔的有效作用面積。若選取中壓液壓缸，且密封結(jié)構(gòu)為 Y型密封，根據(jù)資料推薦，等效壓力取 ?eqp MPa，液壓缸的進油腔的有效作用面積初估值為 801?A mm，則密封力為： 啟動時： 1 6 0 00 0 51 ????? ApF eqs N 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 33 運動時： 800% 51 ??????ApF eqs N （ 3）摩擦阻力的計算 一般情況下， ::1:: ?zyx FFF ，由題意知， 12021?? wx FF N，則由于切削力所產(chǎn)生的與重力方向相一致的分力 40 000 ??zF N，選取摩擦系數(shù) ?f ， V 型導軌的夾角 ?90?? ，則導軌的摩擦力為： NfFGfFGF zzf6 6 4 045s i n)24 0 0 0 01 5 0 0 0()24 0 0 0 01 5 0 0 0(2s i n)2()2(?????????????? （ 4）回油背壓造成的阻力計算 回油背壓，一般為 ～ ，取回油背壓 ?bp MPa，考慮兩邊差動比為 2，且已知液壓缸進油腔的活塞面積 801?A mm，取有桿腔活塞面積 402?A mm，將上述值代入公式得： 1 2 0 00 0 62 ????? ApF bb N 分析液壓缸各工作階段中受力情況，得知在工進階段受力最大，作用在活塞上的總載荷： 2 0 7 9 31 2 0 06 6 4 08 0 01 5 31 2 0 0 0 ??????????? bfsaw FFFFFF N （ 5）確定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸和工作壓力 根據(jù)經(jīng)驗確定系統(tǒng)工作壓力，選取 p=3MPa，則工作腔的有效工作面積和活塞直徑分別為： 261 m006 93 ???? pFA m 15 . 0 00693 . 0 4 4 1 ? ? ? ? ? ? AD 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 34 因為液壓缸的差動比為 2，所以活塞桿直徑為： 則液壓缸實際計算工作壓力為： 622 ?????? ?? DFp 實際選取的工作壓力為： 6??p 由于工作時需做低速進給運動，在確定油缸活塞面積 1A 之后，還必須按最低進繪速度驗算油缸尺寸。即應保證油缸有效工作面積 1A 為： minmin1 vqA ? 式中： minq — 流量閥最小穩(wěn)定流量，在此取調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量為 50ml/min； minv— 活塞最低進繪速度，本題給定為 20mm/min；根據(jù)上面確定的液壓缸直徑，油缸有效工作面積為： 23221 ?????? ?? DA 234m inm in ?? ????vq 驗算說明活塞面積能滿足最小 穩(wěn)定速度要求。 螺栓 的設(shè)計計算 松螺紋聯(lián)接強度計算 計算拉伸強度條件為： m 1 . 0 094 . 0 7 . 0 2 ? ? ? ? D d 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 35 式中： F螺栓工作載荷， N d1螺栓危險截面的直徑， mm [σ] 螺栓材料的許用拉應力 ， MPa 緊螺栓聯(lián)接強度計算 僅承受預緊力的緊螺栓聯(lián)接 拉伸強度條件為： 式 中： Qp螺栓所受預緊力， N 承受預緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接 ① 拉伸強度條件為： 式中： Q螺栓總拉力， N 螺栓總拉力的計算： Q=Qp+[Cb/(Cb+Cm)]178。F 式中： Cb/(Cb+Cm)稱為螺栓的相對剛度，一般設(shè)計時，可按下表推薦的數(shù)據(jù)選取。 表 螺栓的相對剛度 Cb/(Cb+Cm) 被聯(lián)接鋼板間所 用墊片類別 Cb/(Cb+Cm) 金屬墊片（或無墊片） ～ 皮革墊片 銅皮石棉墊片 橡膠墊片 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 36 ② 疲勞強度計算 對于受軸向變載荷的重要聯(lián)接，應對螺栓的疲勞強度作精確校核，計算其最大應力計算安全系數(shù)： 式中： ??1tc螺栓材料的對稱循環(huán)拉壓疲勞極限， MPa， ?1tc 值見 表 試件的材料特性，即循環(huán)應力中平均應力的折算系數(shù)，對于碳素鋼，=— ，對于合金鋼， =— 拉壓疲勞強度綜合影響系數(shù)，如忽略加工方法的影響，則 Kσ=kσ/ ?σ ，Kσ 此處為有 效應力集中系數(shù)，見 表 ； ?σ 為尺寸系數(shù) ，見 表 S安全系數(shù)， 見 表 表 螺紋聯(lián)接件常用材料的疲勞極限 材料 疲勞極限（ MPa） ??? ???tc 10 Q215 35 45 40Cr 160～ ???????～ ???????～ ???????～ ???????～ ??? 120～ ?150 120～ ?160 170～ 220 190～ 250 240～ 340 表 有效應力集中系數(shù) 材料的 400 600 800 1000 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 37 表 尺寸系數(shù) 直徑d(mm) 16 20 24 28 32 40 48 56 64 72 80 1 表 螺紋聯(lián)接的安全系數(shù) S 受載類型 靜載荷 變載荷 松螺栓聯(lián)接 ???? 緊 螺 栓 聯(lián) 接 受軸向及橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接 不考慮預緊力的簡化計算 M6?M16 M16?M30 M30?M60 M6?M16 M16?M30 M30?M60 碳鋼 5?4 4? ?2 碳鋼 ? ? 合金鋼 ?5 5? ?3 合金鋼 10? ?10 考慮預緊力的計算 ? ? (Sa=?4) 鉸制孔用 螺栓聯(lián)接 鋼： Sr=,Sp＝ 鑄鐵： Sp=? 鋼： Sr=?5,Sp＝ 鑄鐵： Sp=? 承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接 螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件為： 螺栓桿的剪切強度條件為： 式中： F螺栓所受的工作剪力， N d0螺栓剪切面的直徑（可取為螺栓孔的直徑）， mm 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 38 Lmin螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度， mm，設(shè)計時應使 Lmin [σ]p 螺栓或孔壁材料的許用擠壓應力， MPa， 見 表 [τ] 螺栓材料的許用切應力， MPa 圖 承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接 表 聯(lián)接接合面材料的許用擠壓應力材 料 鋼 鑄 鐵 混 凝 土 磚（水泥漿縫） 木 材 ～ ～ ～ 表 螺栓的性 能等級 性能等級（標記） 抗拉強度極限 330 400 420 500 520 600 800 900 1040 1220 屈服極限 190 240 340 300 420 480 640 720 940 1100 硬度 90 109 113 134 140 181 232 269 312 365 推薦材料 低碳鋼 低碳鋼或中碳鋼 中碳鋼，淬火并回火 中碳鋼，低、中 碳合金鋼，淬火并回火，合金鋼 合金鋼 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 39 第四章 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是我四年大學生活的里程碑。此次設(shè)計要綜合運用到我大學四年里所學到的理論知識和專業(yè)知識，并為即將踏入社會的我奠定了堅實的基礎(chǔ)。以下是我對這次的畢業(yè)設(shè)計的一些體會和心得： 在完成大學四年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在北京現(xiàn)代有限公司等幾家單 位的生產(chǎn)實習，我對于模具特別是塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。 在今次的設(shè)計過程中，有很多的問題需要獨立思考，在用常規(guī)的方法解決不了問題時，還要從反向去思考。從而使我的思維能力得到了很大的提高。設(shè)計中所涉及到一定的創(chuàng)新設(shè)計，給我提供了一個很好的提高應變能力的訓練機會。 設(shè)計時，經(jīng)過不斷的到校圖書館認真地查找和借閱相關(guān)的參考資料，并與同學進行充分討論，不但提高了個人查閱資料的能力，還擴闊了我的知識視野。 本模具采用 AUTOCAD 軟件設(shè)計。由于以前只有在選修課中學習過，所以在設(shè)計過程中我常常要做到邊學邊做，不懂就看書，終于能按時地完成設(shè)計任務(wù)。 在設(shè)計的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，就是我自己的實踐經(jīng)驗不多，也暴露出來了我不少理論知識學習的不夠扎實的問題。這樣做出來的設(shè)計，難免有不足之處，希望老師能夠諒解并提出寶貴的意見，供我參考、改正。 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 40 致謝 時光飛逝，論文的完成也意味著我四年的大學生活將要結(jié)束了。剛剛考到北京工商大學的喜悅之情，如今已經(jīng)化成了對母校老師和同學的那份依依不舍之情?；仡欉@將近四年的歷 程，最最難忘的是在這段時間里系領(lǐng)導老師和同學給予我的關(guān)懷和幫助，讓我深深的感受到了那份濃濃的師生情。 首先我要感謝我的指導老師趙罘副教授。在我寫論文期間，他在生活和學習上給予我無微不至的關(guān)懷和幫助。對我的論文一直給予了全面細致的指導，傾注了大量的心血，他總是在我覺得困難、困惑的時候，為我指明方向，給我提供了大量有價值的參考資料，同時在我需要的時候，給了我很多有意義的指導，并且提出了很多寶貴的意見，使我的論文能夠繼續(xù)下去。趙老師睿智的洞察力、廣博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、勇于創(chuàng)新的開拓精神、精益求精的科研方法以 及寬容的待人風格是我永遠學習的楷模。 其次我要感謝機械自動化學院以及汽車電子系給予我關(guān)心和幫助過的領(lǐng)導和老師，你們?nèi)甓鄟韨魇诮o我的知識和點點滴滴，讓我在今后的工作和學習中更加的從容和自信。他們對我的期望促我勤奮，助我進取。還要感謝我寢室的室友，感謝我的所有同學在學習和工作中對我的幫助，與他們朝夕相處，一起探討問題使我獲益非淺。最后，再一次感謝所有曾經(jīng)關(guān)心和幫助過我的人們。祝他們學業(yè)有成，生活快樂 ！ 齊焱 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 41 參考文獻 ［ 1］ 彭繼慎 ． 壓鑄機控制技術(shù) ［ M］．北京： 機械工業(yè)出版社 ， 2021． ［ 2］ 潘憲曾 ． 壓鑄工藝與模具 ［ M］．北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2021． ［ 3］ 齊衛(wèi)東 ． 壓鑄工藝與模具設(shè)計 ［ M］．北京： 北京理工大學出版社 ， 2021． ［ 4］ 許發(fā)樾 ． 壓鑄模設(shè)計應用實例 ［ M］．北京： 機械工業(yè)出版社 ， 2021． ［ 5］ 潘憲曾 ． 壓鑄模設(shè)計手冊 (精 )［ M］．北京： 機械工業(yè)出版社 ， 2021． ［ 6］ 黨根茂 ， 駱志斌 ， 李集仁 ． 模具設(shè)計與制造 ［ M］． 西安