【導讀】固，以獲得毛坯或零件的生產方法，稱為鑄造。鑄造是現(xiàn)代機械制造工藝的基礎。在機械設備中鑄件所占比例很大，如機床、內燃機中，鑄件占總重量的70%～。90%，壓氣機占60%～80%，拖拉機占50%～70%，農業(yè)機械占40%～70%。鑄件的大小幾乎不限，從幾克到數(shù)百噸；鑄件的壁厚。件的加工余量小，節(jié)省金屬，減少切削加工量，從而降低制造成本。法，如壓力鑄造等。此外，節(jié)能的要求和社會對恢復自然環(huán)境的呼聲也越來越高。展，以擴大對不同批量和多品種生產的適應性。得到優(yōu)先發(fā)展，少生產或不生產污染的新工藝、新設備將首先受到重視。僅適用于壓鑄汽車零部件，還使用于航空、電器、家用五金等。高的速度充填壓鑄模型腔，并在壓力下成形和凝固而獲得鑄件的方法。圍內，甚至高達500MPa。壓鑄模具有很高的壓鑄精度和很低的表面粗糙度值。合金材料、壓鑄機及壓鑄模是壓鑄生產工藝過程的三個基本要素。目前用壓鑄方法可以生產鋁、鋅、鎂和銅等合金。基于壓鑄工藝的特點，由

　　

【正文】 彎曲力和振動沖擊等多種作用力，所以，必須有足夠的強度和剛度。雙作用缸單邊 活塞桿液壓缸，其活塞桿直徑 d 可由下式計算： d=D?? 1?m……………………………………………… （ 313） 式（ 313）引自 [4]P17272 初選 ? = d=D?? 1?= 100? ?= 考慮到活塞桿與壓射缸用卡環(huán)聯(lián)接并圓整，根據(jù) [4]表 1762 的液壓桿直徑系列（ GB/T23481993），取活塞桿的直徑 d=63mm。 則速比為： 211????????Dd?=21006311???????= 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 33 （ 2）活塞桿強度校核 a） 活塞桿在穩(wěn)定工 況下，如果只受軸向推力和拉力，可以近似地用直桿承受拉壓載荷的簡單強度計算公式進行計算： 41026dF????? ≤ p? MPa…………………………………… （ 314） 式（ 314）引自 [4]P17173 p? —— 材料 的許用應力， p? =400MPa F—— 活塞桿的作用力。 所以， 41026dF????? =4236??? ? = MPa400 MPa= p? 故活塞桿在穩(wěn)定工況下安全。 b）活塞桿一般都 設 有螺紋、退刀槽等結構，這些部位往往是活塞的危險截面，也要進行校核，則危險截面處的合成應力應滿足： n? ≈ 222dF ≤ p? MP…………………………………… （ 315） 式（ 315）引自 [4]表 17616， P17273 F2— — 活塞桿的拉力； d 2—— 危險截面直徑， d 2=40mm。 當壓射缸返回時活塞桿受拉，此時有： F2= ? ?mPdD ?? m ax224 ? N………………………………… （ 316） 式（ 316）引自 [7] m? —— 液壓缸的機械效率，通常 m? =～ ，在這里取 m? =； d—— 活塞桿直徑； Pmax—— 缸筒最高工作壓力， Pmax=18MPa。 則有 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 34 F2= ? ?mPdD ?? m ax224 ? = ? ? 22 ????= 所以， n? ≈222dF?=6231040 ????= p? 所以活塞桿安全。 c）活塞桿的彎曲穩(wěn)定性校核 當液壓缸支撐長度 LB≥（ 10～ 15） d 時，需延髓活塞桿彎曲穩(wěn)定性。因為，此壓射缸的長度為： LB=580+335=915mm10d=10? 63=630 mm 所以，需驗算活塞桿的彎曲強度。 如果活塞桿所受作用力完全作用在軸線上，有計算實用公式： kF ≤kknF ……………………………………………… （ 317） 式（ 317）引自 [4]表 17616 P17273 kF ≤22612 10BLkIE ?? 式中： kF —— 活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮力； kn —— 安全系數(shù)，通常取 kn ≈～ 6； k —— 液壓缸安裝及導向系數(shù)， k =； 1E —— 實際彈性模數(shù)； a —— 材料組織缺陷系數(shù)，鋼材 ； 一般取 a ≈121； b —— 活塞桿截面不均勻系數(shù)，一般取 b ≈131； E —— 材料的彈性模量，鋼材 E =? 105 MPa I —— 活塞桿的橫截面慣性矩； s? —— 活塞桿材料屈服極限。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 35 其中： 1E = ? ?? ???? baE11 ??????? ??????? ??13111211 5 510? MPa 61244 64 ?? ?????? dI ? m4 所以， kF ≤22612 10BLkIE ?? = 622 66112 ? ??? ????? =? 1012 N 1F ≤ 912 6 ????kknFKN1F = KN 故此活塞桿安全。 6. 活塞桿的導向套、密封和防塵 活塞桿的導向套安裝在液壓缸的有桿側端蓋內，用以對活塞進行導 向，內裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。外側裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時把雜質 、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。當導向套采用非耐磨材料時，其內側還可裝設導向環(huán)，用作活塞桿的導向。 （ 1）導向套的結構 導向套的典型結構型式有軸套式和端蓋式兩種。本設計采用端蓋式導向套。 （ 2）材料的選擇 導向套 一般采用摩擦系數(shù)小，耐磨性好的青銅材料制作，非金屬導向套可以用塑料（ PA）、 聚四氟乙烯（ PTFE+玻璃纖維）或 聚三氟氯乙烯材料制作。端蓋式直接導向型的導向套材料用灰鑄鐵、球墨鑄鐵、氧化鑄鐵等。 本設計選用 ZQSn663。 （ 3）導向套的導向長度的計算 導向長度過短，將使缸內配合間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸的工作性能和穩(wěn)定性，因此，設計必須得保證有一定 的最小導向長度，一般缸的最小導向長度應滿足： H ≥ 220 Ds ? m………………………………………… （ 318） 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 36 式引自 [4]表 17619 P17275 式中 ： H —— 最小導向長度； s —— 最大工作行程。 H ≥ 25020335220 ???? Dsmm 取導向套的長度 H =70 mm。 7. 排氣閥 如果排氣閥設置不當或者沒有設置，壓力油進入液壓缸后，缸內仍會有空氣。由于空氣具有壓縮性和滯后擴張性，會造成液壓缸和整個液壓系統(tǒng)在工作中的顛振和爬行 ， 影響液壓缸的正常工作。例如：液壓導軌磨床在加工過程中，如果工作臺進給液壓缸存在空氣，就會引起工作臺進給時的顛振和爬行，這不僅會影響被加 工表面的粗糙度和行位 公差等級，而且會損壞砂輪和磨頭等機構 。 如果這種現(xiàn)象發(fā)生在煉鋼轉爐的傾倒裝置液壓缸中，那將引起鋼水 的動蕩潑出，這是十分危險的。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，除了防止空氣進入液壓系統(tǒng)外，必須在液壓缸上安設排氣閥 ，因為液壓缸是液壓系統(tǒng)的最后執(zhí)行元件，會直接反應出殘留空氣的危害。 排氣閥的位置要合理，水平安裝的液壓缸，其位置應設在缸體兩腔 端部的上方 ；垂直安裝的液壓缸，應設在端蓋的上方，均應與壓力腔相通，以便安裝后調試前排除液壓缸內的空氣。由于空氣比油輕，總是向上浮動，不會讓空氣有積存的殘留死角。 本設計 采用整體式排氣閥：閥體與閥針合為一體，用螺紋與缸筒或缸蓋連接，靠頭部錐面起密封作用。排氣時，擰松螺紋，缸內空氣從錐面間隙中擠出，并經斜孔排出缸外。 這種排氣 閥簡單、方便，但是螺紋與錐面密封處同心度要求較高。否則擰緊排氣閥后不能密封，會造成外泄漏。 閥的材料選用 34 號或 45 號碳素鋼，錐部熱處理硬度為 38～ 44HRC。 增壓缸的設計 （ 1）材料的選用 本增壓缸材料選用 ZG270500。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 37 有基本參數(shù)： 500?b? MPa， 270?s? MPa。 （ 2）缸筒計算： 初選增壓比為 k=，則增壓缸筒直徑為： 2kDDz ? m…………………………………………… （ 319） 式（ 319）引自 [10] P73 所以， 2kDDz ? = ? = 根據(jù) [4]P17257 表 1762 液壓缸內徑系列（ GB/T23481993 ）選取125?zD mm。 所以增 壓比為： 10012522 ??????????????? DDk z （ 3）缸筒壁厚 210 CC ????? a )當zD?≤ 時，有薄壁缸筒計算公式： δ 0≥][2max?DP ?m Pmax=1. 5Pn=? 12=18MPa [σ]=nb? =550=100MPa 所以， δ 0≥][2max?DP ?=1002 12518??= mm 則zD? = =， 故此公式不適用。 b)當zD? =～ 時，有計算實用公式： 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 38 δ0≥ maxmax 3][ PDP ??? = 12518 ??? ? = mm 取 δ=25mm。 （ 4）缸筒壁厚的驗算 a ) 為避免發(fā)生塑性變形，額定工作壓力應滿足： Pn（ ～ ） Ppl MPa Ppl—— 缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力， MPa Ppl=DD1 MPa 式中： σs—— 缸筒材料屈服強度， σs=270 MPa D1—— 缸筒外徑， m 所以， Ppl= lgDD1=? 270? lg125175= MPa Pn（ ～ ） Ppl =（ ～ ） ? =～ 因為 Pn=12MPa， 所以滿足要求。 b)缸筒徑向變形量 △ D 不超過密封圈允許范圍 。 △ D = ???????? ???? ?221221rDD DDEDP m 式中 ： Pr—— 缸筒耐壓試驗應力 ； E— — 缸筒材料彈性模數(shù)， E=210? 108Pa； ? —— 缸筒材料伯松比，對鋼材 ? =； 所以， △ D = ???????? ???? ?221221rDD DDEDP 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 39 =???????? ????? ?? 12517510210 1014125 222286 = mm mm c )額定工作壓力 Pn 應低于一定極限值，以保證工作安全： Pn≤ ? ?21D DDs ?? = ? ?222175 ??? = MPa 因為 Pn=12 MPa，所以滿足要求 。 d)最后，還應驗算缸筒的爆破壓力 PE： PE=DDs 1lg? =?125175lg270?= MPa PE 遠大于缸筒耐壓試驗應力 Pr，故滿足要求。 由于增壓活塞的行程較短，所以活 塞和活塞桿做成一體，材料選用 40Gr，用 O 型密封圈加活塞環(huán)密封。 （ 1）活塞基本參數(shù)計算 活塞寬度： B==? 125= 活塞桿直徑可由往復運動速比 ? 來確定，初選 ? = ????? ??Dd= mm 圓整并根據(jù) [4]表 1762 的液壓桿直徑系列（ GB/T23481993），取活塞桿直徑 70??d mm。 則速比 ? 為： 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 40 211????????Dd?=21257011???????= （ 2）活塞桿強度校核 a）活塞桿在穩(wěn)定工況下，如果只受軸向推力和拉力，可以近似地用直桿承受拉壓載荷的簡單強度計算公式進行計算： 41026dF????? ≤ p? MPa 式 中： p? —— 材料 的許用應力， p? =137MPa F—— 活塞桿的作用力 ， N。 所以， 41026dF????? =4236??? ? = MPa p? 故活塞桿在穩(wěn)定工況下安全。 b）活塞桿一般都設有螺紋、退刀槽等結構，這些部位往往是活塞的危險截面，也要進行校核，則危險截面處的合成應力應滿足： n? ≈ 222dF ≤ p? MP 式 中： F2—— 活塞桿的拉力； d 2—— 危險截面直徑， d 2=64mm。 所以， n? ≈222dF?=6231064 ????= p? 所以活塞桿安全。 管道尺寸計算 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 41 已知管內允許流速 V=5m/s，壓射速度 Vy= m/s，則 有管道內徑計算實用公式： VQd ?4?m…………………………………………… （ 320） 式（ 320）引自 [8]P14 式中： Q—— 通過管道內的流量； /s9 . 8 1 c 4322????? yVDQ ? V—— 管內允許流速。