【導(dǎo)讀】固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，稱為鑄造。鑄造是現(xiàn)代機(jī)械制造工藝的基礎(chǔ)。在機(jī)械設(shè)備中鑄件所占比例很大，如機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)中，鑄件占總重量的70%～。90%，壓氣機(jī)占60%～80%，拖拉機(jī)占50%～70%，農(nóng)業(yè)機(jī)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(huì)對(duì)恢復(fù)自然環(huán)境的呼聲也越來(lái)越高。展，以擴(kuò)大對(duì)不同批量和多品種生產(chǎn)的適應(yīng)性。得到優(yōu)先發(fā)展，少生產(chǎn)或不生產(chǎn)污染的新工藝、新設(shè)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(nèi)，甚至高達(dá)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(jī)及壓鑄模是壓鑄生產(chǎn)工藝過(guò)程的三個(gè)基本要素。目前用壓鑄方法可以生產(chǎn)鋁、鋅、鎂和銅等合金。基于壓鑄工藝的特點(diǎn)，由

　　

【正文】 彎曲力和振動(dòng)沖擊等多種作用力，所以，必須有足夠的強(qiáng)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(jì)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(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 33 （ 2）活塞桿強(qiáng)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(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： 41026dF????? ≤ p? MPa…………………………………… （ 314） 式（ 314）引自 [4]P17173 p? —— 材料 的許用應(yīng)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(shè) 有螺紋、退刀槽等結(jié)構(gòu)，這些部位往往是活塞的危險(xiǎn)截面，也要進(jìn)行校核，則危險(xiǎn)截面處的合成應(yīng)力應(yīng)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(xiǎn)截面直徑， d 2=40mm。 當(dāng)壓射缸返回時(shí)活塞桿受拉，此時(shí)有： F2= ? ?mPdD ?? m ax224 ? N………………………………… （ 316） 式（ 316）引自 [7] m? —— 液壓缸的機(jī)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(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(dāng)液壓缸支撐長(zhǎng)度 LB≥（ 10～ 15） d 時(shí)，需延髓活塞桿彎曲穩(wěn)定性。因?yàn)?，此壓射缸的長(zhǎng)度為： LB=580+335=915mm10d=10? 63=630 mm 所以，需驗(yàn)算活塞桿的彎曲強(qiáng)度。 如果活塞桿所受作用力完全作用在軸線上，有計(jì)算實(shí)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(dǎo)向系數(shù)， k =； 1E —— 實(shí)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(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(dǎo)向套、密封和防塵 活塞桿的導(dǎo)向套安裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)活塞進(jìn)行導(dǎo) 向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)把雜質(zhì) 、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。當(dāng)導(dǎo)向套采用非耐磨材料時(shí)，其內(nèi)側(cè)還可裝設(shè)導(dǎo)向環(huán)，用作活塞桿的導(dǎo)向。 （ 1）導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu) 導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)型式有軸套式和端蓋式兩種。本設(shè)計(jì)采用端蓋式導(dǎo)向套。 （ 2）材料的選擇 導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)向型的導(dǎo)向套材料用灰鑄鐵、球墨鑄鐵、氧化鑄鐵等。 本設(shè)計(jì)選用 ZQSn663。 （ 3）導(dǎo)向套的導(dǎo)向長(zhǎng)度的計(jì)算 導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)短，將使缸內(nèi)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(shè)計(jì)必須得保證有一定 的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足： H ≥ 220 Ds ? m………………………………………… （ 318） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 36 式引自 [4]表 17619 P17275 式中 ： H —— 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度； s —— 最大工作行程。 H ≥ 25020335220 ???? Dsmm 取導(dǎo)向套的長(zhǎng)度 H =70 mm。 7. 排氣閥 如果排氣閥設(shè)置不當(dāng)或者沒(méi)有設(shè)置，壓力油進(jìn)入液壓缸后，缸內(nèi)仍會(huì)有空氣。由于空氣具有壓縮性和滯后擴(kuò)張性，會(huì)造成液壓缸和整個(gè)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(dǎo)軌磨床在加工過(guò)程中，如果工作臺(tái)進(jìn)給液壓缸存在空氣，就會(huì)引起工作臺(tái)進(jìn)給時(shí)的顛振和爬行，這不僅會(huì)影響被加 工表面的粗糙度和行位 公差等級(jí)，而且會(huì)損壞砂輪和磨頭等機(jī)構(gòu) 。 如果這種現(xiàn)象發(fā)生在煉鋼轉(zhuǎn)爐的傾倒裝置液壓缸中，那將引起鋼水 的動(dòng)蕩潑出，這是十分危險(xiǎn)的。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，除了防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)外，必須在液壓缸上安設(shè)排氣閥 ，因?yàn)橐簤焊资且簤合到y(tǒng)的最后執(zhí)行元件，會(huì)直接反應(yīng)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(yīng)設(shè)在缸體兩腔 端部的上方 ；垂直安裝的液壓缸，應(yīng)設(shè)在端蓋的上方，均應(yīng)與壓力腔相通，以便安裝后調(diào)試前排除液壓缸內(nèi)的空氣。由于空氣比油輕，總是向上浮動(dòng)，不會(huì)讓空氣有積存的殘留死角。 本設(shè)計(jì) 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(shí)，擰松螺紋，缸內(nèi)空氣從錐面間隙中擠出，并經(jīng)斜孔排出缸外。 這種排氣 閥簡(jiǎn)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(huì)造成外泄漏。 閥的材料選用 34 號(hào)或 45 號(hào)碳素鋼，錐部熱處理硬度為 38～ 44HRC。 增壓缸的設(shè)計(jì) （ 1）材料的選用 本增壓缸材料選用 ZG270500。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 37 有基本參數(shù)： 500?b? MPa， 270?s? MPa。 （ 2）缸筒計(jì)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(nèi)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(dāng)zD?≤ 時(shí)，有薄壁缸筒計(jì)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(dāng)zD? =～ 時(shí)，有計(jì)算實(shí)用公式： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 38 δ0≥ maxmax 3][ PDP ??? = 12518 ??? ? = mm 取 δ=25mm。 （ 4）缸筒壁厚的驗(yàn)算 a ) 為避免發(fā)生塑性變形，額定工作壓力應(yīng)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(qiáng)度， σs=270 MPa D1—— 缸筒外徑， m 所以， Ppl= lgDD1=? 270? lg125175= MPa Pn（ ～ ） Ppl =（ ～ ） ? =～ 因?yàn)?Pn=12MPa， 所以滿足要求。 b)缸筒徑向變形量 △ D 不超過(guò)密封圈允許范圍 。 △ D = ???????? ???? ?221221rDD DDEDP m 式中 ： Pr—— 缸筒耐壓試驗(yàn)應(yīng)力 ； E— — 缸筒材料彈性模數(shù)， E=210? 108Pa； ? —— 缸筒材料伯松比，對(duì)鋼材 ? =； 所以， △ D = ???????? ???? ?221221rDD DDEDP 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 39 =???????? ????? ?? 12517510210 1014125 222286 = mm mm c )額定工作壓力 Pn 應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全： Pn≤ ? ?21D DDs ?? = ? ?222175 ??? = MPa 因?yàn)?Pn=12 MPa，所以滿足要求 。 d)最后，還應(yīng)驗(yàn)算缸筒的爆破壓力 PE： PE=DDs 1lg? =?125175lg270?= MPa PE 遠(yuǎn)大于缸筒耐壓試驗(yàn)應(yīng)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(jì)算 活塞寬度： B==? 125= 活塞桿直徑可由往復(fù)運(yùn)動(dòng)速比 ? 來(lái)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(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 40 211????????Dd?=21257011???????= （ 2）活塞桿強(qiáng)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(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： 41026dF????? ≤ p? MPa 式 中： p? —— 材料 的許用應(yīng)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(shè)有螺紋、退刀槽等結(jié)構(gòu)，這些部位往往是活塞的危險(xiǎn)截面，也要進(jìn)行校核，則危險(xiǎn)截面處的合成應(yīng)力應(yīng)滿足： n? ≈ 222dF ≤ p? MP 式 中： F2—— 活塞桿的拉力； d 2—— 危險(xiǎn)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(jì)算 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 41 已知管內(nèi)允許流速 V=5m/s，壓射速度 Vy= m/s，則 有管道內(nèi)徑計(jì)算實(shí)用公式： VQd ?4?m…………………………………………… （ 320） 式（ 320）引自 [8]P14 式中： Q—— 通過(guò)管道內(nèi)的流量； /s9 . 8 1 c 4322????? yVDQ ? V—— 管內(nèi)允許流速。