【正文】 在 這段時(shí)間的不斷 磨練下，我學(xué)到了 很多東西， 彌補(bǔ)了以前的不足，如零件圖與裝配圖的最佳表達(dá)、各形位公差與粗糙度的選取等等。同時(shí)對(duì)所學(xué)知識(shí)得到綜合的運(yùn)用，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、液壓站的設(shè)計(jì)及其裝配圖的繪制等工作中，積累了設(shè)計(jì)的方法和經(jīng)驗(yàn)。這種結(jié)構(gòu)裝拆很方便。 現(xiàn)采用梅花型彈性聯(lián)軸器（ HTLA4）其結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，有緩沖減振性能，安全可靠，耐磨，對(duì)加工精度要求不高，使用范圍廣。電動(dòng)機(jī)與液壓泵之間采用聯(lián)軸器連接，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在液壓泵的最佳轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。 表 方案對(duì)比 項(xiàng)目 立式安裝 臥式安裝 液壓泵工作條件 液壓泵浸在油中，工作條件好 一般 對(duì)液壓泵安裝要求 泵與電動(dòng)機(jī)有同軸度要求 泵與電動(dòng)機(jī)有同軸度要求 慮液壓泵的吸油高度 吸油管與泵的聯(lián)接處密封要求嚴(yán)格 綜合考慮對(duì)比，現(xiàn)采用立式安裝。立式安裝將液壓泵和與之相聯(lián)的油管放在液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時(shí)電動(dòng)機(jī)與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好 ，漏油可以直接回液壓油箱，另外，液壓泵置于油箱內(nèi)，噪音低，并節(jié)省站地面積。 （ 2）與液壓油路板上主液壓油路相通的液壓元件，其相應(yīng)油口應(yīng)盡量沿同一坐標(biāo)軸線布置，以減少加工孔道。把一個(gè)液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進(jìn)出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板，元件之間由液壓油路板上的孔道勾通。 在設(shè)計(jì)過程中采用 O 型橡膠密封圈。（從液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，表668）選用 QUQ1 型， 其基本參數(shù)為空氣過濾精度 40 m? ，空氣流量為 1 3/minm 。 回油管口加工成 45 度斜口形狀，以增大通流截面，并面向箱壁，以利于散熱和沉淀雜質(zhì)。 圖 郵箱隔板放置示意圖 (3)吸油管和回油管的設(shè)置 泵的吸油管與系統(tǒng)的回油管之間距離盡可能遠(yuǎn)，并且都應(yīng)在最低油面之下。 40 圖 郵箱示意圖 (2)隔板的設(shè)置 在油箱中設(shè)置隔板的目的是將吸、回油隔開，迫使油液循環(huán)流動(dòng) ，分離回油帶進(jìn)來的氣泡與雜質(zhì)，利于散熱和沉淀。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便，液壓裝置的振動(dòng)、發(fā)熱都與機(jī)床隔開。液壓油箱裝有空氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等 。通過查手冊(cè)得出各液壓元件 的額定流量，額定壓力損失，算出實(shí)際流量，代入公式算出局部壓力損失為： 223 . 1 3 8 . 4 3 8 . 4 2 7 . 3 5 60 . 6 0 . 1 0 . 6 6 0 . 0 9 5 81 5 0 6 3 1 6 0p m p a? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? M P aM P appp 11 0 6 0 9 5 1 0 2 ?????? ??? 系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算 發(fā)熱功率計(jì)算 （ 1）液壓泵的功率損失： ? ?1 1 1zh ri pi itp P tT ???? 代入數(shù)據(jù)求得： ? ?1 1 4 . 0 1 0 . 7 5 2 5 . 8 4 9 1 0 0 02 5 . 8 4 9hpw? ? ? ? ? （ 2）執(zhí)行元件的功率損失： ? ?2 11 1zh rj pj jjtp P tT ????? 代入數(shù)據(jù)求得： 2 ? （ 3）溢流閥的功率損失 63 0 . 3 1 0 2 7 . 3 5 6 1 0 0 0 6 0 1 3 6 . 7 8h y yp p q w? ? ? ? ? ? ? 即可以算出總的發(fā)熱功率為： 1 0 0 0 1 5 . 6 1 3 6 . 7 8 1 1 5 2 . 3 8hrpw? ? ? ? 散熱功率計(jì)算 ? ?1 1 2 2hcP k A k A T??? 2211 AKAKPT hc??? 其中， 1K —— 油箱的散熱系數(shù)，取 15 見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 － 12； 38 2K —— 管路的散熱系數(shù)，取 8 見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 － 13 1A 2A —— 分別為油箱、 管道的散熱面積 ，取 1A ＝ 2m 2A ＝ 1 2m 代入公式算得： 001 1 5 2 . 3 8 2 7 . 4 3 3 01 5 2 . 2 6 7 8 1wT C C? ? ? ?? ? ? 明顯油液溫升 并沒有超出 標(biāo)準(zhǔn)控制范圍內(nèi)。 21 2lvp d??? ? 管長 2m，管徑 ， Q＝ 。為防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不超過液壓油箱高度的 80%。 油管尺寸的確定 1）主油缸進(jìn)油管內(nèi)徑： 35 4 vqd v?? v—— 管內(nèi)允許流速 ( / )ms vq －管道內(nèi)流量 3( / )ms vq 為液壓泵的流量 ,即 smqv / 34??? 吸油管取 v=0 . 8d m m m????? ? ?? 根據(jù) 23583 表 選取鋼管外徑為 42mm，壁厚為 2mm 壓油管 3～ 6 取 v=4m/s。詳細(xì)參數(shù)見手冊(cè) 頁表 。系統(tǒng)對(duì)油液的清潔度有較大的要求，管道上設(shè)有管道濾油器。 主油缸回退采用差動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)快退。 表 4 按載荷選擇工作壓力 載荷 /kN 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 工作壓力 /mpa ~1 ~2 ~3 3~4 4~5 5～ 7 mmmPFD 1 1 2 8044 61???? ??? ?? 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取經(jīng)驗(yàn)值 mmD 402 ? ,類型頭部圓法蘭型，由于回程無特殊要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值去速度比 2 ? ? （ 見手冊(cè) 4， 23191 頁表 ）對(duì)應(yīng)油桿公式為： 22 1 1 . 3 3 14 0 2 01 . 3 3d D m m? ???? ? ? 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 第四部 23199 表 d2 =25mm 以上所求得尺寸均已符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)。 ??? —— 螺紋材料的許用應(yīng)力（ pa ） 這里取 K=， F= 3150 10XN， z=4； 螺釘材料為 45 鋼，其屈服強(qiáng)度 s? =355MPa , 取安全系數(shù) n=~,現(xiàn)取 n=2,則許用應(yīng)力 M P ans 7 723 5 5][ ??? ?? 因此，由 ? ?223 1 .3n? ? ? ? ?? ? ? ?，得 ][4.121?? ?zdKF ， 即： mmmz KFd ][ 6 31 ????? ??????? ??? 由此選用 M24 螺釘，其滿足螺釘?shù)膹?qiáng)度要求。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，取工程液壓缸外徑 1D =273mm 活塞寬度： 活塞寬度 B 一般取 ? ? ~ ? mmB ??? 29 缸蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 圖 缸蓋結(jié)構(gòu)示意圖 最小導(dǎo)向長度 H 5 0 2 2 0 1 1 2 . 52 0 2 2 0 2LDH m m? ? ? ? ? 取 H=115mm 缸蓋滑動(dòng)支承面長度 A 80D mm? 時(shí)，取 ? ? ~ ? 0 .6 1 2 5 7 5A mm? ? ? 隔套長度 C ? ? ? ?111 1 1 5 7 5 1 3 2 1 1 . 522C H l B m m? ? ? ? ? ? ? 3)缸體與缸蓋的連接形式 缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。 圖 單活塞桿 差動(dòng) 液壓缸計(jì)算示意圖 根據(jù)教材《液壓與氣壓傳動(dòng)》缸的設(shè)計(jì)， 由圖可知 2122211 )( 4 pp pdpp FD ???? ? 式中 1P —— 液壓缸工作壓力，初算時(shí)可取系統(tǒng)工作壓力 5Mpa 2P —— 液壓缸回油背壓，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取 D —— 油缸內(nèi)徑 d —— 油桿外徑 F —— 工作循環(huán)中最大的外負(fù)載 綜合考慮排液腔對(duì)活塞產(chǎn)生的背壓、活塞和活塞桿處密封及導(dǎo)套產(chǎn)生的摩擦力，以及運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力等因素的影響，一般取機(jī)械效率 ~?cm? 。就我們研究的這臺(tái)設(shè)備而言，尺寸大小受到一定的限制，成本要求也有一定的局限。為方便加工過程中的上下料，工件必須背送到離開鉚頭密封箱體以為的位置，設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)鉚頭軸線到箱體邊緣的距離大概為 360mm，考慮到工件的尺寸，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)行程系列，選取送料油缸行程為 400mm。即： faF F F?? G—— 工件及壓力傳感器的重力，約為 G=500N NtvgGGF 0 05 0 ????????? ? 兩個(gè)油缸所受的載荷都是軸向載荷。各油缸都要求有防塵裝置，對(duì)爆，寒，噪聲等無特殊要求，效率要求在 80%以上，成本要求相對(duì)低廉。 25 圖 機(jī)床總體方案設(shè)計(jì) 圖 1. 主 電機(jī) YL160 3. 床身立柱 四 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 從這里開始就開始進(jìn)入到本文最著重介紹部分。工作臺(tái)把原先四柱或單柱支持改成液壓升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上下位移，實(shí)現(xiàn)起來很簡單，液壓系統(tǒng)不復(fù)雜，更加有利于現(xiàn)代化生產(chǎn)。這種立案讓動(dòng)力頭只負(fù)責(zé)旋轉(zhuǎn)軌跡運(yùn)動(dòng)，而縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)則由工作臺(tái)來完成。對(duì)于液壓站其包括了 液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置等，將其獨(dú)立于機(jī)床之外，可以使安裝維修方便，液壓裝置的振動(dòng)、發(fā)熱都與機(jī)床隔開。 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì) 機(jī)床的總體 布局設(shè)計(jì)需要根據(jù)工作的要求，充分考慮到操作方便，加工效率高，性能穩(wěn)定、安全，加工質(zhì)量好等因素；對(duì) 于 立式鉚接擺輾機(jī)包括主傳動(dòng)部分、進(jìn)給傳動(dòng)部分、床身本體、電控與液壓系統(tǒng)，液壓站和電控箱，開關(guān)等。 運(yùn)動(dòng)功能分析 本機(jī)床主運(yùn)動(dòng)為電動(dòng)機(jī)主軸帶動(dòng)鉚頭旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)為液壓缸驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行鉚接，同時(shí)考慮到縮短鉚接工作行程，設(shè)計(jì)工作臺(tái)升降機(jī)構(gòu)形式，調(diào)節(jié)工作臺(tái)與動(dòng)力的距離，減少鉚接過程的空行程。一種液壓機(jī)工作臺(tái)四柱支撐結(jié)構(gòu)，在液壓機(jī)下梁頂 出缸接觸面上至少設(shè)置有四組支撐柱，各組支撐柱分為上支撐柱和下支撐柱，上支撐柱與液壓機(jī)移動(dòng)工作臺(tái)連接固定，下支撐柱連接固定在下梁與下梁頂出缸接觸面上，在上支撐柱和下支撐柱之間設(shè)置有一定的間隙，與下梁頂出缸連接的液壓墊上開有大于上支撐柱和下支撐柱直徑的導(dǎo)向孔。而立式機(jī)床又可分單立柱式和多立柱式，下圖為立式方案的簡 圖： 圖 確定方案：四柱立式結(jié)構(gòu) 單柱式方案：一根立柱既要承受拉伸力，又要承受切應(yīng)力，立柱彎曲變形情度較大。 18 因 S的大小與工件半徑相比很?。?/ 1/40sR? ），可以把工件的這個(gè)端面近似為平面。 （ 4）勞動(dòng)環(huán)境好，勞動(dòng)強(qiáng)度低。實(shí)踐證明，加工相同鍛件，其輾壓力僅是常規(guī)鍛造方法變形力的1/5～ 1/20； （ 2）產(chǎn)品質(zhì)量高，節(jié)省原材料，可實(shí)現(xiàn)少無切削加工。 實(shí)現(xiàn)擺頭的四種軌跡 , 可以有多種方法 , 最常用的是內(nèi)、外偏心套法 , 如圖 22所示 . 采用偏心套的方法 , 就是將擺頭的一端置 于內(nèi)偏心套內(nèi) , 通過內(nèi)偏心套和外偏心套不同的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) ,合成出四種不同的擺頭軌跡 。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)， OZ 繞 OM 旋轉(zhuǎn)，于是上模便產(chǎn)生了擺動(dòng)。 二 擺動(dòng)輾壓基本原理及工藝特點(diǎn) 擺動(dòng)輾壓的工作原理 擺動(dòng)輾壓又稱旋轉(zhuǎn)鍛造 (Rotary Fing)，是 20 世紀(jì) 60 年代發(fā)展起來的金屬壓力加工新工藝，也是鍛 件生產(chǎn)行業(yè)中的特種鍛造成形工藝，可用于中小型鍛件精化生 16 產(chǎn)。 2）機(jī)床的床身、動(dòng)力頭、工作臺(tái)等部份要有足夠的剛度，以減少在加工中主軸與工作臺(tái)的變形、偏擺。通過控制加載的壓力，這種加工用于軸承的裝配十分適合。鉚裝結(jié)束后，甚至沖頭已抬起，內(nèi)圈載荷仍未消除，仍保留某些載荷。在旋壓過程中輪轂軸的變形可分為三個(gè)階段 ： （ 1）第一階段，沖頭下降，與輪轂軸接觸，變形開始； （ 2）第二階段，變形進(jìn)一步擴(kuò)展 ,輪轂軸沿徑向擴(kuò)展 ,與內(nèi)圈倒角接觸； （ 3）最后是第三階段，鉚裝過程完成。 圖 110 鉚接過程示意圖 與整體表面壓鍛方法比較 。如鉚裝過程的示意圖（圖 19）。由于擺動(dòng)旋壓具有力量大的特點(diǎn)，鉚接非?？欤麄€(gè)純鉚接時(shí)間僅為 8秒多，而且鉚接過程未產(chǎn)生任何切屑。每個(gè)零件都是按工程圖所給的尺寸畫出來的，裝配才發(fā)現(xiàn)有的零件之間產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。在畫零件實(shí)體過程中，我們?cè)O(shè)計(jì)小組發(fā)現(xiàn)實(shí)體模型與實(shí)物某些細(xì)節(jié)部分不相符，經(jīng)過到工廠進(jìn)行實(shí)物觀察，作了修改。 汽車輪轂軸承單元的 3D 建模與分析 對(duì)加工對(duì)像的深入了解是設(shè)計(jì)設(shè)備的第一步。 (2)幾何要素 幾何要素是機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，機(jī)床形式、規(guī)格、精度等都要由它來決定。 轎車輪轂軸承的形狀和工藝分析 轎車輪轂軸承的形狀 如圖 16 所示 ,汽車輪轂軸承單元軸鉚合裝配工藝主要是將圖 A中的法蘭盤內(nèi)圈 1鉚合成圖 B 所示的的形狀。但由于缺乏資金，缺少機(jī)械設(shè)備專業(yè)制造廠的參與，由使用單位將國外主要用于冷擺輾的擺輾機(jī)結(jié)構(gòu)簡化或者照搬而制造出擺輾機(jī)用于熱擺輾，結(jié)果不合理，制造水平低等原因使得軸承易壞、導(dǎo)軌易損。但是，出于各自的發(fā)展戰(zhàn)略和利益的競爭，輪 11 轂軸承的軸鉚裝工藝技術(shù)對(duì)中國是保密的，而軸承則只以成品的形式以較高的價(jià)格提供給中國的中高檔汽車市場，就連掌握了其核心技術(shù)的外國公司在我國興建的轎車輪轂軸承合資企業(yè)，所提供的技術(shù)也是傳統(tǒng)的“ 螺帽卡緊式”裝配技