【正文】 問題有：怎樣選擇定位基準(zhǔn)；怎樣確定加工方案；怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗(yàn)等其他工序零件上的全部加工表面應(yīng)安排在一個(gè)合理的加工工序中加工，這對(duì)保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本都至關(guān)重要。 本章小結(jié)本章是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)所在，折彎力和壓緊力的計(jì)算是重點(diǎn)，將折彎缸的具體結(jié)構(gòu)和各梁的尺寸定出，只需要校核各處的強(qiáng)度來確定所選的零件尺寸是否合格。kW=驗(yàn)算其他工況時(shí)，液壓的驅(qū)動(dòng)功率均小于或近于此值。求的液壓泵流量：L/min由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得，選用CBFE18型齒輪泵，允許最大壓力20MP，最大流量18L/min.由前面的計(jì)算可得，泵的供油壓力為MP，考慮到管路的損失，取泵的效率為，泵的驅(qū)動(dòng)功率為：kW 考慮到注射時(shí)間較短，不過3s，而電動(dòng)機(jī)一般允許斷時(shí)間超載25%。由系統(tǒng)圖可知，從泵到液壓缸之間串聯(lián)有一個(gè)單向閥和換向閥，取。以上即為液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。油箱的容積一般取液壓泵額定流量的57倍，本設(shè)計(jì)中去7倍，故油箱的容積為：對(duì)于壓緊缸，在壓緊過程中，在達(dá)到該壓力后，油泵將停止對(duì)壓緊缸供油，則此時(shí)在壓緊缸回路上的壓力損失為0，則可將溢流閥2的壓力定為：則將溢流閥2的壓力調(diào)為6MP。表6 液壓元件明細(xì)表 序號(hào) 元件名稱最大通過流量（L/min） 型號(hào)1齒輪泵18CBF102溢流閥25Y16B3三位四通電磁閥2534*25BY4液控單向閥16SL10G5壓力表YX160B3C6液控單向閥16SL10G9壓力表YX160B3C10單向節(jié)流閥25I25B11溢流閥25Y16B12三位四通電磁閥2534*25BY13濾油器32XUB32X100注：表中未寫的7與8分別為壓緊缸和折彎缸。額定流量根據(jù)各閥通過的流量，確定為16L/min,25L/min,40L/imn三種型號(hào)。具體工作過程為，先是壓緊缸回路工作，當(dāng)壓緊缸的壓力達(dá)到所需要的值時(shí)，壓緊回路上電磁閥回到中位，這時(shí)折彎油缸回路開始工作，待將零件加工完成后，壓緊缸再將活動(dòng)梁與壓緊塊拉起，以便取走已加工件。再折彎?rùn)C(jī)的液壓系統(tǒng)中，采用兩個(gè)三位四通的電磁換向閥來控制兩回路的循環(huán)動(dòng)作。而對(duì)于折彎缸，在工作過程之中，已經(jīng)設(shè)它的推力一直為。根據(jù)液壓缸在各階段的速度以及液壓缸的有效面積，可以算出液壓缸在各階段的壓力、流量和功率，其計(jì)算公式和計(jì)算結(jié)果列于表4中。本設(shè)計(jì)中，壓緊缸采用剛體固定，折彎缸采用缸尾固定，且均為單桿式的液壓缸，且有油缸的選取可知：表3 液壓缸各腔面積表 無桿腔面積 有桿腔面積壓緊缸折彎缸由于在折彎?rùn)C(jī)工作過程之中，壓緊缸是為了提供壓緊力，且它在下行和上行時(shí)是勻速運(yùn)動(dòng)的，他不需要調(diào)速。則壓緊缸在各工作階段的總機(jī)械負(fù)載可以算出，見表2：表2 壓緊缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表 運(yùn)動(dòng)階段 計(jì)算公式 總的機(jī)械負(fù)載 下行 F=G 1039N 保壓 F=F 拉回 F=G 1039N而折彎缸在工作過程之中，折彎力始終垂直于零件的下表面，而方向又是不斷的變化，則折彎缸在工作過程之中，總的機(jī)械負(fù)載是一個(gè)變量，折彎?rùn)C(jī)構(gòu)在起始位置時(shí)，折彎缸需要提供的推力最大，因此可假設(shè)折彎缸在工進(jìn)過程中的推力均為該值，即P=。當(dāng)零件加工完成之后，壓緊缸的拉回速度為60mm/s，則在拉回的過程之中，壓緊缸只需要平衡活動(dòng)梁與壓緊塊的重力。壓緊缸在下行過程之中，速度為45mm/s，此時(shí)壓緊缸只需要平衡活動(dòng)梁與壓緊塊的重力。壓緊缸帶動(dòng)的活動(dòng)梁是在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，動(dòng)梁與壓緊塊的重力之和為1039N。其具體的型號(hào)為：YHG1E 63/36 x 200 L E1H L1 OY ——冶金標(biāo)準(zhǔn)液壓缸；HG1 ——雙作用活塞桿的第一種類型；E ——壓力級(jí)代號(hào)，此處表壓力為16MP；63 ——缸徑，用ΦA(chǔ)L表示，單位為mm；200——行程，用ΦMM表示，單位為mm；L ——油口連接代號(hào)，L表示螺紋連接；E1 ——安裝方式代號(hào)，E1表示尾部單耳環(huán)；H ——附加裝置代號(hào)，H表示帶緩沖；L1 ——活塞桿端結(jié)構(gòu)代號(hào)，L1表示為外螺紋；O ——介質(zhì)代號(hào)，O表示為液壓油。由此可知，預(yù)設(shè)的折彎缸與豎直方向的夾角符合要求。則可求得此位置折彎缸的推力為：N；在終點(diǎn)位置時(shí)，折彎缸的推力可按式（）計(jì)算，則：N 折彎?rùn)C(jī)構(gòu)受力圖示表1不同情況下折彎?rùn)C(jī)構(gòu)的受力350400450500550起始位置最小位置臨界位置終點(diǎn)位置則由以上的分析可得，折彎缸在工作過程之中，其所需要的推力先減小，然后折彎力又慢慢的變大，當(dāng)達(dá)到臨界位置時(shí)，折彎缸的推力與在起始位置時(shí)很接近，再隨著折彎?rùn)C(jī)構(gòu)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，折彎缸的就推力又慢慢的減小，直到達(dá)到終點(diǎn)位置，但在終點(diǎn)位置時(shí)折彎缸的推力比在起始位置時(shí)小。又由受力分析和實(shí)際需求得在折彎?rùn)C(jī)構(gòu)從起始位置轉(zhuǎn)動(dòng)臨界位置，再轉(zhuǎn)動(dòng)到終點(diǎn)位置時(shí)а的值分別為400、。小于選取的行程200mm。隨著折彎?rùn)C(jī)構(gòu)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)終點(diǎn)位置時(shí)，此時(shí)Φ=，則在該過程之中，由力矩平衡方程可得： （） 又有則式（）可化為： 又 （） 在推板的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)即從位置3轉(zhuǎn)到位置2，為滿足最大， 由于Φ均大于900，應(yīng)使а盡可能的小。在推板轉(zhuǎn)到臨界位置3之前的過程之中，推力P對(duì)O的轉(zhuǎn)矩的作用效果始終與折彎力的作用效果相反（），以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)中心，以逆時(shí)針方向?yàn)檎?，由力矩平衡可得? （） 折彎?rùn)C(jī)構(gòu)受力圖 又有則式（）可化為： （）由式（）可知，在這個(gè)過程之中，要使折彎缸的推力最小，即只要最大，此時(shí)，又由于在初始位置時(shí)Φ=，則此時(shí)要求а=。 折彎?rùn)C(jī)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖：1為推板的起始位置，2為推板的終點(diǎn)位置，3為臨界位置（即折彎缸推力P的水平方向上P1的分力的作用線過O點(diǎn)，對(duì)O點(diǎn)的力矩為0）。同時(shí)根據(jù)為螺紋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一耳環(huán)用來與推板上的鉸鏈相連，則由此可知折彎缸頭尾部耳環(huán)中心之間的距離為289+200+60=549mm，其中頭部耳環(huán)的中心到其底端面的距離為60mm。由尾部單耳環(huán)型液壓缸的安裝尺寸可得ZM=289mm，則折彎缸的整個(gè)長(zhǎng)度為ZM與行程s之和，即為489mm,同時(shí)可查得尾部耳環(huán)的相關(guān)尺寸，其中耳環(huán)中心孔的直徑為30mm。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)5》從冶金設(shè)備液壓缸技術(shù)規(guī)格中可得：當(dāng)缸徑為63mm是，則活塞桿的直徑為36mm， KN,，均達(dá)到系統(tǒng)需要的要求，又由技術(shù)規(guī)格可得，該液壓缸在上述參數(shù)下的最大行程為290mm。同時(shí)又由于折邊板與推板的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線重合，則零件將以該中心線向上折起。 折彎缸的選取通過折彎力的計(jì)算，以及折彎?rùn)C(jī)構(gòu)的確定，可知選用的折彎缸應(yīng)為雙作用的油缸。其具體的型號(hào)為：YHG1E 80/45 x 250 L F1H L2 OY ——冶金標(biāo)準(zhǔn)液壓缸；HG1 ——雙作用活塞桿的第一種類型；E ——壓力級(jí)代號(hào)，此處表壓力為16MP；80 ——缸徑，用ΦA(chǔ)L表示，單位為mm；250——行程，用ΦMM表示，單位為mm；L ——油口連接代號(hào)，L表示螺紋連接；F1 ——安裝方式代號(hào)，F(xiàn)1表示頭部長(zhǎng)方法蘭；H ——附加裝置代號(hào)，H表示帶緩沖；L2 ——活塞桿端結(jié)構(gòu)代號(hào)，L2表示為內(nèi)螺紋；O ——介質(zhì)代號(hào)，O表示為液壓油。這樣可選用四個(gè)M16x50的內(nèi)六角圓柱頭螺釘用來固定在上梁之上。通過對(duì)前面上梁，活動(dòng)梁以及折彎?rùn)C(jī)的工作原理可知，所需的壓緊缸要求倒置于上梁之上，則要選用的油缸應(yīng)頭部帶法蘭，以便能夠固定在上梁上，則由冶金設(shè)備液壓缸技術(shù)規(guī)格，當(dāng)缸徑為80mm是，則活塞桿的直徑為45mm， KN,，均達(dá)到系統(tǒng)需要的要求，又由技術(shù)規(guī)格可得，該液壓缸在上述參數(shù)下的最大行程為330mm，又由任務(wù)書可知，要求活動(dòng)梁與工作臺(tái)的距離為100mm，而上梁與活動(dòng)梁之間的距離為80mm,活塞還要穿過上梁，則由液壓缸行程參數(shù)系列選壓緊缸的行程為250mm，由頭部帶法蘭型液壓缸的安裝尺寸可知：當(dāng)缸徑為80mm 時(shí)：ZB=260mm；則液壓缸的實(shí)際長(zhǎng)度為ZB與行程s之和即為260+250=510mm，又由壓緊缸的外形尺寸可得：A=45mm，且內(nèi)螺紋的為M33x2 ，但外螺紋M33x2不在螺紋的優(yōu)先系列內(nèi)，因此將活塞桿上該段長(zhǎng)度去掉，重新鉆孔攻絲，選為M30的內(nèi)螺紋，安裝時(shí)使活塞桿緊靠活動(dòng)梁，然后用內(nèi)六角圓柱頭螺釘M30x70從活動(dòng)梁的下方使用螺紋連接。第4章 液壓部件的選型 油缸的選取 壓緊缸的選取通過壓緊力的計(jì)算，上梁和活動(dòng)梁的確定，可以用來選取壓緊缸的型號(hào)和相關(guān)的尺寸。具體的做法就是沿上梁長(zhǎng)的方向焊接了兩鋼板，這樣將進(jìn)一步減小上梁在中心位置的撓度。l=620mm，則上梁的撓曲線方程為： () () 則上梁將會(huì)向上彎曲，對(duì)導(dǎo)柱產(chǎn)生彈力，上梁彎曲后，與導(dǎo)柱相連接的孔底部中心偏移的距離為：mm 本章小結(jié)本章的計(jì)算可知，,遠(yuǎn)大于實(shí)際的偏移，但如果孔的配合值小于實(shí)際的偏移值時(shí)，就會(huì)對(duì)導(dǎo)柱產(chǎn)生彈力，影響活動(dòng)、梁的上下移動(dòng)。由上梁的結(jié)構(gòu)可知，上梁的長(zhǎng)為720mm，寬為300mm,則上梁的受力相當(dāng)于一兩端固定的梁，將會(huì)產(chǎn)生撓度，且在梁的中心位置撓度最大。則上梁在中心位置所受的彎矩最大為：KNm其彎矩圖如下圖所示： 上梁彎矩圖由于上梁為組焊件，則選用焊接性能好的A3作為材料，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)1》可得A3的屈服極限MP，取MP，安全系數(shù)為4，則上梁的許用強(qiáng)度為：MP。對(duì)上梁進(jìn)行受力分析得，在豎直方向上，取豎直向上為正，在水平方向上，取水平向左為正，則；豎直方向上：由于力F作用在上梁的中心位置，則，所以：N方向豎直向下。由以上可知，導(dǎo)柱的強(qiáng)度與剛度均安全。 同理可得，在彈力T2的作用下，DA段的撓曲線方程為： 將數(shù)據(jù)帶入撓曲線方程，可以求得在彈力T2的作用下，C和D處的撓度。： 導(dǎo)柱彎曲變形示意圖 又有b=,a=，d=,c=，設(shè)總長(zhǎng)為l=。導(dǎo)柱的撓度是由彈力T1和T2產(chǎn)生的。又由于導(dǎo)柱的截面形狀是直徑為42mm的圓，則可求得它的抗彎截面系數(shù)為：則導(dǎo)柱的彎曲強(qiáng)度條件為： （） 帶入數(shù)據(jù)得：MP則由上式可知導(dǎo)柱的強(qiáng)度滿足要求，安全。再以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)中心，以逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)檎?，則力矩平衡方程為：則由上述計(jì)算可知，在壓緊缸保壓的過程之中，導(dǎo)柱受到活動(dòng)梁的兩彈力作用，在此時(shí)導(dǎo)柱相當(dāng)于一固定梁，受到一對(duì)大小相等，方向相反的力作用，將發(fā)生彎曲變形，： 壓緊塊受力圖 導(dǎo)柱受力簡(jiǎn)圖對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行受力分析，取水平向右為正，豎直向上為正，則可分別求得導(dǎo)柱在水平方向與豎直方向上所受到的力：在水平方向上：；在豎直方向上：由于，則。對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行受力分析得，系統(tǒng)受到壓緊力P，重力G，支撐力N以及導(dǎo)柱對(duì)上梁的彈力T1和T2，由于T1和T2為一對(duì)內(nèi)力，則T1= T2，又由鋼的密度為：ρ=,則將活動(dòng)梁與壓緊塊當(dāng)中規(guī)則的形狀來計(jì)算，可求得其重量為： N 因?yàn)閴壕o力為50KN，則重力遠(yuǎn)小于壓緊力，在計(jì)算過程之中，可忽略活動(dòng)梁與壓緊塊的重力，即認(rèn)為P=N。另外，在導(dǎo)柱與上下梁相連接的地方應(yīng)采用過渡配合，這樣可以保證導(dǎo)柱裝上后不會(huì)晃動(dòng)。而對(duì)于折彎缸底座的支撐架，將其設(shè)計(jì)為一個(gè)單獨(dú)的構(gòu)件，這樣既便于加工有便于裝配。同時(shí)，在底板上還需裝上一個(gè)支撐架用來定位折彎缸。 活動(dòng)梁結(jié)構(gòu)示意圖三梁的確定已經(jīng)將折彎?rùn)C(jī)的具體結(jié)構(gòu)定出，同時(shí)將工作臺(tái)與地面的距離定為800mm，由此來確定機(jī)架的高度，同時(shí)機(jī)架的結(jié)構(gòu)為焊接式，則將機(jī)架的材料選為A3，機(jī)架的底座選長(zhǎng)740mm,寬720mm,高為25mm的鋼板，然后在平行于底板長(zhǎng)的方向上焊上兩垂直于底板的鋼板，為增加其強(qiáng)度，再在兩垂直鋼板之間焊上一鋼板，這樣從正上方看三塊鋼板，就形成了一個(gè)H的形狀，然后在三垂直底板的另一端焊接一長(zhǎng)720mm，寬286mm，厚20mm的鋼板，再在該鋼板上焊接兩根型號(hào)為8的槽鋼，用來連接下梁?；顒?dòng)梁的長(zhǎng)與寬分別與上梁一致，取720mm和300mm ,但在活動(dòng)梁長(zhǎng)的一側(cè)應(yīng)挖去一長(zhǎng)為524mm,寬為20mm的槽以讓開零件折彎后四周的邊產(chǎn)生干涉。由以上的敘述可知，已將上下梁的結(jié)構(gòu)和具體的尺寸確定。同時(shí)由于上下梁分別固定在導(dǎo)柱的兩端，活動(dòng)梁在導(dǎo)柱上下移動(dòng)，則要求兩導(dǎo)柱平行，為了保證平行可在上下梁與導(dǎo)柱相配合的四孔處焊上厚度為5mm的鋼板，再對(duì)鋼板進(jìn)行加工，以減小加工面積。機(jī)架、下梁和導(dǎo)柱的確定，就已經(jīng)定出了折彎?rùn)C(jī)的基本框架，活動(dòng)梁在導(dǎo)柱上移動(dòng)，上梁固定在導(dǎo)柱的另一頭，又對(duì)于折彎?rùn)C(jī)來說，應(yīng)盡可能的保持三梁的長(zhǎng)與寬一致，這樣不僅結(jié)構(gòu)對(duì)稱而且