《液压成型机床设计毕业论文机械液压动力学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压成型机床设计毕业论文机械液压动力学（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、液压成型机床设计设计任务1.对整机的液压系统进行设计和优化2.对整机及其部件进行结构设计，如床身，工作动力部件等3.对各机床的各零件进行计算、设计和校核4.绘制出整套零部件的工程图和装配图 5.编写设计说明书 6.完成一篇相关英文资料的中文翻译 7.对完成的工作进答辩1 绪论1.1 课题的来源和背景随着现代工业快速的发展和人们的生活水平的不断的提升, 在生活和工作中 人们不仅对产品的质量有一定要求,也要求产品节能环保,造型美观,包装漂亮等。因此现代社会中产品的型状多式多样的，产品成型机在现代的工业的中被广泛应用，如塑料成型机、橡胶成型机、金属成型机等。因此对现代化的成型机床进行研发和设计具有一
2、定的价值和意义。笔者在邵阳维克液压有限公司生产实习时候，发现公司接到不少的不同型号和不同工况要求的产品成型机床的订单。在此选取一个项目作自己的毕业课题，对产品成型机床进行整机设计，这样不但可以为公司对产品的成型机床研发和设计出一份薄力，同时也是对自己这大学期间所学的专业知识进行一次大的总结。1.2 国内外研究的现状 目前市场上产品成型机各式各样的，但是根据其动力装置可以大概分为以下几类产品成型机：机械式产品成型机，液压式产品成型机，电动式产品成型机和气动式产品成型机。其中液压式产品成型机在市场上居多，因为其能很方便实现高压力和不同工作速的要求且传动平稳，噪声小等储多优点。根据其自动化控制程度又
3、可分为：手动控制、半自动控制和全自动控制。在国内的大多数为半自动控制机床，全自动大吨位精确度较高机床大多从国外进口，因此对机床的自动化控制的研究有待于提高。1.3 主要的研究的内容和方法1.3.1 根据客户具体要求对成型机工况进行分析在对产品成型机床进行设计时，首先对其具体的工况进行分析，要特别注意其工况是否有特殊要求。在充分了解到机床的工况后再进行产品设计。1.3.2 对机床进行运动学和动力学分析 只有要对机床在实际的运动动作和轨迹，工作时候作用力进行分析后才能确定其动力的大小，传动方式，动力头要实现的机能。1.3.3 对机床进行总体布局设计 在机床总体设计的时候，要充分利用空间，使其结构紧
4、凑。1.3.4 对液压系统进行设计 对系统进行设计的时候，要对其进行优化，要求液体系统有较高的传动效率，使其能量损失最小。1.3.5 对机床进行机械设计和结构设计对机床的机械装置部分进行尺寸计算和结构设计，并校核其强度，保证机床安全性和可靠性。1.4 本章结论 在产品进行开发设计时，要充分了解市场的需求，再根据客户的具体要求对其具体的工作情况进分析，然后再进行详细设计，在保证其工作性能的前提下再进行整机性能进行优化，保证其安全性，可靠性和可操作性等。这样设计出来的产品才能赢得市场，才能被人们接受。2 设计任务、要求及方案设计2.1 设计任务1.对整机的液压系统进行设计和优化2.对整机及其部件进
5、行结构设计，如床身，工作动力部件等3.对各机床的各零件进行计算、设计和校核4.绘制出整套零部件的工程图和装配图 5.编写设计说明书 6.完成一篇相关英文资料的中文翻译 7.对完成的工作进答辩2.2 系统的性能与技术要求技术要求：能实现工作头快速进给、工作进给和快速退回等动作；操作简单维修方便。运动平稳协调，能满足动力要求，保证工作精度。满足结构设计符合相关的标准和规范，满足强度、刚度、耐磨加工工和经济性要求。主要参数：1.液压缸行程160mm 2.工作压力20MPa 3.工称压力550KN 4.工作台的面400*400mm 5.工作台快速工作速度100mm.s 6.工作台快速下行速度100mm
6、.s2.3 总体方案设计机床总体设计方案包括：工艺方案，主要参数，机床总体布局，传动系统，电气系统、液压系统和主要的结构草图，实验结果及技术分析报告。在此次设计中，此机床用于热固性塑料，塑性材料等进行冲压，全液压传动，控制要求实现快进，工进，快退等全过程。工作台：由一对模具座组成，其尺寸为400*400mm，它们为上下安装，上模座为固定的，下模座与执行元件液压缸相连，可沿四根滑柱滑动，这样布局主要是为了机床在进行产品冲压的时候，成品能以其重力自动脱模。液压系统：拟实现快进，工进，快退和行程的控制和过载等功能。机床总体拟采用立式布局（如图2.1所示），由电机为动力源，带动液压泵提供压力，由液压缸
7、驱动滑台实现快进、工进、快退等功能。工艺方案和主要部件的结构图在后面将进详细的介绍。图2.1机床总体布局图3. 液压系统的设计和计算液压系统作为液压机床设计的重要部份,设计时必须满足主机工作所需要的全部技术要求,且要求静动态性能好，传动平稳，效率高，结构简单，工作安全可靠，经济性好，使用维护方便。因此，液压系统和机床总体设计综合考虑，做到机械结构，电气系统计，液压系统的相互配合，保证整机的综合性能最高。3.1工况的分析 此液压成型机床主要完成的是塑性材料产品的成型。在前面的对其总体结构进行设计时，压力头部份采用了立式，即两模座上下布置，且下模座为压力头。因此，在动力头快进过程中，液压缸承受的力
8、为下模座的重量和下模座和四滑柱间的磨擦力，在快退过程中承受的也只有下模座和四滑柱间的磨擦力，动力头进行产品冲压的时候，要求有55T（约550KN）的工作压力。由经验数据可知往复运动加速、减速的惯性 ,静磨擦阻力 ，动磨擦阻力 ，快进速度为100mm/s,工进速度为7mm/s，快退速度为100mm/s。表3.1 液压缸在各阶段负载值工况负载组成负载F/N推力 /N启动10001111加速11001222快进F= 500550工进F=F+670750快退F=600667注：1.液压缸的机械效率=0.9； 2.G为模具和产品的重量, 为模座与四滑柱间的磨擦力。3.2 液压缸主要参数的确定3.2.1
9、活塞内径D的计算由上面的分析可得此成型机床最大的负载约为550000N,查表3.2和表3.3取工作取最大工作压力19MPa。在液压系统总体方案设计的时候,选用开式系统，即返回时执行元件油直接回油箱，因此P2为0。在液压缸工作的时候,油体是回路中循环运动,油管中是有压降存在的, 在快进和快退时回油腔中是有背压的,由于系统简单,其背压值也非常小。 由工进时推力可根下列公式计算出液压缸的面积 = (3.1)由于3.2.1 活塞杆直径d的计算(1)速比的计算1 速比是指液压缸活塞杆往复运动时的速度比。(3.2)=100/7=14.28因此活塞直径d根据公式 d=D = 因此，将其圆整为D=190mm,
10、d=180mm。表3.2 按负载选执行文件的工作压力负载/N50005001000010000200002000030000300005000050000工作压力/MPa0.811.522.5334455 表3.3 按机械类型选执行文件的工作压力机械类型机 床农业机械工程机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPaa235881010162032根据上述的D与值，可估算液压缸在各个工作阶段中的压力，流量和功率，如表3.4所示表3.4 液压在不同阶段的压力,流量和功率值工况负载F/N回油腔压力进油腔压力输入流量输入功率快进启动1111=0-加速1222-快进667较小-工进7600快退起动111
11、1=0-加速1222较小-快退6673.3 液压系统方案设计拟订液压系统原理图是整个设计工作中最主要的步骤，他对系统性能以及设计方案的经济和合理性能具有决定性的影响。其一般方法是根据动作和性能的要求先分别选择和拟订基本回路，然后将各回路组合成完整的系统。最后将此系统进行归纳和整理。增添必要的元件和辅助油路，使之成为完整的系统。3.3.液压系统的设计要求本液压系统的设计具体要求如下：(1) 系统各零件要有较高的强度和耐磨性。(2)油缸运动要平稳,运动过程中不能卡的现象。(3) 本液压系统控制各油缸正确动作。(4) 系统结构设计紧凑、操作方便、性能可靠、实现自动操作。3.3.2回路方式的选择液压系
12、统按油液的循环的方式不同,开式系统和闭式系统。开式系统即从执行元件排出来的油回油箱，冷却后再进入液压泵的进口，其结构简单；闭式系统即工作液体在系管中封闭循环，其结构紧凑，空气不容易进入到系统，传动较为平稳。本设计中由于其液压系统比较简单，因此选用开式系统。3.3.3执行元件的选择由于此液压成型面床动动力装置是沿立柱滑动，因此为这种运动为直线运动，其要求有三种控制速度，分别是为动力头快进，动力头工进和动力头快退三种速度，能实现刚开始速度快，然后再慢速，再快速的有增速缸，因此选用双作用活塞增速缸。3.3.调速方式的选择在选择执行元件时，选用了增速缸，它能实三种速度工作速度，因此它有三个进油口。选用
13、顺序阀与之配合使用，能实现调速（如图3.1）。开始时，压力比较小油液从底端进入，由于面积较小，所以速度就较快，这样就实现快进。当有负载时系统压力就增大了，顺序阀打开，这样同样的流量而有效面积增大了，因此速度就降下来了。当油液从B进入，液压缸快退。图3.1 增速缸与顺序阀连接3.3.5 调压方式的选择 在液压系统中选用两个溢流阀，分别安装在两个进油油路上，以之来调定系的压力以保持系统或回路中的压力恒定。3.3.6 换向回路的选择在液压系统中一般使用换向阀，在这里选用三位四通的电磁换向阀，其结构简单，使用和维护方便。3.3.7 动作转换控制方式 在本液压系统中动作控制中,采用了压力继电器来控制电机,当系统压力达到压力继电器的调定值,发出电信号,使电机停止运行,从而对系统起到保护的的作用。3.3.8 拟定液压系统图 图3.2 液压系统原理图综合上述分析和所拟的方案,将各种回路合理组合成些机床液压系统原理图如3.2所示。3.4 液压元件的选择3.4.1 液压泵液压在整个工作循环中的最大的工作压力为20MPa,查表液压设计手册得各种阀的压力损失值如下：单向阀为0.30.5，换向阀为1.53，
