資料全套-油缸校直機設計【7張CAD圖紙】

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In order to therefore can obtain the smallest cutting quantity which the evil ways working procedure permits or through the precise alignment guarantee work piece achieve the strict finally design common difference request, after alignment machine has become the work piece heat treatment the essential essential equipment. Myself design am JZ-I alignment machine, this alignment machine available the distortion which creates in the alignment monomer prop cylinder and the plunger semifinished materials heat treatment, also available comes the alignment similar pole class tubular goods components. Prepares in addition molds available also in the steel plate leveling, bends, the pressure installs and so on the work. And the this aircraft may use in the monomer hydraulic pressure prop plunger and the cylinder general distortion specially alignment. This machines and tools have the disassembling easy to operate, nimble. Key word:Alignment machine Hydraulic control Loads the cylinder第一章 前言 四年的大學生活馬上就要結束了，我們也進入了大學生活的最后一個階段畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是對我們四年來學習知識的大總結，也是向我們今后即將從事的工作的正常過渡。設計的正確程度也標志著我們是否具有一個工程師的基本素質。四年來，在我系老師及領導的精心關懷和指導下，我學習了機械設計制造與設備專業(yè)的有關知識，同時也了解了一些相關學科的基本情況，為畢業(yè)設計打下了堅實的基礎。我們這次設計的題目是油缸校直機設計，此題目是現(xiàn)場題目，實際要求很強，有一定的實用價值。圖書館中對這一方面的資料也十分有限，只有閱讀大量的有關知識，觸類旁通，精密構思與計算，結合老師給的要求，了解油缸校直機的概況。綜合以上各種材料，得出了現(xiàn)在比較滿意的結果。在老師的辛勤指導下和同組同學的幫助下，我的這次設計取得了基本成功，達到了廠家的基本要求。本次設計可以說是對所學知識的綜合運用，也是第一次單獨面對這樣龐大的設計工作。鑒于本人水平有限，經(jīng)驗不足，設計中難免有不足之處，請各位老師同學批評指正。 第二章 校直設備的發(fā)展與分類機械、汽車、電機等行業(yè)大量使用軸類、桿類零件，這些零件的原材料在粗加工或熱處理等過程中不可避免的會出現(xiàn)彎曲變形，如果不進行校直處理會直接影響工件的后序加工和使用，甚至可能出現(xiàn)相當數(shù)量的廢品。所以為了能獲得下道工序所允許的最小切削量或通過精密校直保證工件達到嚴格的最終設計公差要求，校直機成了工件熱處理后不可缺少的關鍵設備。2.1 校直設備的發(fā)展概況校直技術產(chǎn)生的確切時間尚未找到準確的文字記載。但從文物發(fā)掘中看到我國春秋戰(zhàn)國時期寶劍的平直度可以使人想象到當時手工校直和平整技術已經(jīng)達到很高水平。在我國古代人的生活與生產(chǎn)中使用的物品與工具，小自針錐、大到鐵杵都要求用校直技術來完成成品的制造。手工校直與平整工藝所用的設備與工具是極簡單的，如平錘、砧臺等。對大型工件手工校直常借助高溫加熱進行。古代人在校直及整形的實踐中認識到物質的反彈特性，確立了“校直必須過正”的哲理，用之于改造社會也有指導意義。由于中國社會的特殊條件，好多技術停留在手工狀態(tài)，18世紀末葉到19世紀初葉，歐洲進行了產(chǎn)業(yè)革命，逐步實現(xiàn)了用蒸汽動力代替人力，機械化生產(chǎn)代替了手工作坊。19世紀30年代冶鐵技術發(fā)展起來，當時英國的生鐵產(chǎn)量已由7萬噸增長到19萬噸。增加了2.7倍。19世紀50年代開辟了煉鋼技術發(fā)展的新紀元。隨著平爐煉鋼技術的發(fā)明，鋼產(chǎn)量增長迅速。到19世紀末時，鋼產(chǎn)量增加50多倍。鋼材產(chǎn)量占鋼產(chǎn)量的比重也顯著增加。這時已經(jīng)出現(xiàn)了鍛造機械、軋鋼機械和校直機械。進入20世紀，以電力驅動代替蒸汽動力為標志，推動了機械工業(yè)的發(fā)展。英國在1905年制造的輥式板材矯直機大概是我國見到的最早的一臺校直機。20世紀初已經(jīng)有校直圓材的二輥式矯直機。到1914年英國發(fā)明212型五輥式，解決了鋼管校直問題，同時提高了棒材校直速度。20世紀20年代日本已經(jīng)制造多斜輥矯直機，20世紀30年代中期發(fā)明了 222型六輥式校直機，顯著提高了管材校直質量。20世紀60年代中期，為了解決大直徑管材的校直問題，美國薩頓公司研制成功313型七輥式矯直機（KTC型校直機）。20世紀3040年代國外技術發(fā)達國家的型材校直機及板材校直機也得到迅速發(fā)展，而且相繼進入到中國的鋼鐵工業(yè)及金屬制品業(yè)。新中國成立前在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工廠里可以見到德、英、日等國家制造的校直機。與此同時還出現(xiàn)了拉伸校直機，20世紀50年代蘇聯(lián)的校直機大量進入到中國。同時，世界上隨著電子技術及計算機技術的發(fā)展，工業(yè)進步速度加快，校直機的品種、規(guī)格、結構及控制系統(tǒng)都得到不斷的發(fā)展與完善。20世紀70年代我國改革開放以后接觸到大量的國外設計研制成果。有小到1.6mm金屬絲校直機和大到600mm管材校直機。有速度達到300m/min的高速校直機和精度達到0.038mm/m的高精度校直機。同時也引進許多先進的校直設備。如英國的布朗克斯矯直機；德國的凱瑟琳校直機、德馬克校直機連續(xù)拉彎校直機及高精度壓力校直機；日本的薄板校直機等。值得自豪的是我國科技界一直在努力提高自己的科研設計和創(chuàng)新能力。從20世紀50年代起就有劉天明提出的雙曲線輥形設計的精確計算法及鋼材的校直與校直力中提出的校直曲率方程式。60-80年代在輥形理論方面有許多學者進行了深入的研究并取得了十分可喜的成果，還召開了全國性的輥形理論討論會；產(chǎn)生了等曲率反彎輥形計算法。與此同時，以西安重型機械研究所為代表的科研單位何以太原重型機器廠為代表的設計制造部門完成了大量的矯直機設計研制工作。不僅為我國生產(chǎn)提供了設備保證，還培養(yǎng)了一大批設計研究人員。進入90年代我國在趕超世界先進水平方面又邁出了一大步，一些新研制的校直機獲得了國家的發(fā)明專利；一些新成果獲得了市、省及部級科技成果進步獎；有的獲得了國家發(fā)明獎。近年來我國在反彎輥形七斜輥校直機，多斜輥薄壁轉轂式校直機，平行輥異輥距校直機及校直液壓自動切料機等研制方面相繼取得成功。在校直高強度合金鋼方面也已獲得很好的校直質量。其校后的殘留撓度為0.2-0.5mm/m。此外，從20世紀60年代以后拉伸與拉彎校直設備得到很大發(fā)展，對管材生產(chǎn)起到重要作用。在傳統(tǒng)工藝中，多數(shù)廠家選用手動壓力機，較之量難以控制，效率低下，難以滿足校直要求；而自動校直是一種先進的生產(chǎn)制造工藝，近年來隨著我國工業(yè)整體技術水平和技術要求的提高，該工藝被越來越廣泛地應用于機械、汽車、電機等行業(yè)中。合肥工業(yè)大學與合肥壓力機械廠合作，在廣泛地市場調研及與國外產(chǎn)品的性能水平對比基礎上聯(lián)合攻關，經(jīng)過一年多的努力，研究成功最大校直力為100KN的單柱精密校直液壓機，1991年1月在合肥通過部級鑒定。該機的研制成功提高了我國型材精密校直工藝裝備的水平。用于汽車、拖拉機、機床、紡織機械等行業(yè)，對軸類、管類、棒料零件進行精密校直，可減少加工余量，提高制件精度和生產(chǎn)效率。近十年來，德國、意大利、日本等國家發(fā)展了手動伺服控制精密校直液壓機，其應用比較普遍，全自動精密校直液壓機也已發(fā)展完善，總的發(fā)展趨勢如下：1、系列完整、品種規(guī)格齊全2、行程精度高、檢測、顯示手段完善、校直工件質量好3、附件齊全，校直工藝范圍擴大4、向數(shù)控化、柔性化、自動化方向發(fā)展。2.2校直設備的分類現(xiàn)代校直設備品種較多，規(guī)格更多。首先按工作原理不同劃分為五大類。第一類稱為反復彎曲式校直機，如壓力校直機及輥式校直機，它們是靠壓頭或輥子在同一平面內對工件進行反復壓彎并逐漸減小壓彎量，直到壓彎量與彈復量相等而變直。第二類稱為旋轉彎曲式校直機，是工件在塑性彎曲狀態(tài)下以旋轉變形方式從大的等彎矩區(qū)向小的等彎矩區(qū)過渡，在走出塑性區(qū)時彈復變直。旋轉者可以是工件，可以是校直工具，也可以是變形方位。如常見的斜輥校直機、轉轂式校直機及平動式校直機。第三類稱為拉伸校直機，它依靠拉伸變形把原來長短不一的縱向纖維拉城等長度并進入塑性變形后經(jīng)卸載及彈復而變直，如鉗式拉伸校直機及連續(xù)拉伸校直機。第四類稱為拉彎校直機。它是把拉伸與彎曲變形合成起來使工件兩個表層的較大拉伸集權截面的拉伸變形三者不在同一事件發(fā)生，全斷面各層纖維的彈復變形也不是同時發(fā)生的，既防止了板帶的斷裂，又提高了校直質量。第五類稱為拉坯校直設備，它是在拉動連鑄坯下行的同時使鑄坯的弧形彎曲漸伸變直，其拉力主要用于克服外部阻力，而鑄坯本身在高溫狀態(tài)下所需的校直拉力是較小的。其次是按用途不同進行分類：一為校直型材的校直機，如型材壓力校直機，姓蔡輥式校直機及型材拉伸校直機；二為板材校直機，如板材校直機及拉彎校直機；三為帶材校直機，如連續(xù)拉伸校直機及拉彎校直機；四為管棒材校直機，如斜輥校直機、轉轂校直機及管材拉伸校直機；五為線材校直機，如轉轂校直機及平立輥復合校直機；六為薄壁異型管的平動式校直機；七為拉鑄拉坯校直機；八為特殊用途校直機，如瓦楞板校直機，圓鋸片校直機，鋼絲繩校直機等。再次是按結構特征進行分類：一為壓力校直機，如機械壓力校直機、液壓壓力校直機及微機程控壓力校直機等；二為平行輥式校直機，簡稱輥式校直機，如簡支輥式校直機及懸臂輥式校直機；三為斜輥式校直機，如二斜輥式校直機，三斜輥式校直機及各種各樣的多斜輥式校直機等；四為轉轂校直機，如滑動模式轉轂校直機，滾動模式轉轂校直機，斜輥式轉轂校直機及復合式轉轂校直機等；五為拉伸校直機，如機械拉伸校直機、液壓拉伸校直機及連續(xù)拉伸校直機等；六為拉彎校直機，如機械拉彎校直機、液壓拉彎校直機及液膜拉彎校直機等；七為拉坯校直機，如普通拉坯校直機及多輥拉坯校直機；八為特殊結構校直機，如行星式校直機及平動式校直機等。按上述原則分類的校直機還可以進一步按具體用途、具體結構、傳動方式及控制方式等不同再做細化分類，每個細化分類中都可用不同規(guī)格形成產(chǎn)品系列。第三章 壓力校直機3.1壓力校直機的工作原理壓力校直機與輥式校直機同屬于利用反復彎曲并逐漸減小壓彎撓度方法達到校直目的的設備。因為它是最簡單的校直設備，壓力校直機的工作原理是將帶有原始彎曲的工件支承在工作臺的兩個活動支點之間用壓頭對準最彎部位進行反向壓彎的。當壓彎量與工件彈復量相等時，壓頭撤回后工件的彎曲部位變直。如此進行，工件各彎曲部位必將全部變直從而達到校直的目的。當然憑經(jīng)驗設定的壓彎量很難準確的與工件的彈復量相等，所以在頭一次反向壓彎后要檢測彈復量與壓彎量的差值即殘留撓度值，用此值修正第二次壓彎量，用新壓彎量進行再次反向壓彎，再檢測，直到校直為止。通常靠人的感觀和經(jīng)驗確定壓彎量時，常需3次以上的修正工作。現(xiàn)代使用微機來設定壓彎量則只需1-2次修正工作，而且速度快，質量穩(wěn)定。3.2壓力校直機的分類早期的壓力校直機都是通用型的壓力機。隨著校直技術的發(fā)展，考慮到校直工藝的特殊性：如行程小，不需退料，能翻鋼或能換向，支點位置可調等特點而設計出專用校直壓力機。最常見的仍為曲軸式壓力校直機，參看表3-1。在其連桿與滑塊之間用螺紋連接，改變螺紋長度可以得到不同的開距，但行程固定不變。其進一步的發(fā)展就是曲柄偏心式壓力校直機。通過調節(jié)曲柄軸外的偏心套的相位角便可改變偏心距而得到不同的行程，以滿足了不同斷面尺寸工件的校直需要，提高了校直工作效率。上述兩種校直壓力機要具備很大校直力時常需要龐大的結構尺寸。為了滿足大型鋼材的校直需要，又不致使結構尺寸過大，而產(chǎn)生了大壓力小行程的肘桿式校直壓力機。在大型鍛件及鋼坯的校直中翻鋼是一道麻煩的工序，為解決不翻鋼問題而創(chuàng)造了臥式換向壓彎式校直機。操作者根據(jù)工件原始彎曲方向決定校直所需的反彎方向與位置。先開動輥道移送工件定好位置，然后開動齒輪齒條升降機構使小滑塊升到工件的凸彎處，使大滑塊變成兩個支點，第三步開動蝸輪螺母把大滑塊推倒工件處并將其壓靠，第四步開動曲軸連桿機構使小滑塊對工件進行壓彎以達到校直目的。工件的彎曲方向改變時小滑塊與小滑塊的支點與壓頭作用點互換，即原來在下面的小滑塊上升，原來在上面的大滑塊下降。如果工件原始彎曲方向為二維彎曲時，則需另設翻鋼機構。機械傳動的壓力校直機經(jīng)歷了較長的發(fā)展過程，在規(guī)格、結構及品種方面都有過許多新的改進，但其基本結構仍可歸納為上述四種典型。對壓彎量的調節(jié)仍采用及種厚度不同的墊塊憑操作者的經(jīng)驗隨機的選用墊塊墊在壓頭與工件之間以獲得所需要的壓彎撓度。當然壓彎的精確度不易保證，工作效率也很低。為了提高工效和校直精度，把液壓技術應用到壓力校直機上已取得成功。液壓傳動的壓力校直機不僅可以任意調節(jié)壓下量，還可以調節(jié)壓力的大小。另外還具有壓力大、體積小、重量輕和便于控制等一系列有點。從表2-1中可以看到這類校直機也有立式和臥式之分，每種都可按壓力大小分出許多規(guī)格。液壓校直機已經(jīng)從普通型發(fā)展到精密型，進而發(fā)展到程控型。普通型除了上述優(yōu)點外，仍然要憑操作者經(jīng)驗來決定校直精度。而精密型由于配備了檢測儀表可以在校后跟蹤檢測，再按檢測后顯示的彎度改進下一次的校直壓彎量，直到合格為止。其支點可移動，兩次壓下中間不卸活不重卡，效率提高，質量有保證。但壓彎量仍為人為設定，不夠準確，全過程都靠手工操作，效率提高有限。程控型壓力校直機經(jīng)人工上料后按程序完成裝卡、檢測、電腦設定壓彎量、反彎校直、旋轉檢測、再設定壓彎量、再反彎校直、再檢測，直到合格為止，并自動卸料。程控壓力校直機的研制成功結束了壓力校直機工作精度低、工作效率低和自動化程度低的歷史，一躍而成為高精度及高技術水平的校直機 。同上述液壓校直機并存的氣動壓力校直機具有類似的優(yōu)點，而且動作快效率高。表3-1 壓力校直機分類表機動壓力校直機立 式曲軸式曲柄偏心式肘桿式臥式換向壓彎式（不翻鋼）液（氣）動壓力校直機普 通 型立 式臥 式精密型具有活動支點及儀表檢測程控型微型計算機設定壓彎量，按程序檢測，修正定位及壓彎3.3壓力校直機的實例介紹3.3.1機動壓力校直機表3-1種4種機械傳動壓力校直機都是已經(jīng)廣泛應用的校直設備，在結構、性能、規(guī)格及型號方面存在著多樣性。但在工作原理上是基本相同的，都利用曲軸（或曲柄）、連桿和滑塊機構把旋轉運動變成直線運動。機架一般是采用C型開式結構和門形閉式結構。在C型開式結構中還有主軸為簡支梁型與懸臂梁型之分。這些結構形式及規(guī)格的選擇主要根據(jù)加工對象的特點（如工件的斷面形狀及其尺寸大小、工件長度和重量等）、加工精度要求及產(chǎn)量大小等因素來確定。具體地說，C型開式結構的機架具有較大的操作空間，調節(jié)支點距、開距、觀測壓彎位置、更換壓彎墊塊、移送工件、翻轉工件、及更換壓頭等工作都較方便。但機架剛性較低，不適于大斷面工件的校直工作。C型機架的主軸基本上有簡支梁結構與懸臂梁結構兩種。前者主軸的剛度好，軸承磨損均勻，可以承受較大校直力；后者加工制造及裝配檢修都較容易，廣泛應用于中、小型壓力校直機。在大斷面工件校直時需要較大工作臺面，雖然可用C形機架但其立柱受到很大彎矩作用及不安全，而門式機架具有很好的剛度，其機架的立柱或立板受到的是拉力作用，強度得到很大改善。表3-1種的肘桿式校直機的機架需要承受較大校直力，故多為門式結構。大型液壓校直機更要采用門式機架而且常常用4個立柱及上下橫梁構成門形結構。機座有立式與臥式結構之分，主要是考慮在不改變工件移送狀態(tài)下進行反彎，如大斷面而且寬高比值較大的工件。隨彎曲而臥態(tài)移送的工件都須采用臥校方式。下面先以圖3-1的曲柄偏心式壓力式壓力校直機為例來說明其結構特點。這臺矯直機的各部結構名稱可參看圖下面的代號說明。驅動系統(tǒng)的高速端為皮帶傳動，低速端為齒輪傳動。偏心軸通過偏心套及連接桿來帶動滑塊作升降運動。偏心套與偏心軸的相對相位可調。當兩者偏心量同向相加時滑塊行程最大，而反向相減時行程最小。壓頭下面的兩個支點間距可以手動調節(jié)。在兩個支點的兩側裝有移送工件的支撐棍。在工件上某一彎曲點被校直之后支撐輥快速抬起，操作者可以輕快的推移工件使另一個彎曲點對準壓頭，進行新彎曲點的校直。 圖3-1 偏心式壓力校直機1-皮帶傳動；2-齒輪傳動；3-行程指示盤；4-偏心調節(jié)電動機；5-導軌壓板；6-滑塊；7-壓頭；8-可移動支點；9-工作臺面；10-電動機（主驅動）；11-機架；12-移送工件的支承輥；13-操縱臺3.3.2普通液壓壓力校直機普通液壓壓力校直機已經(jīng)逐步代替了一些機動壓力校直機，并從20世紀下半葉以來發(fā)展很快。在大型材及大鍛件的校直生產(chǎn)中幾乎全部采用液壓校直機。液壓校直機具有壓力大、結構緊湊、重量輕、效率高、易控制、好調整等一系列優(yōu)點，很適合于壓力校直的工作要求。如前所述，它也分為立式與臥式兩種結構形式，現(xiàn)在分別介紹如下。、立式液壓校直機這種液壓校直機在生產(chǎn)上應用較多，中小型立式液壓校直機很普遍，其機架多為C形開式結構。大型立式液壓校直機比較少見，其機架多為門形閉式結構，現(xiàn)以某鋼廠研制的1000t四柱式液壓校直機為例來了解這種校直機的結構特點，工作原理及主要參數(shù)。如圖3-2所示，該機主要用于校直經(jīng)過調質處理后的500mm特厚壁鋼管，管長可達9m；機器的設計壓力為1000t。機器的各部件可由圖下代號說明。液壓站裝在機器頂部，其下直接與工作缸相連接。工作缸內的柱塞可推動活動橫梁7下行可對砧臺8上的工件施加壓力進行反彎校直。主缸兩側的耳缸為提升缸3，缸內活塞可快速將活動橫梁抬起返回原位。上橫梁與底座之間用4根立柱連接，形成框架封閉受力體系，具有剛性高、強度好、結構緊湊、振動小等一系列優(yōu)點。整個校直機支承在4個行走車輪上，并可沿軌道行走，而工件放在門形立柱之間的工作臺上。校直機行走到工件彎曲處同壓頭對準凸彎進行壓下校直。當凸彎相位偏離壓頭時，由翻鋼 圖3-2 1000t液壓校直機簡圖1-液壓站；2-工作缸；3-提升缸；4-上橫梁；5-工作柱塞；6-立柱（四根）；7-活動橫梁；8-砧臺；9-下橫梁；10-工作臺；11-翻鋼小車；12-翻鋼輥；13-小車行走齒條；14-校直行走軌道小車開動翻鋼輥轉動工件，使凸彎對準壓頭。翻鋼輥的翻轉角度可任意設定，又可在校后翻轉工件檢查其直度，并可停在任何位置；翻鋼輥的高度可借助液壓缸升降，以適應彎曲管的軸線變化；翻鋼小車還可沿工作臺做縱向移位以適應管子長度改變是改變翻鋼位置。該校直機的液壓系統(tǒng)由遠程溢流閥來保證工作壓力及超載工作時的安全；其單向節(jié)流閥用來調節(jié)校直速度以適應不同的校直工藝要求。在每一工作循環(huán)中對動作程序都有細致的安排。如當壓力機快速下降時在壓頭接觸工件后馬上減速加壓，達到所需壓力或壓下量后馬上停止并進入保壓狀態(tài)，接著進行卸荷并快速提升重新停于原位。校直機主要技術性能指標如下：最大校直力 1000KN工作缸直徑 825mm柱塞行程 650mm柱塞下行速度 20mm/s柱塞回程速度 160mm/s被校工件最大尺寸 500mm被校工件最大長度 9000mm四立柱的軸線間距 1700*1300mm油泵壓力 20MPa應該說明：立柱與上橫梁及底座的聯(lián)結要有預緊力，且要大于校直力。立式液壓校直機多為固定式，而很少采用移動式，不過在油田的鉆井管及石油管供應站里過去常用移動式液壓校直機。所以這類校直機專業(yè)性較強，在一般金屬加工廠及軋鋼廠都很少見到。、臥式液壓校直機這類校直機在穩(wěn)定性、操作性及通用性方面有許多優(yōu)勢。但它占地面積大，故只在大中型條材校直中應用。現(xiàn)以日本大同機械制作所研制的HPH-150型臥式液壓校直機為例來說明這種校直機的基本結構、主要性能和參數(shù)。參看圖3-3，機架為C形結構，最大壓力為1500KN?？尚Ｖ眻A鋼、方鋼、管材、型材及鋼軌等條材；也可用于鋼材的冷彎變形。機器操作臺很小并采用移動式腳踏開關，操作位置可以自由改變；可以進行直觀的精細加工和微量進給，容易得到所需要的加工精度。機架采用焊接結構并經(jīng)過整體退火具有足夠的強度和剛度 。支點距離可用手輪或電動機來調節(jié)，支點鑲塊可根據(jù)作業(yè)需要隨時更換，改變加工品種很方便。往復動作的活塞桿經(jīng)加工鍍鉻并拋光處理，能防止漏油面摩擦阻力很小，耐用壽命很長。 圖3-3HPH-150臥式液壓校直機外形圖1-液壓缸；2-壓頭；3-支撐橫梁；4-活動支點；5-液壓控制板；6-電動機；7-油箱；8-油泵；9-腳踏開關該機的技術性能指標及主要參數(shù)如下。最大壓力 1500KN行程 300mm空行程速度 35.1mm/s加壓速度 3.6mm/s返程速度 57.5mm/s油泵 軸向柱塞式油壓 200kg/cm2流量 16.56L/min電動機 7.5KW3.3.3精密液壓校直機前面介紹的普通液壓校直機在每次壓彎工件后只能憑感觀檢查其校直效果，憑經(jīng)驗確定其是否合格，這就容易產(chǎn)生高低不一和疏漏等質量問題。要想保證質量信得過，就需要在取下工件之后在專門平臺或工具上進行檢查，不合格者重新上機再校，費時費事效率很低。為了克服普通校直機的這種缺點而研制出精密液壓校直機，它是將檢測儀表直接裝在兩個移動支點之間，每次壓彎后跟蹤檢測其校直效果，不達到直度要求不卸下工件?，F(xiàn)在以德國頓柯斯機械廠制造的HR型液壓校直機為例作些介紹。參看圖3-4，該機由兩大部分組成：一為液壓壓彎系統(tǒng)；二為支承檢測系統(tǒng)。圖中1、2部分及機身內的油泵油箱等為液壓壓彎系統(tǒng)，它與普通液壓校直機的液壓系統(tǒng)基本相同。圖中的412各部分為支承檢測系統(tǒng)，這個系統(tǒng)比較復雜且對保證校直質量起重要作用。工件夾持在錐形頂頭之間垂直于校直機的壓頭，且其軸線與壓頭軸線同處于一個垂直面內。工件可以轉動使其凸彎向上，如圖3-5所示，圖中3就是轉動工件的手輪，4是可以帶著工件左右移動的滑座，可使需要校直的彎曲部位對準壓頭。由操縱手柄（參看圖3-4中11）精確控制壓頭的壓下量。圖3-4 HR型液壓校直機外形圖1-液壓缸部分；2-壓頭；3-工件；4-移動支點；5-檢測儀表；6-工作臺；7-導軌；8-滑座；9-錐形頂頭；10-連接桿；11-操縱手柄；12-彈性支座圖3-5 液壓校直機的錐形頂頭1-錐形頂頭；2-緊定手柄；3-手輪；4-滑座；5-連接導桿；6-彈性座壓頭抬起后由儀表來檢測殘留彎曲度（參看圖3-6中3），不合格時再次壓下或旋轉一定角度再壓下，合格時將其余彎曲點移到壓頭下進行同樣的校直程序。直到全長校直后卸下工件，換上新工件。校直前要根據(jù)原始彎曲狀態(tài)確定支點位置，將移動支點移到該位置，一般要使凸彎處在兩支點中間朝向壓頭。校直時壓頭將工件壓彎，工件兩端必有起伏，此時兩個錐形頂頭因裝在彈性支座上故能同步起伏而不受阻礙。參看圖3-5及圖3-6。為了適應不同工件的校直要求，移動支點、錐形頂頭或夾頭以及彈性支座等可以做成多種結構形式，按需要選用。HR型液壓校直機已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，其結構尺寸與外形示于圖3-7，其尺寸系列及技術性能指標列于表3-2中。這種液壓校直機采用儀表檢測可以保證得到很高的校直質量，同時由于采用靈敏的旋鈕式手柄而能隨機地、快速地調節(jié)壓下量。這種手柄（圖3-4中11或圖3-7中1）頭部可以旋轉，能使柄桿中螺桿從柄桿下部伸出任意長度用以調節(jié)手柄的擺動角度。因為擋塊（圖 中2）位置固定之后螺桿伸出得越長，手柄擺動的角度越小。手柄下的螺桿頂?shù)綋鯄K上之后擺動角即被限定。于是壓頭下降的行程已限 圖3-6 液壓校直機的移動支點與檢測儀表1-移動支點；2-傳感杠桿；3-千分表；4-移送手柄；5-連接導桿定，工件受到的壓彎量也已限定。壓彎量隨擺動角改變的靈敏度很高，只要手柄端的旋鈕一動，壓彎量隨之改變，故操作方便，得心應手。這是一種實用性很好的校直機。圖3-7 HR型液壓校直機主要尺寸圖3.3.4程序控制液壓校直機這種校直機比前述的精密液壓校直機增加了自動送取料裝置和計算機控制系統(tǒng)，可稱之為全自動校直機。把當代的高新技術應用到校直機并取得成功。這種校直機的特點：首先是精確檢測，工件的原始彎度可以自動地精確地測定；其次由計算機按已輸入的尺寸及材質，針對已測定的原始彎曲算出應設定的壓彎曲率和壓彎量；第三，按設定的壓彎量控制壓下，往往一次壓下就能達到校直目的；第四，當校直質量未達到標準時，按殘留彎度計算重復壓下的壓彎量并重復上述程序直到達到質量標準為止。這種校直機的優(yōu)點是：第一，擺脫了人工操作的誤差；第二，基本代替了體力勞動；第三，效率高；第四，保證了質量的穩(wěn)定。下面介紹兩個實例供參考。1、6122型全自動液壓校直機前蘇聯(lián)6122型全自動液壓校直機用于精密校直長尺寸的圓形斷面工件，如光軸、拉桿及分配軸等。這種校直機的示意圖繪于圖3-8。由圖下的代號說明可以看清機器的結構內容及各組件的作用。該校直機的主要尺寸及技術性能參數(shù)如下：公稱校直力 160KN壓頭行程（可調） 125150mm壓頭最小進給量 0.01mm/s壓頭運動速度 空程下行 50mm/s 工作下行 3050mm/s 回程 168mm/s工件尺寸 直徑2554mm 長度300865mm可校直斷面數(shù)（校直點數(shù)） 4個最高校直精度（徑向跳動量） 0.025mm測量跳動量時儀表進給刻度值 0.0010.01mm外形尺寸（含工作臺） 長（左右） 5110mm 寬（前后） 2790mm 高 2540mm 圖3-8 6122型程控液壓校直機的樣機示意圖1-機架上身；2-機架底座；3-工作平臺；4-液壓工作缸；5-驅動機構；6-減速機構；7-油箱組件；8-壓頭；9-限位端蓋；10-油泵；11-取送料裝置；12-三角支架；13-取送料小車；14-取送料橫梁；15-抓取機械手；16-小車行走氣缸；17-橫梁升降氣缸；18-機械手氣缸；19-油泵電動機；20-活塞桿該機由五大部分組成：壓力裝置、工作平臺、夾送裝置、數(shù)控裝置及配電柜。由圖3-8可基本看到機架本體、壓力裝置及夾送裝置等三部分。機架是用鋼板焊接而成的單柱式C型結構件。在工作平臺3上裝有車式移動工作臺（可見圖3-9）。在機架上部裝有液壓工作缸4，步進式驅動裝置5通過減速機構6來帶動限位端蓋螺母9作升降運動。當螺母9停到某一確定位置時，活塞桿的粗端20下降到9處便得到限位二停止使壓下量處于調定數(shù)值。這套壓力裝置的液壓系統(tǒng)包括有容量為230L的水冷油箱7，裝在箱蓋上的電動機19和由它驅動的油泵10。為了減小振動在油箱內裝有振動補償器（緩沖器）。需要校直的工件由綜合夾送裝置11將其送上工作臺，校完后再由工作臺取出。此夾送裝置在懸臂式三角支架12上，它包括水平移送氣缸16和由16驅動的前后移送小車13，車上又裝有升降氣缸17，圖3-9 6122型程控液壓校直機工作臺示意圖1-工作臺；2-導軌；3-左滑座；4-右滑座；5、6-導桿；7-液壓放大式步進機；8-減速器；9-滾珠絲杠；10-左頂頭；11-液壓放大式步進機；12-減速器；13-右頂頭；14、15-氣缸；16-砧板；17-活動支點；18-傳感器；19-氣缸；20-杠桿系統(tǒng)17下面連著一個小橫梁14，14的兩端各裝一個鉗形機械手15，15由氣缸18（共兩個）驅動使其夾緊和松開工件并由17驅動使其升降工作。這樣就可以由夾送裝置抓取并抬起工件送到工作臺上再下降到兩個頂頭之間自動卡好，待校直之后再由夾送裝置將工件抓取并從兩頂頭之間抬出放在成品架處。完成一個循環(huán)之后再重新抓送工件重復上述程序，形成連續(xù)作業(yè)?，F(xiàn)在單獨把工作平臺的構造示意圖繪在圖3-9中，可以看到臺上有一套定心夾緊裝置，它可以左右移動以便接收送來的工件落在兩個頂頭之間自動夾緊再移回到壓頭下面將需要校直的部位對準壓頭，校好一個部位之后再移換新的部位。滑座3及滑座4之間用刀桿5及導桿6連接成為一體支撐在工作臺的導軌2上并由液壓放大式步進機7通過減速箱8及滾珠絲杠9來帶動滑座沿導軌2左右移送。左頂頭20由液壓放大式步進機11通過減速器12來實現(xiàn)旋轉動作，右頂頭13可以隨轉。氣缸14及氣缸15分別推動左右頂頭夾緊和松開工作。砧板16固定在兩根導桿5及6上，砧板上裝置著活動支點17和傳感器18，前者用以支撐校直力，后者通過杠桿系統(tǒng)20來接收彎度信號并顯示彎曲程度。支點17的移送由氣缸19來完成，而氣缸19的動作是按數(shù)字程序控制器所發(fā)指令進行的。工件被檢測斷面的數(shù)量（或點數(shù)）取決于砧板16的數(shù)量，因為砧板上都裝有活動支點和傳感器。全部校直工藝過程皆由數(shù)字控制程序自動完成。2、全自動油壓校直機日式東和精機公司制造的全自動油壓校直機示于圖3-10，該機由檢測、控制、壓下及送取工件等4部分組成。校直機可以自動檢測彎度并將其轉換成可以計數(shù)的脈沖信號，以此向壓下機構發(fā)送指令。壓下機構按指令完成壓下校直工作。該機不僅能檢測工件的彎圖3-10 全自動油壓校直機1- 裝夾及檢測裝置；2-取送料機械手；3-壓頭；4-程序控制柜度，而且能監(jiān)測自己的工作狀態(tài)防止發(fā)生誤動作，還可以修改程序。出現(xiàn)故障和損壞時可更換控制柜的插件，迅速完成維修工作。本機的校直精度及工件效率都是很高的。該校直機的工作原理是將檢測到的彎曲量分布圖形、材料特性（屈服強度、彈性模數(shù)、原始彎曲及加工歷史等）。工件幾何特性（各種尺寸及柱面臺肩等形狀）、校直安排（反彎曲率的分配、反彎次數(shù)、壓下量及支點位置等安排）、機械功能數(shù)據(jù)（油壓伺服系統(tǒng)、結構剛度及機械精度等）都存入數(shù)據(jù)庫。確定采用相應校直方法使原始曲率及殘留曲率均一化，再根據(jù)其加工歷史確定應力應變關系即強化特性，彎矩與曲率關系即強化性彎矩曲線，來計算校直所需的壓彎曲率及其遞減情況，用最少的反彎次數(shù)達到最好校直效果完成最佳控制。現(xiàn)將上述控制流程圖介紹如下。開 始裝 夾 工 件檢 測 彎 曲 量數(shù) 據(jù) 處 理彎度達到標準否？取 下 工 件識別彎曲圖形計算控制量壓力機按量工作否停 機是這臺機器的檢測性能參數(shù)如下?？蓹z測的最小彎度（撓度） 0.005mm可檢測斷面（點）數(shù) 15點檢測速度 約2s/次第四章 單柱油缸校直機4.1 用途單柱油缸校直機可用于校直單體支柱的油缸與活柱坯料熱處理造成的變形，亦可用來校直類似的桿類管類零件。另備胎具也可用于鋼板調平、壓彎、壓裝等工作。并且本機可專用于單體液壓支柱活柱和油缸的一般變形校直。4.2 技術特征單柱油缸校直機是液壓校直機，具有足夠的壓力與強度，備有靈活實用的工件懸掛裝置，配有方便完善的操縱控制系統(tǒng)。加載油缸直徑 200mm額定工作壓強 20.18MPa額定壓力 1MN回程力 0.36MN行程 300mm加壓速度 3.6mm/s返程速度 57.5mm/s工作臺長 1400mm工作介質 乳化液或機油外形尺寸 2423（高）25001200mm質量 3.5mg4.3 結構特點如圖4-1 所示，單懸臂式校直機由加載油缸1、機身2、工件懸掛裝置3、工作臺4、操縱控制系統(tǒng)5、墊鐵6及照明電氣7等主要部分組成。 圖4-1 結構圖4.3.1加載油缸油缸是液壓傳動系統(tǒng)中實現(xiàn)往復運動和小于360回擺運動的液壓執(zhí)行元件。具有結構簡單、工作可靠、制造容易以及使用維護方便、低速穩(wěn)定性好等優(yōu)點。因此，廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)各部門。其主要應用有：工程機械中挖掘機和裝載機的鏟裝機構和提升機構，起重機械中汽車起重機的伸縮臂和支腿機構，礦山機械中的液壓支架及采煤機的滾筒調高裝置，建筑機械中的打樁機，冶金機械中的壓力機，汽車工業(yè)中自卸式汽車和高空作業(yè)車，智能機械中的模擬駕駛艙、機器人、火箭的發(fā)射裝置等。它們所用的都是直線往復運動油缸，即推力油缸。所以進一步研究和改進液壓缸的設計制造，提高液壓缸的工作壽命及其性能，對于更好的利用液壓傳動具有十分重要的意義。JZ-I校直機的加載油缸采用的是煤礦用得最多的200mm直徑的油缸及其密封導向元件，活塞桿直徑130mm。為了能在較低泵壓20.18MPa下獲得高達1MN的壓力，采用兩個油缸串聯(lián)，即串缸的特殊設計，其壓力 1、液壓缸壁厚的確定缸體是液壓缸中最重要的零件，它承受液體的壓力，通常缸體采用無縫鋼管制成，且大多為薄壁筒，其壁厚按薄壁圓筒公式計算：式中液壓缸壁厚（m） D液壓缸內徑（m）Py試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.251.5）倍（Mpa）缸筒材料的許用應力。其值為：鍛鋼： =110120；鑄鋼：=100110；無縫鋼管：=100110；高強度鑄鐵：=60；灰鑄鐵：=25。根據(jù)上述公式可以計算出該液壓缸壁厚為20mm，所以取=22.5。2、最小導向長度的確定當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離H稱為最小導向長度。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設計時必須保證有一定的最小導向長度。對一般的液壓缸，最小導向長度H應滿足以下要求式中L液壓缸的最大行程 D液壓缸的內徑由上式可以得出H115，所以取H=120mm3、計算工作時液壓缸所需流量=2.87L/min=62.6L/min4、泵流量的確定液壓泵的最大流量應為：式中 液壓泵的最大流量； 同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取=1.11.3，現(xiàn)取1.2根據(jù)上述結果現(xiàn)選用CB-Q外嚙合單級齒輪泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉排量2063mL/r，額定壓力20Mpa ,電動機轉速2500r/min，與液壓泵匹配的電動機選為Y160M1-2型電動機，其額定功率為11KW，其額定轉速為2930r/min。4.3.2機身機身采用鋼板鋼管組焊接件，如圖4-2所示，強度大，工作可靠，壽命經(jīng)久。加載油缸安裝在上部鏜孔里，工作臺用螺栓固定在機身下部的臺座上，機身是校直機承受作用力的部件，強度及剛度均較高。校直機工作時機身內部受力，且工作平穩(wěn)無振動，因而不需要打基礎，可以把校直機安放在車間里任何需要的位置，但要墊平，使懸掛裝置隨時平衡。圖4-2 JZ-I校直機機身結構4.3.3工件掛懸裝置工件懸掛裝置用于將工件懸掛起來，不加載時，工件被懸掛成脫離工作臺上的墊鐵，借助懸掛裝置的軸承滾輪幫助，可豪不費力地用手軸向移動或轉動工件，以便測量尋找被壓下的部位；同樣因工件被懸掛不壓墊鐵，也可以很方便地移動墊鐵尋求最合適的下支點位置。當壓頭壓下工件時，由于懸掛裝置的讓壓性，工件接觸下面的墊鐵，校直反力由下面的墊鐵承受，不會壓壞懸掛裝置。當壓頭回升后，工件又被懸掛裝置自動地懸起。因此本校直機檢查測量工件，尋找加壓部位，調整墊鐵位置都非常方便，又加上操作者自己腳踏操縱壓頭升降，整個校直操作只需一個人。當校直油缸或活柱時，應選用與其對應的懸掛裝置。4.3.4工作臺工作臺是組焊件，有較大的抗彎強度與剛度。其上可放墊鐵檢測量具，其側面安裝支加工件懸掛裝置。4.3.5操縱控制系統(tǒng)如圖4-3所示本機操縱控制系統(tǒng)，序號21的QJ16球形截止閥，通過用戶自制三通與高壓油管接通；而序號為20的16回液單向閥真值表狀態(tài)AB動作100停211快降311慢降41011慢升50001快升圖4-3 JZ-I校直機操縱控制系統(tǒng)圖通過用戶自制三通與回液管連通。腳踏閥3與加載油缸之間配有閥組7和交替單向閥11，以便實現(xiàn)五種工況。真值表狀態(tài)1，為A、B都不踏下，壓力液被腳踏閥隔斷，壓頭無動作；真值表狀態(tài)2，為不踏B只踏A。壓力液經(jīng)A管5分6路與閥組7內部元件發(fā)生關系。從右到左：其一，經(jīng)7-1節(jié)流閥流過少量壓力液，此狀態(tài)下不是主流；其二，經(jīng)單向閥7-2隔斷；其三，液控切換二位二通截止閥7-3，使其四暢通，液體經(jīng)8進交替單向閥11，由液壓的作用。交替單向閥處于封閉回液路狀態(tài)、高壓液流入加載油缸活塞腔，實現(xiàn)快降；用于壓頭趨近工件，及初始加壓；其五，使已經(jīng)處于常閉狀態(tài)的二位二通閥7-4關閉；其六，打開液控單向閥7-5，以便活塞桿腔的液體順利流回油箱。真值表狀態(tài)3是A、B都處于踏下狀態(tài)，即壓力液不僅經(jīng)A進入閥組7，還經(jīng)B，管路4進入閥組7。其分三路與閥組7內部元件發(fā)生作用。從左至右，其一，去液控二位二通閥7-4，由于其液控面積小，對面又有彈簧力，所以二位二通閥7-4仍處于關閉狀態(tài)，不會使壓力液經(jīng)其二路通過7-4進入加載油缸活塞桿腔；其三，液控7-3，該液控面積又大，又有彈簧的幫助，能確保二位二通閥7-3處于關閉狀態(tài)。這樣壓力液只能通過節(jié)流閥7-1進入加載油缸活塞腔，實現(xiàn)慢速下降。用于校直工件，控制變形量；由于節(jié)流閥可調，可根據(jù)實際需要調好后，鎖緊。防止變化；此時加載油缸回液路未發(fā)生變化。真值表狀態(tài)4為A、B處于踏下為止轉向A復位；此刻由于A復位，經(jīng)管路5和6路都處于卸壓狀態(tài)，7-3仍然處于關閉狀態(tài)，而7-4由于彈簧失去控制壓力，而導通，液控單向閥也因失去控制壓力而關閉，則經(jīng)B、管路4的高壓工作液經(jīng)二位二通閥7-4進入加載油缸的活塞桿腔，而活塞腔的液體由主動高壓變成排液背壓，使事先處于封閉回液口的交替單向閥仍處于回液口被封閉的狀態(tài)，回液只能經(jīng)節(jié)流閥7-1，單向閥7-2經(jīng)A回油箱，由于單向閥7-2，節(jié)流閥7-1總過液斷面仍然不大，所以加載油缸壓頭處于高背壓下升起，實現(xiàn)慢升，用于減少振動。真值表狀態(tài)5為A、B從未踏下位置即經(jīng)過狀態(tài)1少許時間，轉為B處于踏下位置，這時交替單向閥11已經(jīng)在彈簧作用下處于打開回液通道狀態(tài)了，這時踏下閥B，高壓液體使二位二通閥7-4處于通的位置，高壓液流入加載油缸活塞桿腔，活塞腔的液體不經(jīng)過8，7-1、7-2回油箱，而是通過大通道的回液管路17，通暢回油箱，實現(xiàn)快升的動作，用于快速離開工件，以便更換工件。4.3.6墊鐵為了適應校直彎曲較大的工件，本機配備的墊鐵可按裝安全鍵。為防止彎曲較大的工件在校直中轉動崩出墊鐵傷人，安全鍵置于工作臺溝槽與墊鐵溝槽中，當校直彎曲度較小的工件，并確信工件不會轉動時，也可以不安裝安全鍵，這要由操作者根據(jù)具體情況而定。校直不同的工件，選用不同的墊鐵。4.4校直機的維修調整本校直機雖然可以不打地基安放在任何需要的位置，但必須墊平，確保懸掛裝置隨遇平衡。工作臺的安裝，要保證加載油缸軸線通過被懸掛的標準件中心線，其不平面誤差不大于0.2mm，調好后擰緊工作臺安裝螺栓。當需拆下加載油缸時，需先卸下工作臺，調住加載油缸后，卸下加載油缸下托板，使加載油缸下降，取下加載油缸上的一付大半環(huán)，然后將加載油缸提高抽出。拔掉加載油缸中部的六個用于連接的銷，加載油缸即可解體。結論通過兩個多月的收集、整理資料，不斷的學習，不斷的復習，不斷地向老師、同學請教問題，我設計的單柱油缸校直機順利完成了。本文通過校直機校直的原理和校直理論，結合四年來所學的相關知識，完成了一臺油缸校直機的設計。整個設計過程可以分為三個部分：1.去工廠參觀實習。目的是深入生產(chǎn)第一線，充分了解檢測的整個過程。2.廣泛的收集資料。主要有以下幾個途徑：在圖書館查資料。充分利用現(xiàn)有資源，節(jié)省收集時間。在網(wǎng)上搜索。最大的好處就是方便，效率高，節(jié)省費用，而且通過了解信息，能夠較快掌握本行業(yè)發(fā)展動態(tài)。去工廠，了解的一些資料包括工人師傅的口述資料。最后就是安心作設計。在本說明書中按照校直機的機械結構和控制系統(tǒng)進行設計。在機械結構的設計中著重的是機身結構的設計。其中在控制系統(tǒng)設計中，主要應用到了液壓缸的工作原理，各種閥的工作原理等知識。通過畢業(yè)設計，鍛煉了我尋找資料的問題，鍛煉了我遇到問題，思考問題，解決問題的能力。同時，彌補了自己在所學知識上的欠缺。并且對確立以后的發(fā)展方向有一定的幫助。致謝大學時光彌足珍貴的，大學的四年學習生活時豐富多彩的，是充實而有意義，這大學四年了我一直學著自己從小有著極大興趣的機械專業(yè)，所以專業(yè)課方面有了很大的提高，在設計中掌握了大量有關機械設計制造方面的理論知識，畢業(yè)實習中又將大量的理論知識運用于實踐，為畢業(yè)設計打下了實踐基礎，使我又強化了專業(yè)了知識的實際運用能力，收獲頗豐。本論文是在導師XXX的精心指導和幫助下完成的。沒有所有辛勤培育我的老師就沒有我今天所取得的一切成績。其間于老師對我學習上的嚴格要求和生活上的關懷，讓我終身難忘。在此表示我最誠摯的感謝和崇高的敬意！另外在此向各位領導、老師及在此次畢業(yè)設計中給予我?guī)椭乃型瑢W表示衷心的感謝。愿我最敬愛的老師們工作順利，身體健康。參考文獻1、崔甫.矯直原理與矯直機械.北京冶金工業(yè)出版社,2005:137-1432、芮延年.液壓與氣壓傳動.蘇州大學出版社,2005:70-763、楊培元 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