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第一章 已完成的任務(wù)
1.1液壓機(jī)主要技術(shù)規(guī)格的確定
1.1.1主要技術(shù)規(guī)格的內(nèi)容
主要技術(shù)規(guī)格是表述機(jī)器工作性能的指標(biāo)。通常包括以下部分：第一，主要規(guī)格，又稱主要參數(shù)，它是表示液壓機(jī)主要特征的參數(shù)。第二，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)各工藝動(dòng)作的壓力。第三，工作空間，包括各執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定模具的工作表面對(duì)主機(jī)工作臺(tái)面（或中心線）的最大距離和最小距離，工作臺(tái)尺寸等。第四，各工藝動(dòng)作的速度。第五，機(jī)器外形尺寸，總功率和總重量。
本設(shè)計(jì)是5000KN四柱式通用液壓機(jī)，其主要參數(shù)：
（1）公稱壓力 KN 5000；
（2）滑塊行程 mm 900；
（3）滑塊開口高度 mm 1500；
（4）滑塊工作速度 mm/s 10；
（5）工作臺(tái)尺寸 mm 1400×1400；
（6）液壓墊壓力 KN 1000；
（7）液體工作壓力 MPa 25；
（8）電動(dòng)機(jī)功率 KW 45.5；
（9）頂出力 KN 630；
（10）頂出行程 mm 300.
1.2液壓機(jī)上橫梁的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與確定
1.2.1上橫梁的結(jié)構(gòu)形式
上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作中全部的反作用力。對(duì)于柱塞式工作缸，還可安裝回程缸及其他輔助裝置。
本設(shè)計(jì)是5000KN四柱式通用液壓機(jī)，采用的結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。
圖1-1 上橫梁結(jié)構(gòu)圖
對(duì)于中小型液壓機(jī)其結(jié)構(gòu)形式主要有：鑄造和焊接兩種。但不論采用鑄造或焊接組成的上橫梁都應(yīng)該進(jìn)行必要的熱處理，消除其內(nèi)應(yīng)力。
1.2.2上橫梁與油缸的聯(lián)接形式
上橫梁與油缸的聯(lián)接方式常見有以下兩種：
（1）依靠圓螺母固定油缸；
（2）依靠法蘭盤固定油缸。
本設(shè)計(jì)采用的是第一種方式，依靠圓螺母固定油缸。其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。
圖1-2 用圓螺母固定的結(jié)構(gòu)
1--上橫梁 2--油缸 3--圓螺母
當(dāng)油缸加壓時(shí)，油缸臺(tái)肩傳遞反作用力于橫梁，連接零件不受反作用力的作用，只有當(dāng)油缸回程工作時(shí)，回程力作用于連接零件上。故連接零件的強(qiáng)度只滿足回程力要求即可。
1.3液壓機(jī)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與確定
1.3.1工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式
工作臺(tái)是主機(jī)的安裝基礎(chǔ)，臺(tái)面上固定模具，工作中承受機(jī)器本體的重量及全部載荷。亦可安裝頂出缸，回程缸及其他輔助裝置。
工作臺(tái)所選以及其結(jié)構(gòu)形式與上橫梁相同。本設(shè)計(jì)是5000KN四柱式通用液壓機(jī)，其采用的是鑄造結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-3所示。
1.3.2工作臺(tái)與頂出缸的聯(lián)接形式
對(duì)于中小型通用液壓機(jī)，一般來說頂出力不大。頂出缸結(jié)構(gòu)采用活塞式。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-4所示。此結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。缺點(diǎn)是頂出力集中于頂出活塞端面的很小面積內(nèi)，因此對(duì)較大制件的頂出不方便。
圖1-3 工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式 圖1-4 工作臺(tái)與頂出缸聯(lián)接方式
1--工作臺(tái) 2--頂出缸 3--螺母
1.3.3固定模具的結(jié)構(gòu)
為了固定模具，一般情況下在工作臺(tái)面上設(shè)有T型槽，按GB158-59標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行加工。T型槽的尺寸和數(shù)量主要依據(jù)液壓機(jī)的回程噸位（即加壓制件后的拔模力）和頂出制件的最大壓力設(shè)計(jì)。用于中小型液壓機(jī)的T型槽形式尺寸見表1-1。
表 1-1 T型槽（GB158-59）
(mm)
1.4液壓機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與確定
1.4.1立柱的結(jié)構(gòu)形式
立柱是四柱式液壓機(jī)重要的支撐件和受力件，同時(shí)又是活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基
準(zhǔn)。因此立柱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，導(dǎo)向表面應(yīng)有足夠的精度、光潔度和必要的硬度。常見的結(jié)構(gòu)形式有：
1）兩梁都用立柱臺(tái)肩支撐，用鎖緊螺母上下加以鎖緊。
2) 兩梁都用調(diào)節(jié)螺母支撐，用鎖緊螺母上下加以鎖緊。
3）上橫梁用立柱肩支撐，調(diào)節(jié)螺母安裝于工作臺(tái)面上，兩端用鎖緊螺母鎖緊。
4）上橫梁用立柱臺(tái)調(diào)節(jié)螺母支撐，立柱肩臺(tái)支持于工作臺(tái)面上，兩端用鎖緊螺母鎖緊。
本設(shè)計(jì)采用的是第四種結(jié)構(gòu)形式，因其精度調(diào)整和加工不復(fù)雜，精度調(diào)整簡(jiǎn)單可靠。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-5所示。
圖1-5 立柱結(jié)構(gòu)形式
安裝時(shí)需通過螺母對(duì)立柱進(jìn)行鎖緊，其預(yù)緊原理和基本方法與通用曲柄壓力機(jī)組合機(jī)身的預(yù)緊相似。螺母預(yù)緊后，必須用防松裝置鎖緊，以防螺母脫落。
1.5液壓機(jī)活動(dòng)橫梁的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與確定
1.5.1活動(dòng)橫梁的結(jié)構(gòu)形式
活動(dòng)橫梁的主要作用為，與主油缸的活塞桿連接傳遞液壓機(jī)的壓力，通過導(dǎo)向套沿立柱導(dǎo)向面上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，安裝固定模具及工具等。因此要有較好的強(qiáng)度、剛度及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)?；顒?dòng)橫梁選用的材料與上橫梁、工作臺(tái)相同，常采用同樣的材料來制造，以使毛坯的制造工藝相類似，便于制造。
活動(dòng)橫梁與上橫梁、工作臺(tái)選用材料相同，常采用同樣的材料來制造 ，制造工藝相類似，便于制造。
活動(dòng)橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除考慮導(dǎo)向精度要求外，還應(yīng)根據(jù)壓制工藝中的承載要求來定。
活動(dòng)橫梁與柱塞聯(lián)接部位，開有環(huán)形的集油槽，以便貯存油缸缸口部漏滲的油液。鑄件應(yīng)將壁厚設(shè)計(jì)均勻，防止應(yīng)力集中，設(shè)計(jì)必要的加強(qiáng)筋并便于清砂及起重要求。本設(shè)計(jì)采用的材料是其45鑄造鋼，結(jié)構(gòu)為鑄造結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-6所示。
圖1-6 活動(dòng)橫梁的結(jié)構(gòu)形式
1.5.2立柱導(dǎo)套
活動(dòng)橫梁導(dǎo)向的正確性，關(guān)系到機(jī)器的精度，工作缸密封件與導(dǎo)向面的磨損情況，加工制件的尺寸精度，模具使用壽命及機(jī)身的受力情況。因此，應(yīng)合理選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)與配合要求。
中小型液壓機(jī)一般采用固定式導(dǎo)套。本設(shè)計(jì)是5000KN四柱式通用液壓機(jī)，采用的是固定式導(dǎo)套，其結(jié)構(gòu)形式如圖1-7所示。
圖1-7 固定式導(dǎo)套
導(dǎo)套可用黃油做潤(rùn)滑劑。外端面上應(yīng)該裝有毛氈或?qū)Ｓ梅缐m圈，以防止灰塵和臟物進(jìn)入導(dǎo)套內(nèi)表面。
導(dǎo)套應(yīng)有一定的厚度，以防止導(dǎo)套壓入動(dòng)梁孔后內(nèi)孔變形。導(dǎo)套內(nèi)孔與立柱之間配合一般為D3/dc3~D4/dc4，導(dǎo)套內(nèi)外圓應(yīng)同心，要求在一次裝卡下加工成型。較大的導(dǎo)套毛坯應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理，消除其內(nèi)應(yīng)力。
本設(shè)計(jì)采用的是第一種形式。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤(rùn)滑方便。
1.5.3活動(dòng)橫梁與活塞桿聯(lián)接方式
活動(dòng)橫梁與活塞（柱塞)桿聯(lián)接形式有活塞（柱塞）桿端部結(jié)構(gòu)和活動(dòng)橫梁相應(yīng)部分的結(jié)構(gòu)及聯(lián)接零件組成。
聯(lián)接結(jié)構(gòu)按其性質(zhì)可區(qū)分為可動(dòng)聯(lián)接及固定聯(lián)接兩類。
可動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)是以球面鉸鏈聯(lián)接的方法，將活塞（柱塞）與活動(dòng)橫梁聯(lián)接。可動(dòng)聯(lián)接一般在多缸式液壓機(jī)側(cè)缸上采用。對(duì)于單缸式液壓機(jī)以及多缸式主作用油缸活塞（柱塞）與活動(dòng)橫梁聯(lián)接形式都采用固定聯(lián)接。固定聯(lián)接要求活動(dòng)橫練及主缸安裝基準(zhǔn)等有較好的加工精度，否則就可能工作時(shí)產(chǎn)生不平穩(wěn)脈動(dòng)等現(xiàn)象。但固定聯(lián)接對(duì)精度調(diào)整較有利。在活動(dòng)橫梁承受偏心力矩時(shí)，活塞（柱塞）承受一部分彎曲力矩，并將此力矩通過油缸導(dǎo)套傳給上橫梁和立柱。
固定聯(lián)接結(jié)構(gòu)是通過活塞（柱塞）端面及圓柱面與活動(dòng)橫梁配合聯(lián)接成不能相對(duì)移動(dòng)的整體。
本設(shè)計(jì)是5000KN四柱式通用液壓機(jī)，是單缸式結(jié)構(gòu)，采用的是固定聯(lián)接結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖1-8所示。
圖1-8 活塞與活動(dòng)橫梁的聯(lián)接結(jié)構(gòu)
活動(dòng)橫梁孔與活塞（柱塞）頭部配合一般采用D4/dc4或高于此配合精度，并應(yīng)有一定的插入深度，使活塞（柱塞）與活動(dòng)橫梁聯(lián)接成一鋼體。對(duì)于活塞式結(jié)構(gòu)油缸與活動(dòng)橫梁連接零件的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)回程噸位來計(jì)算。
1.5.4固定模具結(jié)構(gòu)
活動(dòng)橫梁下平面同工作臺(tái)相同，并設(shè)有T型槽。
1.6液壓機(jī)的相關(guān)計(jì)算
1.6.1工作臺(tái)的計(jì)算
1.6.1.1受力計(jì)算
工作臺(tái)中心有一個(gè)中心孔，其直徑為34cm，工作臺(tái)材料選用HT20-40，臺(tái)面擠壓許用應(yīng)力取=1000kgf/。故可得模具墊板最小尺寸應(yīng)為：
按圓的直徑計(jì)算，則墊板直徑d=42.34cm,取墊板寬度b=40cm。立柱中心距為160cm,則取B/b=1/4B，均布載荷q=4P/Bkgf/cm.
圖1-9為工作臺(tái)受力簡(jiǎn)圖。
在1-1截面上的彎矩為：
最大剪切力：
圖1-9 工作臺(tái)受力簡(jiǎn)圖
1.6.1.2 1-1截面的強(qiáng)度計(jì)算
按上述計(jì)算方法， 可得1-1截面特征如下：
h1=30cm
h2=28cm
在受拉截面上的彎曲應(yīng)力：
對(duì)于剪切應(yīng)力在1-1截面上很小，其最大值出現(xiàn)在長(zhǎng)度為（0～)和（～B)兩段上，并由立板承受，立板高度H=64cm，寬度B=16cm。故在上述兩段中性截面上最大剪切應(yīng)力為：
=1.5Q/BH=1.5=366kgf/
1.6.1.3 2-2斷面上強(qiáng)度計(jì)算
在距10cm處（見圖1-9）即T型槽處其等量截面簡(jiǎn)截面圖1-10所算。
在2-2截面處彎矩：
由于簡(jiǎn)化之2-2截面為工字形截面。其慣性矩為：
由計(jì)算可知，強(qiáng)度滿足要求。
圖1-10 2-2截面之簡(jiǎn)化截面
1.7液壓機(jī)總裝圖設(shè)計(jì)
1.7.1 液壓機(jī)總裝圖設(shè)計(jì)
經(jīng)過對(duì)《金屬塑性成型設(shè)備》和《中小型液壓機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算》以及液壓機(jī)的一些相關(guān)資料的查閱，對(duì)液壓機(jī)的總體結(jié)構(gòu)有了一些認(rèn)識(shí)和了解，通過對(duì)液壓機(jī)的上橫梁、工作臺(tái)、立柱、活動(dòng)橫梁等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與確定，利用CAD繪圖軟件，將液壓機(jī)的總裝配圖繪制出來。其結(jié)構(gòu)如圖1-11所示。
第二章 未完成項(xiàng)目
2.1液壓機(jī)充液閥部裝圖設(shè)計(jì)與計(jì)算
2.2液壓機(jī)工作臺(tái)零件圖設(shè)計(jì)
2.3液壓機(jī)工作缸零件圖設(shè)計(jì)
2.4撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
第三章 未解決的難點(diǎn)
液壓機(jī)充液閥的結(jié)構(gòu)及其相關(guān)計(jì)算，相信在接下來的學(xué)習(xí)中會(huì)將其解決，弄懂。
第四章 日程安排
11月27日-----12月03日 液壓機(jī)充液閥部裝圖設(shè)計(jì)；
12月04日-----12月11日 液壓機(jī)零件圖設(shè)計(jì)；
12月12日-----12月23日 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文與準(zhǔn)備答辯；
12月28日-----12月30日 畢業(yè)答辯。
第五章 完成全部畢業(yè)設(shè)計(jì)的可能性
根據(jù)日程和時(shí)間的安排，可以按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)
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