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哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
摘 要
本文主要闡述了粘結(jié)減震片多頭式熱壓機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。粘接減振片多頭式熱壓機采用上置式油缸、框架式結(jié)構(gòu)，配備液壓變頻調(diào)速進板及出板拖動車架，采用先進的PLC可編程序控制，實現(xiàn)加工、進料和出料連續(xù)動作的協(xié)調(diào)控制。通過這次設(shè)計使我初步掌握了粘接減振片式多頭熱壓機設(shè)計的步驟和方法，特別是制定方案。了解了有關(guān)粘接減振片式多頭熱壓機機床部件的功能。同時，還要堅持理論聯(lián)系實際，并在實踐中不斷總結(jié)和積累設(shè)計經(jīng)驗，向有關(guān)領(lǐng)域的科技工作者和從事生產(chǎn)實踐的工作者學習，不斷發(fā)展和創(chuàng)新，才能較好地完成機械設(shè)計任務(wù)。
關(guān)鍵詞 機床；液壓缸；液壓滑臺
Abstract
This paper mainly describes the structure design of multi type bonding damping plate of hot press. Bonding damping sheet long type hot press the upper oil cylinder, frame structure, equipped with hydraulic variable speed into the plate and the plate drag frame, the use of advanced PLC programmable control,processing, feed and a coordinated control material continuous action. Through this design makes me initially mastered the adhesive damping type long thermalsteps and methods of machine design, especially the plan. Understand theadhesive damping type long hot press machine parts of the function. At the same time, but must adhere to link theory with practice, and in practice,constantly sum up and accumulate design experience, to the relevant areas of scientific and technical workers and workers engaged in production practices of learning, the continuous development and innovation, in order to complete the mechanical design tasks.
Keywords machine tools；hydraulic cylinder；hydraulic slipway
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1 課題背景 2
1.1.1 粘接減振片多頭式熱壓機的特點 2
1.1.2 粘接減振片多頭式熱壓機機床部件的分類 4
1.2 粘接減振片多頭式熱壓機的研究和開發(fā)的方向 5
1.3 本論文的主要工作 5
第2章 粘接減振片多頭式熱壓機工藝分析 6
2.1 初始參數(shù) 6
2.2 工藝方案的制定原則 6
2.3 工藝方案的擬定步驟 7
2.3.1 定位基準的選擇 7
2.3.2 模具選擇 7
2.3.3 壓頭壓板的選擇 8
2.4 小結(jié) 10
第3章 粘接減振片多頭式熱壓機的總體設(shè)計 11
3.1 粘接減振片多頭式熱壓機配置型式的選擇 11
3.1.1 不同配置型式機床的特點及適應(yīng)性 11
3.1.2 不同配置型式機床的加工精度 11
3.1.3 選擇多工位機床方案應(yīng)注意的方面按工藝方案要求` 12
3.1.4 粘接減振片多頭式熱壓機主結(jié)構(gòu)的選型創(chuàng)新 12
3.2 通用部件的選擇 13
3.3 小結(jié) 16
第4章 液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計 17
4.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)和工況分析 17
4.1.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù) 17
4.1.2 液壓系統(tǒng)的工況分析 18
4.2 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 20
4.2.1 系統(tǒng)工作壓力的確定 20
4.2.2 液壓缸主要參數(shù)的確定 20
4.3 液壓回路的選擇 22
4.4 液壓系統(tǒng)性能驗算 24
4.4.1 液壓系統(tǒng)的壓力損失及工作壓力 24
4.4.2 液壓系統(tǒng)的總效率 24
4.4.3 機床液壓系統(tǒng)的正確維護與保養(yǎng) 24
4.5 粘接減振片多頭式熱壓機壓頭組件 25
4.6 粘貼減振片多頭式熱壓機工裝及托板組件 25
4.7 小結(jié) 26
第5章 主結(jié)構(gòu)總體設(shè)計 27
5.1 機床聯(lián)系尺寸總圖 27
5.1.1 機床聯(lián)系尺寸總圖的作用和內(nèi)容 27
5.1.2 繪制機床總圖的注意事項 28
5.2 小結(jié) 28
結(jié) 論 29
致 謝 30
參考文獻 31
附錄1 32
附錄2 36
- 1 -
第1章 緒 論
機械是人類生產(chǎn)和生活的基本要素之一，是人類物質(zhì)文明最重要的一個組成部分。機械工業(yè)擔負著向國民經(jīng)濟部門，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和社會生活各個方面提供各種性能先進、使用安全可靠的技術(shù)裝備的任務(wù)，在國家現(xiàn)代化建設(shè)中占有舉足輕重的地位。20 世紀 80 年代以來，以微電子、信息、新材料、系統(tǒng)科學等為代表的新一代科學技術(shù)的發(fā)展及其在機械工程領(lǐng)域中的廣泛滲透、應(yīng)用和衍生，極大地拓展了機械產(chǎn)品設(shè)計制造活動的深度和廣度，改變了現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝和設(shè)備以及生產(chǎn)組織模式，產(chǎn)生了一大批新的機械設(shè)計制造方法和制造系統(tǒng)。這些機械方面的新方法和系統(tǒng)的主要技術(shù)特征表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）信息技術(shù)在機械行業(yè)的廣泛滲透和應(yīng)用，使得現(xiàn)代機電產(chǎn)品已不再是單純的機械構(gòu)件，而是由機械、電子、信息、計算機與自動控制等集成的機電一體化產(chǎn)品，其功能不僅限于加強、延伸或取代人的體力勞動，而且擴大到加強、延伸或取代人的某些感官功能與大腦功能。
（2）隨著設(shè)計手段的計算機化和數(shù)字化，CAD/CAM/CAE/PDM 集成技術(shù)和軟件系統(tǒng)得到廣泛使用，促進了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、并行設(shè)計、快速設(shè)計、智能設(shè)計、反求設(shè)計、廣義優(yōu)化設(shè)計、綠色產(chǎn)品設(shè)、面向全壽命周期設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計理論和技術(shù)方法的不斷發(fā)展。機械產(chǎn)品的設(shè)計不只是單純追求某項性能指標的先進和高低，而是注重綜合考慮質(zhì)量、市場、價格、安全、美學、資源、環(huán)境等方面的影響。
（3）傳統(tǒng)機械制造技術(shù)在不斷吸收電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面成果的基礎(chǔ)上形成了先進制造技術(shù)，并將其綜合應(yīng)用于機械產(chǎn)品設(shè)計、制效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的市場的適能力和競爭能力。
（4）機械產(chǎn)品加工制造的精密化、快速化，制造過程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化得到很大的發(fā)展，涌現(xiàn)出 CIMS、并行工程、敏捷制造、綠色制造、網(wǎng)絡(luò)制造、虛擬制造、智能制造、大規(guī)模定制等先進生產(chǎn)模式，制造裝備和制造系統(tǒng)的柔性與可重組已成為 21 世紀制造技術(shù)的顯著特征。
（5）機械工程的理論基礎(chǔ)不再局限于力學，制造過程的基礎(chǔ)也不只是設(shè)計與制造經(jīng)驗及技藝的總結(jié)。今天的機械工程學科比以往任何時候都更緊密地依造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的機械產(chǎn)品制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高賴諸如現(xiàn)代數(shù)學、材料科學、微電子技術(shù)、計算機信息科學、生命科學、系統(tǒng)論與控制論等多門學科及其最新成就。
因此，我希望通過對粘接減振片多頭式熱壓機的主結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，系統(tǒng)的總結(jié)一下在大學里所掌握的或者已經(jīng)忘記的液壓傳動系統(tǒng)及相關(guān)的機械機構(gòu)等方面的機械理論知識，以及了解一下一臺機床的總的設(shè)計過程，有助于在以后的工作中發(fā)展自己的優(yōu)勢，彌補自己的弱項，也有助于自己在社會中的定位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計能夠提高一下自己的綜合能力，綜合掌握所學知識，也是對整個學生階段的一個總結(jié)。
哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院
畢業(yè)設(shè)計（論文）
題 目 粘接減震片多頭式熱壓機主結(jié)構(gòu)設(shè)計
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
學 號 1109511124
學 生 趙懷州
指 導 教 師 閆輝
答 辯 日 期 2013年12月17日
哈工大華德學院
哈工大華德學院畢業(yè)設(shè)計（論文）評語
姓名： 趙懷州 學號： 1109511124 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 粘接減震片多頭式熱壓機主結(jié)構(gòu)設(shè)計
工作起止日期：2013年 9 月 20 日起2013 年12 月 17 日止
指導教師對畢業(yè)設(shè)計（論文）進行情況，完成質(zhì)量及評分意見：
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
指導教師簽字： 指導教師職稱：
評閱人評閱意見：
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評閱教師簽字：_______________ 評閱教師職稱：_______________
答辯委員會評語：
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根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）的材料和學生的答辯情況，答辯委員會作出如下評定：
學生 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯成績評定為：
對畢業(yè)設(shè)計（論文）的特殊評語：
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答辯委員會主任（簽字）： 職稱：________________
答辯委員會副主任（簽字）：
答辯委員會委員（簽字）：___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________
年 月 日
哈工大華德學院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
姓 名： 趙懷州 院 （系）機電與汽車工程學院
專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班 號：1095111
任務(wù)起至日期： 2013 年 9 月 20 日 至 2013 年 12 月 17 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：粘接減震片多頭式熱壓機主結(jié)構(gòu)設(shè)計
立題的目的和意義：通過畢業(yè)設(shè)計熟悉各種熱壓機的工作情況，各組成部分之間的關(guān)系及液壓系統(tǒng)的設(shè)計過程，畫出熱壓機壓頭組件和農(nóng)具傳送軌道，寫出設(shè)計方案；根據(jù)功能要求，設(shè)計原理圖；在查閱國內(nèi)外大量文獻資料及專利的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己所學的知識和實習所見到的實物，對目前國內(nèi)外熱壓機研制的先進技術(shù)進行消化吸收，在老師的指導下進行方案比較，并進行理性設(shè)計計算，反復修改，最終獨立完成粘接減震片多頭式熱壓機的設(shè)計任務(wù)
技術(shù)要求與主要內(nèi)容：
（1）擬定整體方案，特別是傳感、控制方式與機械本體的有機結(jié)合的設(shè)計方案。
（2）根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)選擇合適的壓頭、模具、液壓傳動系統(tǒng)和機身的結(jié)構(gòu)。
（3）各部件的設(shè)計計算；
（4）粘接減震片多頭式熱壓機工作裝配圖的設(shè)計與繪制；
（5）液壓傳動系統(tǒng)分析；
（6）編寫設(shè)計計算說明書；
進度安排：
9月20日開題報告
11月5日中期檢查
12月5日結(jié)題驗收
12月13日上交畢業(yè)論文；
12月17、18日畢業(yè)答辯
同組設(shè)計者及分工：
獨立完成
指導教師簽字___________________
年 月 日
系（教研室）主任意見：
系（教研室）主任簽字___________________
年 月 日
哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
摘 要
本文主要闡述了粘結(jié)減震片多頭式熱壓機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。粘接減振片多頭式熱壓機采用上置式油缸、框架式結(jié)構(gòu)，配備液壓變頻調(diào)速進板及出板拖動車架，采用先進的PLC可編程序控制，實現(xiàn)加工、進料和出料連續(xù)動作的協(xié)調(diào)控制。通過這次設(shè)計使我初步掌握了粘接減振片式多頭熱壓機設(shè)計的步驟和方法，特別是制定方案。了解了有關(guān)粘接減振片式多頭熱壓機機床部件的功能。同時，還要堅持理論聯(lián)系實際，并在實踐中不斷總結(jié)和積累設(shè)計經(jīng)驗，向有關(guān)領(lǐng)域的科技工作者和從事生產(chǎn)實踐的工作者學習，不斷發(fā)展和創(chuàng)新，才能較好地完成機械設(shè)計任務(wù)。
關(guān)鍵詞 機床；液壓缸；液壓滑臺
Abstract
This paper mainly describes the structure design of multi type bonding damping plate of hot press. Bonding damping sheet long type hot press the upper oil cylinder, frame structure, equipped with hydraulic variable speed into the plate and the plate drag frame, the use of advanced PLC programmable control,processing, feed and a coordinated control material continuous action. Through this design makes me initially mastered the adhesive damping type long thermalsteps and methods of machine design, especially the plan. Understand theadhesive damping type long hot press machine parts of the function. At the same time, but must adhere to link theory with practice, and in practice,constantly sum up and accumulate design experience, to the relevant areas of scientific and technical workers and workers engaged in production practices of learning, the continuous development and innovation, in order to complete the mechanical design tasks.
Keywords machine tools；hydraulic cylinder；hydraulic slipway
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1 課題背景 2
1.1.1 粘接減振片多頭式熱壓機的特點 2
1.1.2 粘接減振片多頭式熱壓機機床部件的分類 4
1.2 粘接減振片多頭式熱壓機的研究和開發(fā)的方向 5
1.3 本論文的主要工作 5
第2章 粘接減振片多頭式熱壓機工藝分析 6
2.1 初始參數(shù) 6
2.2 工藝方案的制定原則 6
2.3 工藝方案的擬定步驟 7
2.3.1 定位基準的選擇 7
2.3.2 模具選擇 7
2.3.3 壓頭壓板的選擇 8
2.4 小結(jié) 10
第3章 粘接減振片多頭式熱壓機的總體設(shè)計 11
3.1 粘接減振片多頭式熱壓機配置型式的選擇 11
3.1.1 不同配置型式機床的特點及適應(yīng)性 11
3.1.2 不同配置型式機床的加工精度 11
3.1.3 選擇多工位機床方案應(yīng)注意的方面按工藝方案要求` 12
3.1.4 粘接減振片多頭式熱壓機主結(jié)構(gòu)的選型創(chuàng)新 12
3.2 通用部件的選擇 13
3.3 小結(jié) 16
第4章 液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計 17
4.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)和工況分析 17
4.1.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù) 17
4.1.2 液壓系統(tǒng)的工況分析 18
4.2 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 20
4.2.1 系統(tǒng)工作壓力的確定 20
4.2.2 液壓缸主要參數(shù)的確定 20
4.3 液壓回路的選擇 22
4.4 液壓系統(tǒng)性能驗算 24
4.4.1 液壓系統(tǒng)的壓力損失及工作壓力 24
4.4.2 液壓系統(tǒng)的總效率 24
4.4.3 機床液壓系統(tǒng)的正確維護與保養(yǎng) 24
4.5 粘接減振片多頭式熱壓機壓頭組件 25
4.6 粘貼減振片多頭式熱壓機工裝及托板組件 25
4.7 小結(jié) 26
第5章 主結(jié)構(gòu)總體設(shè)計 27
5.1 機床聯(lián)系尺寸總圖 27
5.1.1 機床聯(lián)系尺寸總圖的作用和內(nèi)容 27
5.1.2 繪制機床總圖的注意事項 28
5.2 小結(jié) 28
結(jié) 論 29
致 謝 30
參考文獻 31
附錄1 32
附錄2 36
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第1章 緒 論
機械是人類生產(chǎn)和生活的基本要素之一，是人類物質(zhì)文明最重要的一個組成部分。機械工業(yè)擔負著向國民經(jīng)濟部門，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和社會生活各個方面提供各種性能先進、使用安全可靠的技術(shù)裝備的任務(wù)，在國家現(xiàn)代化建設(shè)中占有舉足輕重的地位。20 世紀 80 年代以來，以微電子、信息、新材料、系統(tǒng)科學等為代表的新一代科學技術(shù)的發(fā)展及其在機械工程領(lǐng)域中的廣泛滲透、應(yīng)用和衍生，極大地拓展了機械產(chǎn)品設(shè)計制造活動的深度和廣度，改變了現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝和設(shè)備以及生產(chǎn)組織模式，產(chǎn)生了一大批新的機械設(shè)計制造方法和制造系統(tǒng)。這些機械方面的新方法和系統(tǒng)的主要技術(shù)特征表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）信息技術(shù)在機械行業(yè)的廣泛滲透和應(yīng)用，使得現(xiàn)代機電產(chǎn)品已不再是單純的機械構(gòu)件，而是由機械、電子、信息、計算機與自動控制等集成的機電一體化產(chǎn)品，其功能不僅限于加強、延伸或取代人的體力勞動，而且擴大到加強、延伸或取代人的某些感官功能與大腦功能。
（2）隨著設(shè)計手段的計算機化和數(shù)字化，CAD/CAM/CAE/PDM 集成技術(shù)和軟件系統(tǒng)得到廣泛使用，促進了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、并行設(shè)計、快速設(shè)計、智能設(shè)計、反求設(shè)計、廣義優(yōu)化設(shè)計、綠色產(chǎn)品設(shè)、面向全壽命周期設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計理論和技術(shù)方法的不斷發(fā)展。機械產(chǎn)品的設(shè)計不只是單純追求某項性能指標的先進和高低，而是注重綜合考慮質(zhì)量、市場、價格、安全、美學、資源、環(huán)境等方面的影響。
（3）傳統(tǒng)機械制造技術(shù)在不斷吸收電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面成果的基礎(chǔ)上形成了先進制造技術(shù)，并將其綜合應(yīng)用于機械產(chǎn)品設(shè)計、制效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的市場的適能力和競爭能力。
（4）機械產(chǎn)品加工制造的精密化、快速化，制造過程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化得到很大的發(fā)展，涌現(xiàn)出 CIMS、并行工程、敏捷制造、綠色制造、網(wǎng)絡(luò)制造、虛擬制造、智能制造、大規(guī)模定制等先進生產(chǎn)模式，制造裝備和制造系統(tǒng)的柔性與可重組已成為 21 世紀制造技術(shù)的顯著特征。
（5）機械工程的理論基礎(chǔ)不再局限于力學，制造過程的基礎(chǔ)也不只是設(shè)計與制造經(jīng)驗及技藝的總結(jié)。今天的機械工程學科比以往任何時候都更緊密地依造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的機械產(chǎn)品制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高賴諸如現(xiàn)代數(shù)學、材料科學、微電子技術(shù)、計算機信息科學、生命科學、系統(tǒng)論與控制論等多門學科及其最新成就。
因此，我希望通過對粘接減振片多頭式熱壓機的主結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，系統(tǒng)的總結(jié)一下在大學里所掌握的或者已經(jīng)忘記的液壓傳動系統(tǒng)及相關(guān)的機械機構(gòu)等方面的機械理論知識，以及了解一下一臺機床的總的設(shè)計過程，有助于在以后的工作中發(fā)展自己的優(yōu)勢，彌補自己的弱項，也有助于自己在社會中的定位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計能夠提高一下自己的綜合能力，綜合掌握所學知識，也是對整個學生階段的一個總結(jié)。
1.1 課題背景
現(xiàn)代社會中，人們廣泛地使用各種機器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。任何龐大和復雜的機器都是由各種零件組成，凡精度和表面質(zhì)量要求較高的零件，一般都需要液壓傳動系統(tǒng)作為主要運動或者輔助運動，而在我設(shè)計的粘接減振片多頭式熱壓機中，液壓系統(tǒng)應(yīng)用的更為突出，其主運動和輔助運動都采用液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)。該熱壓機采用上壓式，具有兩只供壓液壓缸壓頭，也可根據(jù)加工批量大小的要求適當增加液壓缸數(shù)目，以提高生產(chǎn)效率，因此，它的使用和改造非常靈活，具有很大的擴展空間。因此，在電氣控制系統(tǒng)中，根據(jù)輸人的各種狀態(tài)信號(如按鈕、限位開關(guān)、壓力繼電器等)，來控制相應(yīng)的執(zhí)行元件(如中間繼電器、時間繼電器、電磁閥等)，就能實現(xiàn)熱壓機的各種動作。因此，粘接減振片式多頭熱壓機的動力機構(gòu)和電氣系統(tǒng)要求采用集中控制，實現(xiàn)調(diào)整（點動）、手動和半自動三種操作方式，在半自動操作中又可實現(xiàn)定壓壓制及定程壓制兩種工藝形式。
1.1.1 粘接減振片多頭式熱壓機的特點
粘接減振片多頭式熱壓機的工作效率需要機床的多個壓頭和被加工件的運送速度同時來保證。所以，粘接減振片多頭式熱壓機采用上置式油缸、框架式結(jié)構(gòu)，配備液壓變頻調(diào)速進板及出板拖動車架，采用先進的PLC可編程序控制，實現(xiàn)加工、進料和出料連續(xù)動作的協(xié)調(diào)控制。因此，該機床除了有液壓機傳統(tǒng)的優(yōu)點外還有以下特點：
1）設(shè)計與制造周期短。這是因為該機床的通用化程度高，通用部件、通用零件和標準件約占 70～90%，其中許多是預(yù)先制造好的，同時，該壓機只增加與原來相同的壓頭結(jié)構(gòu)，在制造新機床時可以根據(jù)需要選用和增加。需要設(shè)計、制造的只是少量專用零件。
2）該機床的通用零部件，是經(jīng)過生產(chǎn)實踐考驗，多次反復修改定型的，因而結(jié)構(gòu)的可靠性和工藝性較好，使用性能較穩(wěn)定，有利于穩(wěn)定地保證加工質(zhì)量。而且通用零部件是經(jīng)過生產(chǎn)實踐考驗，多次反復修改定型的，因而結(jié)構(gòu)的可靠性和工藝性較好，使用性能較穩(wěn)定，有利于穩(wěn)定地保證加工質(zhì)量。
3）機床采用框架結(jié)構(gòu)，重量輕、安裝和維護方便，操作簡單、產(chǎn)量高、設(shè)計合理、安全可靠，而且占地面積少。采用液壓缸做動力執(zhí)行元件 , 運動穩(wěn)定、準確、可靠。
4）工作過程無沖擊 , 可極大地提高工作效率、加工質(zhì)量和模具壽命。
5）雙手按鈕操作，安全性高；并且采用雙邊安裝急停按鈕，隨時發(fā)現(xiàn)危險隨時關(guān)閉機床。
6）壓機壓力、壓頭溫度、保壓時間可調(diào)，可用作熱壓和冷壓；
7）設(shè)計先進，全部采用感應(yīng)器自動運作、保壓、計時，故可節(jié)省工序和時間，增加產(chǎn)量，并且由 PLC 可編程序控制器統(tǒng)一控制。
8）整個系統(tǒng)的運作全部由液壓傳動實現(xiàn)，通過液壓控制閥、電磁閥和壓力閥等執(zhí)行元件實現(xiàn)變速，調(diào)壓，保壓，節(jié)省了電機的使用，使機床結(jié)構(gòu)簡單。
9）該機床采用觸摸式液晶顯示器，使機床更具人性化，操作方便，可以根據(jù)需要隨時改變設(shè)定參數(shù)，但程序的維修比機床硬件的維修較困難，需要有專業(yè)技術(shù)人員進行操作維修。
10）機床使用多壓頭壓制，而壓頭的壓力是通過同一油管流入兩個液壓缸的進油口的，同時兩個液壓缸的出油口也流入一個油管里，從而實現(xiàn)兩個壓頭無論在什么情況下都具有相同的壓力，實現(xiàn)了杠桿的作用，根據(jù)同一原理可以在增加壓頭時，采用相同的方法。
1.1.2 粘接減振片多頭式熱壓機機床部件的分類
粘接減振片多頭式熱壓機機床的各個部件，按其作用不同，可分為以下五類。
1)動力部件：例如壓頭、動力滑臺等。它們是傳遞動力的部件，可使粘接減振片多頭式熱壓機機床實現(xiàn)主運動、工作進給運動以及各種工作循環(huán)，如快速前進、工作進給、快速退回等。其中只能完成減振片和剎車片鋼背的壓緊部件稱為壓頭；只能完成進給運動的動力部件，稱為動力滑臺，如機械滑臺、液壓滑臺等。各種壓頭和動力滑臺都是配套使用，以實現(xiàn)加工過程中的主運動和進給運動。動力部件是粘接減振片多頭式熱壓機機床最重要的部件，它的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能決定著組合機床的主要工作性能、工藝可能性和技術(shù)經(jīng)濟性。
2)支承部件：例如粘接減振片多頭式熱壓機機床的床身。主要用來安裝其它工作部件，如動力部件、夾具、模具等，使之保持正確的相對位置和相對運動軌跡。支承部件是組合粘接減振片多頭式熱壓機機床的基礎(chǔ)部件，起骨架作用。由于粘接減振片多頭式熱壓機機床的剛度及其精度的持久性是由這些部件來保持的，因此支承部件本身必須具有足夠的剛度，在承受機床部件、夾具和工件的重量以及切削力作用的條件下，不致產(chǎn)生不允許的變形。床身、立柱等支承部件的規(guī)格、型式與動力部件是配套的。
3)輸送部件:例如多工位的移動工作臺、回轉(zhuǎn)工作臺等。它們用在多工位機床上，完成夾具和工件的移動或轉(zhuǎn)位，以實現(xiàn)工件的多工位加工。輸送部件是多工位機床上不可缺少的通用部件，它們的定位精度直接影響機床的加工精度。
4)控制部件:例如各種液壓操縱板、液壓傳動裝置、電氣柜、按鈕臺、控制行程擋鐵、感應(yīng)器等。它們在組合機床中起著中樞神經(jīng)的作用，保證機床按照既定程序進行工作。
因此，粘接減震片多頭式熱壓機的組成有：
（1）液壓缸壓頭：在本設(shè)計中設(shè)計壓頭數(shù)目為兩個；
（2）粘接減震片工裝：相同工裝采用 11 個，每套工裝上有兩個供放工件的模具；
（3）方形工作臺：采用平行軌道，實現(xiàn)工件平動進給；
（4）傳動滑鞍液壓缸：根據(jù)方形工作臺的特點，需要四個液壓缸和四個滑鞍實現(xiàn)工件在工作臺上的運送動作；
（5）壓頭液壓缸支架：根據(jù)壓頭液壓缸的數(shù)目設(shè)計支架的結(jié)構(gòu)尺寸，在這里采用兩液壓缸結(jié)構(gòu)式支架。
1.2 粘接減振片多頭式熱壓機的研究和開發(fā)的方向
通過對“粘接減振片多頭式熱壓機”的研制，概括地說，應(yīng)圍繞下述幾個方面在進行。
1)機床的柔性化、自動化和系統(tǒng)化。機床的柔性化，包括兩層意思，一是說機床結(jié)構(gòu)組成的靈活性和容易性，這主要是通過機床功能部件(包含控制裝置)的標準化和模塊化以及軟件的模塊化來實現(xiàn)的;第二層意思是指機床適應(yīng)加工對象變化的柔性，加工不同工件時只需要改變程序而無需更換機床的硬件?？偟膩碚f，今后的目標，就是要研究開發(fā)與網(wǎng)絡(luò)通信、信息傳感 (當然要開發(fā)相應(yīng)的傳感器)相適應(yīng)，內(nèi)有以知識為基礎(chǔ)的高級軟件，具備自適應(yīng)、自學能力的高級信息處理機床。
2)機床的復合化、高速化和精密化。機床的復合化，主要是工序集中發(fā)展很快。比較突出的成果是車削中心、磨削中心和電加工中心。
3）機床的智能化、人性化，即提高機床的人機交換能力。采用各種先進技術(shù)相結(jié)合，提高公司的經(jīng)濟效益和人的認知水平。
結(jié)合以上討論，粘接減震片多頭式熱壓機的設(shè)計方向就出來了，在結(jié)合以上考慮的同時，必須考慮它在工廠的實用性以及工廠的實際生產(chǎn)條件，更為重要的是該公司的經(jīng)濟條件。必須實事求是。
1.3 本論文的主要工作
1）設(shè)計并制造出了粘接減振片多頭式熱壓機機床的主結(jié)構(gòu)形式，即多個壓頭同時壓制，并且能夠保證在相同的壓力，相同的保壓時間下工作。
2）設(shè)計與粘接減震片多頭式熱壓機機床運動相適應(yīng)的液壓系統(tǒng)，并分析液壓系統(tǒng)的工作原理。
3）根據(jù)剎車片背板的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計并制造了相應(yīng)的工裝和壓頭，以及設(shè)計出與加工條件相適應(yīng)的工作臺和工件加工軌道。
第2章 粘接減振片多頭式熱壓機工藝分析
2.1 初始參數(shù)
設(shè)計制造的粘接減振片多頭式熱壓機機床相關(guān)的原始技術(shù)參數(shù)如下表 2-1：
表 2-1 粘接減振片多頭式熱壓機機床相關(guān)參數(shù)
序號
項目
單位
規(guī)格
1
公稱力
KN
2000
2
回程力
KN
200
3
液體最大工作壓力
MPa
15
4
壓頭距工作臺最大距離
mm
200
5
壓頭最大行程
mm
150
6
壓頭速度
空程快行
mm/s
200
工作
mm/s
5-20
回程
mm/s
200
7
工作臺有效尺寸
前后
mm
990
左右
mm
1430
8
壓頭液壓缸中心距
mm
100
9
工作臺距地面高度
mm
1040
10
外形尺寸
前后
mm
990
左右
mm
1430
高
mm
2000
2.2 工藝方案的制定原則
這是粘接減振片多頭式熱壓機設(shè)計中最重要的一個環(huán)節(jié)。工藝方案制定得正確與否，將決定機床能否達到“體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的要求。根據(jù)初始參數(shù)和用戶實際加工的需要，該粘接減振片多頭式熱壓機以加工壓頭為基礎(chǔ)，兼顧加工機床工作臺和執(zhí)行機構(gòu)。
在確定粘接減振片多頭式熱壓機工藝方案時，應(yīng)遵循的一般原則包括以下幾個方面：
第一：充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，少花錢、多辦事。粘接減振片熱壓機的設(shè)計目的是提高生產(chǎn)效率，所以在設(shè)計時應(yīng)該先考慮公司車間現(xiàn)有的生產(chǎn)水平和車間工人的文化技術(shù)水平，進行最合理的改進。因此，在擬定工件一個工序工藝過程時，應(yīng)選擇與現(xiàn)場條件比較吻合的工藝設(shè)計方案。
第二：盡量減輕工人的勞動強度，保障生產(chǎn)安全、創(chuàng)造良好、文明的勞動條件。這是一個企業(yè)立足和發(fā)展的根本，我們引進新設(shè)備的目的就在于此。
2.3 工藝方案的擬定步驟
2.3.1 定位基準的選擇
粘接減振片多頭式熱壓機機床采用各種感應(yīng)器進行定位，機床在工作臺的上面各個需要換向運輸?shù)乃慕呛托枰Ｖ惯\送進行壓制的壓頭下都安裝有不同形式的感應(yīng)器，通過電氣系統(tǒng)的PLC程序進行統(tǒng)一控制，使其運作協(xié)調(diào)、連續(xù)。對于毛坯基準選擇要考慮有關(guān)工序加工余量的均勻性;對于光面定位基準的選擇要考慮基面與加工部位間位置關(guān)系，使它有利于保證加工精度。
粘接減振片多頭式熱壓機壓頭支架在機床上的定位，根據(jù)工藝基準與設(shè)計基準重合的原則，即在Y方向以底面為定位面，在X方向以箱體后側(cè)表面為定位面。在機床面上設(shè)置相應(yīng)的定位塊即實現(xiàn)支架在機床上的定位。剎車片模具的定位可以根據(jù)托板在壓頭下的位置和兩壓頭之間的距離，設(shè)計托板上定位小的相對位置尺寸。
2.3.2 模具選擇
正確選擇剎車片模具結(jié)構(gòu)（圖 2-1 粘接減振片模具），對保證粘接減振片多頭式熱壓機的粘貼效果極為重要。根據(jù)工藝要求不同，由設(shè)計模具的部門根據(jù)剎車片耐磨材料的形狀、尺寸和厚度進行統(tǒng)一設(shè)計，即模具的厚度根據(jù)剎車片摩擦材料的厚度不同而有所變化。在工廠中，是根據(jù)客戶的訂單中剎車片的型號事先把模具設(shè)計好的，所以，在使用時直接從模具庫中提取。
圖 2-1 粘接減振片模具
2.3.3 壓頭壓板的選擇
對于粘接減振片多頭式熱壓機的壓頭壓板（圖 2-2 壓頭壓板）的選擇要根據(jù)剎車片的背板結(jié)構(gòu)來選擇，不同的剎車片的背面的結(jié)構(gòu)差別主要是有無拉伸點以及拉伸點的尺寸和深度。因此，在設(shè)計壓頭壓板或者選擇壓頭壓板時，壓頭壓板上不管是直徑或者孔的深度尺寸都要留 0.5～1mm 的尺寸余量，以防止在壓減震片時壓壞拉伸點。由于各種剎車片在長度和寬度上的尺寸相差不大，因此，在設(shè)計壓頭壓板的長度和寬度方向的尺寸時主要根據(jù)模具的長寬尺寸來設(shè)計就可達到要求。
左圖為帶拉伸點的壓板；右圖為不帶拉伸點的壓板
圖 2-2 壓頭壓板
根據(jù)對剎車片背板形狀的統(tǒng)計，剎車片的鋼背結(jié)構(gòu)一般有兩各種形式，如下圖（圖 2-3 剎車片兩種結(jié)構(gòu)形式）：
上圖為無拉伸點的剎車片；下圖為有拉伸點的剎車片。
圖 2-3 剎車片的兩種結(jié)構(gòu)形式
因此，在設(shè)計壓頭表面時要根據(jù)剎車片的鋼背上拉伸點的尺寸及相對位置來設(shè)計某一盤片的專用壓頭壓板。
2.4 小結(jié)
在分析了機床具體結(jié)構(gòu)及設(shè)計內(nèi)容的基礎(chǔ)上，詳細制定了加工工藝內(nèi)容，以及在機床設(shè)計時的注意事項和設(shè)計內(nèi)容。在后續(xù)的組機總體設(shè)計中加以應(yīng)用，并研究出更加新穎、實用的機床結(jié)構(gòu)。
第3章 粘接減振片多頭式熱壓機的總體設(shè)計
3.1 粘接減振片多頭式熱壓機配置型式的選擇
根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、工藝過程方案及生產(chǎn)率等，可大體確定采取哪種基本型式的機床。但由于工藝的安排、動力部件的不同配置、零件安裝數(shù)目和工位數(shù)多少等等的不同，而會產(chǎn)生多種配置方案。不同配置方案對機床的復雜程度、通用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機床重新調(diào)整可能性及經(jīng)濟效果等，具有不同的影響。因此，確定機床配置型式及結(jié)構(gòu)方案時，必須考慮下述問題。
3.1.1 不同配置型式機床的特點及適應(yīng)性
(1)單工位機床
各種型式的單工位機床，具有固定式夾具，通?？砂惭b一個工件，特別適用于大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動力部件的型式和數(shù)量，這類機床可分為單面、多面及復合式。利用多軸主軸箱同時從幾個方向(面)對工件進行加工。但其機動時間不能與輔助時間重合，因而生產(chǎn)率比多工位機床低。
(2)多工位機床
主要適用于中、小零件加工。通常，被加工工件安裝在多工位工作臺上，并由工作臺帶動作間歇運動，使工件由一個工位輸送到下一個工位。被加工零件的間歇運動是由專門輸送機構(gòu)來完成，它們分為直線(開式)輸送和圓周(閉式)輸送兩種。
3.1.2 不同配置型式機床的加工精度
機床可完成的工藝范圍及所能達到的加工精度前面己有敘述。這里著重說明的是機床不同配置型式對加工精度的影響。在確定機床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時，首先必須注意零件加工精度能否穩(wěn)定地得到保證。影響組合機床加工精度的因素是多方面的，一般分為加工誤差和夾具誤差兩方面。
(1)固定式夾具單工位組合機床的加工精度這類機床可達到的加工精度最高。對于精加工機床的夾具公差，一般取被加工零件公差的 1/3～1/5；對粗加工機床，由于其他因素的影響，其夾具精度也不可太低。
(2)移動(或回轉(zhuǎn))式夾具多工位組合機床加工可達到的位置精度在多工位機床上，由于存在轉(zhuǎn)位、定位誤差，其精度一般均比固定式夾具低。
3.1.3 選擇多工位機床方案應(yīng)注意的方面按工藝方案要求`
工位數(shù)不超過 2～3 個，生產(chǎn)率又能夠滿足時，應(yīng)當選取多工位移動工作臺式組合機床。
當一個工件既可用多工位回轉(zhuǎn)工作臺機床加工，也可用自動線加工時，應(yīng)盡量采用多工位機床，以降低成本。
3.1.4 粘接減振片多頭式熱壓機主結(jié)構(gòu)的選型創(chuàng)新
粘接減振片多頭式熱壓機設(shè)計的創(chuàng)新點就是采用多個壓頭同時進行工作，并保然后熱壓機通過液壓系統(tǒng)將工件推出，操作員取走工件，壓制完成。在此過程中，操作員將工件壓制完成再進行下一個工件的壓制的時間至少要半分鐘，而壓制過程在整個加工過程中只有 8～10s，所以大量的時間都浪費在了加工過程的輔助時間上，為此，我想到了在一次加工中多放幾片工件行不行呢？2、3、4、5……片，所以我下一步要解決的是如果可以多放幾片，壓頭和工作臺怎么改才是最優(yōu)的設(shè)計？即能提高生產(chǎn)率，又符合工廠的生產(chǎn)條件。
綜合上述，為實現(xiàn)有關(guān)的工藝方案，同時考慮經(jīng)濟性和加工效率等方面的要求，擬定以下配置型式，如圖3-1持各個壓頭的壓力相等，同時，工作臺與壓頭壓制過程緊密配合，使壓頭連續(xù)工作，工人不再等待壓制時間，機器也不再等待工人頻繁的按動按鈕，幾乎省去了輔助時間，只要工人將壓制完的工件取出，并接著裝入未壓制的工件，機床即可連續(xù)加工，這就是根據(jù)現(xiàn)場的加工要求及公司發(fā)展的需求，重新對減震片熱壓機設(shè)計的基本思路。
1.液壓缸（主缸）2.液壓缸壓頭支架 3.壓力壓頭 4.方形循環(huán)工作臺
5.機床座6.工件運送傳動液壓缸7.感應(yīng)器
圖 3-1 粘接減振片多頭式熱壓機機身結(jié)構(gòu)
在工作現(xiàn)場，粘接減振片的熱壓機只有一個壓頭，一對長 300mm的平面導軌以及一個模具。在加工時，將工件放在模具上通過點動啟動按鈕將工件送到壓頭底下，壓制 8 到 10 秒，3-1所示。重新設(shè)計的粘接減振片熱壓機采用兩個壓頭，并且壓頭液壓缸采用進出油管分別相連，以實現(xiàn)杠桿式浮動聯(lián)接，保證兩壓頭的壓力相等。同時采用上置式，提高液壓系統(tǒng)的效率。工作臺采用液壓傳動方形循環(huán)滑臺，循環(huán)加工。
3.2 通用部件的選擇
在工藝方案確定后，就可以根據(jù)機床配置型式的要求來選擇通用部件。各種組合機床的通用部件均是具持定功能，按標準化、系列化、通用化原則設(shè)計制造的組合機床基礎(chǔ)部件。它有統(tǒng)一的聯(lián)系尺寸標準，結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定。組合機床的通用化程度是衡量其技術(shù)水平的重要標志。
通用部件按其尺寸大小、驅(qū)動和控制方式、單機和自動線的不同，可分為大型和小型通用部件;機械驅(qū)動、液壓驅(qū)動、風動或數(shù)控通用部件;組合機床和組合機床自動線通用部件。還出現(xiàn)整機的通用模塊，如專能機床(缸蓋導管孔加工機床等)、柔性加工單元(UD 系列組合式柔性單元等)。但這些通用部件有其共性功能，按功能劃分的類別覆蓋面較大。
一、通用部件按其功能通常分為五大類。
(1)動力部件
動力部件是用于傳遞動力，實現(xiàn)工作運動的通用部件。它為刀具提供主運動和進給運動，是機床及其自動線的主要通用部件。它包括動力滑臺、動力箱、具有各種工藝性能的動力頭等。
(2)支承部件
支承部件是用于安裝動力部件、輸送部件等的通用部件，包括側(cè)底座、中間底座、立柱、立柱底座、支架等。它是組合機床的基礎(chǔ)部件，機床上各部件之間的相對位置精度、機床的剛度等主要依靠它來保證。
(3)輸送部件
輸送部件是具有定位和夾緊裝置、用于安裝工件并運送到預(yù)定位的通用部件。它包括回轉(zhuǎn)工作臺、移動工作臺和回轉(zhuǎn)鼓輪等。通常具有較高的定位精度。
(4)控制部件
控制部件用來控制具有運動動作的各個部件，以保證實現(xiàn)組合機床工作循環(huán)。它包括可編程序控制器(PC)、液壓傳動裝置、分級進給機構(gòu)、自動檢測裝置及操縱臺電柜等。
(5)輔助部件
輔助部件包括定位、夾緊、潤滑、冷卻、排屑以及自動線的清洗機等各種輔助裝置。
二、動力滑臺的選用
動力滑臺是由滑座、滑鞍和驅(qū)動裝置等組成，實現(xiàn)直線進給運動的動力部件。滑臺可當移動工件臺用，裝上檢測裝置也可完成自動檢測等工序。滑臺本身可以安裝在側(cè)底座上、立柱上或傾斜的底座上，以便配置成臥式、立式或傾斜式等形式的機床。所以，在粘接減振片熱壓機的工件的運送問題上就可以采用此裝置，自動檢測裝置可以成為限位開關(guān)，以實現(xiàn)工作臺的送料動作和對工裝運動位置的控制。根據(jù)驅(qū)動和控制方式或不同，常用的滑臺可分為液壓滑臺和機械滑臺兩種類型
液壓滑臺與機械滑臺由于采用的傳動裝置不同，因而在性能、使用及維修等方面各有特點。目前，這兩種滑臺都得到廣泛的應(yīng)用。它們的優(yōu)缺點比較見（表3-1）
表 3-1兩種滑臺的性能比較
液壓滑臺
機械滑臺
優(yōu)點
1.低加工工件的表面粗糙度在相當大的范圍內(nèi)進給量可無級調(diào)速。2.可以獲得較大的進給力。3.由于液壓驅(qū)動，零件磨損小，使用壽命長。4.工藝上要求多次進給時，通過液壓換向閥，很容易實現(xiàn)。5.過載保護簡單可靠。6.由行程調(diào)速閥來控制，滑臺的快進轉(zhuǎn)工進，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠
1.進給量穩(wěn)定，慢速無爬行，高速無震動，降低加工工件的表面粗糙度。2.具有較好的抗沖擊能力，斷續(xù)銑削、鉆頭鉆孔到出口時不會因沖擊而損壞道具。3.運行安全可靠，易發(fā)現(xiàn)故障，調(diào)整維修方便。4.沒有液壓驅(qū)動的管路、泄露、噪聲。
缺點
1.進給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定。2.液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費能源。3.調(diào)整維修比較麻煩。
1.只能有級變速，變速比較麻煩。2.一般沒有可靠地過載保護。3.快進轉(zhuǎn)工進時，轉(zhuǎn)換位置精度較低。
1.短邊滑鞍傳動液壓缸 2 長邊滑鞍傳動液壓缸 3.工裝墊塊 4 工裝定位感應(yīng)器
5.工裝定位感應(yīng)器6.工裝組件 7.壓頭液壓缸支架8.滑鞍導柱
圖 3-2 粘接減振片多頭式熱壓機工作臺結(jié)構(gòu)
3.3 小結(jié)
本章分析了粘接減振片多頭式熱壓機的基本組成，結(jié)合實際加工的具體要求。對粘接減振片多頭式熱壓機進行了總體設(shè)計。在充分比較了各部件的特點基礎(chǔ)上，對組機各主要部件進行了確定。同時提出了組機設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)問題，并采用了相應(yīng)的措施加以改善，以使組機能滿足生產(chǎn)實際技術(shù)。
第4章 液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計
4.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)和工況分析
4.1.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)
粘接減振片多頭式熱壓機是用于對減振片的粘結(jié)施壓的熱壓機床。其相關(guān)參數(shù)如下：最大工作壓力F=20000N；機床工作部件總重量G=250N；快進、快退速度V 1 =V 3 =200mm/s;快進行程長度L 1 =85mm,工進行程長度l 2 =5mm；往復運動的加速、減速時間不超過 0.2s；運動滑臺采用平導軌，其靜摩擦系數(shù)為f s =0.2,動摩擦系數(shù)為f d =0.1，液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件使用液壓缸。熱壓機的工作循環(huán)圖如下（圖 4-1）：
圖 4-1 熱壓機工作循環(huán)圖
4.1.2 液壓系統(tǒng)的工況分析
粘接減振片多頭式熱壓機主結(jié)構(gòu)完成垂直方向的往復式運動。執(zhí)行元件采用液壓缸。
粘接減振片多頭式熱壓機主結(jié)構(gòu)的循環(huán)圖如下（圖 4-2）：
圖 4-2 熱壓機主結(jié)構(gòu)工作循環(huán)圖
一、運動分析
液壓缸完成一次工作要有八個階段，分別為啟動、快進、減速、工進、制動、反向啟動、快退、反向制動。其速度、行程情況計算如下表 4-1：
表 4-1運動分析
工況
速度
行程
計算公式
啟動
0～V1
0～200mm/s
20m
快進
V1
200mm/s
43m
減速
V1～V2
200mm/s～12mm/s
22m
工進
V2
12mm/s
3m
制動
V2～0
12mm/s～0
2m
反向啟動
0～V3
0～200mm/s
20m
快退
V3
200mm/s
50m
反響制動
V3～0
200mm/s～0
20m
二、負載分析
粘接減振片多頭式熱壓機為立式機床，由執(zhí)行元件受力分析及原始數(shù)據(jù)計算各工作階段負載如下表 4-2：
表4-2負載分析
工況
負載F/N
行程S/mm
計算公式
計算結(jié)果
啟動
G
250
20
快進
G
250
43
減速
G
250
22
工進
F
19750
3
制動
F
19750
2
反向啟動
G
250
20
快退
G
250
50
反響制動
G
250
20
4.2 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定
執(zhí)行元件的工作壓力和流量是液壓系統(tǒng)最主要的兩個參數(shù)。這兩個參數(shù)是計算和選擇元件、輔件和原動機的規(guī)格型號的依據(jù)。要確定液壓系統(tǒng)的壓力和流量，首先必須根據(jù)各液壓執(zhí)行元件的負載循環(huán)圖，選定系統(tǒng)工作壓力；再根據(jù)系統(tǒng)壓力，確定液壓缸有效工作面積 A 或液壓馬達的排量 VM；最后根據(jù)位移-時間循環(huán)圖（或速度-時間循環(huán)圖）確定其流量。
4.2.1 系統(tǒng)工作壓力的確定
系統(tǒng)工作壓力是執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)。它的大小影響執(zhí)行元件的尺寸和成本，乃至整個系統(tǒng)的性能。在系統(tǒng)功率一定時，一般選用較高的工作壓力，使執(zhí)行元件和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，經(jīng)濟性好。但是，若工作壓力選的過高，則會提高對元件的強度、剛度及密封要求和制造精度要求，不但達不到預(yù)期要求，反而會降低元件的容積效率、增加系統(tǒng)發(fā)熱、降低元件壽命和系統(tǒng)可靠性；反之，若工作壓力選的過低，就會增大執(zhí)行元件及整個系統(tǒng)的尺寸，使結(jié)構(gòu)變得龐大。所以根據(jù)實際情況選取適當?shù)墓ぷ鲏毫Α?
由《液壓傳動》教材表 9-2（按負載選定工作壓力）和表 9-3（按主機類型選擇系統(tǒng)壓力）以及粘接減振片多頭式熱壓機機床主結(jié)構(gòu)的工作方式可知，其最大工作壓力可選為 P=16MPa。
4.2.2 液壓缸主要參數(shù)的確定
根據(jù)粘接減振片多頭式熱壓機機床的實際工作要求，工作液壓缸可選用單桿式，并在快進時做差動連接。在這種情況下，液壓缸無桿腔工作面積A 1 應(yīng)取為有桿腔工作面積A 2 的兩倍，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D的關(guān)系為d=0.707D。被壓p 2 =0.8MPa,液壓缸的機械效率取ηm=0.9。
由工進時的推力計算液壓缸面積
式中： F——液壓缸工作壓力；
——液壓缸機械效率；
——無桿腔工作面積；
——有桿腔工作面積；
——無桿腔工作壓力；
——被壓壓力。
故
則，液壓缸鋼筒直徑D和活塞桿直徑d分別為：
，
按GB/T2348-1993將這些直徑圓整成標準值，為D=40mm，d=30mm。由此求得液壓缸兩腔的實際有效面積為
，
經(jīng)驗算，活塞桿的強度和穩(wěn)定性均符合要求。
根據(jù)上述 D 和 d 的值可估算液壓缸在各工作階段中的壓力、流量和功率，如下表所示。由于減速時間很短，對系統(tǒng)參數(shù)選擇影響不大，故忽略。
表4-3 液壓缸各輸入、輸出參數(shù)計算結(jié)果
工況
負載F/KN
回油腔壓力p2/MPa
進油腔壓力p1/MPa
輸入流量q/Lmin-1
輸入功率P/KW
計算式
快進
0.25
0
1.24
8.5
0.175
工進
19.75
0.8
16.25
1.508
0.408
快退
0.25
0
1.6
0.66
0.018
根據(jù)上述計算結(jié)果并參考相關(guān)標準，設(shè)計液壓缸組件結(jié)構(gòu)圖如下，采用單作用式活塞液壓缸。
圖 4-3 液壓缸組件
1.油口 2.上端蓋3.活塞桿4.充液油油口5.液壓缸缸6.油口筒
7.下端蓋8.組合密封墊圈9. V 型毛氈圈
4.3. 液壓回路的選擇
首先選擇調(diào)速回路。右上圖中的一些曲線得知，這臺機床液壓系統(tǒng)的功率小，工進速度低，工作負載變化大，可采用容積調(diào)速回路（圖 4-4）。該回路中，執(zhí)行元件的回油直接與泵的吸油腔相連，結(jié)構(gòu)緊湊，只需較小的補油箱，空氣和贓物不易混入回路。
圖 4-4 調(diào)速回路
其次是選擇快速運動和換向回路。在本系統(tǒng)中，回路中流量并不是很大，而且在整個系統(tǒng)的液壓油由車間統(tǒng)一供給，所以采用比較簡單的電磁換向閥式換向回路。再次是選擇速度換接回路。宜選用行程閥來控制速度的換接。
最后考慮壓力控制回路。調(diào)壓和卸荷問題采用中位機能為 H 形的三位換向閥和邏輯單元閥的組合來實現(xiàn)，因此不需要再設(shè)置專用的元件或油路了。
4.4 液壓系統(tǒng)性能驗算
4.4.1 液壓系統(tǒng)的壓力損失及工作壓力
液壓系統(tǒng)的壓力損失：
液壓系統(tǒng)的工作壓力：
Pp =17.55MPa
4.4.2 液壓系統(tǒng)的總效率
4.4.3 機床液壓系統(tǒng)的正確維護與保養(yǎng)
液壓系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、操作簡便和省力等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于機床上。但如果使用維護不當，則會大大提高故障發(fā)生率，嚴重影響機床的可靠性和使用壽命。為此，有必要談?wù)務(wù)_使用和維護液壓系統(tǒng)的方法。
液壓系統(tǒng)由于維護不當造成的危害:
液壓系統(tǒng)是一個極易污染的系統(tǒng)，污染物混入液壓系統(tǒng)后會加速液壓元件的磨損燒傷，甚至破壞，或者引起閥的動作失靈，或者引起噪聲；污染物會堵塞液壓元件的節(jié)流孔或節(jié)流縫隙，改變液壓系統(tǒng)的工作性能，引起動作失調(diào)甚至完全失靈，產(chǎn)生誤動作而造成事故；灰塵顆粒在液壓缸內(nèi)會加速密封件的損壞，缸筒內(nèi)表面的拉傷，使泄漏增大，推力不足或者動作不穩(wěn)定、爬行，速度下降，產(chǎn)生異常的聲響與振動；還可能引起濾網(wǎng)堵塞，液壓泵吸油困難，回油不暢而產(chǎn)生氣蝕、振動和噪聲，堵塞嚴重時會因阻力過大而將濾網(wǎng)擊穿，完全喪失過濾作用，造成液壓系統(tǒng)的惡性循環(huán)。
4.5 粘接減振片多頭式熱壓機壓頭組件
粘接減振片多頭式熱壓機壓頭組件是由壓板，加熱板，隔熱板和連接板組成。壓板的選擇在上面已經(jīng)敘述，根據(jù)需要材料選擇 45#鋼，形狀和尺寸直接根據(jù)剎車片的鋼背形狀選?。桓魺岚搴瓦B接板的尺寸形狀是根據(jù)壓頭液壓缸的參數(shù)和剎車片工裝的尺寸設(shè)計，隔熱板材料用環(huán)氧樹脂玻璃纖維板，因此，隔熱板和連接板是標準件，不用單獨設(shè)計；加熱板也是根據(jù)液壓機的型號選擇，不用單獨設(shè)計，材料用Q235。
粘接減振片多頭式熱壓機的壓頭（圖 4-5 從下往上依次為壓板，電熱板，隔熱板，連接板，連接墊塊，連接拉頭）結(jié)構(gòu)采用多個液壓缸，多個壓頭結(jié)構(gòu)。所有的液壓缸有同一個供油系統(tǒng)通過一個進油口進油，同時所有液壓缸的出油口也有同一個出油管將油送回油箱。采用這樣的結(jié)構(gòu)形式就是為了得到壓頭在同一時刻具有相同的壓力。類似于機械傳動中的杠桿原理，只是這種結(jié)構(gòu)比杠桿結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，伸縮度短、準確，完全由活塞的伸縮量決定，而且節(jié)省了一部份電氣控制電路和降低了工作臺結(jié)構(gòu)的復雜程度。
4.6 粘貼減振片多頭式熱壓機工裝及托板組件
粘貼減振片工裝及托板組件由工裝部、設(shè)備部和技術(shù)部根據(jù)加工工件的實際情況具體設(shè)計，模具材料采用鋁合金，托板采用 45#鋼。模具的定位和尺寸設(shè)計由技術(shù)部根據(jù)熱壓機的具體結(jié)構(gòu)定制。在設(shè)計時，主要注意不同剎車片的耐磨材料的尺寸，雖然在粘接減振片時不會對耐磨材料進行壓制，但是如果模具的形狀不與耐磨材料相符合，就會影響到剎車片的質(zhì)量，甚至在
圖 4-5 壓頭組件
巨大的壓力下使剎車片變形，發(fā)生裂紋和脫料現(xiàn)象。因此設(shè)計工裝和托板時尺寸設(shè)計尤為重要。
1、模具 2 托盤
圖 4-6 粘接減振片的托板
4.7 小結(jié)
通過對粘接減振片多頭式熱壓機主結(jié)構(gòu)液壓傳動系統(tǒng)工作原理的分析，以及對機床工作部件的選擇設(shè)計，可以整體把握本論文設(shè)計的兩頭式熱壓機的工作性能和工作方法。從而可以根據(jù)加工條件的不同，對機床的結(jié)構(gòu)的進一步改造和完善。
第5章 主結(jié)構(gòu)總體設(shè)計
5.1 機床聯(lián)系尺寸總圖
5.1.1 機床聯(lián)系尺寸總圖的作用和內(nèi)容
機床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。其主要內(nèi)容是：
1.表明機床的配置形式和總體布局
(1) 完整齊全的反映部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸.專用部件的主要
輪廓尺寸.運動部件的運動極限尺寸及各滑臺工作循環(huán)總的行程
(2) 標注主要通用部件的規(guī)格代號和液壓系統(tǒng)要求參數(shù)。
2.繪制機床聯(lián)系尺寸的總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容
(1)選擇動力部件 動力部件主要取決于動力箱和動力滑臺。動力箱要與動力滑臺相配套，其驅(qū)動功率主要依據(jù)工件需要傳送的速度和距離來確定，在不需要精確計算之前，可用估算的形式：P 動力箱=P 切削/0.8。
(2) 確定裝料高度 H裝料高度一般是指工件安裝基面到地面的垂直距離，在確定高度時，首先考慮工人操作的方便性，考慮以上剛度.結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素，新頒國家標準裝料高度為 1060 mm，實際上在 850-1060 之間。
(3) 確定模具輪廓尺寸主要是模具的長、寬、高。工件的輪廓尺寸和形狀是確定模具底座輪廓尺寸的基本依據(jù)。我門主要是確定工裝尺寸，他在加工方向的尺寸不小于導向尺寸，通常取 150-300 mm
(4) 確定中間底座的尺寸中間底座的輪廓尺寸，在長度方向上應(yīng)該滿足模具的安裝需要。它在加工方向的尺寸，實際已由技工示意圖所確定，圖中已規(guī)定機床在加工終了時的工件端面到多軸箱前端面的距離。
(5) 確定滑臺液壓缸的輪廓尺寸液壓缸尺寸。
5.1.2 繪制機床總圖的注意事項
機床聯(lián)系尺寸的總圖應(yīng)該按機床加工終了時狀態(tài)繪制。圖中應(yīng)畫出機床各部件在長、寬、高方向的相對位置聯(lián)系尺寸及動力部件退到起始位置尺寸；畫出動力部件的總行程和工作循環(huán)圖；應(yīng)表明通用部件的型號、規(guī)格、電機型號、功率、轉(zhuǎn)速。
5.2 小結(jié)
本章分析了粘接減振片多頭式熱壓機在工作時的工作效率，可以根據(jù)計算的數(shù)值，對該機床進行合理分配生產(chǎn)線，提高生產(chǎn)率，充分發(fā)揮該機床的性能，體現(xiàn)機床本身的實用價值。
結(jié) 論
本文設(shè)計的是粘接減振片多頭式熱壓機的一種專用機床，主要用于剎車片背板上減震片的粘結(jié)壓實。在這種機床上加工時，工件安裝在工裝上的固定模具里不動，由動力部件滑鞍的直線移動來完成加工。這樣能保證較高的位置精度，實現(xiàn)自動流水線加工，自動化程度也相對的提高。
經(jīng)過上面的設(shè)計可以看出設(shè)計粘接減振片多頭式機床的過程即機床的結(jié)構(gòu)組成為：多頭壓頭及液壓缸組件的設(shè)計選擇；工作臺及工作方式的選擇；液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算；粘接減振片工裝的設(shè)計；滑鞍液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計和選擇以及機床座和壓頭支架等輔助部件的設(shè)計等等。綜合了各個機械知識點，如感應(yīng)器傳感技術(shù)，電氣控制技術(shù)，信息處理技術(shù)，液壓傳動技術(shù)等等，既有聯(lián)系，又相互獨立成一個系統(tǒng)。
致 謝
在本文即將完成之際，謹向所有給予我?guī)椭?、關(guān)心和支持的老師、同學們致以我最真摯的謝意。
首先，感謝我的導師閆輝副教授，他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、廣博的學識是我效仿的榜樣；在畢業(yè)設(shè)計中每次遇到問題，閆老師都給予了精心的指導和耐心的講解，他淵博的學識、嚴謹?shù)淖黠L、對科學的精益求精、嚴以律己、寬以待人的崇高品質(zhì)對學生是永遠的鞭策，所以在這里我向閆老師致以我最真摯的謝意。
其次，感謝學校給予我這個機會，讓我把四年所學的東西有了初步的歸納與總結(jié)，讓我懂得了理論與實際的差別。
再次感謝各位老師和同學在學習與生活上給予的幫助，向你們表示最高的敬意和最由衷的感謝。
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附錄1
粘接減振片式多頭熱壓機是以系列化、標準化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的專用機床，因此，機床的制造和調(diào)整都很方便。近期，東營信義集團又引進了幾臺先進的液壓機，這些液壓機都綜合應(yīng)用了信息技術(shù)、感應(yīng)傳感技術(shù)、計算機自動控制技術(shù)、機械技術(shù)等先進技術(shù)，其效率、功能、自動化程度都相對現(xiàn)有機床有很大的提高。這讓我們看到了我國機床使用及制造的發(fā)展方向，也看到了機床未來的發(fā)展趨勢。本文設(shè)計的粘接減振片多頭式熱壓機的主結(jié)構(gòu)是兩壓頭式熱壓機，其設(shè)計的根據(jù)是信義集團盤片車間福特生產(chǎn)線的粘接減振片單頭熱壓機。改進的多頭式熱壓機的加工特點是：
1）采用兩個壓頭，在一次壓制過程中可以一次加工兩個剎車片，先在加工數(shù)量上提高一倍；
2）工作臺上安裝滑臺循環(huán)加工，滑臺上安裝工裝，可以根據(jù)剎車片的型號靈活更換，工作臺上放有 11 個滑臺，加工時滑臺在 PLC 程序控制下依次有順序的循環(huán)加工，所以在工作臺上可以同時放 11 對剎車片然后連續(xù)加工，而且只要一個操作員在出料口等待將工件拿出同時將未加工工件放入工裝上就可以完成此工序的加工，省去操作員的等待時間，此種工作臺可以提高生產(chǎn)效率數(shù)倍甚至數(shù)十倍，也可以大幅度的減少勞動人員的勞動強度。
多頭式熱壓機的結(jié)構(gòu)特點：
1）兩個壓頭采用立式液壓缸提供壓力，而且兩個液壓缸的型號是相同的，因此縮短了設(shè)計周期和設(shè)計過程；
2）兩個壓頭液壓缸的進出液壓油采用同一個供油系統(tǒng)，而且兩液壓缸的進出油口分別相連，即在進油口有相同壓力，相同流量的壓力油，在出油口也一樣，實現(xiàn)了兩個壓頭的壓制壓力相等，解決了由于工裝形狀公差造成的剎車片在粘接減振片時表面壓力不等的問題，是減震片的拉拔力符合工藝要求；
3）滑臺的動力源也采用液壓缸，在工作臺的四邊分別安裝有四個液壓缸，它們的供油系統(tǒng)只要加幾個控制閥也可以與壓頭液壓缸的供油系統(tǒng)相連，即整個粘接減振片熱壓機采用一個供油系統(tǒng)，節(jié)省了動力能源，也簡化了機床的結(jié)構(gòu)；
4）粘接減振片的工作過程，無論是主運動，進給運動還是輔助運動都采用一個 PLC 程序控制，使控制準確，有序；
5）根據(jù)兩壓頭原理，可以重新設(shè)計液壓缸支架，增加壓頭，由于大部分都是標準件，所以設(shè)計和制造比較簡單；
6）由于主結(jié)構(gòu)比較簡單，所以可以在機床上增加兩個機械手代替人工操作，一個負責將工件放入工裝，一個負責將工件取出，實現(xiàn)機床的自動化和自動生產(chǎn)線。
因此，改進后的粘接減振片多頭式熱壓機不僅提高工作效率，而且可以大幅度的降低工人的勞動強度，可以實現(xiàn)產(chǎn)品的自動生產(chǎn)線和提高機床的自動化程度。這種機床適合大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，而且造價比較低，改造比較靈活，適合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求。
液壓系統(tǒng)的正確維護
1）選擇適合的液壓油
液壓油在液壓油系統(tǒng)中起著傳遞壓力、潤滑、冷卻、密封的作用，液壓油選擇不恰當是液壓系統(tǒng)早期故障和耐久性下降的主要原因。應(yīng)按隨機使用說明書中規(guī)定的牌號選擇液壓油，特殊情況需要使用代用油時，應(yīng)力求其性能與原牌號性能相同。不同牌號的液壓油不能混合使用，以防液壓油產(chǎn)生化學反應(yīng) 、性能發(fā)生變化。深褐色、乳白色、有異味的液壓油是變質(zhì)油，不能使用。
2） 防止固體雜質(zhì)混入液壓系統(tǒng)
清潔的液壓油是液壓系統(tǒng)的生命。液壓系統(tǒng)中有許多精密零件，有的設(shè)阻尼小孔或縫隙等。若固體雜質(zhì)入侵將造成精密零件拉傷，發(fā)卡、油道堵塞等,危害液壓系統(tǒng)的安全運行。一般固體物質(zhì)入侵途徑有:液壓油不清潔；加油工具不清潔；加油和維修、保養(yǎng)不慎；液壓元件脫屑等?？梢詮囊韵聨讉€方面防止固體雜質(zhì)入侵系統(tǒng)：加油時液壓油必須過濾，加油工具應(yīng)可靠清潔。不能為了提高加油速度而去掉液壓油箱加油口處的過濾器。加油人員應(yīng)使用干凈的手套和工作服。
保養(yǎng)時拆卸液壓油箱加油蓋、濾清器蓋、檢測孔、液壓油管等部位，液壓系統(tǒng)油道暴露時要避開揚塵 ，拆卸部位要先徹底清潔后才能打開。如拆卸液壓油箱加油蓋時，先除去油箱蓋四周的灰塵，擰松油箱蓋后清除殘留在接合部位的雜物 (不能用水沖洗以免水滲入油箱)，確認清潔后才能打開油箱蓋。如需使用擦試材料和鐵錘時，應(yīng)選擇不掉纖維雜質(zhì)的擦拭材料和擊打面附著橡膠的專用鐵錘。液壓元件、液壓膠管要認真清洗，用高壓風吹干后組裝。選用包裝完好的正品濾芯 (若包裝損壞，雖然濾芯完好，也可能不潔)。換油同時清洗濾清器，安裝濾芯前應(yīng)用擦試材料認真清除濾清器殼內(nèi)部污物。
液壓系統(tǒng)的清洗油必須使用與系統(tǒng)所用牌號相同的液壓油，油溫在 45—80℃之間，用大流量盡可能將系統(tǒng)中雜質(zhì)帶走。液壓系統(tǒng)要反復清洗 3次以上，每次清冼完后趁油熱時將其全部放出系統(tǒng)。清冼完畢再清洗濾清器，更換新濾芯后加注新油。
3）防止空氣和水入侵液壓系統(tǒng)
防止空氣入侵液壓系統(tǒng)在常壓常溫下液壓油中含有容積比為6％～8％的空氣，壓力降低時空氣會從油中游離出來，氣泡破裂使液壓元件“氣蝕”，產(chǎn)生噪聲。大量的空氣進入油液中將使 “氣蝕”現(xiàn)象加劇，液壓油壓縮性增大，工作不穩(wěn)定，降低工作效率，執(zhí)行元件出現(xiàn)“爬行”等不良后果。另外，空氣還會使液壓油氧化，加速其變質(zhì)。防止空氣入侵應(yīng)注意以下幾點：維修和換油后要按隨機使用說明書規(guī)定排除系統(tǒng)中的空氣；液壓油泵的吸油管口不得露出油面，吸油管路必須密封良好；油泵驅(qū)動軸的密封應(yīng)良好，更換該處油封時應(yīng)使用“雙唇”正品油封，不能用“單唇”油封代替，因為“單唇”油封只能單向封油，不具備封氣的功能。
4）定期保養(yǎng)注意事項
防止水入侵液壓系