400T液壓機(jī)設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）

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It is often used for pressing and pressing forming process, such as: forging, stamping, cold extrusion, straightening, bending, flanging, sheet metal drawing, powder metallurgy, pressing etc.Hydraulic drive system is a part of hydraulic machinery, hydraulic transmission system design to the overall design of the same host at the same time. To design, we must proceed from the actual situation, the organic combination of various transmission forms, give full play to the advantages of hydraulic transmission, and strive to design hydraulic transmission system has the advantages of simple structure, reliable operation, low cost, high efficiency, simple operation, convenient repair.I am learning system of hydraulic system of technical knowledge, access to some of the relevant literature, on this basis, combined with the need to address my ideas and design work, the main work is described as follows:(1) the development of 400T hydraulic press hydraulic principle diagram.(2) completed the design of 400T hydraulic cylinder.(3) to complete the design of 400T hydraulic station.(4) were checked for the design of hydraulic system(5) the completion of the 400T hydraulic press overall three-dimensional modeling designKeywords: 400T hydraulic machine, hydraulic cylinder, hydraulic system第1章 緒論1.1 液壓機(jī)的概述液壓機(jī)（又名：油壓機(jī)）液壓機(jī)是一種利用液體靜壓力來加工金屬、塑料、橡膠、木材、粉末等制品的機(jī)械。它常用于壓制工藝和壓制成形工藝，如：鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲、翻邊、薄板拉深、粉末冶金、壓裝等等。它的原理是利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強(qiáng)傳動(dòng)的機(jī)械，種類很多。當(dāng)然，用途也根據(jù)需要是多種多樣的。如按傳遞壓強(qiáng)的液體種類來分，有油壓機(jī)和水壓機(jī)兩大類。水壓機(jī)產(chǎn)生的總壓力較大，常用于鍛造和沖壓。鍛造水壓機(jī)又分為模鍛水壓機(jī)和自由鍛水壓機(jī)兩種。模鍛水壓機(jī)要用模具，而自由鍛水壓機(jī)不用模具。我國制造的第一臺(tái)萬噸水壓機(jī)就是自由鍛造水壓機(jī)。液壓機(jī)設(shè)備維修與保養(yǎng)1每次開機(jī)應(yīng)空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)5分鐘，（冬季可加長時(shí)間，不低于30分鐘），方可正常工作。2新設(shè)備在使用一星期以后需將全部油路濾清一次，并清洗油箱，然后依據(jù)機(jī)器工作的負(fù)荷情況，6個(gè)月更換一次油液，清洗一次油箱。3使用過程中嚴(yán)禁由于系統(tǒng)發(fā)熱而將油箱蓋或注油孔打開。壓力表開關(guān)壓力調(diào)整完畢后，應(yīng)關(guān)閉（禁止長期開啟壓力表開關(guān)，損壞壓力表）。1.2液壓概況當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展，在完善比例控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化以及微機(jī)控制等開發(fā)性工作方面，更日益顯示出顯著的成績。從17世紀(jì)中葉巴斯卡提出靜壓傳遞原理、18世紀(jì)末英國制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，也已有二三百年歷史了。近代液壓傳動(dòng)在工業(yè)上的真正推廣使用只是本世紀(jì)中葉以后的事，至于它和微電子技術(shù)密切結(jié)合，得以在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以精確控制，更是近10年內(nèi)出現(xiàn)的新事物。我國的液壓工業(yè)開始于本世紀(jì)50年代，其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來才用到拖拉機(jī)和工程機(jī)械上。自1964年從國外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)、同時(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來，我國的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。80年代起更加速了對(duì)西方先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引進(jìn)、消化、吸收和國產(chǎn)化工作，以確保我國的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、人才培訓(xùn)、研究開發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平。1.3液壓工作原理驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)，它由油箱、濾油器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管組成。它的工作原理：液壓泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，從油箱中吸油。油液經(jīng)濾油器進(jìn)入液壓泵，當(dāng)它從泵中輸出進(jìn)入壓力管后，將換向閥手柄、開停手柄方向往內(nèi)的狀態(tài)下，通過開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸左腔，推動(dòng)活塞和工作臺(tái)向右移動(dòng)。這時(shí)，液壓缸右腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。為了克服移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)所受到的各種阻力，液壓缸必須產(chǎn)生一個(gè)足夠大的推力，這個(gè)推力是由液壓缸中的油液壓力產(chǎn)生的。要克服的阻力越大，缸中的油液壓力越高；反之壓力就越低。輸入液壓缸的油液是通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)的，液壓泵輸出的多余的油液須經(jīng)溢流閥和回油管排回油箱，這只有在壓力支管中的油液壓力對(duì)溢流閥鋼球的作用力等于或略大于溢流閥中彈簧的預(yù)緊力時(shí)，油液才能頂開溢流閥中的鋼球流回油箱。所以，在系統(tǒng)中液壓泵出口處的油液壓力是由溢流閥決定的，它和缸中的油液壓力不一樣大。液壓傳動(dòng)有以下一些優(yōu)點(diǎn)：在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場中的磁力大出3040倍。在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的12%左右。液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)500次/min，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)1000次/min。液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍可達(dá)2000），它還可以在運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。液壓傳動(dòng)易于自動(dòng)化，這是因?yàn)樗鼘?duì)液體壓力、流量或流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制的緣故。當(dāng)將液壓控制和電氣控制、電子控制或氣動(dòng)控制結(jié)合起來使用時(shí)，整個(gè)傳動(dòng)裝置能實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的順序動(dòng)作，接受遠(yuǎn)程控制。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。液壓缸和液壓馬達(dá)都能長期在失速狀態(tài)下工作而不會(huì)過熱，這是電氣傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置無法辦到的。液壓件能自行潤滑，使用壽命較長。由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也具有較大的機(jī)動(dòng)性。用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動(dòng)簡單。液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)化，這是由液壓油液的可壓縮性和泄漏等原因造成的。液壓傳動(dòng)在工作過程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失等），長距離傳動(dòng)時(shí)更是如此。液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性很易受到溫度的影響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求較高，因此它的造價(jià)較貴，而且對(duì)油液的污染比較敏感。液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源。液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。1.4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。1.5本論文研究的主要內(nèi)容本人系統(tǒng)學(xué)習(xí)了液壓系統(tǒng)技術(shù)的知識(shí)，查閱了一些相關(guān)的文獻(xiàn)資料，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合本人的設(shè)想和設(shè)計(jì)工作中需要解決的任務(wù)，主要進(jìn)行了以下幾項(xiàng)工作：（1）擬定400T液壓機(jī)液壓液壓原理圖。（2）完成400T液壓機(jī)油缸的設(shè)計(jì)。（3）完成400T液壓機(jī)液壓站的設(shè)計(jì)。（4）對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行校核設(shè)計(jì)5353第2章 400T液壓機(jī)整體方案的擬定2.1 設(shè)計(jì)思路典型的四柱液壓機(jī)主要由機(jī)身(包括上、下橫梁及立柱)、活動(dòng)橫梁、頂出機(jī)構(gòu)、工作油缸、液壓傳動(dòng)及電氣控制系統(tǒng)等組成。工作油缸安裝在上橫梁上，活塞與活動(dòng)橫梁相連，并以立柱為導(dǎo)向上下移動(dòng)。便于操作和裝料，液壓機(jī)一般采用立式開閉模的形式?？梢杂孟铝蟹绞竭M(jìn)行分類。一、按動(dòng)作方式分類1.上壓式液壓機(jī)，其工作油缸裝于機(jī)身上部，油缸活塞從上向下移動(dòng)，模具在工作臺(tái)與活動(dòng)橫梁之間受壓。由于油缸裝于機(jī)器上方，工作臺(tái)(下橫梁)是固定的，裝料可在工作臺(tái)上進(jìn)行，操作方便，而且容易實(shí)現(xiàn)快速下行，所以應(yīng)用非常廣泛，國產(chǎn)塑料液壓機(jī)基本是這種類型。2.下壓式液壓機(jī)如（下圖）所示，工作油缸裝在機(jī)身下部，上橫梁固定在立柱上。油缸柱塞推動(dòng)活動(dòng)橫梁上升，給模具施壓。這種液壓機(jī)重心位置低，穩(wěn)定性好，油缸裝在機(jī)身下部，可避免漏油污染制品。層壓塑料一般采用下壓式液壓機(jī)。3.特種液壓機(jī)角式液壓機(jī)、層壓式液壓機(jī)、鑄壓機(jī)等屬于這種類型。二、按機(jī)身結(jié)構(gòu)分類1.四柱液壓機(jī)由四根立柱、上下橫梁、機(jī)座等組成穩(wěn)定的機(jī)身。這種液壓機(jī)工作空間大，便于四周觀察和接近模具，結(jié)構(gòu)簡單，工藝適應(yīng)性較強(qiáng)。但其承受偏心載荷的能力較差，在偏心載荷下活動(dòng)橫梁與工作臺(tái)間易產(chǎn)生傾斜和位移。2.框式液壓機(jī)其機(jī)身是焊接或鑄造而成的框架結(jié)構(gòu)，剛度高。三、按操縱方式分類1.手動(dòng)液壓機(jī)通過手工操縱分壓器來完成壓制過程的每一個(gè)工序。模具一般不固定在液壓機(jī)上，裝卸模均在機(jī)外進(jìn)行。2.半自動(dòng)液壓機(jī)模具固定在液壓機(jī)上，壓制程序所需的時(shí)間由定時(shí)機(jī)構(gòu)來控制，僅手工給模具加料。3.自動(dòng)液壓機(jī)從物料稱量、加料到取出制品和清理模具等均自動(dòng)進(jìn)行，因而勞動(dòng)強(qiáng)度小，生產(chǎn)效率高，但制造復(fù)雜，一般僅用于大量定型制品的生產(chǎn)。2.2擬定液壓原理圖1、 主液壓泵（恒功率輸出液壓泵），2、齒輪泵，3、電機(jī)，4、濾油器，5、7、8、22、25、溢流閥，6、18、24、電磁換向閥，9、21、電液壓換向閥，10、壓力繼電器，11、單向閥，12、電接觸壓力表，13、19、液控單向閥，14、液動(dòng)換向閥，15、順序閥，16上液壓缸，17、順序閥，20、下液壓缸，23節(jié)流器，26、行程開關(guān)2.3 動(dòng)作分析A、啟動(dòng)：電磁鐵全斷電，主泵卸荷。 主泵（恒功率輸出）電液換向閥9的M型中位電液換向閥21的K型中位TB、液壓缸16活塞快速下行： 2YA、5YA通電，電液換向閥9右位工作，道通控制油路經(jīng)電磁換向閥18，打開液控單向閥19，接通液壓缸16下腔與液控單向閥19的通道。 進(jìn)油路：主泵（恒功率輸出）電液換向閥9單向閥11液壓缸16上腔回油路：液壓缸16下腔電液換向閥9電液換向閥21的K型中位T液壓缸活塞依靠重力快速下行：大氣壓油吸入閥13液壓缸16上腔的負(fù)壓空腔C.液壓缸16活塞接觸工件，開始慢速下行（增壓下行）：液壓缸活塞碰行程開關(guān)2XK使5YA斷電，切斷液壓缸16下腔經(jīng)液控單向閥19快速回油通路，上腔壓力升高，同時(shí)切斷（大氣壓油吸入閥13上液壓缸16上腔）吸油路。進(jìn)油路：主泵（恒功率輸出）電液換向閥9單向閥11液壓缸16上腔回油路：液壓缸16下腔順序閥17電液換向閥9電液換向閥21的K型中位TD、保壓：液壓缸16上腔壓力升高達(dá)到預(yù)調(diào)壓力，電接觸壓力表12發(fā)出信息，2YA斷電，液壓缸16進(jìn)口油路切斷，(單向閥11 和吸入閥13的高密封性能確保液壓缸16活塞對(duì)工件保壓，利用液壓缸16上腔壓力很高，推動(dòng)液動(dòng)換向閥14下移，打開外控順序閥15，防止控制油路使吸入閥1誤動(dòng)而造成液壓缸16上腔卸荷) 當(dāng)液壓缸16上腔壓力降低到低于電接觸壓力表12調(diào)定壓力，電接觸壓力表12又會(huì)使2YA通電，動(dòng)力系統(tǒng)又會(huì)再次向液壓缸16上腔供應(yīng)壓力油。主泵（恒功率輸出）主泵電液換向閥9的M型中位電液換向閥21的K型中位T，主泵卸荷 。E、保壓結(jié)束、液壓缸16上腔卸荷后：保壓時(shí)間到位，時(shí)間繼電器發(fā)出信息， 1YA通電（2TA斷電），液壓缸16上腔壓力很高，推動(dòng)液動(dòng)換向閥14下移，打開外控順序閥15，主泵1電液壓換向閥9的大部分油液經(jīng)外控順序閥15流回油箱，壓力不足以立即打開吸入閥13通油箱的通道，只能先打開吸入閥13的卸荷閥（或叫卸荷閥的卸荷口），實(shí)現(xiàn)液壓缸16上腔（只有極小部分油液經(jīng)卸荷閥口回油箱）先卸荷，后通油箱的順序動(dòng)作，此時(shí)：主泵1大部分油液電液壓換向閥9外控順序閥15TF、液壓缸16活塞快速上行： 液壓缸16上腔卸壓達(dá)到吸入閥13開啟的壓力值時(shí)，液動(dòng)換向閥14復(fù)位，外控制順序閥15關(guān)閉，切斷主泵1大部分油液電液換向閥9外控順序閥15T的油路，實(shí)現(xiàn)：進(jìn)油路：主泵1電液換向閥9液控單向閥19液壓缸16下腔回油路：液壓缸16上腔吸入閥13TG、頂出工件：液壓缸16活塞快速上行到位，碰行程開關(guān)1XK，1YA斷電，電液換向閥9復(fù)位，4YA通電，電液換向閥21右位工作進(jìn)油路：主泵1電液換向閥9的M型中位電液換向閥21液壓缸20下腔回油路：液壓缸20上腔電液換向閥21TH、頂出活塞退回：3YA通電，4YA斷電，電液換向閥21左位工作進(jìn)油路：主泵1電液換向閥9的M型中位電液換向閥21液壓缸20有桿腔回油路：液壓缸20無桿腔電液換向閥21TK、壓邊浮動(dòng)拉伸：薄板拉伸時(shí)，要求頂出液壓缸20無桿腔保持一定的壓力，以便液壓缸20活塞能隨液壓缸16活塞驅(qū)動(dòng)動(dòng)模一同下行對(duì)薄板進(jìn)行拉伸，4YA通電，電液壓換向閥21右位工作，6YA通電，電磁閥24工作，溢流閥25調(diào)節(jié)液壓缸20無桿腔油墊工作壓力。進(jìn)油路：主泵1電液換向閥9的M型中位電液換向閥21液壓缸20無桿腔吸油路：大氣壓油電液壓換向閥21填補(bǔ)液壓缸20有桿腔的負(fù)壓空腔圖2-1 主機(jī)結(jié)構(gòu)圖 30T沖壓機(jī)機(jī)架采用三梁四柱式結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是加工工藝性較其他類型結(jié)構(gòu)簡單。圖2-1為立式單缸三梁四柱式結(jié)構(gòu)，他的機(jī)身是由上橫梁、滑塊、下橫梁、四根立柱和加熱板組成，機(jī)身由底座支撐。工作缸安裝在上橫梁內(nèi)，活動(dòng)橫梁與工作缸的活塞聯(lián)接成一整體，以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)，并傳遞工作缸內(nèi)產(chǎn)生之力量，對(duì)磨具進(jìn)行沖壓加工。由于機(jī)身聯(lián)接成一整體框架，故機(jī)身承受整個(gè)工作力量?；顒?dòng)橫梁與工作缸的活塞聯(lián)接成一整體，以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)，并傳遞工作缸內(nèi)產(chǎn)生之力量，對(duì)磨具進(jìn)行沖壓加工。由于機(jī)身聯(lián)接成一整體框架，故機(jī)身承受整個(gè)工作力量。2.1上橫梁結(jié)構(gòu)2.1.1結(jié)構(gòu)形式上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作缸的反作用力。亦可安裝回程缸及其他輔助裝置。由于主機(jī)規(guī)格是30T，屬于小型沖壓機(jī)，上橫梁不設(shè)計(jì)成上下封閉的廂式結(jié)構(gòu)，直接采用45鋼鋼板結(jié)構(gòu)，便于加工和生產(chǎn)。2.1.2形狀尺寸要求上橫梁通過立柱聯(lián)接成機(jī)身上半部，并安裝工作油缸。為使其組成的空間合乎要求，以及活塞運(yùn)行平穩(wěn)，因此要求上橫梁安裝油缸孔的軸線與安裝油缸的臺(tái)肩平面應(yīng)垂直，上橫梁與調(diào)節(jié)螺母接觸面與主油缸臺(tái)肩接觸應(yīng)平行，以及立柱穿過孔的上下平面應(yīng)平行等等。結(jié)合生產(chǎn)情況，具體要求為： 1. 安裝主油缸孔的軸線與油缸臺(tái)肩貼合平面不垂直度允差0.06/1000毫米。 2. 調(diào)節(jié)螺母接觸平面與油缸臺(tái)肩貼合平面的不平行度允差0.05/1000毫米。 3. 鎖緊螺母接觸面與調(diào)節(jié)螺母接觸面（立柱穿過孔的上平面與下平面）間不平度允差0.16/1000毫米。 4. 油缸鎖緊螺母平面與油缸臺(tái)肩貼合平面間不平行度允差0.12/1000毫米。 5. 與油缸外圓配合公差為H7/f8. 6. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直徑大2-3毫米。2.1.3上橫梁與油缸的聯(lián)接方式 依靠法蘭盤固定油缸，如圖2-2所示.此方法采用聯(lián)接零件來固定油缸的位置。當(dāng)油缸加壓時(shí)，油缸臺(tái)肩傳遞反作用力于橫梁，法蘭盤不受反作用力的作用，只有當(dāng)油缸回程工作時(shí)，回程力作用于法蘭盤上。故法蘭盤的強(qiáng)度只需滿足回程力要求即可。油缸為柱塞式時(shí)，法蘭盤僅承受部件的重量。2.2滑塊結(jié)構(gòu) 活動(dòng)橫梁的主要作用為：與主油缸活塞桿聯(lián)接傳遞沖壓機(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)；安裝與固定模具及工具等。因此需要有較好的強(qiáng)度、剛度及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。 圖2-2 用法蘭盤固定的結(jié)構(gòu) 2.2.1結(jié)構(gòu)形式 圖2-3 滑塊結(jié)構(gòu)圖 活動(dòng)橫梁選用材料與上橫梁、下橫梁相同，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決定。 根據(jù)壓制工藝性質(zhì)，導(dǎo)向部分應(yīng)有一定的高度，以保證足夠的精度。一般情況下，導(dǎo)向部分高度不應(yīng)小于活塞行程的二分之一。2.2.2形狀尺寸要求 活動(dòng)橫梁是沖壓機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件，為保證沖壓機(jī)符合精度要求，因此，要求四立柱導(dǎo)向套 孔軸線應(yīng)相互平行，它應(yīng)與聯(lián)接活塞桿孔的中心線平行；上述這些孔軸線都應(yīng)與活動(dòng)橫梁下平面相垂直；與活塞桿接觸平面對(duì)下平面亦可要求平行等。結(jié)合生產(chǎn)情況具體要求為： 1. 聯(lián)接活塞桿孔軸線與四立柱孔軸應(yīng)互相平行，其不平度允差0.10/1000毫米。 2. 活動(dòng)橫梁下平面不平直度，按JB1293-73標(biāo)準(zhǔn)允差為0.05/1000毫米。 3. 聯(lián)接活塞桿孔軸線與四立柱孔軸線對(duì)下平面不垂直度允差0.06-0.10/1000毫米。 4. 下平面對(duì)上平面（與活塞桿貼合平面）不平行度允差0.05/1000毫米。 5. 四立柱孔中心距公差，前后、左右均為0.02毫米。 6. 四立柱孔與導(dǎo)套外圓配合精度為H7/g8，中心孔與活塞桿外圓配合精度為H7/f8。2.3下橫梁結(jié)構(gòu)2.3.1結(jié)構(gòu)形式下橫梁是主機(jī)的安裝基礎(chǔ)。臺(tái)面上固定加熱板，工作中承受機(jī)器本體的重量及全部載荷。下橫梁所選用的材料以及其結(jié)構(gòu)形式與上橫梁相同。圖2-4為下橫梁結(jié)構(gòu)圖，材料選用45鋼。2.3.2形狀尺寸要求 下橫梁是整機(jī)的基礎(chǔ)性零件，是安裝加熱板的基準(zhǔn)。因此，對(duì)工作臺(tái)面的不平度、各部件安裝定位基面均應(yīng)有必要地技術(shù)要求。根據(jù)生產(chǎn)情況，具體要求為: 1. 工作臺(tái)臺(tái)面不平直度，按JB1293-73標(biāo)準(zhǔn)允差0.05/1000毫米。 2. 立柱鎖緊螺母之貼合平面與工作臺(tái)臺(tái)面間不平行度允差小于0.16/1000毫米。3. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直徑大2-3毫米左右。2.4立柱結(jié)構(gòu) 立柱是四柱式?jīng)_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)度與剛度，導(dǎo)向表面應(yīng)有足夠的精度、光潔度和必要地硬度。圖2-4 下橫梁結(jié)構(gòu)圖2.4.1結(jié)構(gòu)形式立柱與上橫梁、工作臺(tái)的聯(lián)接方式是表明立柱結(jié)構(gòu)的主要特征。在選擇立柱結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮到它與上橫梁、工作臺(tái)間應(yīng)可靠預(yù)緊、安裝方便和便于調(diào)整機(jī)器的精度。圖2-5為立柱結(jié)構(gòu)，兩梁都用調(diào)節(jié)螺母支承，用鎖緊螺母上下加以鎖緊。四螺母結(jié)構(gòu)組成零件多。由于調(diào)節(jié)螺母起立柱臺(tái)肩的支撐作用，且可調(diào)整兩梁的支撐距離，對(duì)立柱有關(guān)軸向尺寸要求不嚴(yán)格，緊固較容易。但對(duì)立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）以及調(diào)整螺母精度（調(diào)節(jié)螺母的螺紋對(duì)于上下橫梁貼合面垂直度）要求較高。機(jī)器精度調(diào)整較麻煩。2.4.2形狀尺寸要求 立柱為沖壓機(jī)的重要零件，是活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。結(jié)合生產(chǎn)情況，具體要求為： 1. 立柱導(dǎo)向面軸線不平直度允差0.05/1000毫米。 2. 材料選用45鍛鋼件。毛坯應(yīng)正火處理，消除鍛造過程的內(nèi)應(yīng)力。 3. 立柱導(dǎo)向表面應(yīng)進(jìn)行熱處理，表面硬度不低于HB235，也可進(jìn)行表面鍍硬鉻處理，鍍層厚度為0.02-0.04毫米。圖2-5 立柱結(jié)構(gòu)圖2.6底座結(jié)構(gòu) 底座安裝于工作臺(tái)下部，與基礎(chǔ)相聯(lián)。底座僅承受機(jī)器的總重量。底座高度由正常壓制制件時(shí)人的操作高度來定。底座材料。主要考慮到外形的美觀，對(duì)精度無要求。如圖2-6所示。 圖2-6 底座結(jié)構(gòu)圖第3章 400T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的計(jì)算3.1 設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)公稱力:4000kN：最大工作壓力：25MPa；開口高度：1400mm ；滑塊最大行程：800mm：工作臺(tái)面有效尺寸（長X寬）：1200mmX1260mm。 3.2 液壓缸的設(shè)計(jì)3.2.1繪制液壓缸速度循環(huán)圖、負(fù)載圖1、選取參數(shù)取動(dòng)摩擦系數(shù)fd=0.1 ，靜摩擦系數(shù)fj=0.2 ，缸=0.95， V快=100mm/s ， V工=10mm/s，令起動(dòng)時(shí)間不超過0.2秒，3.2.2 液壓缸的效率液壓缸的機(jī)械效率3.2.3 液壓缸缸徑的計(jì)算內(nèi)徑D可按下列公式初步計(jì)算：液壓缸的負(fù)載為推力=463mm 式（3-1）式中 液壓缸實(shí)際使用推力4000（KN）；液壓缸的總效率，一般取=0709；計(jì)算=0.8；液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力（MPa）本次設(shè)計(jì)中液壓缸已知系統(tǒng)壓力=25MPa；根據(jù)式（3-1）得到內(nèi)徑：=500mm查缸筒內(nèi)徑系列/mm(GB/T 2348-1993)可以取為500mm。 表4.1 液壓缸內(nèi)徑系列 mm810121620253240506380100125160200250320400500活塞桿外徑：查液壓傳動(dòng)與控制手冊(cè)根據(jù)桿徑比d/D，一般的選取原則是：當(dāng)活塞桿受拉時(shí)，一般選取d/D=0.3-0.5，當(dāng)活塞桿受壓時(shí)，一般選取d/D=0.5-0.7。本設(shè)計(jì)我選擇d/D=0.7，即d=0.55D=0.7500=350mm。根據(jù)活塞桿直徑標(biāo)準(zhǔn)取d=360mm.表3-1 活塞桿直徑系列活塞桿直徑系列/mm(GB/T 2348-1993)4、5、6、8、10、12、16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、56、63、70、80、90、100、110、125、140、160、180、200、220、250、280、320、3603.2.4活塞寬度的確定由于活塞在液壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動(dòng)壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的配合表面；間隙過大，會(huì)引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能?；钊膶挾纫话闳?（0.6-1.0）即=（0.6-1.0）500=（300-500）mm取=350mm 3.2.5 缸體長度的確定液壓缸缸體內(nèi)部的長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞寬度的和。缸體外部尺寸還要考慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體的長度不應(yīng)大于缸體內(nèi)徑的20-30倍。3.2.6缸筒壁厚的計(jì)算在中、低壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚基本上由結(jié)構(gòu)和工藝上的要求確定，壁厚通常都能滿足強(qiáng)度要求，一般不需要計(jì)算。但是，當(dāng)液壓缸的工作壓力較高和缸筒內(nèi)徑較大時(shí)，必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。當(dāng)時(shí)，稱為薄壁缸筒，按材料力學(xué)薄壁圓筒公式計(jì)算，計(jì)算公式為 式（3-2） 式中，缸筒內(nèi)最高壓力；缸筒材料的許用壓力。=, 為材料的抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，當(dāng)時(shí)，一般取。液壓缸缸筒材料采用45鋼，則抗拉強(qiáng)度：b=600MPa安全系數(shù)n按液壓傳動(dòng)與控制手冊(cè)P243表210，取n=5。則許用應(yīng)力=120MPa當(dāng)時(shí),按式（3-3）計(jì)算 (該設(shè)計(jì)采用45鋼管) 式（3-3）根據(jù)缸徑查手冊(cè)預(yù)取=50此時(shí) =0.1 最高允許壓力一般是額定壓力的1.5倍，根據(jù)給定參數(shù)，所以： =251.5=37.5MP=115滿足要求，就取壁厚為120mm。 3.2.7 活塞桿強(qiáng)度和液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算A.活塞桿強(qiáng)度計(jì)算活塞桿的直徑按下式進(jìn)行校核式中，為活塞桿上的作用力； 為活塞桿材料的許用應(yīng)力，=,n一般取1.40。 （3-4）式中 許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強(qiáng)度適中）=63.69mmd取360 mm大于63 mm 滿足要求.B.液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，它所承受的力不能超過使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載，以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。的值與活塞桿材料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長度以及液壓缸的安裝方式等因素有關(guān)。若活塞桿的長徑比且桿件承受壓負(fù)載時(shí)，則必須進(jìn)行液壓缸穩(wěn)定性校核?；钊麠U穩(wěn)定性的校核依下式進(jìn)行式中，為安全系數(shù)，一般取=24。 a.當(dāng)活塞桿的細(xì)長比時(shí) b.當(dāng)活塞桿的細(xì)長比時(shí)式中，為安裝長度，其值與安裝方式有關(guān)，見表1；為活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑，；為柔性系數(shù)，其值見表3-2； 為由液壓缸支撐方式?jīng)Q定的末端系數(shù)，其值見表1；為活塞桿材料的彈性模量，對(duì)鋼取；為活塞桿橫截面慣性矩；為活塞桿橫截面積；為由材料強(qiáng)度決定的實(shí)驗(yàn)值，為系數(shù)，具體數(shù)值見表3-3。表3-2液壓缸支承方式和末端系數(shù)的值支承方式支承說明末端系數(shù)一端自由一端固定1/4兩端鉸接1一端鉸接一端固定2兩端固定4表3-3 、的值材料鑄鐵5.61/160080鍛鐵2.51/9000110鋼4.91/500085c.當(dāng)時(shí),缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進(jìn)行校核。此設(shè)計(jì)安裝方式中間固定的方式，此缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。3.2.8缸筒壁厚的驗(yàn)算下面從以下三個(gè)方面進(jìn)行缸筒壁厚的驗(yàn)算： A液壓缸的額定壓力值應(yīng)低于一定的極限值，保證工作安全： 式（3-4）根據(jù)式（3-4）得到：顯然，額定油壓=25MP，滿足條件；B為了避免缸筒在工作時(shí)發(fā)生塑性變形，液壓缸的額定壓力值應(yīng)與塑性變形壓力有一定的比例范圍： 式（3-5） 式（3-6）先根據(jù)式（3-6）得到：=41.21再將得到結(jié)果帶入（3-5）得到：顯然，滿足條件；C耐壓試驗(yàn)壓力，是液壓缸在檢查質(zhì)量時(shí)需承受的試驗(yàn)壓力。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，液壓缸在此壓力 下，全部零件不得有破壞或永久變形等異?，F(xiàn)象。各國規(guī)范多數(shù)規(guī)定: 當(dāng)額定壓力時(shí)（MPa）D為了確保液壓缸安全的使用，缸筒的爆裂壓力應(yīng)大于耐壓試驗(yàn)壓力： (MPa） 式（3-7）因?yàn)椴楸硪阎?596MPa，根據(jù)式（3-7）得到：至于耐壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為：因?yàn)楸褖毫h(yuǎn)大于耐壓試驗(yàn)壓力，所以完全滿足條件。以上所用公式中各量的意義解釋如下：式中: 缸筒內(nèi)徑（）； 缸筒外徑（）； 液壓缸的額定壓力（） 液壓缸發(fā)生完全塑形變形的壓力（）； 液壓缸耐壓試驗(yàn)壓力（）； 缸筒發(fā)生爆破時(shí)壓力（）； 缸筒材料抗拉強(qiáng)度（）； 缸筒材料的屈服強(qiáng)度（； 缸筒材料的彈性模量（）； 缸筒材料的泊桑系數(shù) 鋼材：=0.3 3.2.9 缸筒的加工要求缸筒內(nèi)徑采用H7級(jí)配合，表面粗糙度為0.16，需要進(jìn)行研磨；熱處理：調(diào)制，HB240；缸筒內(nèi)徑的圓度、錐度、圓柱度不大于內(nèi)徑公差之半；剛通直線度不大于0.03mm；油口的孔口及排氣口必須有倒角，不能有飛邊、毛刺；在缸內(nèi)表面鍍鉻，外表面刷防腐油漆。3.2.10法蘭設(shè)計(jì)液壓缸的端蓋形式有很多，較為常見的是法蘭式端蓋。本次設(shè)計(jì)選擇法蘭式端蓋（缸筒端部）法蘭厚度根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算： 式（3-8）式中， -法蘭厚度（m）；密封環(huán)內(nèi)經(jīng)（m）；密封環(huán)外徑（m）；系統(tǒng)工作壓力（pa）；=25MPa附加密封力（Pa）；值取其材料屈服點(diǎn)353MPa；螺釘孔分布圓直徑（m）；密封環(huán)平均直徑（m）；法蘭材料的許用應(yīng)力（Pa）；=/n=353/5=70.6MPa法蘭受力總合力（m） 所以3.2.11 (缸筒端部）法蘭連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算連接圖如下：圖3-1缸體端部法蘭用螺栓連接1-前端蓋；2-缸筒螺栓強(qiáng)度根據(jù)下式計(jì)算：螺紋處的拉應(yīng)力:(MPa) 式（3-9）螺紋處的剪應(yīng)力(MPa) 式（3-10）合成應(yīng)力 (MPa) 式（3-11）式中, 液壓缸的最大負(fù)載，=A，單桿時(shí)，雙桿是螺紋預(yù)緊系數(shù)，不變載荷=1.251.5，變載荷=2.54；液壓缸內(nèi)徑；缸體螺紋外徑；螺紋內(nèi)經(jīng)；螺紋內(nèi)摩擦因數(shù)，一般取=0.12;變載荷取=2.54；材料許用應(yīng)力，,為材料的屈服極限，n為安全系數(shù)，一般取n=1.21.5；Z螺栓個(gè)數(shù)。最大推力為：使用4個(gè)螺栓緊固缸蓋，即：=4螺紋外徑和底徑的選擇：=10mm =8mm系數(shù)選擇：選取=1.3=0.12根據(jù)式（3-9）得到螺紋處的拉應(yīng)力為：=根據(jù)式（3-10）得到螺紋處的剪應(yīng)力為：根據(jù)式（3-11）得到合成應(yīng)力為：=367.6MPa由以上運(yùn)算結(jié)果知，應(yīng)選擇螺栓等級(jí)為12.9級(jí)；查表的得：抗拉強(qiáng)度極限=1220MP;屈服極限強(qiáng)度=1100MP；不妨取安全系數(shù)n=2可以得到許用應(yīng)力值：=/n=1100/2=550MP證明選用螺栓等級(jí)合適。 3.2.12密封件的選用A.對(duì)密封件的要求在液壓元件中，液壓缸的密封要求是比較高的，特別是一些特殊液壓缸，如擺動(dòng)液壓缸等。液壓缸不僅有靜密封，更多的部位是動(dòng)密封，而且工作壓力高，這就要求密封件的密封性能要好，耐磨損，對(duì)溫度的適應(yīng)范圍大，要求彈性好，永久變形小，有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，摩擦阻力小，容易制造和裝拆，能隨壓力的升高而提高密封能力和利于自動(dòng)補(bǔ)償磨損。密封件一般以斷面形狀分類，有O形、Y形、U形、V形和Yx形等。除O形外，其他都屬于唇形密封件。B. O形密封圈的選用液壓缸的靜密封部位主要有活塞內(nèi)孔與活塞桿、支撐座外圓與缸筒內(nèi)孔、端蓋與缸體端面等處。靜密封部位使用的密封件基本上都是O形密封圈。C.動(dòng)密封部位密封圈的選用由于O型密封圈用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)存在起動(dòng)阻力大的缺點(diǎn)，所以用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封件一般不用O形圈，而使用唇形密封圈或金屬密封圈。液壓缸動(dòng)密封部位主要有活塞與缸筒內(nèi)孔的密封、活塞桿與支撐座（或?qū)蛱祝┑拿芊獾?。活塞環(huán)是具有彈性的金屬密封圈，摩擦阻力小，耐高溫，使用壽命長，但密封性能差，內(nèi)泄漏量大，而且工藝復(fù)雜，造價(jià)高。對(duì)內(nèi)泄漏量要求不嚴(yán)而要求耐高溫的液壓缸，使用這種密封圈較合適。V形圈的密封效果一般，密封壓力通過壓圈可以調(diào)節(jié)，但摩擦阻力大，溫升嚴(yán)重。因其是成組使用，模具多，也不經(jīng)濟(jì)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)速度不高、出力大的大直徑液壓缸，用這種密封圈較好。U形圈雖是唇形密封圈，但安裝時(shí)需用支撐環(huán)壓住，否則就容易卷唇，而且只能在工作壓力低于10MPa時(shí)使用，對(duì)壓力高的液壓缸不適用。比較而言，能保證密封效果，摩擦阻力小，安裝方便，制造簡單經(jīng)濟(jì)的密封圈就屬Yx型密封圈了。它屬于不等高雙唇自封壓緊式密封圈 ，分軸用和孔用兩種。綜上，所以本設(shè)計(jì)選用Yx型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料組合使用，可以顯著提高密封性能：a.降低摩擦阻力，無爬行現(xiàn)象；b.具有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封性，耐磨損，使用壽命長；c.安裝溝槽簡單，拆裝簡便。這種組合的特別之處就是允許活塞外園和缸筒內(nèi)壁有較大間隙，因?yàn)榻M合式密封的密封圈能防止擠入間隙內(nèi)，降低了活塞與缸筒的加工要求，密封方式圖如下：圖3-2 密封方式圖第4章 400T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)液壓元件的選擇4.1油泵的選擇4.1.1 油泵工作壓力的確定 油泵工作壓力為： =P+P 式（4-1）可知工進(jìn)階段液壓缸壓力最大，由于在400T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)中,壓力所經(jīng)過的閥的數(shù)量不多,故壓力損失P不大,參照表1-10選取P=0.5MP。油缸最大工作壓力P可根據(jù)表3-1取為7.1MP于是油缸工作壓力即為： =25+0.5=25.5MPA 所選油泵的額定工作壓力應(yīng)為： =1.25=1.2525.5=31.875MPA 根據(jù)上面計(jì)算的壓力和流量，查產(chǎn)品樣本，選用申液SV2010-4P9P1020（29L+13.1/r)泵，額定轉(zhuǎn)速1500r/min。4.1.2 油泵流量的確定 油泵流量為： K（Q）=1.1150=165L/min （4-2） 選用的油泵為YYB-BC165/48B雙聯(lián)葉片油泵4.1.3 油泵電機(jī)功率的確定系統(tǒng)為雙泵供油系統(tǒng)，兩個(gè)泵同時(shí)向系統(tǒng)供油；工進(jìn)時(shí)，小泵向系統(tǒng)供油，大泵卸載1。雙聯(lián)油泵：大泵流量43升/分，小泵流量19升/分下面分別計(jì)算所需要的電動(dòng)機(jī)功率P?？紤]到調(diào)速閥所需最小壓力差。壓力繼電器可靠動(dòng)作需要壓力差。因此工進(jìn)時(shí)小泵的出口壓力為：。而大泵的卸載壓力取。（小泵的總效率=0.565，大泵的總效率=0.3）。雙聯(lián)油泵：大泵流量43升/分，小泵流量19升/分電動(dòng)機(jī)功率為： 綜合所需功率據(jù)此查樣本選用Y160ML-4-B5 15KW異步電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)功率為15KW（躍進(jìn)廠）。4.2 液壓元件的選擇根據(jù)液壓閥在系統(tǒng)中的最高工作壓力與通過該閥的最大流量，可選出這些元件的型號(hào)及規(guī)格1。本例所有閥的額定壓力都為，額定流量根據(jù)各閥通過的流量，確定為10L/min，25L/min和63L/min三種規(guī)格，所有元件的規(guī)格型號(hào)列于表5-1中，過濾器按液壓泵額定流量的兩倍選取吸油用線隙式過濾器。表4-1 液壓元件明細(xì)表電動(dòng)機(jī)1Y160ML-4-B5 15KW臺(tái)2躍進(jìn)廠液壓泵1SV2010-4P9P1020（29L+13.1/r)臺(tái)2申液聯(lián)軸器1臺(tái)2鐘形罩1160ML-B5-SV2010-P4P9P020定制2鐘形罩2Y100L-4-CBE1回油壓力表YN-60 I 1.6MPa徑向普通耐振2上海宜川閥箱壓力表YN-60 I 16MPa徑向普通耐振10上海宜川