5000KN四柱式通用液壓機設計與計算開題報告.doc

1畢業(yè)設計開題報告一、畢業(yè)設計（論文）任務書1、題目：5000KN四柱式通用液壓機設計與計算2、工作量：（1)計算說明部分：編寫設計說明書一份，約10000字；（2)圖紙部分：1）完成液壓機的總裝配圖及充液閥部裝圖設計各一張，零號圖；2）完成工作臺、工作缸零件圖設計，零號及2號圖各一張。二、選題目的和意義通過畢業(yè)設計，了解液壓機的結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握液壓機的設計計算步驟，以及液壓缸和橫梁的設計與計算方法。三、論文綜述（一）液壓機在現(xiàn)代工業(yè)中的地位流體傳動與控制技術(shù)的主要代表液壓技術(shù)自上世紀初面世以來,即融合到裝備制造業(yè)中,成為其一個十分重要的基礎領域,同時,液壓技術(shù)將裝備制造業(yè)作為其主要的應用領域,曾經(jīng)引領著裝備制造業(yè)一系列的技術(shù)進步。因此液壓技術(shù)對裝備制造業(yè)而言,從來就有著較強的推動和影響作用,對裝備制造業(yè)等諸多領域有著前置和后置效應,扮演著重要而關(guān)鍵的角色。21世紀初,中國裝備制造業(yè)得益予國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的歷史機遇,在諸多領域取得了重要的發(fā)展和技術(shù)進步,其中中國液壓技術(shù)也扮演了重要的角色,并反映了它與時俱進的技術(shù)進步。液壓機是利用液壓傳動技術(shù)進行壓力加工的設備。它與機械壓力機相比，具有壓力和速度可在廣泛的范圍內(nèi)無級調(diào)整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力，結(jié)構(gòu)布局靈活，各執(zhí)行機構(gòu)動作可很方便地達到所希望的配合關(guān)系等等很多優(yōu)點。同時液壓元件具有高度的通用化、標準化特點，設計及和制造均較為簡單，所以液壓機在國名經(jīng)濟各部門得到了日益廣泛的應用。（二）我國金屬塑性成型設備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1、金屬所形成性是利用材料的塑性，在成型設備上，通過模具改變毛坯的形狀與尺寸，并改善性能，以獲得所要求的工件。我國金屬塑性成型設備經(jīng)半個多世紀的發(fā)展，已經(jīng)從只能生產(chǎn)單機（諸如各種普通、專用壓力機、液壓機、鍛錘）發(fā)展到能夠生產(chǎn)裝備機械化、半自動化和自動化鍛壓生產(chǎn)線，大中型鍛壓機和具有各種特殊功能的先進特種金屬塑性成型設備。在引進國際先進技術(shù)和合作生產(chǎn)的基礎上，及大地提高了技術(shù)塑性成型設備的設計開發(fā)能力和制造水平。近年來，隨著我國以汽車為龍頭的制造業(yè)的飛速發(fā)展，大大刺激了塑性加工的技術(shù)進步，新興的金屬塑性成型裝備可確保通用產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性。國產(chǎn)大型精密高效的成套設備、自動化生產(chǎn)線、FMC、FMC等高新技術(shù)、高附加值的金屬塑性成型生產(chǎn)設備正在裝配著我國的制造業(yè)。到目前為止，國產(chǎn)金屬塑性成型設備產(chǎn)品已有一千多種。2、發(fā)展趨勢2（1）板材加工設備進入21世紀，我國的汽車制造業(yè)飛速發(fā)展，面對這一形勢，我國的板材加工工藝及設備有了長足的發(fā)展。1）重型機械壓力機及覆蓋件生產(chǎn)線、大型多工位壓力單機連線自動化沖壓生產(chǎn)線；大型多工位壓力機2）液壓機機數(shù)控板沖、剪、折機床及柔性加工生產(chǎn)線數(shù)控沖床；數(shù)控沖剪復合機及柔性加工線；數(shù)控折彎機3）板材無模多點成形壓力機4）高速壓力機5）數(shù)控激光切割機（2）大重型鍛造裝備1）水鍛機2）熱模鍛壓力機3）大噸位螺旋壓力機4）大型彎曲校正設備（3）特種鍛造設備1）擺動輾壓機2）特種軋制設備3）冷擠壓機4）數(shù)控彎管機（三）國外金屬塑性成型設備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢美國、德國、日本的汽車工業(yè)如此發(fā)達，得益于其塑性加工技術(shù)及裝備的領先地位。當前的世界塑性加工技術(shù)及裝備向以下幾個方面發(fā)展：1.金屬塑性成型設備及自動化1）冷沖壓設備（1）單機聯(lián)線自動化（2）大型多工位壓力機2）鍛造設備2.高速化復合化相結(jié)合，提高設備加工效率3.設備控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢具有現(xiàn)場通信網(wǎng)絡、現(xiàn)場設備互聯(lián)、互動操作性、分散功能模塊、開放式互聯(lián)網(wǎng)絡的現(xiàn)場總線技術(shù)，是壓力及控制技術(shù)的發(fā)展方向，對實現(xiàn)自動化具有明顯和推動作用。4.注重環(huán)境保是當今世界性的潮流（四）金屬塑性成型設備的分類根據(jù)金屬塑性成型設備結(jié)構(gòu)特點和用途，通?？蓪⑵浞譃槿缦聨最悾?、液壓機它包括鍛造液壓機；沖壓液壓機；一般用途液壓機；校正壓裝液壓機；層壓液壓機；擠壓液壓機；壓制液壓機；打包、壓塊液壓機；手動液壓機和其他液壓機等。2、曲柄壓力機它包括通用壓力機；拉深壓力機；熱模鍛壓力機；平鍛機；擠壓壓力機；板料多工位壓力機；板沖高速自動壓力機；冷鐓機及多工位自動成型機和其他壓力機等。3、鍛錘它包括空氣錘；蒸汽-空氣自由鍛錘和蒸汽-空氣模鍛錘；液壓錘和對擊式模鍛錘等。4、螺旋壓力機它包括摩擦螺旋壓力機；電動螺旋壓力機；液壓螺旋壓力機和離合器式高能螺旋壓力機等。5、旋轉(zhuǎn)成型設備它包括楔橫軋機與斜軋機；輾擴機；旋壓機；卷板機；輥鍛機；旋轉(zhuǎn)鍛造機；3徑向鍛機和擺動輾壓機等。6、柔性制造系統(tǒng)包括數(shù)控步?jīng)_壓力機；板材激光加工機械；等離子沖裁組合壓力機；數(shù)控直角剪板機和高壓水切割機等。四、液壓機設計內(nèi)容和設計方案1.選題依據(jù)（1）主要技術(shù)要求參數(shù)1）公稱力（最大壓力）5000KN2）滑塊行程900mm3）滑塊開口高度1500mm4）滑塊工作速度10mm/s5）工作臺尺寸1400x1400mm6）液壓墊壓力1000KN7）液體工作壓力25MPa8）電動機功率45.5KW9）頂出力630KN10）頂出行程300mm2.主要用途液壓機用于可塑性材料的壓制工藝，如粉末制品成型、塑料制品成型、冷熱擠壓金屬成型、薄板拉伸、沖壓、彎曲、翻邊、校正等工藝。3.主要研究內(nèi)容：在查閱相關(guān)設計資料和分析液壓機的機構(gòu)與工作原理的基礎上，進行液壓機的總體方案設計及可行性分析。在完成液壓缸和橫梁的設計與計算基礎上，利用CAD設計軟件完成液壓機的總裝配圖、液壓缸部裝圖及橫梁等零件圖設計；最后完成設計計算說明書編寫。4.設計的基本思路和方案分析、理解設計任務書的要查閱相關(guān)資料初步擬定設計方案設計方案對比并確定最佳方案參數(shù)的設計計算零件設計裝配圖草圖繪制裝配圖零件圖草圖繪制零件圖編寫計算說明書5.液壓機的總體結(jié)構(gòu)設計（1）上橫梁的結(jié)構(gòu)形式橫梁包括上橫梁、下橫梁（或工作臺）和活動橫梁，式液壓機的重要部件。橫梁有鑄造結(jié)構(gòu)和焊接結(jié)構(gòu)兩種，生產(chǎn)批量較大的中小型液壓機其橫梁多為鑄鐵件（材料多為HT200）或鑄鋼件（材料多為ZG275500)；近年來采用焊接結(jié)構(gòu)的日益增多，材料一般為Q235或16Mn鋼板。上橫梁上安裝工作缸的圓孔，一般做成階梯孔，下孔直徑比上孔大1020mm,以便于安裝。其上橫梁的結(jié)構(gòu)如圖1所示。本設計采用的材料是16Mn鋼板。上橫梁結(jié)構(gòu)無論采用鑄造或是焊接形式，都應盡可能設計成上、下封閉的箱式結(jié)構(gòu)，以便受力后使應力分布較合理。上橫梁斷面分布應根據(jù)其受力情況來考慮，一般梁的中部高度較兩端稍高。在立柱中心距較小時，為了便于加工，常設計成等高粱。因此本設計采用的是焊接形式的結(jié)構(gòu)。（2）工作臺的結(jié)構(gòu)形式工作臺是主機的安裝基礎，臺面上固定模具，工作中承受機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。工作臺所選材料以及其結(jié)構(gòu)形式和上橫梁相同。本設計為5000KN四柱式通用液壓機之工作臺，采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖2所示：（3）活動橫梁的結(jié)構(gòu)活動橫梁的主要作用為，與主油缸的活塞桿連接傳遞液壓機的壓力，通過導向套沿立柱導向面上下往復運動，安裝固定模具及工具等。因此要有較好的強4度、剛度及導向結(jié)構(gòu)。活動橫梁選用的材料與上橫梁、工作臺相同，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。鑄件應將壁厚設計均勻，開有環(huán)形的集油槽，以便貯存油缸缸口部漏滲的油液。本設計采用的材料是其16Mn鋼板，結(jié)構(gòu)為焊接結(jié)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)如圖3所示：（4）立柱的結(jié)構(gòu)形式立柱是四柱式液壓機重要的支撐件和受力件，同時又是活動橫梁的導向基準。因此立柱應有足夠的強度和剛度，導向表面應有足夠的精度、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)螺母安裝于工作臺面上，兩端用鎖緊螺母鎖緊。4）上橫梁用立柱臺調(diào)節(jié)螺母支撐，立柱肩臺支持于工作臺面上，兩端用鎖緊螺母鎖緊。由于立柱使用立柱螺母與上下橫梁連接為一剛性框架的，因此，保證立柱螺母的擰緊程度，使其與上、下橫梁的貼合面密切配合并不產(chǎn)生松動是保持機架剛度的基本條件。立柱螺母一般為圓形，可制成整體式和對開式，材料一般可選用45鍛鋼或ZG270500。安裝時需通過螺母對立柱進行鎖緊，其預緊原理和基本方法與通用曲柄壓力機組合機身的預緊相似。螺母預緊后，必須用防松裝置鎖緊，以防螺母脫落。本設計采用的是第四種結(jié)構(gòu)形式，因其精度調(diào)整和加工不復雜，精度調(diào)整簡單可靠。圖1上橫梁結(jié)構(gòu)圖圖2工作臺結(jié)構(gòu)圖5圖3活動橫梁結(jié)構(gòu)圖6、液壓系統(tǒng)的設計四柱式通用液壓機的液壓控制系統(tǒng)過去多采用滑閥控制，現(xiàn)在多采用插裝閥控制，由于插裝閥具有通油能力大、流阻損失小、密封好、泄漏少、閥芯動作響應靈敏、系統(tǒng)效率高、可靠性好，且可集成于閥體上，減少了外部連接管路，沖擊小，噪聲低，便于維修和排除故障，因此插裝閥集成系統(tǒng)在通用液壓機中得到廣泛應用。本設計采用的是插裝閥集成系統(tǒng)。五、設計進度安排：本次畢業(yè)設計分三階段進行1.第一階段：開題10月9日10月21日（2周）（1）應完成的工作理解和熟悉畢業(yè)設計題目，