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40 (2003) 616621in a H. 05a of in is to a in to of is to a On of is to as as to a or a to in to of 2003 of a of of of a to of of of on of of by at at of be by of as or to be an to it +82+H. to a by 1 in of of of 2 in of of of 3 in of is to of 4 as a in 6 in by a is in to of of to is to in to of on is as a On of to to 2003 09243)H. 40 (2003) 616621 617at of It is is in of of to is in to to to of on On of to a is to a of is is of of a be et 7 045o 8 052.5as of is by q. (1). A as q. (1) is (i)q. (3) 9 is +234)| =(i)2(2)i=3)of of be of an is q. (4) it is be 4)of 1. of a of by of in to of of to of of is up of in is up to a is to a by is of by to is q. (5) as in in 0:S(u,v) =Ni,p(u)Nj,q(v)wi,Ni,p(u)Nj,q(v)wi,j(5)i,as wi,u,p(u), Nj,q(u) q. (6):=u ,0 i,p(u) =upp(u)+ui+p+1p+1,p1(u)(6)In to a of on of H. 40 (2003) 6166212. of by a is of a on of to be to a is a to is by 2. is by is of a on q. (7) 3. is in = r, r )of a by is of is a is q. (8) 3. by N=)of a of of a of is LD be to of in D = AB (9)|i|4,B= 0)k=()(11)LD ; D = 1, is an of a D = 0, a of an is B is of is by to D to . of :4, be by = = 0.6 of is D D to on of is of or of is is to As 4, a is a of in an on of of of in to as q. (12):Vc=Vj/1/2)H. 40 (2003) 616621 6194. of on of an a in is a as 5 be to of In is to of of 7 of 7(a) at 5. 60% 0%00% 6. to 7. of (a) (b)(c) of of by It of to be . to of a to as 7(b). as 7(c)to of in D is D as 8. It is be as 9. In of is 2% of in be of a is In to of be in 20 H. 40 (2003) 61662120 40 60 80 100 120 140 160 0 60 80 100 120 140 160 a) (b) 8. D: (a) (b) to be in is to a is to be is an to a a of 10 is in to a as 11is in is a as 13of 0%of in of be to of 9. of to 10. of a 11. of a 12. of H. 40 (2003) 616621 62113. of is in of of in so or be of be or in It is is of as as N. A of 41(1983) 2945.2 of 55 (1986) 181197.3 P. A. A to 176(1999) 215229.4 A 3, 1982, 2934.5 of an J. 29 (1990) 15511567.6 on 31 (1989) 421426.7 E. J. A of 32 (1991) 849866.8 On of 11 (1992)307336.9 A. A 75 (2000) 507513.10 L. W. 2nd 997. 提高板材成形效率的坐标网分析法 H. 机械工程学院，韩国高级科学协会和技术科学镇 05韩 摘要 本篇文章是采用一种新推出的方法来对提高板材的成形效率进行分析 ,这种方法就是坐标网分析法。这种方法就是研究扭曲单体，即通过适当的研究规范，建立补片，包括修正后的单体。每一片都被扩展到一个三维的表面从而获得一个连续坐标的信息。在构造表面时，应包括每一个片， 均匀有理 B 样条 )表面被用来描述一个三维自由表面。以被构造表面为基础，每一个节点一般 被安排成一个非常接近正方形的单体元素。计算状态函数是从它原始的网格系统映射到新的网格之内，从而对成形进行下一阶段的分析或更进一步的分析。按网格方法的分析结果与没有坐标网方法直接成行的分析结果相比较来确定哪一种方法是更有效的。 2003 版权所有 . 关键词：坐标网；变形单体； 限元分析 1. 概述 随着计算机技术和数字技术的结合和快速发展，用数字模拟进行板材成形加工达到空前的繁荣。数字分析对复杂几何图形的板材成形和多级成形都可以做到。对于一个复杂的几何模型来说 ，尽管局部严重变形将会导致计算时间的增加和数据分析的减少。从而使分析结果更加不准确。几何网格的扭曲和严重变形对板材成形的质量有很大影响 ,特别是对于多级成形。当上一级成形的分析结果用于下一级成形分析时，几何网格的扭曲和变形对分析结果影响更大。这种被扭曲网格的错误表象可以通过整体的或自适应重啮合技术的网格系统的重建来避免。在模拟期间，减少单体扭曲，自适应重啮合技术被认为是一种有效的方法。但是，它仍然需要大量的计算，并且在单体的细分中也受到限制。 要构造一个网格系统的有效方法已经被许多研究人员提上日程。典型的方法可能是下面几种： 点被完全重排； 献 4和 献 5构造了一个晶格分析范围，它像一个连续的环，而且是从主要环中分离出的子环元素。献 6在整个晶格范围内构造了一个三角形元，并且通过合并邻近的三角形元而构造矩形元素。 本篇文章中的坐标 网方法是一种新推出的方法 ,它旨在用有限元分析提高板材成形效率。坐标网法根据一些规范可以自动地找出变形单体，并对这些片进行修正。然后，每一片都被扩展到一个三维表面用来获得在三维表面的连续坐标系的信息。这个包含了每一片的表面用来作为使用了 被构造表面为基础，每一个节点都被彻底改变，用来组成一个正方形的规则单体。状态函数的计算是从它原始几何网格映射到新的网格之内，从而进行下一阶段的成形分析。从得到的数据结果中证实使用坐标网方法的效率和结果的准确性。这也证实了此种方法在板材构件碰撞分 析的成形模拟中的有效性。 2. 体的规则化 之所以要介绍对变形体的修正使之成为一个规则化过程，是为了提高变形体在下一个有限元计算中的分析效率。在规则化过程中，变形体根据适当的搜索规范有选择的分配到各片。这些片通过分析 形后的每个节点为了得到一个新坐标将被调整为一个近似正方形的规则单体。 格变形标准 变形有两种几何标准可供选择：一是内角；另一个是单体纵横比。 角 从有限元计算中得到矩形元素的内角应是接近直角的。 et 文献 7给了这种元素一个合理的定义，就是当四个内角都是在 90 45 的范围内时。同时 献 8也提出了相同情况下的内角，角度在 90 围内。内角的网孔变形是由式（ 1）的构成所决定的。当式 (1)3 或 ( i)3) 9中大于 /6 网孔被认为是变形的。这个标准之所以相当严格是为了避免万一在限制区域应用规则化方法受到几何图形的限制： 体纵横比 四条边具有相同长度的理想单体的纵横比应该是一致的。纵横比被定 义如式（ 4），并且当变形小于 5即比严格标准少很多时，它也被定义： 此处 的设计 通过网格变形标准所选择的变形单体，根据它们在几何成形时外形的复杂程度被分不到各个不同的区域。这些单体被分配到各片，并用来构造算法效率。这些片的形状被拼凑成矩形，包括所有变形体，目的是扩大规则化和 个过程如图 1所示，当孔和边缘被设置在变形体中时，这些区域被填满，从而得到矩形片。 然后，这些片利用 个过程对于在三维表面上获得连续坐标的全部信息是非常重要的。 5)来表述，像 10: 此处 Pi, 向。 Wi,是基础函数通过式 (6)来表达： 为了把这些点映射到构造的表面上，一系列 连续的点在 一个用规则化方法移动过的节点都被定位，以至于在 些移动过的连续节点的信息都被存储，用来构造一个新的网格系统。 则化过程 规则化方法与形成矩形片单体一起完成的。规则化的有限元通过图 2所示次序被依次选择。每一个被选择的单体都被分成两个三角形元，并且这些三角形元通过圆心的重定位都由直角三角形元组成，圆的直径如式 (7)和图 3所示，从 这个过程结束的时候，相同的过程在另一方向被重复： 通过规则化方法对节点的重 定位，其最终位置被在 规则化过程完成后，为产生粗糙的区域，一个简单的缓和的过程通过式（ 8）被执行： 此处 近区域的元素的坐标， 近元素的质心。 形程度 作为一个变形因子，变形程度 (最新提出的 ， 此处 和 1之间浮动；当 时，单体是一个方形的理想单体，当 时，四边形元变成了三角形元。 时单体的四个内角，因此 的变化不那么敏感， 如，当单体侧面合理的长宽比是 1： 4时， 来调整，使函数 =果，当 的长宽比小于 大于 种方法可以调节内角和长宽比使它们在 态函数的映射 当坐标网系统用于下一步的成形分析或结构分析的计算时，状态函数的映射就 是非常必要的，通过映射，可以在考虑上一步成型过程的前提下得到更准确的分析。映射过程就是通过状态函数的计算把原来的网格系统映射到新的坐标网系统。如图 4所示，一个球面在一个新节点周围建立，将导致球面上节点的状态函数影响新节点的状态函数。新节点的状态函数是由球面上原来节点的状态函数所决定的，如 式 (12)所示，加权因子在两节点的距离上成反比。 此处 盘的成形分析 油盘在冲压车间一般要经过两个工序制作，而根据现在这 种方法，单工序冲压就可以完成。如图 5所示的凸模和模架。 不论什么时候有限元系统需要提高计算效率，规则化方法都可应用于其中。在这个范例中，这种方法应用于油盘成形分析中的两次成形间隙，如图 6所示。 图 7说明了规则化方法的过程。图 7（ a）所示为成形时凸模行程为 60%时的变形，有 3个地方发生了网格变形，也就是片的数量是 3。变形网格是根据 2个网格变形的几何规范来选取的。如图 7所示的包括所有变形体的矩形片的形成。最终补片中的单体被规则化，如图 7（ c）所示。 为了评价应用规则化系统后的单体质量的改进程度，应用规则化网格系统的果如图 8所示应用了规则化系统的 应用了一般网格系统的 就意味着在相同的变形程度下，应用规则化网格系统其质量提高了。结果如图 9 所示，应用了规则化网格系统的有限元计算明显领先于直接分析的。在油盘成形分析中，应用规则化网格系统可使计算时间减少了大约 12%甚至减少了 2倍，计算时间的减少量可能会随着更频繁的规则化调整而增加。 件主视图的断裂分析 碰撞分析通常是在不考虑成形结果的情况下采用网格系统完成的成形分析。如果考虑成形结果，即考虑分析结果的准确性和可靠性，那么用于成形分析的网格系统可能会直接应用于碰撞分析来分析其效率。成形分析后，在没有重组合的情况下直接进行碰撞分析从而导致网格系统有很多网格发生了严重的扭曲和变形。一种补救的方法就是创建一个新的网格系统，另一种方法就 是成形分析之后修正网格系统。如果重组合过程能够成功应用，应用后一种方法将非常有效。作为一种有效的重组合过程，规则化方法可以把变形网格转换成一个新的正方形中去。本例中，构件主板部分被命名为强化板，如图 10所示，它被选择来进行碰撞分析。在成形分析后的构件的局部变形区域，不规则的有限元通过如图 11所示的规则化方法修正成规则的单体，这个坐标网系统就用在碰撞分析中，如图 12所示。 使用坐标网系统的碰撞分析可以在不影响分析结果准确性的前提下通 过选择更大的时间间隔完成，如图 13所示。和原来的网格系统的计算时间比较，碰撞分析的时间减少了 40%， 分析结果在所用时间和计算结果的准确性方面都是较 好的，并且还证明了坐标网系统可以有效的提高数字分析效率。 4 结论 坐标网方法是一种新推出的用来提高有限元分析板材成形性能的方法。在板材成形分析中的网格变形如此严重，导致后来的分析困难或得到的结果不准确，但是现行的这种坐标网分析法对于重组合又最小作用，还可以避免上述情况。在逐渐增加的分析中或多级成形的下一级分析中，坐标 网格可以完成。从板材成形模拟中可以获得成形构件的断裂分析，当坐标网可以完成这些时，它也证明了使用坐标网分析性能得到很大提高。数字结果既证实了用坐标网分析法的有效性和效率性又证明了结果的准确性。 参考文献： 1 N. A of 41 (1983) 2945. 2 of 55 (1986) 181197. 3 P. A. A to 176 (1999) 215229. 4 A 3, 1982, 2934. 5 of an J. 29 (1990) 15511567. 6 on 31 (1989) 421426. 7 E. J. A to of J. 32 (1991) 849866. 8 On of in 11 (1992) 307336. 9 A. A 75 (2000) 507513. 10 L. W. 2nd 1997. I 诚 信 声 明 本人 声明 ： 1、 本人所呈交的毕业 设计（ 论文 ） 是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果 ； 2、 据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经 公开 发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料 ； 3、 我承诺， 本人提交的 毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名： 日期： 年 月 日 业 设计（ 论文 ） 任务书 题目： _ 姓名 _学 院 _专业 _ 班级 _ 学号 _ 指导老师 _职称 _ 教研室主任 _ 一、 基本任务及要求： _查阅 20篇以上参考文献，设计一 400完成总装图和规定的零部件图，并按规定格式撰写文献综述、开题报告、毕业设计说明书。要求：方案可行，机构合理，经济实用，并满足给定的以下设计技术条件。参数：公称压力 :4000大工作压力： 25口高度： 1400滑块最大行程： 800作台面有效尺寸（长 1200 _ _ _ _ _ 二、 进度安排及完成时间： _液压机的总体设计 ， 液压机液压系统设计，各部分的基本尺寸的计算和验证， 部件装配图、零件图设计及三维建模。 _ _ _ _ _ 录 摘 要 . . 1 第 1章 绪论 . 2 压机的概述 . 2 . 3 . 3 压系统的设计步骤与设计要求 . 4 . 5 第 2章 400T 液压机整体方案的拟定 . 6 计思路 . 6 . 7 动作分析 . 8 . 10 . 10 . 11 . 11 构 . 11 . 12 . 13 . 13 . 13 . 13 . 14 . 14 . 15 . 16 第 3章 400T 液压机液压系统的计算 . 17 计主要技术参数 . 17 压缸的设计 . 17 绘制液压缸速度循环图 、负载图 . 17 压缸的效率 . 17 压缸缸径的计算 . 17 的确定 . 18 体长度的确定 . 19 . 19 塞杆强度和液压缸稳定性计算 . 20 . 22 筒的加工要求 . 24 . 24 缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算 . 25 . 27 第 4章 400T 液 压机液压系统液压元件的选择 . 29 . 29 泵工作压力的确定 . 29 泵流量的确定 . 29 泵电机功率的确定 . 30 压元件的选择 . 31 管的选择 . 32 第 5章 验算液压系统性能 . 34 力损失的验算及泵压力的调整 . 34 压系统的发热和温升验算 . 36 第 6章 液压站的设计 . 38 . 38 箱设计 . 38 . 38 箱容积的验算 . 39 箱的结构设计 . 41 压站的结构设计 . 43 压泵的安装方式 . 43 助元件 . 46 油器 . 46 V 气滤清器 . 47 位计 . 48 压油 . 49 结论 . 50 致 谢 . 51 参考文献 . 52 南工程大学本科毕业设计（说明书） 南工程大学本科毕业设计（说明书） 要 液压机（又名：油压机）液压机是一 种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。 液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 本人系统学习了液压系统技术的知识，查阅了一些相关的文献资料，在此基础上，结合本人的设想和设计工作中 需要解决的任务，主要进行了以下几项工作： （ 1）拟定 400T 液压机液压液压原理图。 （ 2）完成 400T 液压机油缸的设计。 （ 3）完成 400T 液压机液压站的设计。 （ 4）对液压系统进行校核设计 （ 5） 完成对 400T 液压机整体三维建模设计 关键词 ： 400T 液压机，油缸，液压系统 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 1 is a to of It is is a of to of at To we of to of to of I am of of to of on to my is as (1) 00T (2) 00T (3) to 00T (4) of 5) of 00T 400T 南工程大学本科毕业设计（说明书） 2 第 1 章 绪论 压机 的概述 液压机（又名：油压机）液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。 它的原理是利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械，种类很多。当然，用途也根据需要是多种多样的。如按传递压强的液体种类来分，有油压机和水压机两大类。 水压机产生的总压力较大，常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具，而自由锻水压机 不用模具。我国制造的第一台万吨水压机就是自由锻造水压机。 液压机设备维修与保养 1每次开机应空负荷运转 5 分钟，（冬季可加长时间，不低于 30 分钟），方可正常工作。 2新设备在使用一星期以后需将全部油路滤清一次，并清洗油箱，然后依据机 器工作的负荷情况， 6 个月更换一次油液，清洗一次油箱。 3使用过程中严禁由于系统发热而将油箱盖或注油孔打开。压力表开关压力调整完毕后，应关闭（禁止长期开启压力表开关，损坏压力表）。 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 3 压概况 当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制、数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面，更日益显示出显著的成绩。从 17 世纪中叶巴斯卡提出静压传递原理、 18 世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，也已有二三百年历史了。近代液压传动在工业上的真正推广使用只是本世纪中叶以后的事，至于它和微电子技术密切结合，得以在尽可能小的空间内传递出尽可能大的功率并加以精确控制，更是近 10 年内出现的新事物。 我国的液压工业开始于本世纪 50 年代，其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。自 1964 年从国外引进一些液压元件生产技术、同时进行自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。 80 年代起更加速了对西方先进液 压产品和技术的有计划引进、消化、吸收和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量、经济效益、人才培训、研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。 压工作原理 驱动的液压系统，它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管组成。它的工作原理：液压泵由电动机带动旋转后，从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵，当它从泵中输出进入压力管后，将换向阀手柄、开停手柄方向往内的状态下，通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞和工作台向右移动。这时，液压缸右腔的油经换 向阀和回油管排回油箱。为了克服移动工作台时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由液压缸中的油液压力产生的。要克服的阻力越大，缸中的油液压力越高；反之压力就越低。输入液压缸的油液是通过节流阀调节的，液压泵输出的多余的油液须经溢流阀和回油管排回油箱，这只有在压力支管中的油液压力对溢流阀钢球的作用力等于或略大于溢流阀中弹簧的预紧力时，油液才能顶开溢流阀中的钢球流回油箱。所以，在系统中液压泵出口处的油液压力是由溢流阀决定的，它和缸中的油液压力不一样大。 液压传动有以下一些优点： 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 4 在同等的体积 下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力，因为液压系统中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出 3040 倍。在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的 12%左右。 液压装置工作比较平稳。由于重量轻、惯性小、反应快，液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向。液压装置的换向频率，在实现往复回转运动时可达 500 次 /现往复直线运动时可达 1000 次 / 液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达 2000），它还可以在运行的过程中进行调速。 液压传动易于 自动化，这是因为它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制的缘故。当将液压控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时，整个传动装置能实现很复杂的顺序动作，接受远程控制。液压装置易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在失速状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。液压件能自行润滑，使用寿命较长。由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压元件的排列布置也具有较大的机动性。用液压传动来实现直线运动远比用机械传动简单。 液压传动的缺点是 ： 液压传动不能保证严格的传动化，这是由液压油液的可压缩性和泄漏等原因造成的。液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失、泄漏损失等），长距离传动时更是如此。液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响，因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。为了减少泄漏，液压元件在制造精度上的要求较高，因此它的造价较贵，而且对油液的污染比较敏感。液压传动要求有单独的能源。液压传动出现故障时不易找出原因。 压系统的设计步骤与设计要求 液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要 同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 5 论文研究的主要内容 本人系统学习了液压系统技术的知识，查阅了一些相关的文献资料，在此基础上，结合本人的设想和设计工作中需要解决的任务，主要进行了以下几项工作： （ 1） 拟定 400T 液压机 液压液压原理图。 （ 2） 完成 400T 液压机 油缸的设计。 （ 3） 完成 400T 液压机 液压站的设计。 （ 4）对液压系统进行校核设计 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 6 第 2 章 400T 液压机 整体方案的拟定 计思路 典型的四柱液压机主要由机身 (包括上、下横梁及立柱 )、活动横梁、顶出机构、工作油缸、液压传动及电气控制系统等组成。工作油缸安装在上横梁上，活塞与活动横梁相连，并以立柱为导向上下移动。便于操作和装料，液压机一般采用立式开闭模的形式。可以用下列方式进行分类。 一、按动作方式分类 工作油缸装于机身上部，油缸活塞从上向下移动，模具在工作台与活动横梁之间受压。由于油缸装于机器上方，工作台 (下横梁 )是固定的，装料可在工作台上进行，操作方便，而且容 易实现快速下行，所以应用非常广泛，国产塑料液压机基本是这种类型。 图）所示，工作油缸装在机身下部，上横梁固定在立柱上。油缸柱塞推动活动横梁上升，给模具施压。这种液压机重心位置低，稳定性好，油缸装在机身下部，可避免漏油污染制品。层压塑料一般采用下压式液压机。 压式液压机、铸压机等属于这种类型。二、按机身结构分类 下横梁、机座等组成稳定的机身。这种液压机工作空间大，便于四周观察和接近模具，结构简单，工艺适应性较强。但其承受偏心载荷的能 力较差，在偏心载荷下活动横梁与工作台间易产生倾斜和位移。 度高。 三、按操纵方式分类 具一般不固定在液压机上，装卸模均在机外进行。 制程序所需的时间由定时机构来控制，仅手工给模具加料。 料到取出制品和清理模具等均自动进行，因而劳动强度小，生产效率高，但制造复杂，一般仅用于大量定型制品的生产。 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 7 定液压原理图 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 8 1、 主液压泵（恒功率输出液压泵）， 2、齿轮泵， 3、电机， 4、滤油器， 5、 7、8、 22、 25、溢流阀， 6、 18、 24、电磁换向阀， 9、 21、电液压换向阀， 10、压力继电器， 11、单向阀， 12、电接触压力表， 13、 19、液控单向阀， 14、液动换向阀， 15、顺序阀， 16 上液压缸， 17、顺序阀， 20、下液压缸， 23节流器， 26、行程开关 动作分析 A、启动 ：电磁铁全断电，主泵卸荷。 主泵（恒功率输出） 电液换向阀 9 的 M 型中位 电液换向阀 21 的 K 型中位 T B、液压缸 16 活塞快速下行 ： 25电，电液换向阀 9 右位工作，道通 控制油路经 电磁换向阀 18，打开 液控单向阀 19，接通 液压缸 16 下腔与 液控单向阀 19 的通道。 进油路：主泵（恒功率输出） 电液换向阀 9 单向阀 11 液压缸 16 上腔 回油路：液压缸 16 下腔 电液换向阀 9电液换向阀 21 的 K 型中位 T 液压缸活塞依靠重力快速下行：大气压油吸入阀 13 液压缸 16 上腔的负压空腔 6 活塞接触工件，开始慢速下行 （增压下行） ： 液压缸活塞碰行程开关 2 5电，切断 液压缸 16 下腔 经液控单向阀 19 快速回油通路，上腔压力升高，同时切断（大气压油 吸入阀 13 上液压缸 16 上腔 ）吸油路。 进油路：主泵（恒功率输出） 电液换向阀 9 单向阀 11 液压缸 16 上腔 回油路： 液压缸 16 下腔 顺序阀 17电液换向阀 9电液换向阀 21 的 K 型中位 T D、保压： 液压缸 16 上腔压力升高达到预调压力，电接触压力表 12 发出信息， 2电，液压缸 16 进口油路切断， (单向阀 11 和吸入阀 13 的高密封性能确保液压缸 16 活塞对工件保压，利用液压缸 16 上腔压力很高，推动液动换向阀 14 下移，打开外控 顺序阀 15，防止控制油路使 吸入阀 1 误动而造成液压缸 16 上腔卸荷 ) 当液压缸 16 上腔压力降低到低于电接触压力表 12 调定压力，电接触压力表 12 又会使 2电，动力系统又会再次向液压缸 16 上腔供应压力油。 主泵（恒功率输出）主泵 电液换向阀 9 的 M 型中位 电液换向阀 21 的 K 型中位 T，主 泵卸荷 。 E、保压结束、液压缸 16 上腔 卸荷后 ： 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 9 保压时间到位，时间继电器发出信息， 1电（ 2电），液压缸 16 上腔压力很高，推动液动换向阀 14 下移，打开外控 顺序阀 15，主泵 1 电液压换向阀 9 的大部分油液经外控顺序阀 15 流回油箱，压力不足以立即打开吸入阀 13 通油箱的通道，只能先打开吸入阀 13 的卸荷阀（或叫卸荷阀的卸荷口），实现液压缸 16 上腔（只有极小部分油液经卸荷阀口回油箱）先卸荷，后通油箱的顺序动作，此时： 主泵 1 大部分油液 电液压换向阀 9外控顺序阀 15 T F、液压缸 16 活塞快速上行： 液压缸 16 上腔卸压达到吸入阀 13 开启的压力值时，液动换向阀 14 复位，外控制顺序阀 15 关闭，切断主泵 1 大部分油液 电液换向阀 9外控顺序阀 15 T 的油路，实现： 进油路：主泵 1 电液换向阀 9液控 单向阀 19 液压缸 16 下腔 回油路：液压缸 16 上腔 吸入阀 13 T G、顶出工件： 液压缸 16 活塞快速上行到位，碰行程开关 11电，电液换向阀 9 复位，4电，电液换向阀 21 右位工作 进油路：主泵 1 电液换向阀 9 的 M 型中位 电液换向阀 21 液压缸 20 下腔 回油路：液压缸 20 上腔 电液换向阀 21 T H、 顶出活塞退回： 3电， 4电，电液换向阀 21 左位工作 进油路：主泵 1 电液换向阀 9 的 M 型中位 电液换向阀 21 液压缸 20 有杆腔 回油路：液压缸 20 无杆腔 电液换向阀 21 T K、压边浮动拉伸： 薄板拉伸时，要求顶出液压缸 20 无杆腔保持一定的压力，以便液压缸 20 活塞能随液压缸 16 活塞驱动动模一同下行对薄板进行拉伸， 4电，电液压换向阀 21 右位工作， 6电，电磁阀 24 工作，溢流阀 25 调节液压缸 20 无杆腔油垫工作压力。 进油路：主泵 1 电液换向阀 9 的 M 型中位 电液换向阀 21 液压缸 20 无杆腔 吸油 路：大气压油 电液压换向阀 21 填补液压缸 20 有杆腔的负压空腔 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 10 图 2主机结构图 30主要特点是加工工艺性较其他类型结构简单。图 2的机身是由上横梁、滑块 、下横梁、四根立柱和加热板组成，机身由底座支撑。工作缸安装在上横梁内，活动横梁与工作缸的活塞联接成一整体，以立柱为导向上下运动，并传递工作缸内产生之力量，对磨具进行冲压加工。由于机身联接成一整体框架，故机身承受整个工作力量。活动横梁与工作缸的活塞联接成一整体，以立柱为导向上下运动，并传递工作缸内产生之力量，对磨具进行冲压加工。由于机身联接成一整体框架，故机身承受整个工作力量。 横梁结构 构形式 上横梁位于立柱上部，用于安装工作缸，承受工作缸的反作用力。亦可安装回程缸及其他辅助装置。由于主 机规格是 30T，属于小型冲压机，上横梁不设计成上下封闭的厢式结构，直接采用 45 钢钢板结构，便于加工和生产。 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 11 状尺寸要求 上横梁通过立柱联接成机身上半部，并安装工作油缸。为使其组成的空间合乎要求，以及活塞运行平稳，因此要求上横梁安装油缸孔的轴线与安装油缸的台肩平面应垂直，上横梁与调节螺母接触面与主油缸台肩接触应平行，以及立柱穿过孔的上下平面应平行等等。结合生产情况，具体要求为： 1. 安装主油缸孔的轴线与油缸台肩贴合平面不垂直度允差 000 毫米。 2. 调节螺母接触平面 与油缸台肩贴合平面的不平行度允差 000 毫米。 3. 锁紧螺母接触面与调节螺母接触面（立柱穿过孔的上平面与下平面）间不平度允差 000毫米。 4. 油缸锁紧螺母平面与油缸台肩贴合平面间不平行度允差 000 毫米。 5. 与油缸外圆配合公差为 H7/6. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直径大 2米。 横梁与油缸的联接方式 依靠法兰盘固定油缸，如图 2示 油缸加压时，油缸台肩传递 反作用力于横梁，法兰盘不受反作用力的作用，只有当油缸回程工作时，回程力作用于法兰盘上。故法兰盘的强度只需满足回程力要求即可。油缸为柱塞式时，法兰盘仅承受部件的重量。 块结构 活动横梁的主要作用为：与主油缸活塞杆联接传递冲压机的压力；通过导向套沿立柱导向面上下往复运动；安装与固定模具及工具等。因此需要有较好的强度、刚度及导向结构。 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 12 图 2用法兰盘固定的结构 构形式 图 2滑块结构图 活动横梁选用材料与上横梁、下横梁相同，常采用同样的材料来制造，以使毛坯的制造工艺相类似、便于制造。 活动横梁的结构设计除考虑导向精度要求外，还应根据压制工艺中的承载要求来决定。 根据压制工艺性质，导向部分应有一定的高度，以保证足够的精度。一般情况下，湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 13 导向部分高度不应小于活塞行程的二分之一。 状尺寸要求 活动横梁是冲压机主要运动部件，为保证冲压机符合精度要求，因此，要求四立柱导向套 孔轴线应相互平行，它应与联接活塞杆孔的中心线平行；上述这些 孔轴线都应与活动横梁下平面相垂直；与活塞杆接触平面对下平面亦可要求平行等。结合生产情况具体要求为： 1. 联接活塞杆孔轴线与四立柱孔轴应互相平行，其不平度允差 000 毫米。 2. 活动横梁下平面不平直度，按 准允差为 000毫米。 3. 联接活塞杆孔轴线与四立柱孔轴线对下平面不垂直度允差 000毫米。 4. 下平面对上平面（与活塞杆贴合平面）不平行度允差 000毫米。 5. 四立柱孔中心距公差 ，前后、左右均为 6. 四立柱孔与导套外圆配合精度为 H7/心孔与活塞杆外圆配合精度为H7/ 横梁结构 构形式 下横梁是主机的安装基础。台面上固定加热板，工作中承受机器本体的重量及全部载荷。下横梁所选用的材料以及其结构形式与上横梁相同。图 2料选用 45钢。 状尺寸要求 下横梁是整机的基础性零件，是安装加热板的基准。因此，对工作台面的不平度、各部件安装定位基面均应有必要地技术要求。根据生产情况，具体要求为 : 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 14 1. 工作台台面不平直度，按 000毫米。 2. 立柱锁紧螺母之贴合平面与工作台台面间不平行度允差小于 000 毫米。 3. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直径大 2米左右。 柱结构 立柱是四柱式冲压机重要的支撑件和受力件，同时又是活动横梁的导向基准。因此，立柱应有足够的强度与刚度，导向表面应有足够的精度、光洁度和必要地硬度。 图 2下横梁结构图 构形式 立柱与上横梁、工作 台的联接方式是表明立柱结构的主要特征。在选择立柱结构时，应考虑到它与上横梁、工作台间应可靠预紧、安装方便和便于调整机器的精度。 图 2柱结构，两梁都用调节螺母支承，用锁紧螺母上下加以锁紧。 四螺母结构组成零件多。由于调节螺母起立柱台肩的支撑作用，且可调整两梁的支湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 15 撑距离，对立柱有关轴向尺寸要求不严格，紧固较容易。但对立柱螺纹精度（与立柱轴线的平行度）以及调整螺母精度（调节螺母的螺纹对于上下横梁贴合面垂直度）要求较高。机器精度调整较麻烦。 状尺寸要求 立柱为冲压机的重要零件，是活动横梁的 导向基准。结合生产情况，具体要求为： 1. 立柱导向面轴线不平直度允差 000 毫米。 2. 材料选用 45锻钢件。毛坯应正火处理，消除锻造过程的内应力。 3. 立柱导向表面应进行热处理，表面硬度不低于 可进行表面镀硬铬处理，镀层厚度为 米。 图 2立柱结构图 湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 16 座结构 底座安装于工作台下部，与基础相联。底座仅承受机器的总重量。底座高度由正常压制制件时人的操作高度来定。底座材料。主要考虑到 外形的美观，对精度无要求。如图 2 图 2底座结构图湖南工程大学本科毕业设计（说明书） 17 第
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