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冲压机床液压控制系统设计包含有CAD文件,冲压,机床,液压,控制系统,设计,含有,CAD,文件
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南京理工大学泰州科技学院毕业设计（论文）开题报告专 业：机械工程及自动化学 生 姓 名：陆辉学 号：05010127设计(论文)题目：冲压机床液压控制系统设计指 导 教 师:张卫 2009 年 3 月 22 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 本文首先介绍了四柱式冲压机床的组成及特点，其次阐述了冲压机床液压控制系统的组成及其工作方式，最后总结了AMESim这一液压系统仿真设计方法。关键词 冲压机床 液压控制系统 AEMSim 1 冲压机床冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。20世纪初，美国福特汽车的工业化生产大大推动了冲术的研究和发展1。冲压加工是利用金属模具将钢材或坯料分离或变形的工艺方法。具有操作简单、生产效率高、尺寸和形状精度高、能冲制复杂零件、容易实现机械化和自动化等优点。广泛应用于汽车、拖拉机、电机、电器仪表、轻工等制造行业中。其中便携式多功能手动铝合金冲压机床具有结构简单、紧凑、体积小、重量轻、便于携带、使用方便、成本低、应用范围广等特点2。冲压机床种类繁多，四柱式冲压机床一般特点是在底座上设置有冲槽和冲孔凹槽，在底座上还设置有两个的导向立板，曲轴设置在导向立板的孔中，曲轴的偏心部分限位在两个导向立板之间，曲轴偏心部分的外侧装有导向滑块，在导向滑块上镶嵌有与冲槽和冲孔凹槽相对应的冲槽和冲孔凸模。冲压机床包括机械结构，液压机，电控设备等。其中，液压机的结构形式很多，以四柱式液压机最为常见。液压机是一种可用于加工金属，塑料，木材，皮革，橡胶等各种材料的压力加工机械，能完成锻压，冲压，折边，冷挤，校直，弯曲，成形，打包等多种工艺，具有压力和速度可大范围无级调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力等许多优点，因而用途十分广泛6。2 冲压机床液压控制系统2.1 冲压机床液压控制系统组成执行元件采用液压元件，用液体作传递能量的工作介质的控制系统称做液压控制系统。液压压力机（简称液压机）是压力机的一种类型，它通过液压系统产生很大的静压力实现对工件进行挤压、校直、冷弯等加工。液压机的结构类型有单柱式、三柱时、四柱式等形式，其中以四柱式液压机最为典型，它主要由横梁、导柱、工作台、上滑块和下滑块顶出机构等部件组成3711。2.2 冲压机床液压机工作方式液压机的主要运动是上滑块机构和下滑块顶出机构的运动，上滑块机构由主液压缸(上缸)驱动，顶出机构由辅助液压缸(下缸)驱动。液压机的上滑块机构通过四个导柱导向、主缸驱动，实现上滑块机构“快速下行慢速加压保压延时快速回程原位停止”的动作循环。下缸布置在工作台中间孔内，驱动下滑快顶出机构实现“向上顶出向下退回”或“浮动压边下行停止顶出”的两种动作循环。液压机液压系统以压力控制为主，系统具有高压、大流量、大功率的特点。如何提高系统效率，防止系统产生液压冲击是该系统设计中需要注意的问题48。2.3 常见冲压机床液压控制系统设计JG21-160冲床的滑块由液压缸驱动，用于工件的冲剪加工，可以实现滑块快速下降冲剪下降快速上升停止的工作循环67。液压机的液压控制系统原理图如图 1所示。上滑块由主缸驱动实现加压，下滑块由下缸驱动实现顶出。系统有两个泵，主泵为恒功率变量泵，最高工作压力由溢流阀8的远程调压阀9调定。辅助泵2是低压小流量定量泵，用于供应液动阀的控制油。各个行程的动作如下：（1）启动 液压泵电机启动时，全部换向阀的电磁铁处于断电状态，泵输出的油经三位四通电液换向阀10（中位）及阀4（中位）流回油箱，泵空载启动。活动横梁空程快速下降，电磁铁1YA及5YA通电，阀10及阀11换至右位，控制油经电磁换向阀11（右位），打开液控单向阀12，主工作腔下腔油经阀12、阀10（右位）及阀4（中位）排回邮箱，动梁在重力作用下快速下降，此时主工作缸上腔形成负压，上部油箱的低压油经充液阀14向主缸上腔充液，同时泵输出的油也经阀10及单向阀15进入主缸上腔。进油路：泵3阀10右位阀15主缸上腔回油路：主缸下腔阀12阀10右位阀4中位油箱1-控制泵组 2-主电机 3-液压泵 4、10-电液换向阀 5、7、8-溢流阀 6-节流阀 9-远程调压阀 11、15-电磁换向阀 12-液控单向阀 13-支承阀 14-充液阀 16-单向阀 17-压力继电器图1 3150KN滑阀式一般用途液压机液压控制系统图活动横梁慢速下降及工作加压，活动横梁下降至一定位置，触动行程开关2s，使5YA断电，阀11复位，液控单向阀12关闭，主缸下腔油须经支承阀13排回油箱，活动横梁不再靠重力作用下降，必须依靠泵输出的压力油对活塞加压，才能使活动横梁下降，活动横梁下降速度减慢，此时，活动横梁的速度取决于泵的供油量，改变泵的流量即可调节活动横梁的运动速度。在工作加压过程中，主工作缸内油压取决于工件的变形阻力。进油路：泵3阀10右位阀15主缸上腔回油路：主缸下腔阀13阀10右位阀4中位油箱（2）保压 电磁铁6YA通电，阀15接通油箱；1YA断电，利用单向阀15及充液阀14之锥面，对主缸上腔油密封，依靠油液及机架的弹性进行保压。若主缸上腔油压降低，低到一定值时，压力继电器16发出讯号，使电磁铁1YA通电，泵向主缸上腔供油，使油压升高，保持保压压力。而当油压超过一定值时，压力继电器16又发讯号，使1YA断电，液压泵停止向主缸上腔供油，油压不再升高。（3）快速回程 电磁铁6YA断，2YA通电，阀10换至左位，压力油经阀10（左位）使充液阀14开启，主缸上腔油经阀14排回油箱，压力油经阀12进入主缸下腔，推动活塞上行，活动横梁快速回程。进油路：泵3阀10左位阀12主缸下腔回油路：主缸上腔阀14油箱（4）浮动压边 当需要利用顶出缸为板料拉伸进行压边时，可先令电磁铁3YA通电，阀4换至左位，压力油经阀10（中位）及阀4（左位）进入顶出缸下腔。顶出缸上腔油经阀4（左位）排回油箱，顶出活塞上行，当压靠压边圈后，令3YA断电。坯料进行反拉伸时，顶出缸活塞在动梁压力作用下，随动梁一起下降。顶出缸下腔油经节流阀6及溢流阀5排回油箱，由于节流阀6存在一定节流阻力，因而产生一定油压，相应使顶出缸活塞上产生一定的压边力。调节溢流阀5即可改变此浮动压边力。顶出器顶出及退回，电磁铁3YA通电，阀4换至左位，顶出缸活塞上行，顶出。进油路：泵3阀10中位阀4左位顶缸下腔回油路：顶缸上腔阀4左位油箱而电磁铁4YA通电，阀4换至右位，则顶出缸活塞下行，退回。进油路：泵3阀10中位阀4右位顶缸上腔回油路：顶缸下腔阀4左位油箱（6）停止 全部电磁铁处于断电状态，阀4和阀10处于中位，液压泵3输出的油经阀10（中位）及阀4（中位）排回油箱，泵卸荷。液控单向阀12将主工作缸下腔封闭，支承活动横梁悬空，停止不动。（7）其他 溢流阀8及远程调压阀9作为系统安全调压用，溢流阀7则作为顶出缸下腔安全限压用14。3 液压控制系统仿真设计方法作为一种多学科领域复杂系统建模仿真解决方案，AMESim（Advanced Modeling Environment for Simulation of engineering systems）提供了一个系统工程设计的完整平台，使用户得以建立复杂的多学科领域系统的模型，并在此基础上进行仿真计算和深入的分析。用户可以在AMESim平台上研究任何元件或系统的稳态和动态性能，如在燃油喷射、制动系统、动力传动、机电系统和冷却系统中的应用。工程设计师完全可以应用集成的一整套AMESim应用库来设计一个系统，所有这些来自不同物理领域的模型都是经过严格测试和实验验证的，AMESim可让工程师迅速达到建模仿真的最终目标，使用户从繁琐和高度专业的数学建模中解放出来，从而专注于物理系统本身的设计69。AMESim正处于不断的快速发展中，AMESim软件目前在中国销售的主要产品模块有：4个操作平台、1个三维动画前后处理工具、28个应用模型库（共有3,500个模型）、5个接口工具、1个优化设计工具包以及10个实时仿真代码生成功能。现有的应用模型库有：机械库、信号控制库、液压库（包括管道模型）、液压元件设计库、液阻库、注油库 （如润滑系统）、气动库 （包括管道模型）、气动元件设计库、热库、热液压库、热液压元件设计库、热气动库、冷却系统库、二相流库、空气调节库、电磁库、电机及驱动库、IFP整车性能库/驾驶库、IFP发动机库、IFP排放库、IFP C3D三维燃烧计算功能、平面机构库、动力传动库、车辆动力学库、换热器布置工具库、混合气体库、湿空气库。作为在设计过程中的一个主要工具，AMESim还具有与其它软件包丰富的接口，例如Simulink、Adams、LabVIEW、Simpac、Flux2D、RTLab、dSPACE、iSIGHT等等1012。4 总结本课题即针对3150KN四柱式冲压机床液压控制系统设计需求，基于AMESim进行冲压机床液压控制系统设计并对关键部件进行数字建模仿真，完成动态仿真实验，实现帮助企业实现冲压机床液压系统优化的目的。参 考 文 献 1 郭成，储家佑. 现代冲压技术手册M. 北京: 中国标准出版社，2005.2 程燕军，柳舟通. 冲压与塑料成型设备M. 北京: 科学出版社，2005.3 李永堂，雷步芳，高雨茁. 液压系统建模与仿真M. 北京: 冶金工业出版社，2003.4 张利平. 液压控制系统及设计M. 北京：化学工业出版社，2006.5 李华聪，李吉. 机械/液压系统建模仿真软件AMEsimJ. 计算机仿真, 2006，(12): 294-298.6 王平, 叶晓苇. 冲床加工设备及自动化M. 武汉：华中科技大学出版社，2006.7 俞新陆，杨津光. 液压机的结构与控制M. 北京：机械工程出版社，1997.8 俞新陆. 液压机的设计与应用M. 北京: 机械工业出版社, 2006.9 付永领，祁晓野. AMEsim系统建模和仿真从入门到精通M. 北京：北京航天航空大学出版社，2006. 10 苏东海，于江华.液压仿真新技术AMEsim及应用J.机械工程.2006，(11):35-37. 11 卢长耿, 李金良. 液压控制系统的分析与设计M. 北京:煤炭工业出版社, 1991.12 刘海丽，李华聪.液压机械系统建模仿真软件AMEsim及其应用J.机床与液压,2006，(6):124-126.13 边海岸, 戴双献. 四柱式万能液压机液压系统原理研究J.中国机械工程师, 2007, (7): 92-93. 14 王积伟, 章宏甲. 液压与气压传动M.机械工业出版社,2007.15 李玉琳. 液压元件与系统设计M.北京:北京航空航天大学出版社,2002. 毕 业 设 计（论 文）任 务 书本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题针对企业需求，首先研究3150KN四柱式冲压机床液压控制系统的组成，进而基于AMESim进行冲压机床液压控制系统设计并对关键部件进行数字建模仿真，并完成动态仿真实验，实现帮助企业实现冲压机床液压系统优化的目的。原始数据具体要求如下：3150KN液压机基本参数为：公称力：3150KN，顶出力：630KN，液体最大工作压力：25MPa，滑块行程：800mm，顶出行程：300mm，开口高度：1250mm，工作台面有效尺寸左右前后：基型11201120mm2技术要求具体要求如下：滑块行程速度：快速下行V1 150mm/s，慢速下行V2 25mm/s，工作V310mm/s，回程V4 80mm/s，顶缸顶出及退回速度V5 50mm/s工作要求具体要求如下：（1）对3150KN四柱式液压控制系统进行需求分析并进行总体设计；（2）进行机床液压控制系统系统的详细设计，计算并确定液压系统各部分的尺寸，其中主要包括油缸尺寸和液压泵规格的确定和各个阀的选型；（3）运用AMESim软件对所设计的机床液压控制系统进行仿真调试，解决换向压力冲击大和回程速度慢的问题；（4）按要求提供设计文档及毕业设计论文。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”
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