毕业论文终稿-16MN双动液压机上梁设计[下载送CAD图纸 全套打包资料]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑大学毕业设计（论文）题目16MN双动液压机液压机上梁设计工学院（系）机械设计制造及其自动化专业11班学生姓名学号指导教师签字日期2015年5月需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763I目录摘要IIIABSTRACTIV第一章绪论111压力机发展的概况112液压机工作原理1121液压机功能简介1122液压机的工作原理2123液压机的组成213液压传动的优缺点及应用4131液压传动的优缺点4132液压机的发展趋势414主要设计内容和要求5141主要设计参数5142设计内容5第二章液压机总体结构设计621总体布局622立柱设计623底座设计1124横梁设计11241上横梁结构11242活动横梁结构11243下横梁结构1225液压缸设计12251液压缸的结构设计12252液压缸设计计算与校核14第三章上梁的设计与校核1931上梁的结构及尺寸设计1932上梁的强度计算20需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763II321上梁的受力分析20322上梁的强度校核2133上梁的刚度计算25331上梁的刚度计算公式25332上梁的刚度校核2634上梁的稳定性计算26第四章上梁加工工艺设计2741上梁的作用2742上梁的工艺分析27421技术要求分析27422加工方法2843上梁工艺规程设计28431零件的生产类型28432零件各表面加工顺序的确定29433切削用量的选择29434数据计算30总结42参考文献43致谢44英文文献翻译45需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763III摘要液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备，广泛用于金属锻压、冷挤压、粉末冶金以及金属、橡胶和塑料等成型制品加工的压力机械，也是最早应用液压技术的机械之一。其主要由机身、底座、上横梁、活动梁、立柱、液压缸、液压系统等构成。本次设计主要针对16MN双动液压机上梁进行设计。首先，通过对液压机结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了液压机的总体结构设计方案；接着，重点对上梁结构尺寸、强度、刚度、稳定性进行了设计计算；最后，通过SOLIDWORKS三维设计软件及AUTOCAD软件设计了液压机上梁的三维实体模型、装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用SOLIDWORKS及AUTOCAD软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词液压机，上梁，设计，校核需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IVABSTRACTHYDRAULICMACHINEISTHEUSEOFHYDRAULICDRIVETECHNOLOGYEQUIPMENTPRESSUREPROCESSING,WIDELYUSEDINMETALFORGING,COLDEXTRUSION,POWDERMETALLURGYANDMETAL,RUBBERANDPLASTICMOLDINGPRODUCTSPROCESSINGPRESSUREMACHINE,ISTHEFIRSTAPPLICATIONOFHYDRAULICTECHNOLOGYMACHINERYWHICHISMAINLYCOMPOSEDOFTHEBODY,THEBASE,ONTHEBEAM,WALKINGBEAM,COLUMN,HYDRAULICCYLINDERS,HYDRAULICSYSTEMSANDOTHERACCESSORIESTHEDESIGNFOCUSEDON16MNDOUBLEACTINGHYDRAULICBEAMDESIGNFIRST,BYPERFORMINGTHEHYDRAULICMACHINESTRUCTUREANDPRINCIPLESOFANALYSIS,THISANALYSISPRESENTSTHEOVERALLSTRUCTUREDESIGNOFHYDRAULICMACHINEBASISTHEN,FOCUSINGONTHEBEAMSTRUCTURESIZE,STRENGTH,STIFFNESS,STABILITYOFTHEDESIGNCALCULATIONSANDFINALLY,BYSOLIDWORKSTHREEDIMENSIONALDESIGNSOFTWAREANDAUTOCADSOFTWAREDESIGNTHREEDIMENSIONALSOLIDMODELOFAHYDRAULICMACHINEBEAMS,ASSEMBLYDRAWINGSANDMAJORCOMPONENTSFIGTHROUGHTHISDESIGN,THECONSOLIDATIONOFTHEUNIVERSITYISTHEPROFESSIONALKNOWLEDGE,SUCHASMECHANICALPRINCIPLES,MECHANICALDESIGN,MECHANICSOFMATERIALS,TOLERANCESANDINTERCHANGEABILITYTHEORY,MECHANICALDRAWINGANDTHELIKEMASTEREDTHEDESIGNOFGENERALMACHINERYPRODUCTSANDBEABLETOSKILLFULLYUSESOLIDWORKSANDAUTOCADSOFTWARE,THEFUTUREWORKOFGREATSIGNIFICANCEINLIFEKEYWORDSHYDRAULICMACHINE,BEAM,DESIGN,VERIFICATION需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763V需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VI需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VIII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IX需要CAD图纸，Q咨询414951605一章绪论11压力机发展的概况压力机的发展历史只有100年。压力机是伴随着工业革命的的进行而开始发展的，蒸汽机的出现开创了工业革命的时代，传统的锻造工艺和设备逐渐不能满足当时的要求。因此在1839年，第一台蒸汽锤出现了。此后伴随着机械制造业的迅速发展，锻件的尺寸也越来越越大，锻锤做到百吨以上，即笨重又不方便。在18591861年维也纳铁路工厂就有了第一批用于金属加工的7000KN、10000KN和12000KN的液压机，1884年英国罗切斯特首先使用了锻造钢锤用的锻造液压机，它与锻锤相比具有很好的优点，因此发展很快，在18871888年制造了一系列锻造液压机，其中包括一台40000KN的大型水压机，1893年建造了当时最大的12000KN的锻造水压机。在第二次世界大战后，为了迅速发展航空业。美国在1955年左右先后制造了两台31500KN和45000KN大型模锻水压机。近二十年来，世界各国在锻造操作机与锻造液压机联动机组，大型模锻液压机，挤压机等各种液压机方面又有了许多新的发展，自动测量和自动控制的新技术在液压机上得到了广泛的应用，机械化和自动化程度有了很大的提高。再来看一下我国的情况，在解放前，我国属于半殖民地半封建社会的国家，没有独立的工业体系，也根本没有液压机的制造工业，只有一些修配用的小型液压机。解放后我国迅速建立独立自主的完整的工业体系，同时仿造并自行设计各种液压机，同时也建立了一批这方面的科研队伍。到了六十年代，我国先后成套设计并制造了一些重型液压机，其中有300000KN的有色金属模锻水压机，120000KN有色金属挤压水压机等。特别是近十年来，又有了一些新的发展。比如，设计并制造了一批较先进的锻造水压机，并已向国外出口，与此相应的，我国也陆续制造了各种液压机的系列及零部件标准。但是，我们也应清楚地意识到我们与发达国家相比还有很大的差距，还不能满足国民经济和国防建设的需要。许多先进的设备和大型机仍需进口，目前应充分发挥我们的优势，加强我国在这方面的竞争力，这不仅是有助于我们从制造业大国向制造业强国的转变也是国家安全的需要。12液压机工作原理121液压机功能简介液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备，广泛用于金属锻压、冷挤压、粉末冶金以及金属、橡胶和塑料等成型制品加工的压力机械，也是最早应用液压技术的机械之一。与其他压力机相比，它具有压力和速度可在大范围内无极调整，可在任需要CAD图纸，Q咨询414951605位置输出全部功率和保持所需压力、结构布置灵活，各执行结构可很方便地达到所希望的动作配合等优点。压力机有多种型号规格，其压制力从几十吨到上万吨。按工作介质可分为水压机和油压机两种。用乳化液做介质的液压机，称为水压机，其压制力很大，多用于重型机械厂和造船厂等。用矿物油型液压有做介质的液压机成为油压机，产生的压智力较水压机小，在许多工业部门得到广泛的应用。122液压机的工作原理液压系统是有泵、滤芯、管路、和各种阀体组成的，最基本的要有一个液压泵提供压力，一个溢流阀防止系统压力过高及时卸荷。换向阀控制液压缸油液的流向来控制液压缸的伸缩。另外还有很多如减压阀、节流阀、液控单向阀等等是根据工作需要选择的，建议你看一下各种基本阀体的工作原理和实现功效，这样方便理解。现在机械上多数是组合阀，各种不同的阀体组合在一起实现功效，挺复杂，不过要是单纯理解原理知道他是咋干活的，不涉及到计算和研究还是很好理解的无非是两种控制一种是压力控制阀芯的开启，一种是电磁产生磁力控制阀芯的开启。液压原理图和咱们当初学电路画电路图有的一拼，但是相对更直观更好理解，因为东西都看的见摸得着。比如节流阀，你完全可以把它当成个水龙头，控制液体流量的么。开大点流量大开小点流量小四柱液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。四柱液压机的工作原理油泵把液压油输送到集成插装阀块，通过各个单向阀和溢流阀把液压油分配到油缸的上腔或者下腔，在高压油的作用下，使油缸进行运动液压机是利用液体来传递压力的设备。液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。123液压机的组成图11为一台四柱液压机系统原理基本组成。我们可以通过它进一步理解一般液压机系统应具备的基本性能和组成情况。需要CAD图纸，Q咨询41495160511四柱液压机在图11中，四柱液压机是利用液压泵将原动机的机械能通过液压控制系统换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和液压控制管路的传递进入油缸，推动固定在上横梁上的主缸带动上下活动梁来回移动，由四个立柱导向将上下模具闭合，压制所需要的工件，再于顶出缸把压制好的工件顶出。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。液压系统主要由动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。（1）动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。（2）执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。（3）控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。（4）辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷需要CAD图纸，Q咨询414951605器、管件各种管接头扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。（5）工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。13液压传动的优缺点及应用131液压传动的优缺点液压机传动与其他传动方式相比较，有如下的优点（1）液压传动能方面地实现无极调速，调速范围大。（2）在相同功率情况下，液压传动能量转换元件的体积减小，重量较轻。（3）工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。（4）便于实现过载保护，而且工作油液能使传动零件实现自润滑，故使用寿命较长。（5）操作简单，便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。（6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化。液压机传动的主要缺陷是（1）液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使传动无法保证严格的传动比。（2）液体传动有较多的能力损失（泄漏损失、摩擦损失等），故传动效率不高，不宜作远距离传动。（3）液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在很高和很低的温度下工作。（4）液压传动出现故障时不易找出原因。总的来说，液压传动的优点是十分出的，它的缺点将随着科学科技的发展而逐渐得到克服。132液压机的发展趋势（1）高速化，高效化，低能耗。提高液压机的工作效率，降低生产成本。（2）机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。（3）自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现的在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理的功能。（4）液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了管路连接，有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来方便在1964年开始从国外引进液压元件生产技术，同时自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已经形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。目前，我国机需要CAD图纸，Q咨询414951605工业在认真消化、推广从国外引进的先进液压技术的同时，大力研制开发国产液压件新产品（如高压齿轮泵、比例阀、叠加阀及新系列中高压阀等）加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准的执行性的国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差的不符合国家标准的液压件产品采取逐步淘汰的措施。可以看出，液压传动技术在我国的应用与发展已经进入了一个崭新的历史阶段。14主要设计内容和要求141主要设计参数压机结构型式三梁四柱结构公称力1600KN液体工作压力25MPA传动方式油泵直接传动活动横梁最大行程1700MM活动横梁移动速度A空程下降80MM/SMAXB回程速度60MM/S（MAX）142设计内容（1）根据所给参数设计粉末成型液压机上梁部分，其中包括1）设计上梁结构草图。2）进行各方面的强度、刚度与稳定性校核。3）对草图进行改进确定最终上梁结构如。（2）对上梁设计图进行三维实体建模并转化成工程图。（3）编写论文及翻译外文资料。需要CAD图纸，Q咨询414951605二章液压机总体结构设计21总体布局三梁四柱式上传动机架是最常见的结构形式，广泛应用于各种用途的液压机中。在这种结构中，上下横梁与立柱应组成一个刚性封闭框架，它要承受液压机的全部工作载荷，不应有任何松动，因此液压机的地基是不承受工作载荷的。图21三梁四柱式液压机22立柱设计（1）立柱设计计算先按照中心载荷进行初步核算，许用应力不应大于55，并参照同类型液AMP压机的立柱，初步定出立柱直径。需要CAD图纸，Q咨询414951605标准选取立柱螺纹。立柱螺纹区到光滑区过渡圆角应尽可能取大些，最好在3050MM之间。原设计主要参数为压机结构型式三梁四柱结构公称力1600KN液体工作压力25MPA传动方式油泵直接传动活动横梁最大行程1700MM活动横梁移动速度A空程下降80MM/SMAXB回程速度60MM/S（MAX）立柱材料为45钢，中频淬火620MPA，375MPABS中心载荷时的应力222（51）2）（DNF23041）（AMP偏心载荷静载荷合成应力由于小型液压机，可将立柱考虑为插入端的悬臂梁，M025222741963（52）12）（DNF310ME204）（3015AMP150,因此是安全的。AMP对于截面的45钢，375MPA，尺寸系数已考虑在内，立柱表面为精车，对于S正火的45钢，表面质量系数为09，因此可取为300MPA过渡圆角半径为30MM0疲劳强度校核01（53）DR300107（54）MIN2从文献【10】中查出158TKK1070（1581）141（55）需要CAD图纸，Q咨询4149516051419631044300（56）TAMPA为200MPA,因此是安全的。0立柱是四柱液压机重要的支承件和受力件，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，光洁度和必要的硬度。（2）连结形式立柱式机架是常见的机架形式，一般由4根立柱通过螺母将上、下横梁紧固地连结在一起，组成一个刚性的空间框架。在这个框架中，既安装了液压机本体的主要零部件，又在液压机工作时，承受液压机的全部工作载荷，并作为液压机运动部分的导向。整个机架的刚度与精度，在很大程度上取决于立柱与上、下横梁的连接形式与连接的紧固程度。图22中、小型液压机立柱连结形式在中、小型液压机中，常用的连结形式有以下4种（A）立柱用台肩分别支承上、下横梁，然后用外锁紧螺母上、下予以锁紧。这种结构中，上横梁下表面（工作台）上表面间的距离与平行度，全靠4根立柱台肩间尺寸的一致性来保证，因此装配简单，不需调整，装配后机架的精度也无法调整，且对立柱台肩间尺寸精度的加工要求很高。因此，这种结构仅在无精度要求的小型简易液压机中采用。（B）内外螺母式，即在立柱上分别用内、外两个螺母来固定上、下横梁，用内螺母来起上述台肩的支承作用，用外锁紧螺母上、下予以锁紧。上横梁下表面的水平度以及下横梁（工作台）上表面的水平度，两个表面之间的平行度与间距的保持，全靠安装时内螺母的调整，因此，对立柱的有关轴向尺寸要求不高，但对立柱螺纹精度（与立柱轴线的平行度）及内螺母精度（内螺母的螺纹对于上、下横梁贴合面的垂直需要CAD图纸，Q咨询414951605）要求较高，安装时调整比较麻烦。（C）在与上横梁连结处用台肩代替内螺母，精度调节和加工均不很复杂，但立柱预紧不如第2种方便。（D）与第3种形式基本相同，只是在下横梁处用台肩代替内螺母，但精度调节比第3种简便可靠。在设计中选用的是第四种连结方式。图23组合式立柱螺母（3）立柱的螺母及预紧立柱螺母一般为圆柱形，小液压机的立柱螺母是整体的，立柱直径在150MM以上时，做成组合式，由两个半螺栓紧固而成，材料用3545锻钢或铸钢。因为在设计中我选用的立柱为300MM，所以采用此种结构。立柱螺母的尺寸已有机械行业标准JB/T2001731999，螺母外径约为螺纹直径的15倍，内螺母一般与螺母等高，约为螺纹直径的09倍。25MN以下的液压机，其立柱多做成实心的，实心的立柱的两端要钻出预紧螺母用的加热孔。立柱的预紧分加热预紧与液压预紧。本次设计选用的是加热预紧方式。加热预紧比较常用的方法，为此，立柱端部应钻有加热孔，其深度应大于横梁的高度。在立柱及上横梁安装好后，先将内、外螺母冷态拧紧，然后用电热棒或通入蒸汽等加热方法使立柱端部伸长，达到一定温度后，将外螺母再向下拧过一个角度，一般是用螺母外径上一点转过的弧长来度量。立柱冷却后，就在螺母与横梁之间产生一个很大的预紧力，使螺母不易松动。加热时应注意两对角立柱同时加热。（4）立柱的导向装置活动横梁运动及工作时，一般以立柱为导向，由于活动横梁往复运动频繁，且在偏心加压时有很大的侧推力，因此，不可能让活动横梁与立柱直接接触，互相磨损，必须选择耐磨损、易更换的材料作为两者之间的导向装置。导向装置的质量直接关系到活动横梁的运动精度及被加工件的尺寸精度，也会影响到工作缸密封件与导向面的磨损情况，对模具寿命及机身的受力情况也均有影响，为此，必须合理选择导向装置的结构及配合要求。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976310图24导套导向装置可分为导套与平面导板两大类。（A）导套对于圆截面的立柱，都是在活动横梁的立柱孔中采用导套结构，又可分为圆柱面导套和球面导套。（B）圆柱面导套在活动横梁的立柱孔中，各装有上、下两个导套，它们由两半组成，为了拆装方便，两半导套的剖分面最好有的斜度，导套两端装有防尘用的毡垫。这种导套053结构简单，制造方便。本次设计中采用这种形式的导套。导套的材料计算导套材料一般采用铸锡青铜ZQSN663，小液压机也有用铁基粉末冶金的。导套比压Q的计算102DCT133MPA满足要求（57）2386QQ式中T机架计算中求得立柱上的侧推力（N）D导套内孔直径MC导套高度（M）Q许用比压（MPA），对于ZQSN663，Q68MPA（5）限程套为防止运动部分超程，有些液压机在下横梁的4个立柱上安装限程套，一般为对开式，上、下两端应平行，4个限程套高度应一致，内孔比立柱直径大12MM，用铸铁制造。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976311图25立柱安装限程套23底座设计底座安装于工作台下部，与基础相连。底座仅承受机器之总重量。底座材料可选用铸铁件或焊接结构。主要考虑到外形的美观，对精度无要求。24横梁设计241上横梁结构横梁由铸造制成，目前以铸造为多，一般采用ZG35B铸钢。横梁的宽边尺寸由立柱的宽边中心距确定，上梁和活动梁的窄边尺寸应尽可能小些，以便锻造天车的吊钩容易接近液压机中心，梁的中间高度则由强度确定。设计上横梁时，为了减轻重量，根据“等强度梁”的概念，设计成图所示的不等高梁，即立柱柱套处的高度H小于中间截面的高度H。但在过渡区A处会有应力集中。由于上横梁外形尺寸很大，为了节约金属和减轻重量，尽量使各个尺寸在允许的范围内降到最小。梁体做成箱形结构，在安装缸的地方做成圆筒形，安装立柱的地方做成方筒形，中间加设筋板，以提高刚度，降低局部应力。图26梁的不等高结构242活动横梁结构（1）活动横梁的主要作用需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976312与工作缸柱塞杆连接传递液压机的压力，通过导向套沿立柱导向面上下往复运动安装固定模具及工具等。因此需要有较好的强度、刚度及导向结构。活动横梁上部与工作缸柱塞相连，下部与上模座相连，梁体结构和受力状态都很复杂。当液压机工作时，高压液体作用于柱塞的力是通过活动横梁及上砧传递到锻件上而做功，活动横梁的上下运动则依靠梁与立柱的导向装置。（2）活塞杆与横梁的连接刚性连接柱塞下端插入活动横梁内。此种连接方式在偏心载时，柱塞跟随活动横梁一起倾斜，将动梁所受偏心力矩的一部分传给工缸导向套，使导向套承受侧向水平推力或一对力偶，从而加剧导向套及封的磨损。单缸液压机或三缸液压机的中间工作缸多采取此种结构。在活塞杆焊接法兰用螺钉与横梁连接，用12根M30的螺钉，达到预紧的目的。243下横梁结构下横梁的刚度要求应略严一些，以保证整个压机的刚性。下横梁直接与立柱、拉杆、工作台、回程缸和顶出器相连，梁体结构和受力状态都很复杂。对于下横梁，其设计原则与上横梁相同，是在满足相连部件最小几何尺寸要求和工艺要求的条件下，尽可能缩减其纵向、横向尺寸，这是有效提高梁的刚度、强度和减轻梁的重量应首先把握的主要原则。25液压缸设计251液压缸的结构设计（1）液压缸的类型图27双作用单活塞杆液压缸液压缸选用双作用单活塞杆液压缸，活塞在行程终了时缓冲。因为工作过程中需要往复运动，从图可见，油缸被活塞头分隔为两腔，侧面有两个进油口，因此，可以获得往复的运动。实质上起到两个柱塞缸的作用。此种结构形式的油缸，在中小型液需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976313压机上应用最广。（2）钢筒的连接结构在设计中上、顶出缸都选择法兰连接方式。这种结构简单，易加工，易装卸。主缸采用前端法兰安装，顶出缸采用后端法兰安装。缸口部分采用了Y形密封圈、导向套、O形防尘圈和锁紧装置等组成，用来密封和引导活塞杆。由于在设计中缸孔和活塞杆直径的差值不同，故缸口部分的结构也有所不同。（3）缸底结构缸底结构常应用有平底、圆底形式的整体和可拆结构形式。平底结构具有易加工、轴向长度短、结构简单等优点。所以目前整体结构中大多采用平底结构。圆底整体结构相对于平底来说受力情况较好，因此，在相同应力，重量较轻。另外，在整体铸造的结构中，圆形缸底有助于消除过渡处的铸造缺陷。但是，在液压机上所使用的油缸一般壁厚均较大，而缸底的受力总是较缸壁小。因此，上述优点就显得不太突出，这也是目前在整体结构中大多采用平底结构的一个原因。然而整体结构的共同缺点为缸孔加工工艺性差，更换密封圈时，活塞不能从缸底方向拆出，但由于较可拆式缸底结构受力情况好、结构简单、可靠，因此在中小型液压机中使用也较广。在设计中选用的是平底结构。（4）油缸放气装置通常油缸在装配后或系统内有空气进入时，使油缸内部存留一部分空气，而常常不易及时被油液带出。这样，在油缸工作过程中由于空气的可压缩性，将使活塞行程中出现振动。因此，除在系统采取密封措施、严防空气侵入外，常在油缸两腔最高处设置放气阀，排出缸内残留的空气，使油缸稳定的工作排气阀的结构形式包括整体式和组合式。在设计中选用的是整体式。整体式排气阀阀体与阀针合为一体，用螺纹与钢筒或缸盖连接，靠头部锥面起密封作用。排气时，拧松螺纹，缸内空气从锥面间隙中挤出，并经斜孔排出缸外。这种排气阀简单、方便、但螺纹与锥面密封处同心度要求较高，否则拧紧排气阀后不能密封，会造成泄露。（5）缓冲装置缓冲装置的工作原理是使钢筒低压腔内油液全部或部分通过节流把动能转换为热能，热能则由循环的油液带到液压缸外缓冲装置的结构有恒节流面积缓冲装置和变节流型缓冲装置。在设计中我采用的是恒节流面积缓冲装置，此类缓冲装置在缓冲过程中，由于其节流面积不变，故在缓冲开始时，产生的缓冲制动力很大，但很快就降低下来，最后不起什么作用，缓冲效果很差。但是在一般系列化的成品液压缸中，由于事先无法知道活塞的实际运动速度以及运动部分的质量和载荷等，因此为了使结构简单，便于设计，降低制造成本，仍需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976314多采用此种节流缓冲方式。（6）结构的基本参数确定（A）主缸的内径（注所用公式都来源于文献【10】【17】）0226M（31）1DPF1425按标准取整0220M1（B）主缸活塞杆直径0175M（32）1DPF224632105450按标准取整0180M1（C）主缸实际压力（33）实1PKND21702504621（D）主缸实际回程力（34）实2PD827610580244221（5）活塞杆直径D的校核表43活塞杆所选材料型号MPABMPASS45MNB103083594FD4103M2D005M满足要求F活塞杆上的作用力活塞杆材料的许用应力，/14B252液压缸设计计算与校核（1）筒壁厚计算与校核（A）筒壁厚计算公式01C2需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976315当03时，用使用公式D080042M0MAX32PP312520取0050M为缸筒材料强度要求的最小，M0为钢筒外径公差余量，M1C为腐蚀余量，M2试验压力，16M时，取125PMAXPPAMAXPP管内最大工作压力为25M钢筒材料的许用应力，M/NPAPB钢筒材料的抗拉强度，MBPN安全系数，通常取N5当时,材料使用不够经济,应改用高屈服强度的材料。D20（B）筒壁厚校核额定工作压力,应该低于一个极限值,以保证其安全PMPA03544MPA21350D2340外径D内径1同时额定工作压力也应该完全塑性变形的发生23320983MPARLPDLG321SLG136缸筒完全塑性的变形压力,RL材料屈服强度MPAS钢筒耐压试验压力，MPARP344413MPARLP42035需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976316（C）缸筒的暴裂压力RP236101874MPARPDLG321BLG136（2）缸筒底部计算与校核（A）缸筒底部厚度计算缸筒底部为平面时04330433MM1PDP2125853096取MM筒底厚，MM601（B）核算缸底部分强度按照平板公式即米海耶夫推荐的公式计算，缸底进油孔直径为20CM则KR0687512RK640698MPA21750P208753按这种方法计算100MPA所以安全（3）缸筒端部法兰设计与校核（A）缸筒端部法兰厚度404MM3104FBHPAR120751433取H45MM法兰外圆半径AR螺孔半径螺钉M201B螺钉中心到倒角端的长度32CM42CM485CM10CMH10CM1R2R4R1H12R37CM4725CM512321RR24458（B）校核法兰部分强度需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763170067CM123214LN6RR324LN324061435LRHRPM其中P11021102KN/CM52H521P72500335H0670367521R352131H3004214LNR258所以951MPA42013670512M62121RPHHZ325952571346917MPA满足要求依据上面公式当垫片的厚度为大于10CM时就能满足要求，为了满足横梁的强度和工艺性，垫片厚度选用25CM。因此可以推算横梁的厚度取大于25CM即满足要求。（4）螺栓的设计与校核（A）缸筒法兰连接螺钉表22螺钉所选材料型号MPABMPASS3554032017A）螺钉处的拉应力MPA45MPA6210ZD4KF6231084需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976318Z螺钉数8根K拧紧螺纹的系数变载荷取K4螺纹底径,M1DB）螺纹处的剪应力0475MPA6310Z2DKFKMPA0NSP725屈服极限安全系数5S0N（C）合成应力NMPAN234318P（B）垫片与横梁间螺钉的校核A）螺钉处的拉应力MPA38MPA6210ZD4KF623108043Z螺钉数8根K拧紧螺纹的系数变载荷取K4螺纹底径,M1DB）螺纹处的剪应力0475MPA6310Z2DKFKMPA0NSP725屈服极限安全系数5S0NC）合成应力NMPAN2331813094P需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976319第三章上梁的设计与校核31上梁的结构及尺寸设计上梁作为压力机的主要零件，大部分零部件都安装固定在上面。机身由全钢焊接的上横梁、底座和立柱组成，通过四根拉杆螺栓预紧形成整体框架。三件间通过定位套定位。此三件为压力机的主受力件，采用全钢焊接，并进行消除内应力处理，具有高的强度和刚度。同时用数控机床进行加工，保证高的加工精度。上梁结构设计应满足下列要求1上梁在满足强度、刚度的条件下，力求重量轻、节约金属。2结构力求简单，并便装于其上的所有部件、零件容易安装、调整、修理和更换。3结构设计应便于铸造或烽接和机加工。4必须有足够的底面积，保证压力机的稳定性。5结构设计应力求减少振动和噪音。6结构设计力求外形美观。上梁结构分为铸造结构和焊接结构两种。铸造结构使用材料有HT2040铸铁、QT4210球铁和ZG35铸钢等。焊接结构使用材料多为钢板，也有用16MN钢板。3A铸造结构的材料比较容易供应，消震性能较好。但重量较重，刚度较差。目前，较适合于成批生产。焊接结构与之相反，重量较轻，刚度较好，外形比较美观，但消震性能较差。当前我国钢板材料供应不足，焊接技术和工艺装备有待于进一步提高与充实，因此，只适合于单件小批生产。对于采用铸造还是焊接结构，须视各厂具体条件而定。随着工业的发展，焊接结构必然将更广泛采用。铸造结构尽量使壁厚不要有突然变化，适当加大过渡圆角，减少应力集中。结构设计需使铸造和加工方便。焊接结构尽量设计成具有对称性的截面相对称性的焊缝位置，以减少焊接变形，特别是扭曲变形。要合理布置筋板，数量不宜过多。焊缝应尽量远离应力集中区域，尽量避免用焊缝直接承受主要工作载荷。焊缝避免交叉与聚集，并考虑焊接施工方便。总结以上叙述，以及参考16MN液压压力机的上梁设计，确定了以铸造结构作为此次上梁设计的基础结构。具体的材料和机身各部分的尺寸，可查看具体的零件图。需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397632032上梁的强度计算321上梁的受力分析（A机身简图（B）上横梁受力简图（C）底座受力简图图31双点压力机上横梁和底座的受力简图图31为双点压力机上横梁和底座的受力简图。一般把上横梁和底座看成一简支梁，其跨度等于拉紧螺栓之间的距离L。上横梁的载荷是通过芯轴传递的。双点压力需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976321机的载荷可看成集中作用在两个压力点上，作用力为公称压力的二分之一，即为。2GP底座的载荷是通过垫板均匀作用在底板上，可看成3/4的长度上均布载荷Q作用，Q值为式（39）LPQG324322上梁的强度校核如图31B图，上横梁的最大弯矩为N/M式3102MAXLPMG强度计算公式为MAXLCLJYHMAXYCYJM式中上横梁中央截面的最大拉应力（PA）；L上横梁中央截面的最大压应力（PA）；Y上横梁中央截面形心至上横梁底面距离（M）；CH上横梁中央截面高度（M）；J上横梁中央截面惯性矩（M）；4上横梁许用拉应力，材料为Q235时，31539010PA；材料为LL5钢板时，40050010PA；NM16L5上横梁许用压应力，材料为Q235时，35010PA。YY5按照上述细长梁的计算方法计算上横梁的应力与实测应力有较大出入。例如，北京第二轻工机械厂生产的JB31160压力机上横梁最大拉应力按上法计算时为14210PA，而静态实测应力为20910PA，实测应力比计算的大47。动态实测应力55为24710PA，比静态的又增大了18。因此，按细长梁的计算方法计算不太合适，需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976322而从应力分布规律分析，则近似于高粱。又有上海锻压机床厂生产的5000千牛的双点压力机，上横梁计算的最大拉应力和静态实测的分别为15010PA和32010PA，也55有类似的情况。535340647107107107453804083353647632950732横梁中央危险截面结构简图需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976323129486239107134616186YYYY255390780B上横梁中央危险截面形心简图图32上横梁中央危险截面简图图32是此次设计的压力机上横梁中央危险截面的结构简图及计算形心时的简化图。（1）由图A可的危险截面的面积为A12945368582MM2A186826153636MM2A1346107144022MM32A1346107144022MM4A186907168702MM52A166680133280MM6FAAAAAA8122CM12345622计算危险截面的形心组合图形形心坐标的计算公式为需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976324，式（311）NIIIAY1NIIIAZ1由图B）可得危险截面形心Y为CMY7641392CM67C34CMY395Y86由式（311）得Y7055MMC654321AAYYY（3）计算危险截面惯性矩JZYOYD图33危险截面惯性矩坐标图任意平面图形如上图所示，其面积为A。Y轴和Z轴为图形所在平面内的坐标轴。在坐标（Y,Z）处取微积分DA，遍及整个图形面积A的积分，YIADZ2ZID2分别定义为图形对Y轴和Z轴的惯性矩。以表示微面积DA到坐标原点O的距离，下列积分APDI2因为，于是有2ZYJAPIAD2AZ2DY2YI若图形为高为H、宽为B的矩形，则需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976325，YI123BHZI所以压力机上横梁危险截面惯性矩J，可用上式计算16054CM，9569681CM1YI2354941ZI2493534105753CM，442932CM2YI68342ZI6834137409CM，21743913CM3YI1704343ZI147034137409CM，21743913CM4YI26344ZI263411565211CM，486368CM5YI17908345ZI187903471083CM,30827175CM6YI2346ZI2341203292CM12YI34YI56YI4104813982CMZI12Z34Z56Z危险截面惯性矩JJ1203292104813982YIZ1168469021168510CM4所以由（1）、（2）、（3）中的数据，可计算危险截面最大弯矩为3510NMMAXLPMG74910436危险截面最大应力为253610PA168502739352MAXJYHCL5105710PA7103AXCY5需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976326,安全LLY33上梁的刚度计算331上梁的刚度计算公式上横梁受力简图如图35（B）,其弯曲正应力的变形、弯曲剪应力的变形和总变形为M4382LLEJLPGL43082LLEJLPGMFGLGZ2LG50MLZ4382LLEJLPGFGLPG50式中为上横梁主轴中心至拉紧螺栓中心的距离（米）。332上梁的刚度校核令400010牛，L1666米，J01168米，F08122米GP342G4510牛/米,E0910牛/米。1021248721LLLEHBJF653053186094222LZ71093408220165MM10352745（）L（）135001690225MM60186801,挠度不大、刚度够。34上梁的稳定性计算由于上梁只承受弯矩，不受拉压载荷，属于简支梁结构，不属于压杆结构，因此不需要进行稳定性校核。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976327第四章上梁加工工艺设计41上梁的作用上横梁是双点机械压力机重要的基础件之一，属于箱体类零件。它支撑和包容着各类传动件，保证其运动动力进行驱动和分配，彼此按一定的传动关系进行协调的运动，因此，必须使众多的轴，套以及齿轮等零件保持其正确的位置关系。所以，上横梁加工质量的好坏直接对整台机器的精度、性能和寿命都有直接的影响。上横梁的毛坯一般采用钢板焊接的方法。上横梁的特点是梁壁较薄且不均匀，内部筋、隔较多且呈腔形，在上横梁内、外壁上有平面较多的平面和轴承支撑孔及紧固孔等，这些平面和轴承孔的精度和表面粗糙度都有较高的要求。所以，对于上横梁来说，不仅加工的部位较多，而且加工的难度也较大。为了减轻机械加工的工作量要求提高毛坯的精度，尽量减少加工余量。特别是减少孔的加工余量，对提高加工质量和劳动生产率有着重要的意义。箱体类零件加工的工艺方案主要有两种一、根据粗精分开、先粗后精的原则，对零件的主要孔和平面进行预先加工，然后进行时效处理，再进行精加工，这种方案主要适用于精密、复杂的，箱体类零件。二、是按工艺程序进行加工，主要适用于较高精度的箱体类零件加工。42上梁的工艺分析需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976328双点压力机上横梁的视图、尺寸、公差和技术要求齐全，正确。零件选用的材料为Q235，该材料能承受较大的应力（抗拉强度375460MN/）。421技术要求分析1面1、2、3、4、5、6、8、15、16表52各加工加工面的技术要求表面粗糙度（UM）平行度MM垂直度MM精度等级13200892320089332003843200285320186126005108320087151251216125122同轴孔11、13，12，14220和240、350和400、200和255同轴度为002MM，尺寸公差0046MM，表面粗糙度为RA32UM，公差等级为8级加工时最好在一次装夹下同时加工。孔11，13距底面尺寸935MM，不等高允差为01MM3轴承孔7孔表面粗糙度RA32UM,与孔14的同轴度为002MM,尺寸公差0049MM，精度等级7级4拉杆安装孔9孔表面粗糙度RA125UM,精度等级12级5导套定位孔10孔表面粗糙度RA16UM,与底面的垂直度为002MM,尺寸公差0046MM，精度等级7级422加工方法1面1、2、3、5、8粗铣半精铣精铣2面4、6、15、16粗铣精铣；3同轴孔11、13，12，14粗镗半精镗精镗；4轴承孔7粗镗半精镗精镗；5拉杆安装孔9粗镗精镗；需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763296导套定位孔10粗镗半精镗精镗金刚镗。注各加工部分见上横梁加工图（CAD图）43上梁工艺规程设计431零件的生产类型JH36400上横梁年产量Q24（台）备品率2废品率03生产纲领NQN1（1）241（12）（103）24（台）查机械制造技术基础周宏甫主编第五页，表01可知该零件为小批生产。1确定零件毛坯制造形式与选择本零件采用的材料是Q235，根据以下原则，选取毛坯的制造形式（1）毛坯制造方法应与材料的制造工艺性相适应。Q235材料适合用于铸造获得毛坯。（2）毛坯的制造方法应与生产类型相适应。本零件为小批生产，因此不需要准备模具。（3）上横梁零件的材料Q235，屈服点为215225NMM，抗拉强度S2375460NMM，毛坯质量16900，生产类型为小批生产，铸件壁厚3060，2KGM根据上述资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下铸件的基本尺寸长3990，宽1750，高1860。机械加工余量铸为MM顶面、底面和侧面为12，所以毛坯尺寸为长3990122，宽1750122，高1860122。M2定位基准的选择（1）粗基准的选择必须使重要的表面有足够的且均匀的加工余量。（2）粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。根据以上原则选轴承孔的毛坯孔为粗基准，加工上平面及定位销孔精基准选择一面两孔定位。432零件各表面加工顺序的确定1零件各表面加工原则（1）根据“基准先行”原则，应先加工定位基准，即上盖接合面和两定位孔。（2）根据“先面后孔、先粗后精”原则，应把平面加工放在孔加工之前，特别是重要表面的粗加工，更应排在前面，以便及时发现原材料的缺陷防止浪费次要表面的加需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976330工工时。2加工工艺路线的拟订方案一焊接钳时效喷丸漆划线铣镗钳镗划线钻攻钳库；方案二焊接钳时效喷丸漆划线铣钳镗划线钻攻钳