1、学士学位论文I学士学位论文弯边装置液压系统设计摘 要弯边装置属于冲压机械设备，它采用液压传动，主要应用于对板型材料弯边，如冰箱的前门板等，此弯边装置的工作目的是将 0.5mm 厚的钢板弯成槽状，其工作过程如下：接料（由气缸完成）到模具上开模竖直弯边水平弯边水平弯边缸缩回竖直弯边缸缩回定位模合拢闭模，整个工作循环要求在 20s 之内完成。它的主要工作参数有：竖直弯边缸及水平弯边缸行程均为 100mm；定位模缸的行程为 80mm。此弯边机的主要组成部分主要有泵站、床身、立柱、竖直和水平弯边部件、竖直压紧部件及定位模部件等。泵站总共有 10 个油缸组成，传动是平稳连续的。其中，竖直压紧部件是弯边装置
2、的重要组成部分，它的主要作用是压料和进行第一次冲压弯曲。本弯边装置从结构上看，元件单位传递的功率大，结构简单，布局灵活，能迅速换向和变速，元件易实现系列化和标准化。关键词 竖直弯边；水平弯边；压紧部件；定位模缸学士学位论文IIThe design of the curved side machines system of the hydraulic pressureAbstractThe curved side machine belongs to the stamping engine equipments, it adoptions hydraulic pressure to spread
3、 to move, it mainly is apply to the side of curving material of the plank type, such as the ex-door of the refrigerator plank and so on, This curved side machines work purpose is to make 0.5 mm the thick steel plate into a slot form, its work process is as follows: Receiving material(Be complete by
4、the air cylinder)Open the molding toolCurving side in uprightCurving side in levelThe level curved side urn retractThe upright curved side urn retractCose the molding tool, The whole work course requests completion in 20 seconds. Its main work parameter have: The upright curved side urn and the leve
5、l curved side urn route of travel all for the 100 mm; the route of travel of the fixed position mold urn is 80 mm. This curved side machine mainly constitutes of the pump station,lathe bed and pillar,the upright and level curved side parts,the upright impaction parts and the fixed position mold part
6、s etc. The pump station has 10 oil urns to constitute altogether，its spreading to move is steady and continuous.in these the upright impaction parts is the curved side machines importance constitutes part. its main function is to squeeze material and carry on hurtling to press flection for the first
7、 time. According to the curved side machines structure, the power that the component unit deliver is high, the structure is simple, the layout is vivid, can change 学士学位论文IIIquickly the direction and speed, the component carries out spectrumizes and standardizes easily.Keywords Curving side in uprigh
8、t; Curving side in level; the impaction parts; the fixed position mold urn学士学位论文IV目 录摘要 .IAbstract.II第 1 章 绪论 .11.1 弯边装置液压系统 .1第 2 章 总体方案设计 .32.1 方案设想 .32.2 方案设计 .4第 3 章 工作要求及参数 .73.1 工作要求 .73.2 参数 .7第 4 章 液压传动系统的设计与计算 .84.1 初步拟定液压系统图 .84.1.1 液压回路的选择 .84.1.2 液压主回路的选择 .94.2 液压系统设计计算 .114.2.1 液压元件的选择和
9、计算 .114.2.2 绘制液压系统工况图 .234.2.3 液压系统的性能验算 .234.3 液压装置的设计 .314.3.1 集成块的设计 .314.3.2 液压泵站的设计 .314.4 液压缸的设计计算 .324.4.1 液压缸的选择 .324.4.2 液压缸的计算 .33第 5 章 液压缸各部分结构、材料和技术要求 .395.1 缸体和缸盖 .395.2 活塞 .405.3 活塞杆 .405.4 液压缸的缓冲装置 .41结 论 .41致 谢 .42参考文献 .43附 录 .44学士学位论文1第 1 章 绪论本次设计是根据国家教委及哈尔滨理工大学的规定所完成的大学本科学生设计，它是培养我
10、们综合提炼知识、独立思考和科学工作方法的过程。我所进行的课题为弯边装置液压系统设计 ，主要是泵站的设计，它属于液压传动范畴。1.1 弯边装置液压系统 我国的液压工业开展于本世纪 50 年代，其产品最初只用于机床和锻造设备，后来才用于工程机械。自 1946 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，我国的液压元件已从低压到高压形成系列化，在各种机械上的得到广泛应用。液压传动相对于机械传动来说是一门新技术，由于要使用原油炼制品作为传动介质，近代液压传动和汽车及飞机一样，是由 19 世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的。本世纪 60 年代后原子能技术、空间技术和计算机技术的发
11、展将液压技术推向前进，是它发展成包括传动、控制、监测在内的一门完整的自动化技术。是它在国民经济中各个方面得到应用。它采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、低噪声及经久耐用、高集成化等各方面都取得了重大进展，在完善比例控制、伺服控制、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辅助设计、计算机仿真和优化及微机控制等开发性工作方面，更日益显示出显著成绩。液压传动是以液体为介质来传递动力的，它是用液体的压力能来传递动力，它于利用液体动能液压传动是不同的，因此，液压传动中的工作介质是在受控制、受调节的状态下工作的，因此，液压
12、传动与液压控制常难以分开。液压传动主要由以下四部分组成：1. 能源装置：把机械能转变成油液的压力能的装置，最常见的形势是压力泵。2. 控制调节装置：对系统中油液的压力、流量或流动方向进行控制或调解的装置。3. 执行装置：把油压的压力能转变成机械能的装置。4. 辅助装置：上述三部分以外的其它装置，如油箱、滤油器等。液压传动有许多优点：在同体积下，液压装置比电器装置产生更多的学士学位论文2动力；液压装置工作比较平稳，能在大范围内实现无级变速；液压传动易于自动化，易于实现过载保护。液压元件已实现了标准化、系列化、通用化，并且用液压传动来实现直线运动比机械传动简单。基于以上优点，本弯边机采用液压传动。
13、当然，液压传动也存在一些缺点，比如：液压传动不能保证严格的传动比，其工作过程常有较多的能量损失，液压传动对温度变化也比较敏感等。总的来说，液压传动的优点是突出的，它的一些缺点有的现已大为改善，有的将随着科学技术的发展而进一步得到克服，并在各种机械设备上得到更加广泛的应用。学士学位论文3第 2 章总体方案设计弯边装置液压系统设计主要是以液压控制原理为指导，要选择合理的控制方案和合适的元件参数。本章是整个课题的理论部分，是后几章设计计算的基础，是课题的成功的关键。2.1 方案设想弯边装置属于冲压机械设备，冲压是一种独立的金属加工形式，它包括很多不产生切屑的特性工艺过程。就所加工的材料来说，主要是金
14、属板料。冷冲压是最先进的生产工艺方法之一，与其它金属加工方法相比，不论在技术方面或经济方面都有许多优点。根据冲压机械的冲压形式，每部机械又具有机械式、液压式和气动式这三种形式。现对这三种形式进行论述：1. 机械式冲压结构复杂、笨重；噪声大；不宜精确控制，加工精度不高；费事，费力，效率低。2. 液压式冲压从结构看，元件单位重量传递的功率大，结构简单，布局灵活，便于和其它传动方式连用，易于实现自动控制；从工作性能上看，速度、扭矩、功率均可无级调节，能迅速换向和变速，调速范围宽；从使用维护上看，元件的自润滑性好，能实现系统的过载保护及保压，使用寿命长，元件易于实现系列化、标准化；运动平稳可靠。3.
15、气动式冲压优点：工作介质是空气，来源方便，使用后直接排到大气，泄露不造成污染。黏度小，管路流动压力小，适于远距离输送和集体供气，系统简单。压缩空气在管中的流速快，可直接利用气压信号实现系统的自动控制，完成各种复杂的操作。易于实现快速直线运动、摆动和高速转动，调速方便，与机械传动相比易于布局及操作。气动元件结构简单，适合标准化、系列化，易与控制。工作环境适应性好，工作安全可靠。缺点：空气有可压缩性，载荷变化时，传递动力不够平稳，均匀。工作压力不能太高，传动效率低，不宜获得很大的力和力矩。有较大的排气噪声。根据以上的分析，并考虑本机器的特点，现拟采用液压冲压形式的设计方案。学士学位论文42.2 方
16、案设计从所提供的机器的工作方案可知，总体设计方案主要包括如下几个部分运动过程：接料压料定位竖直弯边冲压水平弯边冲压水平弯边冲压部件缩回竖直弯边冲压部件缩回压料块脱离定位模具放松缩小落料完成以上动作主要包括以下几部分结构：接料装置定位装置竖直弯边部件水平弯边部件床身部件（驱动部件）床身1. 压紧竖直弯边设计（1） 原料落在模具上之后，由压料装置和定位装置完成原料的定位和压紧之后，进行次工位门板的第一次弯曲，据此，设计时主要考虑一下几个方面：将压料和弯曲件组成一个统一的部件，且将压料和弯曲运动连成一个连续的运动，这样做具有省工、省时、结构及操作简单等优点；压料及弯边部件的拖动由两个液压缸完成；设计
17、校正装置，以避免加工失误产生废品及节省原料、工时。（2） 这部分结构的主要作用是压料和进行第一次冲压弯曲，其运动要求主要由以下过程实现：压紧滑块由两个吊环螺钉悬吊在部件上，当门板有原料落在，此压紧部件下降，压紧滑块压在板料上，部件继续下降，通过支撑部件、挡盘，由液压缸提供所允许的压力，来完成对门板原料的固定定位；压料完成后，部件继续下降，在下降到一定高度处，由滑架组件上的冲压板完成第一次弯曲，即竖边弯曲；整个部件的升降运动由部件顶部的两个液压缸拖动，为保证整个部件的运动平衡，组件侧面有两个齿轮，由齿条的啮合运动来调节。2. 立柱部件设计（1） 由于两次弯曲是由同一部机器完成的，是连续的，故压料
18、装置仍保持不动，以保证原料的定位、固定，设计时主要考虑一下几个方面：将第一次弯曲件与床身立柱组成统一部件。第二次弯曲部件的拖动由单独的油缸完成。第一次弯曲及压料组成的部件由床身、立柱支撑带动。将模具及拖动油缸也固定在床身立柱上。床身设计成对称的，左右各一个。床身立柱与床身接触面采用滑板的形式，使床身立柱能在床身上滑动，从而调节两立柱间距，完成加工不同规格的门板的要求。床身立柱的滑动由驱动部件来完成。学士学位论文5（2） 这部分结构的主要作用是：支撑压紧竖直弯边部件，第二次冲压部件及模具部件。安装部件的动力油缸。安装滑道，使立柱在床身上移动，以满足生产不同规格的门板的要求。（3） 该部件的运动情
19、况如下所述：部件在床身上滑到要求位置，由床身上的挡板挡住，立柱停止滑动；立柱上端有一液压缸，拖动压紧竖直弯边部件，完成门板的第一次弯曲；第一次弯曲完毕，压紧竖直弯边部件及模具部件静止不动，由二次弯曲部件完成二次弯边；立柱的移动由立柱上的螺母与驱动部件上的螺杆形成的螺旋运动完成的；各部件的润滑装置也设在立柱上。3. 床身部件设计此部件的设计是对整部机器进行支撑、固定。床身部件的成型方式可采用铸造和焊接两种方案。采用强度和刚度较好的 A3 钢作为部件材料。床身上表面设有滑块和垫板，与立柱滑板相啮合。部件两端安装驱动部件。床身上表面的中间部分设置有接料装置。床身内腔多加工网络板，以加强刚度及强度。4
20、. 铸造件的特点（1） 优点：可形成具有复杂内腔的箱体；适应性广，工业上常用的金属材料如碳素钢、石墨钢、铸铁、青铜、黄铜、铝合金等都可用于铸造；原料来源广泛，价格低廉；铸件的形状和尺寸与要求的形状和尺寸非常的接近。（2） 缺点：1)金属材料的铸件机械性能不如铸件高。2)铸件笨重增加床身的重量。3)铸件组织粗大，内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等缺陷。4)铸件工序多，工艺复杂。5)一些工艺过程难以精确的控制，废品率高。5. 焊接件的特点（1） 节省材料工时。（2） 能化大为小，拼小成大。（3） 能生产较为复杂的设备。（4） 加工设备简单，重量轻，操作简单，生产率高。（5） 焊接件能满较高的强度要求。分析比较以上两种方案，并综合考虑本机器床身的作用及要求，决定采用焊接件方法来加工床身部件。学士学位论文66. 冲压模具部件设计接料装置作用及结构简单，在此不做评述。门板原料由接料装置落下后，与其直接相连的部分是模具部分，故先从模具部分考虑：（1） 根据门板的加工工艺要求，模具必须有精确的尺寸、形状、强度及光洁度等工艺要求，故在设计时需要精确的确定模具的尺寸、形状及技术要求，选用较高的强度材料作为模具原料。（2） 由于在此工位加工不同规格的门板，故模具自身形状、尺寸、运动要求可调，可采用凸凹槽式滑道及不同形式的零件、组件等组装而成，完成上述要求。
