毕业设计（论文）-冲孔压力机整体设计（完整图纸） .doc

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1、全套CAD图纸，联系153893706目录摘要 3ABSTRACT 4文献综述 5第1章 绪论 6 1.1 液压技术与液压机的发展现状和趋势6 1.2 冲孔压力机整体设计概述7 1.3 本课题意义及其研究重点8第2章 本液压机所需完成工序步骤分析9第3章 机械、液压（气动）与电气控制间的相互制约与影响11 3.1 相关内容介绍11 3.2 确定三部分相关内容11第4章 液压系统设计16 4.1 设计概述16 4.2 液压系统各工作缸分析18 4.2.1 主工作缸18 4.2.2 水平工作缸21 4.2.3 工作台锁紧缸21 4.2.4 侧冲油缸21 4.3 主工作油缸的设计21 4.3.1 计

2、算主工作油缸尺寸21 4.3.2 绘制主工作缸工况图23 4.4 总的液压系统设计25 4.4.1 液压系统设计步骤25 4.4.2 液压系统原理图31第5章 气压系统的设计43 5.1 气压系统设计步骤43 5.2 气压系统原理图46第6章 归纳总结49 6.1 设计工作总结49 6.2 认识与展望49参考文献 52致谢53附录：1.英语文章及翻译 2.设计图纸 摘要本文进行了冲孔压力机的机械结构、液压系统、气压系统及PLC控制系统等的设计，侧重点在液压部分的设计，该内胆冲孔压力机用于电冰箱内胆冲孔压力加工，加工过程中除了模具安装、工件装卸之外，整个冲孔加工过程由PLC控制油缸工作自动完成。

3、通过以上环节的设计，该内胆冲孔压力机符合 要求，并且这些研究为以后再对该系统的改进打下了一定的基础。关键词： 内胆冲孔压力机 液压 气压 PLCABSTRACT This article has carried on the hydraulic system and the PLC control and so on,especially on the hydraulic system.The design in gallbladder punch holes press mechanism.This in gallbladder punch holes press in the electr

4、ic refrigerator the gallbladder punch holes shaping,in the processing process besides mold installment work piece loading and unloading,the entire punch holes processing process automatically completes by the PLC contron cylinder work.Though the above link design,this gallbladder punch holes press c

5、onforms to the requirement,and the research has built the certain founfation again for later to this system improvement.KEY WORDS: Gallbladder punch holes press mechanism Hydraulic pneumatic PLC 文献综述 人类社会日新月异的飞速发展，人们对生活质量要求越来越高。在家用电器这一行，人们的需求也越来越多。家电外壳零件在制造过程重属于低压加工。考虑到经济成本、技术程度及可靠性，液压系统是一个不错的选择。 特别

6、是在一些发展中国家，由于液压系统的成本较低尤其适合采用液压机发展制造业。不仅适应性高、价格低廉而且环保。以本课题为例，电冰箱内胆冲孔压力机，不仅适合电冰箱内胆的加工，只需更换相应的模具，同样适合其他产品零部件的冲压加工。不过必须考虑不同加工工作时的压力机称载问题。在科技发达的当今时代，更加注重的是机械的自动加工。采用液压系统，可以方便的与微电子、计算机等进行信号交换与传输，可以实现计算机的全自动化控制，实现机械系统的自动加工。然而，同时我们也要考虑到液压系统本身的一些劣势。液压系统要求具有良好的工作环境，不仅要噪声，泄露小，液压元件中无机件变形，无间隙变化，无对偶摩擦发热，无运动件是衡，无管口

7、松动等。否则，会导致磨损加剧、冲击振荡加大、正常邮路受阻。不仅浪费能源，降低元件使用寿命，而且妨碍系统正常使用。这些都是液压系统中有待解决的问题。除了研究如何解决液压系统的基本缺陷外，如何利用液压系统实现智能化加工也是目前研究的一个十分重要的方向。这是电液结合的必然结果。这种趋势，促使液压系统的研究成为几门学科的交叉结合点。本设计加工过程除了模具安装、工件卸载之外，整个冲孔加工过程由PLC控制油缸工作自动完成。 本设计采用中高压大流量恒功率式变量柱塞泵供油，此种类型的液压泵精度高、密封性能好，工作压力高，符合设计工艺要求。 液压机是典型的以压力控制为主的液压系统。本机含有调速回路、卸荷回路、保

8、压回路等，可保证工作顺利平稳地进行。第一章 绪论1.1 液压与气动技术的发展历史、 现状及趋势液压与气动技术是一门有着悠久发展历史的技术，从1795年世界上第一台水压机诞生，到现在已有200多年的历史。至上世纪5070年代，随着工艺水平的极大提高，液压技术也得到了迅速发展，成为实现现代传动和控制的关键技术，其发展速度仅次于电子技术。特别是近年来流体技术与微电子、计算机技术相结合，使液压与气动技术进入了一个新的发展阶段。据有关资料记载，国外生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%的自动生产线，均采用了液压与气动技术。在国民经济很多领域均需应用液压与气动技术，其水平的高低已成为一个国家

9、工业发展水平的重要标志之一。 液压与气动技术是利用有压流体（压力油或压缩空气）为介质来实现自动控制和各种机械的传动，它在工业生产的各个领域均有广泛应用，在机械类及近机类高等教育的课程中，已成为一门重要的专业基础课，而且也是一门能直接用于工程实际技术的学科。液压技术之发展如此迅速，是因为与其他传动技术相比有很多独特的优势：（1） 重量功率比小，已达到0.5kg/kw.（2） 液压元件的体积小。（3） 液压系统具有良好的压力、流量控制品质。（4） 液压系统具有较快的响应速度。（5） 可以通过介质进行远程功率传输。（6） 液压能可简便的转换为机械能。（7） 液压介质带走元件产生的热能，介质冷却较方便

10、。 液压技术的形成和发展已经经历了标准化、优质化、智能化三个阶段。力图提高工作机械的效率、减小体积和重量、加大输出功率。智能化的实现是与微处理器等现代电子器件相结合的。液压机同所有的液压系统一样是根据帕斯卡原理制造的，是一种利用液体压力能实现能量传动的机械装置。由于液压机在实际工作中的广泛应用性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。如粉末冶金、塑料及橡胶制品成型、型材挤压、较直等。八十年代以来，随着微电子技术、液压技术等相关技术发展，液压机有了更进一步的发展。目前，液压机的最大标称压力已达750MP（用于金属模锻成型加工）众多机型采用CNC或工业PC来进行控制，使产品的加工质量和生产效率有了

11、极大的提高。1.2 冲孔压力机整体设计概述 为了满足电冰箱内胆冲孔压力加工的要求，考虑设计一台液压机。加工工程除木模具安装、工件装卸外，整个冲孔加工过程由PLC控制液压缸工作自动完成。本文重点设计了冲孔压力机的液压、气压系统部分。主要包括：1. 液压部分：制定系统工艺、详细设计系统参数、分析系统工作原理、设计系统回路、挑选系统元件、验算系统性能等。2. 气压部分：承载不大，故只设计可相应简单的执行、控制系统。1.3压力机液压系统介绍 1.基本要求 为了完成一般的压制工艺，要求主液压缸驱动工作台带动上模具实现“快速下行慢行下行（接近工件）冲孔加工（延时保压）快速返回”的工作循环。要求水平工作液压

12、缸驱动水平台实现“快速移出装胆快速移进慢速回位”的工作循环。 该液压系统中的压力要求经常变换和调节，为了产生较大的压力以满足工作要求，系统的压力较大，为中高压系统。根据初始设计参数，取最大工作压力15MP。 该液压系统功率大，空行程和加压行程的速度差异大因此要求功率利用合理。为此，在设计系统回路中含有调速阀、单向阀等，并与电磁换向阀、压力继电器的一起控制油路工作。该液压机为中高压大流量系统，队工作平稳性和安全性要求较高。设计了如：蓄能器、节流阀、单向阀的一系列保护元件。2.主要特色 本设计采用中高压大流量恒功率式变量柱塞泵供油，此种类型的液压泵精度高、密封性能好，工作压力高，符合设计工艺要求。

13、 液压机是典型的以压力控制为主的液压系统。本机含有调速回路、卸荷回路、保压回路等。 该液压机利用上模及工作台的自重来实现快速下行，这一系统结构简单，液压元件少，在中小型液压机重常被采用。采用电液换向阀，适合中高压大流量液压系统。1.3本课程的意义及研究重点 人类社会日新月异的飞速发展，人们对生活质量要求越来越高。在家用电器这一行，人们的需求也越来越多。家电外壳零件在制造过程重属于低压加工。考虑到经济成本、技术程度及可靠性，液压系统是一个不错的选择。 特别是在一些发展中国家，由于液压系统的成本较低尤其适合采用液压机发展制造业。不仅适应性高、价格低廉而且环保。以本课题为例，电冰箱内胆冲孔压力机，不

14、仅适合电冰箱内胆的加工，只需更换相应的模具，同样适合其他产品零部件的冲压加工。不过必须考虑不同加工工作时的压力机称载问题。在科技发达的当今时代，更加注重的是机械的自动加工。采用液压系统，可以方便的与微电子、计算机等进行信号交换与传输，可以实现计算机的全自动化控制，实现机械系统的自动加工。然而，同时我们也要考虑到液压系统本身的一些劣势。液压系统要求具有良好的工作环境，不仅要噪声，泄露小，液压元件中无机件变形，无间隙变化，无对偶摩擦发热，无运动件是衡，无管口松动等。否则，会导致磨损加剧、冲击振荡加大、正常邮路受阻。不仅浪费能源，降低元件使用寿命，而且妨碍系统正常使用。这些都是液压系统中有待解决的问

15、题。除了研究如何解决液压系统的基本缺陷外，如何利用液压系统实现智能化加工也是目前研究的一个十分重要的方向。这是电液结合的必然结果。这种趋势，促使液压系统的研究成为几门学科的交叉结合点 第2章 本液压机所需完成工艺过程分析 此部分内容为设计工作的前奏，我们先对液压机的运作情况作一个整体的认识，为了满足电冰箱内胆冲孔压力加工的要求，考虑设计一台液压机。加工工程除木模具安装、工件装卸外，整个冲孔加工过程由PLC控制液压缸工作自动完成。本文重点设计了冲孔压力机的液压、气压系统部分。主要包括：a.液压部分：制定系统工艺、详细设计系统参数、分析系统工作原理、设计系统回路、挑选系统元件、验算系统性能等。b.

16、气压部分：承载不大，简单设计系统参数、设计系统回路、挑选系统元件。1.主液压缸：主液压缸驱动工作台带动上模具实现如下工作循环： 快速下行慢速下行（接近工件）冲孔加工（延时保压）快速返回 油缸下行时的负载分析：油缸在系统压力油和油缸运动部件自重共同作用下快速下行，此时要克服的外负载几乎没有，故此时系统工作压力很小，但由于运动速度快，油缸的输入流量大。此时为防止油缸下行失速，在系统回油路上应考虑设置平衡背压装置。随后为保证进行冲孔加工是运动平衡，我们考虑在油路设置切换装置，在接近工件部件处，油路切换，油缸活塞由快速转为慢速行进，这里我们考虑采用调速阀，目的是考虑到下行速度可调且速度运动平稳。当活塞

17、下行接触到工件时，油缸上腔的压力随着负载增大迅速上升，直至克服阻力完成冲孔加工，冲孔完毕阻力负载消失，系统压力又随即下降，回到慢行阶段，直至运动到行程终点。油缸的返回行程由电磁换向阀切换油路进行通行，油缸下腔通压力油。此时由于油缸运动部件自重的影响，系统压力将会上升，直至活塞开始向上运动。较之快速下行速度，上行是速度要慢一些，但应设计成比工进行程的速度快，以节约运动时间，此时上升行程的回油路不存在背压，这与下行是不相同的。2.水平液压缸：要求水平液压缸驱动水平工作台实现如下循环： 快速移出慢速移出停留（装胆）快速返回慢速返回 同样选用单活塞双作用油缸。液流换向采用三位四通电磁换向阀（弹簧复位）

18、控制。油缸活塞在移出、回位过程中均有速度变换，且均从快速到慢速。我们采用对应相同速率。通过节流阀与二位两通电磁换向阀并联控制。3.工作台锁紧缸：其工艺过程如下： （工作台水平油缸回位）锁紧缸上行（锁住下工作台）冲孔加锁紧缸下行（松开下工作台）水平工作台移出水平工作台回位。 油缸同样采用单活塞双作用式油缸，为锁紧安全及定位可靠，取用两个油缸，同步工作，初设工作行程为70mm。液流换向阀采用三位四通电磁换向阀（弹簧复位）控制。主要考虑的是冲压主油缸，工作台水平进出油缸，工作台锁紧油缸三者之间动作顺序。第3章 机械、液压（气动）与电气控制间的相互制约与影响3.1 相关内容介绍本设计虽分为三个部分，但

19、它们之间是相互关联的一个整体，设计工作中必须综合起来考虑，大体表现在以下几个方面：1.根据系统的要求，按照经验公式确定油箱的容积，从而为油箱的机械部分设计提供依据。2.主冲压油缸的相关尺寸及其工作位置的确定，从而使机械部分的设计为其预留相关的安装位置。3.同主冲压油缸一样，水平油缸、锁紧油缸也需提供相关参数。4.液压元器件的选择为电气部分设计提供依据，包括电磁换向阀、溢流阀、调速阀、液控单向阀以及节流阀的相关规格和型号等。3.2 确定三部分相关内容 首先计算主要液压缸的结构尺寸，为有关机械设计提供相关依据。3.2.1 计算主缸工作油缸尺寸P1A1P2A2Fmax图3.1 主缸计算示意图计算油缸

20、尺寸是应考虑油缸最大工作负载，即冲压负载。按照设计要求最大冲压力应达到40吨，另结合系统进油最大工作压力15Mpa。如图3.1示意。油压机主工作油缸的极限载荷出现在冲压加工过程中。按照设计要求最大冲压力应为40吨，即最大负载阻力FMAX=40T=4104N。假设此时系统工作为150MPa，而进入油缸中的油液已经流通了调速阀，一般情况下最少有45MPa的压力降。为了实现速度调节，压降还可以更大，暂取为6MPa,故P1=150-6=144MPa。P2回油背压按常规取为58MPa,也取为6MPa2.即P2=6MPa.G为油缸运动部件自重，按机械部分设计参数约为4000kg,另考虑活塞因摩擦、粘性阻尼

21、造成的损失，机械效率为m=0.96.固有（P1A1-P2A2）m=F-G为计算油缸有关尺寸，如缸径d，先考虑d/D比值。其选取要考虑系统工作压力，油缸的工作方式（受拉还是受压），也必须考虑油缸往复运动速比。本主工作油缸液压系统最高工作压力150N,属于中高压，故d/D比值也不宜过小，考虑油缸运动时工进与快退的工作速度，工进是为保证速度平稳，速度较慢，退回（上升）时不工作，速度可适当加快，考虑到工作部件运动惯性，也不宜太快。通常情况下速比=V回/v进比值大小与d/D比值有关。d/D大，则小; d/D小，则大。 综合考虑，根据设计手册推荐意见（规定d/D=0.50.7）.我们暂取d/D0.62，此

22、时=1.62.于是有P1D2/4- P2(D2/4-d2/4)=(F-G)/m利用d=0.62D，代入相关数据可计算出D=4（F-G）/(P1-0.6156P)gm d=0.62D=11.96mm把油缸尺寸元整化，我们可以取活塞杆径d=12cm=120mm油缸缸径D=18cm=180mm此时油缸面积为A1=254.5cm2 A2=141.37cm2 3.2.2 计算水平工作油缸尺寸水平缸承受的最大工作压力是在模具重量下产生，因选用滑动导轨，摩擦系数取=0.2，故工作台工作时最大负载Fmax=m=0.27000=1400N,进油路压力P1=与回油路压力P2与前述分析相同，分别为P1=144MPa

23、 , P2=6 MPa. 有P1D12/4- P2(D12/4-d12/4)=F/m暂取d1/D1=0.71,此时=V回/v进=（V回=200mm/s,v进=100mm/s） 计算得D1=3.6cm d1=2.5cm 按标准元整为D1=40mm d1=22mm 此时面积为 A1=0.25D12=12.56cm2 A2=0.25d12=8.76cm23.2.3 计算工作台锁紧缸尺寸锁紧缸承受的最大压力也是模具重量产生，Fmax=7103N 锁紧行程为70mm，设速度V=35mm/s.往返速度相同，去d2=0.71cm D2计算过程如上，求得 D2=8cm d2=5.76cm按标准元整为 D2=8

24、0mm d2=50mm此时面积为 A1=50.24cm2 A2=30.62cm23.2.4 计算侧冲缸尺寸侧冲工艺师紧接在主冲压工艺后完成的。载荷7吨，行程50mm，速度V=50mm/s。设往返速度相同，取d3=0.71 D3计算过程同上，求得： D3=8cm d3=5.76cm按标准元整为 D3=80mm d3=50mm此时面积为 A1=50.24cm2 A2=30.62cm2 确定液压系统元件的规格和型号，为电气控制部分提供依据。3.2.5 计算主缸运动所需最大流量： Qmax=AVmax Vmax为油缸活塞最大运动速度，它出现在油缸快速下行阶段，此时要保持油缸运动速度，系数必须提供足够流

25、量。 此时油缸工作腔面积A=254.5 cm2，油缸的运动速度我们参考经验数据，以及设计手册上所提供的油压机运动速度常数。 通常情况下：要求工进速度V工50mm/s 快进速度V快进300mm/s 快退速度V快退300mm/s 为了简化液压系统，降低成本，减少系统发生液压冲击的可能性。 我们取快进速度V快进=100mm/s，工作进给速度V工=60mm/s由此算出油缸快进所需最大流量为：Qmax=254.341060=152.604L/min液压执行元件实际所需流量如下表3-1所示： 表3-1 执行元件实际所需流量工况执行元件名称运动速度（m/s）结构参数（mm2）流量10-3m3/s计算公式主冲

26、快进主液压缸0.1A1=0.02552.55Q= A1V主冲慢进0.041.02主冲退回0.06A2=0.014140.85Q= A2V水平工作台快移出水平液压缸0.2A1=0.001260.252Q= A1V水平工作台慢移出水平液压缸0.1A1=0.001260.126Q= A1V工作台快退0.2A2=0.0008760.175Q= A2V工作台慢退0.10.0876锁紧缸松锁紧液压缸0.035A1=0.0050240.1758Q= A1V锁紧缸紧0.035A2=0.0030620.1072Q= A2V各电气元件的选择根据以上规格查表选取，具体选择情况如下3-2表：表3-2 液压阀明细表序

27、号名 称实 际 流 量m3/s通 用 规 格22三位四通电磁换向阀25.410-4DSHG-03-3C2-123三位四通电磁换向阀DSHG-03-3C2-124三位四通电磁换向阀3.5210-4DSHG-01-3C2-129三位四通电磁换向阀2.510-4DSHG-01-3C2-135三位四通电磁换向阀25.410-4DSHG-03-3C2-131二位两通电磁换向阀2.510-4DSHG-01-2C2-133二位两通电磁换向阀DSHG-01-2C2-138二位两通电磁换向阀25.510-4DSHG-03-2C2-118二位两通电磁换向阀25.410-4DSHG-03-2C2-114溢流阀25.

28、410-4FBG-06-250-1015溢流阀FBG-06-250-1037调速阀10.1810-42FRM16-20/60LB25单向节流阀3.5210-4DVP8S-1039单向节流阀25.510-4DVP16S-10 36液控单向阀25.510-4SV25G41液控单向阀3.5210-4SV10G41液控单向阀SV10G30节流阀1.2310-4MG6G1.2/232节流阀MG6G1.2/217节流阀25.410-4MG20G1.2/2第4章 液压系统设计4.1设计概述由内胆冲孔压力机的工艺顺序过程，该液压机为一四柱架式压力机。主液压缸在架顶（挂钩），可用一单杆双作用液压缸，主冲压工作由

29、主液压缸自上而下完成。工作态分垂直工作台和水平工作台两部分，垂直工作台与主液压缸活塞相连，随主液压缸运动而运动。水平工作台有一固定在液压机上的水平液压缸驱动，可以移进移出，并可由锁紧缸锁紧工作台用滑动导轨以减少阻力。液压机工作时由模具夹内胆，模具置于工作台上。模具分为上下两部分，分别由4个锁模气压缸固定于垂直水平工作台上。冲孔加工时，上下模具合模，内胆除了主液压缸冲压加工外，内胆四周分布侧冲缸。整个工作过程有以上各个液压缸完成，处于同一系统之中。液压站位于主体之侧，各种阀类元件可装于机器之上，用油管分别与泵站和油缸相连。由于上下模具需要运动，故侧冲缸控制阀采用软管连接。综合以上分析，初步认为系

30、统的油泵采用恒功率压力补偿式变量柱塞泵供油，此种类型的液压泵精度高，密封性能好，工作压力高，泵的出口压力反馈到泵的变量机构上。当系统压力上升时，泵的输出流量会减少，系统压力下降时输出流量会增大，以实现恒功率输出。从液压机工序上看，该恒功率压力补偿式变量柱塞泵可以满足设计要求。此外，必须考虑过载保护、互锁、同步等问题。将与机械、电气部分设计一同配合完成。表4-1 滑动导轨滑 动导 轨导 轨 材 料运 动 状 态摩 擦 系 数铸 铁 对 铸 铁启动时低速v0.16m/s0.150.200.10.120.050.08根据以上标准我们选取摩擦系数为=0.2油压机对内胆进行冲孔加工时由一副模具夹持内胆，

31、模具置于工作台之上。模具可根据不同内胆进行更换装卸，模具分上下模两部分。模具装上工作台到达工位后，上下模分别由六个和四个夹紧气缸固定在油压机工作台板上。随着主油缸升降，上下模实现开模合模。分开时，下工作台可由水平油缸驱动带动下模移进移出，以便装卸工件内胆。冲孔加工时上下模合模，内胆除了由主缸上下运动进行顶冲加工外，在内胆的四周也需根据需要进行冲孔加工，此工作由固定在上下模具上的若干侧冲油缸完成。整个油压机上述所有液压执行油缸，均处于同一系统中，共一个液压油源油压机的油压站。单独设置在油压机主体结构之侧。系统主要控制阀类按要求可部分设置在油压机机架上，靠油管分别与泵站和油缸相连，考虑到上下模具要

32、运动，故侧冲油缸控制阀连接管路要采用软管。 根据我们对油压机工作性质，工作过程的了解，我们初步确定系统的主油泵采用一种恒功率压力补偿式变量柱塞泵，泵的出口压力被反馈到泵的变量机构之上，系统压力上升，泵的输出流量即会减少，系统压力下降，输出流量增加，实现恒功率输出。正好满足液压机工序要求，冲孔压力机与执行油缸并无其他特殊要求，以及运动行程的要求，需通过计算确定。另外在设计过程中必须考虑过载保护，安全保护连锁、同步等一些要求，这将结合机械电器部分设计共同进行。 下面我们就准备开始进行液压系统设计计算。4.2 液压系统各工作缸分析4.2.1主工作缸工作过程 主缸活塞快速下行慢速下行接近工件接触工作台

33、压力速度上升冲孔加工结束后工作压力迅速下降到行程端点活塞快速返回。依据题设，快速下行速度v=10cm/s,慢速下行v=6cm/s,快速返回v=8cm/s按设计要求最大冲压力为40T，油缸下行时的负载分析：油缸在系统压力油和油缸运动部件自重共同作用下快速下行，此时要克服的外负载几乎没有，故此时系统工作压力很小，但由于运动速度快，油缸的输入流量大。此时为防止油缸下行失速，在系统回油路上应考虑设置平衡背压装置。随后为保证进行冲孔加工是运动平衡，我们考虑在油路设置切换装置，在接近工件部件处，油路切换，油缸活塞由快速转为慢速行进，这里我们考虑采用调速阀，目的是考虑到下行速度可调且速度运动平稳。当活塞下行

34、接触到工件时，油缸上腔的压力随着负载增大迅速上升，直至克服阻力完成冲孔加工，冲孔完毕阻力负载消失，系统压力又随即下降，回到慢行阶段，直至运动到行程终点。油缸的返回行程由电磁换向阀切换油路进行通行，油缸下腔通压力油。此时由于油缸运动部件自重的影响，系统压力将会上升，直至活塞开始向上运动。较之快速下行速度，上行是速度要慢一些，但应设计成比工进行程的速度快，以节约运动时间，此时上升行程的回油路不存在背压，这与下行是不相同的。据此我们可以画出液压工作循环的负载循环图如下图4-1所示：t(s)F(N)15050快进慢进返回行程冲孔加工工进到行程终点 图4-1 负载循环图液压缸的运动分析及运动循环图：按照

35、主油缸的工作循环，我们可以做出油缸的位移循环图如下图4-2所示S(mm)t(s)快进工进冲压工进到位快退20050 图4-2 位移循环S-t图同样我们可以做出主缸工作活塞的速度循环图如下图3-3所示：V(m/s)106t(s)快速返回快进工进冲压过程 图4-3 速度循环V-t图4.2.2 水平工作缸 工作过程：快速移出慢速移出停留（装胆）快速返回慢速返回水平工作缸推动工作台在导轨上移进移出，前面我们选取摩擦系数为=0.2。水平缸承受的最大工作压力是在模具重量下产生，因选用滑动导轨，摩擦系数取=0.2，故工作台给偶内置时最大负载Fmax=m=0.27000=1400N。 按系统设计要求，快速移出

36、速度v=20cm/s,慢速移出速度v=10cm/s,快速返回与慢速返回同样分别为20cm/s和10cm/s。4.2.3 工作台锁紧缸 工作过程：（工作台水平油缸回位）锁紧缸上行（锁住下工作台）冲孔加工锁紧缸下行（松开下工作台）水平工作台移出水平工作台回位。 锁紧缸承受的最大压力也是模具重量产生，冲压力为7000N， 锁紧行程为70mm，设速度V=35mm/s.往返速度相同。4.2.4 侧冲油缸侧冲工艺是紧接在主冲压工艺后完成的。工作过程：（主冲压缸回位）侧冲缸移进侧冲缸回位。载荷7T，行程50mm，速度v=50mm/s。往返速度相同。4.3 主工作油缸的设计：4.3.1 计算主工作油缸尺寸P1

37、A1P2A2Fmax图4-4 主缸计算图计算油缸尺寸是应考虑油缸最大工作负载，即冲压负载。按照设计要求最大冲压力应达到40吨，另结合系统进油最大工作压力15Mpa。如图3.5示意。油压机主工作油缸的极限载荷出现在冲压加工过程中。按照设计要求最大冲压力应为40吨，即最大负载阻力FMAX=40T=4104kg。假设此时系统工作为150MPa，而进入油缸中的油液已经流通了调速阀，一般情况下最少有45MPa的压力降。为了实现速度调节，压降还可以更大，暂取为6MPa,故P1=150-6=144MPaP2回油背压按常规取为58MPa,也取为6MPa.即P2=6MPa.G为油缸运动部件自重，按机械部分设计参

38、数约为4000kg,另考虑活塞因摩擦、粘性阻尼造成的损失，机械效率为m=0.96.固有（P1A1-P2A2）m=F-G为计算油缸有关尺寸，如缸径d，先考虑d/D比值。其选取要考虑系统工作压力，油缸的工作方式（受拉还是受压），也必须考虑油缸往复运动速比。本主工作油缸液压系统最高工作压力150MPa,属于中高压，故d/D比值也不宜过小，考虑油缸运动时工进与快退的工作速度，工进是为保证速度平稳，速度较慢，退回（上升）时不工作，速度可适当加快，考虑到工作部件运动惯性，也不宜太快。通常情况下速比=V回/v进比值大小与d/D比值有关。d/D大，则小; d/D小，则大。 综合考虑，根据设计手册推荐意见（规定

39、d/D=0.50.7）.我们暂取d/D0.62，此时=1.62.于是有P1D2/4- P2(D2/4-d2/4)=(F-G)/m利用d=0.62D，代入相关数据可计算出D=4（F-G）/(P1-0.6156P)gm d=0.62D=11.96mm把油缸尺寸元整化，我们可以取活塞杆径d=12cm=120mm油缸缸径D=18cm=180mm此时油缸面积为A1=254.5cm2 A2=141.37cm24.3.2 绘制主工作缸的工况图 即绘出液压缸的压力循环图（P-t） 流量循环图（Q-t） 功率循环图（N-t）P-t 图 通过最后的液压执行元件的结构尺寸，再根据实际载荷的大小，倒求出液压执行元件在其动作循环各阶段的工作压力，然后把它们绘制（P-t）图。P(Pa)最高压力t(s)快进工进返回行程工进到行程终点冲孔加工 图4-5 压力循环P-t图 Q-t 图 根据已确定的液压缸有效工作面积，结合其运动速度，算出它在工作循环中每一个阶段的实际流量，把它绘制成（Q-