双动薄板冲压机液压系统设计摘要随看航天气车轮船等扳金件工业的不断进步市场对薄板质量的需求越来越高对薄板的冲压性能也越来越高不仅要求生产效率的提高生产质量更要求严格因此薄板冲压机对锻金件冲裁拉伸成形弯曲校正等加工工艺中起到非常重要同时也能起到提高生产效率和生产质量近年来我国的工程机械取得了蓬勃的发展其中液压传动技术起到了至关重要的作用而且随看液压传动技术的快速发展和广泛应用它已成为下业机械下程建筑机械等行业小可缺少的重要技术然而尽管液压技术在机械能与压力能的转换已取得很大进展但它在能量损失和传动效

　　I / 321 / 321 / 32 I / 321 / 321 / 32 I / 321 / 321 / 32 I / 321 / 321 / 32 双动薄板冲压机液压系统设计 摘要 随看航天、：气车、轮船等扳金件工业的不断进步，市场对薄板质量的需求越来越高, 对薄板的冲压性能也越来越高，不仅要求生产效率的提高，生产质量更要求严格。因此, 薄板冲压机对锻金件冲裁、拉伸、成形、弯曲、校正等加工工艺中起到非常重要,同时 也能起到提高生产效率和生产质量。 近年来，我国的工程机械取得了蓬勃的发展,其中，液压传动技术起到了至关重 要的作用。而且，随看液压传动技术的快速发展和广泛应用，它已成为下业机械、下程 建筑机械等行业小可缺少的重要技术。然而,尽管液压技术在机械能与压力能的转换已 取得很大进展,但它在能量损失和传动效率上仍然存在看问题。因为,在液压系统中, 随看油液的流动,有相当多的液体能量损失掉,这种能量损失不仅体现在油液流动过程 中的内摩擦损失上,还反映在系统的容积损失上，使系统能量利用率降低，传动效率无 法提高。高能耗和低效率又使油液发热增加，使性能达不到理想的状况，给液压技术的 进一步发展带来障。因此,探索和硏究高效液压传动技术，提高其综合性能就成为了液 压技术领域研究的重点之一。 关键词：饭金件；工程机械；损失；高效 III / III / 321II / 32III / 32 III / III / 321II / 32III / 32 II II / 3211 / 3211 / 32 Double action thin steel plate punch press hydraulic system design Abstract Along with sheet metal industrys and so on astronautics, automobile, steamboat unceasing progresses, the market is getting higher and higher to the thin steel plate qualitys demand, is also getting higher and higher to the thin steel plate ramming performance, not only the request production efficiencys enhancement, the production quality requests strictly? Therefore, the 什steel plate punch press to the sheet metal blanking, the stretch, the forming, curving, processing crafts and so on adjustment gets up is important, simultaneously can also have the enhancement production efficiency and the production quality. the recent years, our country s engineering machinery has made the vigorous progress, the hydraulic transmission technology played the role which wanted very important. Moreover, along with the hydraulic transmission technolog/s fast development and the widespread application, it has become the important technology which industry the machinery, professions and so on farewell gift of food construction machinery small may lack? However, although the hydraulic technique has made the very big progress in the mechanical energy and the pressure energy transformation, but it still has the problem in the energy loss and the transmission efficiency. Because, in the hydraulic system, along with the fat liquor flowing, has the quite many liquid energy loss,什】is kind of energy loss not only manifests in the fat liquor flowing process in the internal friction loss, but also reflected that in system s volumetric loss, causes the system energy use factor to reduce, the transmission efficiency is unable to enhance? Gao Nenghao and the low efficiency cause the fat liquor to give off heat increase, enable the performance not to be able to achieve the ideal condition, brings for hydraulic techniques further development bonds? Therefore, the exploration and the research highly effective hydraulic transmission technology, enhanced its overall performance to become one of hydraulic technique area research key. 目录 TOC \o 1-5 \h \z 1绪论 1 1.1课题提出的背景及目的 1 1.2液压系统的优点和缺点及发展趋势 2 1.2.1液压系统的优点 2 1.2.2液压系统的缺点 2 1.2.3液压系统发展趋势 2 \o Current Document 2双动薄板冲压机液压系统的参数 5 1 动作要求 5 2 给定参数 5 \o Current Document 3制定基本方案和绘制液压系统图 7 3.1制定基本方案 7 2绘制液压系统图 7 3液压系统工作原理 8 \o Current Document 4初步确定液压系统参数 9 1液压缸参数的计算与选用 9 4.1.1受力分析 9 4.1.2初选系统工彳乍压力 13 4.1.3计算缸的主要结构尺寸 14 IV / IV / 32IV / 32IV / 32 IV / IV / 32IV / 32IV / 32 4.1.4计算活塞缸所需流量 错误!未定义书签。 4.1.5计算柱塞缸所需流量 错误!未定义书签。 4.2液压泵的选择 错误!未定义书签。 4.2.1确定液压泵的最大工作压力 错误!未定义书签。 4.2.2确定液压泵的的流量 错误!未定义书签。 4.2.3选择液压泵的规格 错误!未定义书签。 4.3选择电动机 错误!未定义书签。 4.4液压阀的选择 错误!未定义书签。 4.4.1溢流阀的选择 错误!未定义书签。 442换向阀的选择 错误!未定义书签。 443节流阀的选择 错误!未定义书签。 444单向阀的选择 错误!未定义书签。 4.5液压辅助元件的选择及计算 错误!未定义书签。 4.5.1蓄能器的设计 错误!未定义书签。 4.5.2管道尺寸的计算 错误!未定义书签。 4.5.3液压管及管接头的选择 错误!未定义书签。 4.5.4过滤器的选择 错误!未定义书签。 4.5.5油箱的初步选择 错误!未定义书签。 4.5.6压力表的选择 错误!未定义书签。 4.5.7过滤器的选择 错误!未定义书签。 5性能验算 错误味定义书签。 5」验算液压系统性能 错误!未定义书签。 5.1.1管路沿程压力损失 错误!未定义书签。 5.2液压系统发热温升计算 错谋!未定义书签。 5.2.1计算液压系统的发热功率 错误!未定义书签。 TOC \o 1-5 \h \z \o Current Document 6液压站的设计 18 6.1液压站的设计概述 18 6.2液压站结构设计的注意事项 20 \o Current Document 7环保性、经济性以及安全性分析 20 环保性分析 20 7.1.1污染控制 20 7.1.2泄漏控制 22 经济性分析 23 安全性分析 24 \o Current Document 结论 25 \o Current Document 感谢 26 \o Current Document 参考文献 27 V / 32V / 32V / 32 1 / 321 / 1 / 321 / PAGE # / 32 1 / 321 / 1 / 321 / PAGE # / 32 1绪论 1.1课题提出的背景及目的 随着航天、汽车、轮船等飯金件工业的不断进步，市场对薄板质量的需求越来越高, 对薄板的冲压性能也越来越高，不仅要求生产效率的提高，生产质量更要求严格。因此, 薄板冲压机对锻金件冲裁、拉伸、成形、弯曲、校正等加工工艺中起到非常重要，同时 也能起到提高生产效率和生产质量。 我们知道毛坯在冲压的过程中要实现尽可能小的冲击，应考虑以下儿方面的问题： 拉伸块和压边滑块没有接触工件时，拉伸块和压边滑块快速下降。 拉伸块和压边滑块接近时，拉伸块和压边滑块减速。 压边滑块压紧时，拉伸块开始进入工作行程。 拉伸完毕时，拉伸块先回，再带动压边滑块一起回程。 顶出缸定出工件。 此外还应考虑在板材拉伸时，为了防止毛坯周边起皱，必须用压边圈把毛坯周边压 紧。形状复杂乂不对称的工件，要求周边有不同的压力。因此，本机四个压边缸在四个 角上。 根据以上情况，本次双动薄板冲压机的设计主要是以达到以上方面为口的的，在设 计中，运用所学知识对双动薄板冲压机的液压系统进行设讣，提高自己的专业技能。 现在国内外相关液压机有金属冷冲压机、板材冲压机、薄板拉伸成型机、砂轮成型 机、塑料制品压制机等。大致主要的循环按下面步骤： 保压（改进后増设）卸压（改进后増设） 保压（改进后増设） 卸压（改进后増设） 主缸快 主缸快▼ 速回程 压边缸 （下缸）快速顶出 图1.1 1.2液压系统的优点和缺点及发展趋势 121液压系统的优点 灵活一密闭液体是最灵活的动力源，具有优秀的力转移性能。利用管道和软管 取代机械部件可以排除布局问题。 力放大一极小的力可以移动和控制大得多的力。 平稳一液压系统在运行过程中平稳和安静。振动保持在最低程度。 简易一这种系统中儿乎没有运动部件并且磨损点较少，并且系统可自动润滑。 简洁一与复杂的机械装置相比，部件设计更加简单。例如，液压马达尺寸比产 生相同功率的电动机小得多。 经济一简易和紧凑，使系统经济节能，系统在使用过程中，儿乎不损耗功率。 安全一溢流阀保护系统，不致111于过载而受损。 1.2.2液压系统的缺点 损失大，效率低，发热大。 不能达到定比传动。 采用油作为介质时还有考虑防火问题。 液压元件精度高，价格较高。 液压系统故障比较难找，对操作人员技术要求比较高。 1.2.3液压系统发展趋势 1795年英国约瑟夫?布拉曼(Joseph Braman, 1749-1814),在伦敦用水作为工作介质, 以水圧机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水 改为油，又进一步得到改善. 第一次世界大战(1914-19⑻后液压传动广泛应用，特别是1920年以后，发展更为 迅速。液压元件大约在19世纪末20世纪初的20年间才开始进入正规的工业生产阶 段。 第二次世界大战(1941-1945)期间，在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出， 日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20多年。在1955年前后，日本迅速发展液 压传动，1956年成立了“液压工业会”。 现代液压技术与微电子技术、汁算机控制技术、传感技术等为代表的新技术紧密结 合，形成一个完善高效的控制中枢，成为包括传动、控制、检测、显示乃至校正、预报 在内的综合自动化技术。它是中大功率机械设备实现自动化不可缺少的基础技术，应用 面极其广泛。下面从考查其主要服务领域需求人手，来展望液压技术的发展趋势。 1 ?可靠性和性能稳定性逐渐提高 可鼎性和性能稳定性是涉及面最广的综合指标，它包括元、器、辅、附件的可靠 性，系统的可靠性设讣、制造以及可靠性维护三大方面。随着诸如工程塑料、复合材料、 高强度轻合金等新材料的应用，新工艺新结构的出现，元、器件性能的可靠性得以大大 增加。系统可靠性设计理论的成熟与普及，使合理地进行元器件的选配有了理论依据。 此外，过滤技术的完善和精度的提高(过滤器精度可达1 —3 pm ,而典型现代液压元 件的动态间隙为0,5 — 5 pm),除了能彻底清除固体杂质外，还能分离油中的气体和 水分。在线实时油污检测器和电子报警逻辑系统的应用，使得液压系统的维护从过去的 简单拆修发展到主动维护，对可预见的诸因素进行全面分析，最大限度地提前消除诱发 故障的潜在因素。 增强对环境的适应性、拓宽应用范圉 液压传动虽然具有很多优点，但III于存在着发热、噪声、工作介质污染等不尽人意 的地方，使其应用受到某种程度上的制约。面对环保意识越来越强的未来，应采取相应 措施逐步解决和改善以上问题。 工业用液压很多，具体说有： 、制动用的，矿上大绞车的制动都是液压的； 、起重用的，比如工程机械上都是，还有千斤顶； 、支撑用的，矿上的液压支架和单体支柱； 、调整方向的，船、飞机都是； 、调速和缓冲的，机床；但最近儿年弱电的发展，取代了很多液圧控制。 、传动作用的； 近年来，我国的工程机械取得了蓬勃的发展，其中，液压传动技术起到了至关重 要的作用。而且，随着液压传动技术的快速发展和广泛应用，它已成为下业机械、下程 建筑机械等行业小可缺少的重要技术。然而，尽管液压技术在机械能与压力能的转换方 而，已取得很大进展，但它在能量损失和传动效率上仍然存在着问题。因为，在液压 系统中，随着油液的流动，有相当多的液体能量损失掉，这种能量损失不仅体现在油液 流动 过程中的内摩擦损失上，还反映在系统的容积损失上，使系统能量利用率降低， 传动效率无法提高。高能耗和低效率乂使油液发热增加，使性能达小到理想的状况，给 液压技术的进一步发展带来障。因此，探索和研究高效液压传动技术，提高其综合性能 就成为了液压技术领域研究的重点之一。 2双动薄板冲压机液压系统的参数 2.1动作要求 薄板拉伸的过程其具体动作如图（a）板料5已经装在下模6上，压边滑块2和拉 延滑块1快速下行。在接触5之前要减速，图（b）压边圈已经接触板料并且加上了力 P2,板料周围被压紧，拉伸滑块1带动上摸3继续下行。图（c）拉延滑块1进行工作过 程，压延力为P1。图（d）为拉延完毕过程，拉延缸先回程，回程过程中带动压边滑块 和压边圈一起回程。图（e）顶出缸在顶出工件。 图2.1 2.2 给定参数 拉伸滑块拉伸力 压边滑块圧边力 顶出缸顶出力 拉伸滑块回程力 压边滑块回程力 系统工作压力 拉伸滑块距工作台面最大间隔 压边滑块距工作台面最大间隔 拉伸滑块最大行程 压边滑块最大行程  1000KN 500 KN 35OKN 250KN 300KN 25MPa lOOOnim 500mm 630mm 200mm 拉伸滑块速度： 圧边滑块速度： 空程下行O.lm/s；拉伸下行0.01m/s；回程0.04m/s 下行 0.06ni/s ；回程 0.04m/s 3制定基本方案和绘制液压系统图 3.1制定基本方案 双动薄板冲压机以液压系统为核心，通过液压缸活塞杆和柱塞杆的伸出来完成动作 要求，动作过程中需要用到换向阀来进行方向控制来实现。对于一般中小流量的液压系 统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采 用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。本系统采用换向阀的有机组合来实现所要求 的动作。速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变 化来实现。本系统采用节流调速。用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来 调节速度。液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工 作，一般在节流调速系统中，通常山定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。 液圧系统的工作介质完全山液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般 用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多 余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。油液的净化装 置是液压源中不可缺少的，一般泵的入口要装有过滤器。 3.2绘制液压系统图 初步设讣液圧系统图如图3.1 / 图3」液压系统原理图 1、16、17、19、20—柱塞缸；2—先导式溢流阀；3、12、30—两位四通换向阀；4、11、15-单向阀; 5-泵；°—过滤器；7—油箱；8—先导式溢流阀；9-压力表；10 —蓄能器；13 —节流阀；14 —三 位四通换向阀；18—活塞缸；21、22、23、24—溢流阀；25、26、27、28、29 —液控单向阀。 3.3液压系统工作原理 拉伸块快进时，阀5正常工作，油经过阀14右腔进入拉延缸18。回油通过阀14和 阀12通路位置回油箱。此时，阀30处于作为右位，四个液压缸16、17、19、20自油 箱补油。 将阀14置于右路位置，油经过阀13回油箱，实现了压延缸慢进。 当压延滑块接触工件后，泵5的油经阀30向缸16、17、19、20加压，同时缸18 中的压力增加，缸7继续下行，完成拉延工艺。 阀14处于左位时，缸18上行，单向阀25、26、27、28、29为通路，各缸中油回 油箱7。 阀3处于右位时，来自泵的油进入顶出缸，顶出工件。阀3换向后，顶出缸靠自 重退回。阀2为溢流阀，顶出器上行时起保护作用，下行时起被压作用。 4初步确定液压系统参数 4.1液压缸参数的计算与选用 4.1.1受力分析 （1）活塞缸的受力分析 如图4—1是一个以液压缸为执行元件的液压系统计算简图。各有关参数标注图上，其 中Fw是作用在活塞杆上的外部载荷，Fm是活塞与缸壁以及活塞杆与导向套之间的密 封阻力。 图4.1液压系统计算简图 用在活塞杆上的外部载荷化，包括摩擦力耳、工作载荷耳和速度变化而产生的惯性 力打作用在柱塞上的外部载荷包括工作载荷化I和作用于柱活塞杆与滑块的总重力 Gi = mg = 226x10 = 2260 KN 式中：加一活塞杆和

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