2MN镦锻液压机本体设计Word格式.docx

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工程技术实验研究型（）；

理论研究型（）；

计算机软件型（）；

综合型（）

2.管理类（）；

3.外语类（）；

4.艺术类（）

题目类型

1.毕业设计（√）2.论文（）

题目来源

科研课题（）生产实际（）自选题目（√）

主

要

内

容

完成镦锻液压机本体设计。

熟悉和掌握液压机设计的方法和一般规律，学会使用相关的设计资料，初步形成独立设计的能力。

基

本

求

1.绘制A0规格设计图纸3张；

2.编写2万字设计说明书；

3.翻译5000字的相关英文资料

参

考

资

料

《液压机》

《中小型液压机设计》

《机械设计手册》

周次

第1～4周

第5～8周

第9～12周

第13～16周

第17～18周

应

完

成

的

文献综述

开题报告

外文翻译

方案设计

总装图设计

零部件图设计

上机绘图

整理说明书

审图、答辩

指导教师：

职称：

教授2012年3月14日

系级教学单位审批：

年月日

摘要

本次设计内容是针对镦锻工艺所需要的设备——镦锻机进行本体分析和设计的工作。

通过分析镦锻工艺和镦锻机，并且联系液压传动的优势，根据参考资料，设计2MN镦锻液压机的本体部分。

设计主要内容包括总体方案的分析和设计，各部件的设计选取，总机体的装配等，并且进行了强度校核。

同时，对于本次设计工作进行了总结。

关键词　镦锻；

液压机；

本体结构

Abstract

Thedesignisaimedatupsettingthenecessarytechnologyequipment-Upsettingmachineontologyanalysisanddesignwork.ByanalyzingUpsettingUpsettingtechnologyandmachines,andtheadvantagesofhydraulictransmissionlink,accordingtoreferencematerials,design2MNhydraulicupsettingpartofthebody.

Thedesignoftheoverallprogramincludestheanalysisanddesign,thedesignofthecomponentsselected,theassembly,suchasthetotalbody,andastrengthcheck.

Atthesametime,designworkforthismeetingaresummarized.

Keywords　Upsetting；

hydraulicmachines,；

bodystructure

第1章绪论

1.1课题背景

金属镦锻成型工艺是成产紧固件的主要工艺，可以达到材料浪费最少的目的，包括冷镦、温镦、热镦等，金属的镦锻成型技术对于制造业尤其是汽车行业至关重要，汽车的许多零部件都是依靠镦锻技术生产和加工的。

镦锻机作为完成镦锻工艺的主要设备，很大程度上代表着镦锻技术的水平，对于成形件的效率和质量起着决定性作用。

镦锻机已经被列为我国锻压行业发展的一种重点需求设备。

镦锻机是属于锻压机械中的线材成形自动机大类中高效率﹑自动化的锻压机械，它主要以盘料或棒料为原料，连续生产螺栓﹑螺母﹑销钉﹑钢球及滚柱等标准件，以及形状复杂的成形件和伞齿轮轴﹑球头销﹑火花塞等汽车零件，是实现少﹑无切削加工工艺的机器。

镦锻机具有生产率高，节材效果好，产品质量和精度高等优点，有很明显的经济效益，得到很广泛的应用因而成为世界各国都在大力发展的一种锻压设备。

在欧美以及日本，高速镦锻机、电热镦机等设备都达到了很高的水平，结构先进，自动化程度高，生产效率和加工质量可靠。

我国的镦锻机水平也取得了很大程度的发展。

齐齐哈尔第二机床厂等企业生产制造的镦锻机的质量和水平已经很先进，并走出国门，出展美国。

但总体来说，我国的镦锻机水平与发达国家相比还是有一定的差距，有待于进一步的发展。

1.2镦锻机的种类

（1）自动冷镦机自动冷镦机在大批量生产的标准件（如螺栓）、轴承行业中得到了很广泛的应用。

自动冷镦机按机械传动系统不同可以分为曲柄式自动冷镦机和曲柄扛杆式自动冷镦机，其中前者是最广泛的应用形式。

现在自动冷镦机的工位主要是垂直排类，而这些工位是直线型式排类，由夹钳帮运半成品件。

冷镦机主要包括单击整模冷镦机、双击整模冷镦机、高速

双击整模冷镦机以及三击工位冷镦机和滚柱、钢球自动冷镦机、螺栓联合自

动镦锻机等。

（2）热镦机热镦机的用途很广泛，如用来加工制造螺栓和轴承毛坯的锻造，例如哈尔滨轴承集团从日本引进的HBP—120和HBP—160高速热镦机，以其高精度、高效率、高自动化程度而成为公司的重点设备，主要用于塔锻、挤压轴承内外圈锻件。

我国的热镦机自动化程度较低，主要用于多品种、小批量生产。

在国外，多工位热镦机发展很快，主要针对轴承钢难于冷成型而设计的，用于生产轴承内外环，也生产一些大规模、高强度、大变形的紧固件。

其中瑞士哈特伯尔生产的AMP系列热镦机具有代表性，使用广泛。

AMP系列热镦机的主要结构部分有送料机构、切断机构、顶住机构、冲头、凹模、夹钳机械手等。

其中夹钳机械手采用3点或4点夹紧，夹钳机械手的开、闭及往返是通过双凸轮机构控制。

整套控制机构包括传动轴、凸轮、凸轮随动件以及弹簧都放置在一个封闭箱内。

该箱位于床身一侧，与热量、冷却水及氧化皮完全隔开，只有两根镀铬的梁式传动轴及夹紧机械手在模具区工作。

AMP系列热镦机以其合理的设计、平稳的运行、稳定的质量，得到了广泛的应用。

（3）电热镦机电热镦机主要用来进行①料、管料的端部镦粗，比如气阀、螺钉等工件的加工；

②中部镦粗，比如用于汽车、拖拉机的变速杆、自行车脚踏板等零件的中部镦粗；

③阴模镦粗。

如汽车半轴小端的台肩等零件的镦粗。

利用电镦工艺加工具有周期短、效率高、节省材料等优点。

近些年来，电镦机有新的发展，一使开发出数控电镦机并已成功应用；

二使正在研制伺服电机驱动的新型电镦机。

这些新发展都会使电镦机的性能得到提高，得到更广泛的应用。

1.3镦锻液压机的用途及其优势

液压机是一种通用的锻压设备，属重型机械，是利用液压传动技进

行压力加工的设备，是制品成形生产中应用最广的设备之一。

与机械压力机相比，它具有压力和速度可在大范围内无级调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力，结构布置灵活，各执行机构可很方便地达到所希望的动作配合等优点。

因此，液压机在我国国民经济的各行各业，尤其是塑性加工领域得到了日益广泛的应用。

如：

板材成形；

管、线、型材挤压；

轮轴压制，校直等等。

各种类型液压机的迅速发展，有力地促进了各种工艺的发展和进步。

因此将液压原理引入镦锻机，设计出液压镦锻机，便是十分有优势和效益的。

随着我国经济建设的迅速发展，对重型汽车的需求量将越来越大，因而对长杆类、长轴（管）类锻件的需求也在日益增长。

人们对锻件的尺寸精度和生产效率提出了越来越高的要求，因而对液压机的锻造速度和压下精度的要求也随之提高。

目前，长杆类和长轴（管）类锻件大多采用平锻机锻造，但由于平锻机结构复杂、价格昂贵，其应用在很大程度上受到工厂规模和锻件经济批量的限制。

对于一些产量已构成统一批量，但品种较多、单一品种批量较小以及诸品种工艺参数相差较大的长杆类、长轴（管）类锻件，不适于采用平锻机生产。

2MN卧式液压镦锻机即是针对该类零件而研制的一种专用模锻设备。

镦锻液压机具有可实现无极调速，制造成本低，工艺效果良好等优点，可以产生优异的经济效益。

1.4设计2MN镦锻液压机的主要工作内容

镦锻液压机由于其特殊的原理和用途要求，其结构不同于一般镦锻液压机，为了满足液压机的安装，镦锻工艺的完整实现以及考虑实际受力等，本次设计的主要内容如下：

（1）确定2MN镦锻液压机的本体机构设计的初步方案。

（2）通过计算，确定本体个部件的主要尺寸，选用材料，并进行力学校

核。

（3）对镦锻机本体结构进行简要的分析和总结。

第2章液压缸的设计与校核

2.12MN液压镦锻机本体设计技术参数

镦锻力P1：

2MN

夹紧力P2：

介质压力p：

31.5MPa

镦锻工作行程S1：

350mm

夹紧工作行程S2：

200mm

工作速度V：

60mm/s

回程力P：

0.2MN

回程速度v：

100mm/s

坯料直径D：

60mm

2.2液压缸设计概述

液压缸是液压机中将高压液体的压力势能转换为有用机械功的主要执行元件，主要完成直线往复运动，所受负荷重，工作频繁，往往由于设计、制造或使用不当，过早损坏。

特别是液压机的工作缸性能直接关系到整台机器的使用，若因为设计不当而在使用过程中出问题，不仅维修费用巨大，还要严重影响生产，是非常不利于生产建设的。

所以对液压缸设计分析要十分审慎，应了解其容易损坏的情况及原因，注意正确进行设计、制造和使用。

液压缸的结构型式一般根据液压机总体结构、缸的总压力大小及工作条件的要求来进行选定，通常分为柱塞式液压缸、活塞式液压缸和差动式液压缸三种。

（1）柱塞式液压缸此机构在水压机中应用最多，广泛用于主工作缸，回程缸，工作台移动缸及平衡缸等处。

它结构简单，制造容易，但只能单方

向作用，反向运动则需用回程缸来实现。

（2）活塞式液压缸活塞在运动的两个方向上都要密封，因此缸的内表面在全长上均需加工，精度及光洁要求较高，结构比较复杂，因此活塞缸是双作用缸，在中小型油压机上应用很普遍。

3）差动式液压缸差动柱塞在上导套及下导套内运动，这种结构多了一处密封及导向，但当用作回程缸安装于上横梁时，连接比较简单。

由于柱塞有上、下两处导向，可以承受较大的偏心距。

由于2MN镦锻机的吨位较小，并且活塞缸的结构简单，所以选用活塞缸。

2.3液压缸的结构简图

图2-1镦锻液压缸

2.4液压缸的损坏情况及分析

2.4.1损坏部位及特点

液压缸损坏的部分大多数在法兰与缸壁的连接的圆弧部分，其次在缸壁向缸底过渡的圆弧部分，少数在圆筒筒壁产生裂纹，也有因气蚀严重而破坏的。

从液压缸的使用情况来看，一般在损坏时都已承受了很高的工作加载次数，裂纹是逐步形成和扩展的，属于疲劳破坏。

1.圆筒筒壁一般裂纹首先出现在内壁，逐渐向外发展，裂纹多方位纵向分布，或与缸壁母线成45°

。

2.缸的法兰部分首先在缸外部法兰过渡的圆弧处出现裂纹，逐渐沿着环向及向内壁扩展，最后裂透，或者裂纹扩展到螺钉孔，使法兰局部脱落，个别严重情况，甚至沿过渡圆角处法兰整园开裂而脱落。

3.缸底首先在内部过渡圆角处开始出现环形裂纹，逐渐向外壁扩展而裂透。

4.气蚀液压缸也有因气蚀产生蜂窝状麻点而损坏，尤其在进水孔内壁，容易产生气蚀。

2.4.2损坏的原因

影响液压缸寿命的因素是多方面的，必须结合具体情况分析，但归纳起来主要有以下几个方面：

1.设计方面结构尺寸设计的不合理，如法兰高度太小或法兰外径过大，使综合应力过高而损坏。

从缸壁到法兰的过渡区结构设计不合理，也会引起很大的应力集中。

在结