三通管液压成形机的设计解读Word文档下载推荐.docx
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5、参考文献·
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引言
随着汽车、航空、航天等工业的不断发展，轻量化结构,因节省材料、降低能耗和减轻污染等显得日益重要，尤其是航空航天，一架波音747可以承载100多吨的燃油，结构的轻量化对于航空业的低碳显得非常的重要。
而实现结构轻量化有3条主要途径：
（1）采用轻质材料，如铝合金、镁合金、钛合金，在航空工业广泛采用了复合材料等；
（2）采用高强度材料，如高强度钢等；
（3）采用先进制造工艺，如液压成形技术、激光拼焊技术等。
其中液压成形技术主要用来加工管件，使之成形为具有异型截面的构件，来代替实心构件，在不提高材料成本的前提下，既可减轻质量又可充分利用材料的强度和刚度。
随着超高压动密封技术和超高压计算机控制技术的不断发展和完善，管件液压成形技术逐渐发展起来，且逐渐成熟，已成为金属塑性成形加工领域研究的前沿和热点，并在欧洲、北美、日本、韩国等国家的大型企业中得到了广泛的应用。
然而，三通管液压成形技术是该项技术中应用较为广泛的部分，本论文阐述三通管液压成形机的结构系统设计、液压系统设计、模具设计，进一步的了解三通管液压成形技术。
1、系统结构设计
结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。
是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。
所以，结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。
机械结构设计的主要特点有：
（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。
（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。
（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。
为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求。
结构示意图
.液压传动系统
液压泵从油箱吸油，液压泵把电动机的机械能转换为液体的压力能。
液压介质通过管道经节流阀和换向阀进入液压缸左腔，推动活塞带动工作台右移，液压缸右腔排出的液压介质经换向阀流回油箱。
换向阀换向之后液压介质进入液压缸右腔，使活塞左移，推动工作台反向移动。
改变节流阀的开口可调节液压缸的运动速度。
液压系统的压力可通过溢流阀调节。
在绘制液压系统图时，为了简化起见都采用规定的符号代表液压元件，这种符号称为职能符号。
原理图
[1]
.模具压板
模具压板是一种在模具加工中经常使用的一种辅助夹具，主要作用是使被加工件，在加工过程中起到不颤动，不移位的作用。
以保证模具工件的精度以及良好的光洁度。
所以模具压板的好坏直接影响到模具的产品质量。
所以模具压板在模具制造过程中起到至关重要的作用。
模具压板自身强度高，体积小，操作灵活简便。
.上油缸
缸体上、下两端分别设有输油孔，中部装有活塞，所述活塞的一端与活塞杆固连，所述活塞杆从缸体下端伸出，与缸体密封配合，其特征在于：
所述活塞杆伸出端制有沉孔，呈空心状，孔内固定导向键，插装制有导向槽的中心螺杆；
所述活塞杆孔口外圆制有螺纹，装有带锁紧边的锁紧螺母；
所述中心螺杆上旋合有调节螺母，所述调节螺母的轴向被所述锁紧螺母的锁紧边限位。
.控制系统
控制系统包含显示、启动、停机、保护、报警等功能。
显示功能主要包括机器的油压、油温、水温、充电电流，市电的频率、电压、电流等参数。
机组在运行状态可通过机器自带的充电发电机为电瓶充电，也可以用控制柜自带的充电模块利用市电充电，保证蓄电池在满电状态。
保护功能主要有当油管爆裂，油温高导致油压低时，或缺少机油时，油压保护系统将开始工作，立即将机器停止工作并报警；
当发动机供油系统出现故障，机器产生超速保护系统开始工作，立即拉动断油器，使发动机停机并报警；
当水温超过极限温度时，温度保护系统将开始工作，使液压系统停止工作并报警。
机器出现以上故障时，均立即使压压系统停止工作并报警。
并有中文记录故障和声音报警，以提醒机工检查故障原因，排除故障，确保机组正常运行。
.横向同步缸
横向同步缸上设有对称的芯棒，此对横向同步缸以串联连接的方世玉电磁换向阀相连接，多压制成型的管材成品率较高。
这种构造设计紧凑，布局合理，解决了双缸或多缸不同步、成品率低的问题，是目前较为理想的一种液压成型设备主要构件。
.液压泵
液压泵是液压系统的动力元件，其作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。
为液压传动提供加压液体的一种液压元件，是泵的一种。
它的功能是把机械能转换成液体的压力能。
.液压管道
主要功能是传输液压油。
二、液压系统设计
液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。
2.1设计要求
要求设计的动力系统实现的工作循环是：
快进工进快退停止。
主要性能参数与性能要求如下：
推杆力FL=30468N；
快进、快退速度1=3=0.1m/s，工进速度2=0.88×
10-3m/s；
快进行程L1=100mm，工进行程L2=50mm；
，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。
液压系统执行元件选为液压缸。
2.2确定液压系统主要参数
2.2.1初选液压缸工作压力
所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力p1=4MPa。
表1按负载选择工作压力
负载/KN
<
5~10
10~20
20~30
30~50
>
50
工作压力/MPa
0.8~1
1.5~2
2.5~3
3~4
4~5
≥5
表2各种机械常用的系统工作压力
机械类型
机床
农业机械
小型工程机械
建筑机械
液压凿岩机
液压机
大中型挖掘机
重型机械
起重运输机械
磨床
组合机床
龙门刨床
拉床
0.8~2
3~5
2~8
8~10
10~18
20~32
表3执行元件背压力
系统类型
背压力/MPa
简单系统或轻载节流调速系统
0.2~0.5
回油路带调速阀的系统
0.4~0.6
回油路设置有背压阀的系统
0.5~1.5
用补油泵的闭式回路
0.8~1.5
回油路较复杂的工程机械
1.2~3
回油路较短且直接回油
可忽略不计
表4按工作压力选取d/D
≤5.0
5.0~7.0
≥7.0
d/D
0.5~0.55
0.62~0.70
0.7
表5按速比要求确定d/D
2/1
1.15
1.25
1.33
1.46
1.61
0.3
0.4
0.5
0.55
0.62
0.71
注：
1—无杆腔进油时活塞运动速度；
2—有杆腔进油时活塞运动速度。
由式
得
则活塞直径
参考表4及表5，得d0.71D=77mm，圆整后取标准数值得D=110mm，d=80mm。
由此求得液压缸两腔的实际有效面积为
根据计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率，如表6所列
表6液压缸在各阶段的压力、流量和功率值
工况
推力
F0/N
回油腔压力
p2/MPa
进油腔压力
p1/MPa
输入流量
q×
10-3/m3/s
输入功率
P/KW
计算公式
快进
启动
2180
—
0.43
加速
1650
p1+Δp
0.77
恒速
1090
0.66
0.33
工进
34942
0.6
3.96
0.84×
10-2
0.033
快退
0.49
1.43
1.31
0.45
0.59
1.Δp为液压缸差动连接时，回油口到进油口之间的压力损失，取Δp=0.5MPa。
2．快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p1，无杆腔回油，压力为p2。
2.3拟定液压系统原理图
2.3.1选择基本回路
（1）选择调速回路由图1可知，由于液压系统功率较小，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流调速回路。
由于系统选用节流调速方式，系统必然为开式循环系统。
（2）选择油源形式从工况图可以清楚看出，在工作循环内，液压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油液。
最大流量与最小流量之比qmax/qmin=0.5/（0.84×
10-2）60；
其相应的时间之比（t1+t3）/t2=（1+1.5）/56.8=0.044。
这表明在一个工作循环中的大部分时间都处于高压小流量工作。
从提高系统效率、节省能量角度来看，选用单定量泵油源显然是不合理的，为此可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。
考虑到前者流量突变时液压冲击较大，工作平稳性差，且后者可双泵同时向液压缸供油实现快速运动，最后确定选用双联叶片泵方案，如图2a所示。
（3）选择快速运动和换向回路本系统已选定液压缸差动连接和双泵供油两种快速运动回路实现快速运动。
考虑到从工进转快退时回油路流量较大，故选用换向时间
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