双动薄板冲压液压机液压控制系统毕业设计说明书.doc

开封大学 毕 业 设 计（论 文） 双动薄板冲压液压机液压控制系统设计专 业 机电一体化技术 学生姓名 X X X 班 级 一班 学 号 0000000000 指导教师 XX 完成日期 2011-12-22 摘 要液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备，可以用来完成各种锻压及加压成形加工。例如钢材的锻压，金属结构件的成型，塑料制品和橡胶制品的压制等。液压机是最早应用液压传动的机械之一，目前液压传动已成为压力加工机械的主要传动形式。在重型机械制造业、航空工业、塑料及有色金属加工工业等之中，液压机已成为重要设备。关键词：液压机，液压传动技术，锻压，成形AbstractHydraulic press is using hydraulic transmission technology processing equipment pressure, can be used to perform a variety of forging and pressing forming. For example steel forging press, pieces of metal forming, plastic products and rubber products, the pressure, etc. Press the earliest application is one of the hydraulic transmission machinery, the hydraulic pressure drive has become the main driving form processing machinery. In heavy machinery manufacturing industry, aviation industry, plastic and non-ferrous metal processing industry, etc in, hydraulic press have become an important equipment.Keywords: hydraulic press, hydraulic transmission technology, forging press, forming目 录第一章 前言51.1液压传动的发展概况51.2液压机工作原理51.3液压机的分类6一、按工作介质分类：6二、按动作形式分类7三、按机身结构分类8第二章 双动薄板冲压液压机的液压系统92.1液压系统的工艺过程92.2液压系统的工作原理102.2.1空运转或顶出活塞回程112.2.2主滑块和压边滑块合并使用112.2.3 滑块向下：主滑块和压边滑块分别工作且压边滑块已于工件相 接触而主滑块继续向下工作122.2.4 滑块向上132.2.5 顶出活塞向上132.2.6 顶出活塞反拉伸工作142.2.7 顶出活塞作自由向下运动142.3 双动薄板冲压液压机系统电磁铁动作顺序15总结17致谢18参考文献19附录20附图一20附图二21附图三22附图四23附图五24附图六25附图七26第一章 前言1.1液压传动的发展概况液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农页生产中应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展的重要标志。第一个使用液压原理的是1795年英国约瑟夫布拉曼（Joseph Braman，1749-1814），在伦敦用水作为介质水改为油，进一步得到改善。 第一次世界大战（1914-1918）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。1925年维克斯（F.Vikers）发明了压力平衡式叶片泵，为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20世纪初康斯坦丁尼斯克（GConstantimsco）对能量波动传递所进行的理论及实际研究；1910年对液力传动（液力联轴节、液力变矩器等）方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电液数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各个机械设备上的应用将更加广泛。1.2液压机工作原理液压机的基本工作原理是帕斯卡原理。他利用液体的压力能，依靠静压作用使工件变形，或使物料被压制成型。如图，两个充满工作液体的具有柱塞 或活塞的容腔由管道连接，当小柱塞 上作用得力为为时，在打柱塞上将 产生向上的作用力，迫使制件变形。 图1-1 液压机工作原理 1、小柱塞2、大柱塞液压机主要应用领域：金属薄板件的冲压拉伸成形工艺主要用在汽车、家电行业中金属覆盖件的成形加工。金属机械零件的压力成形。主要包括模压成形、金属型材的挤压成形、冷热模锻、自由锻造等加工工艺。粉末制品行业。如磁性材料、粉末冶金等。非金属材料的压制成形，如SMC成型、汽车内饰件的热压成型、橡胶制品等。木制品的热压成型。比如植物纤维板材、型材的热压加工。其他应用。如压装、校正、塑封、压印等工艺。1.3液压机的分类一、按工作介质分类：液压机的工作介质为液体，主要有两种，采用乳化液的一般称为水压机，采用油的称为油压机。水压机乳化液价格便宜、不燃烧、不易污染工作场地，故耗油量大的以及热加工用的液压机多为水压机。油压机在防腐蚀、防锈和润滑性能方面，油优于乳化液。但油的成本高，也以污染工作场地。二、按动作形式分类上压式液压机：该类液压机的工作缸安装在机身上部，操作方便，容易实现快速下行，应用最广。下压式液压机：该类液压机的工作缸装在机身下部，重心位置较低，稳定性好，制品可避免漏油污染。双动液压机：上活动横梁分为内、外滑块，分别由不同的液压缸驱动，压力为内外滑块压力的总和。工作方式灵活，适合金属板料的拉伸成形，在汽车制造业应用广泛。特种液压机：如角式液压机、卧式液压机等。 34系列下压式油压机 Y71系列上压式四柱型液压机 双动液压机 卧式金属挤压成型液压机 三、按机身结构分类 柱式液压机：液压机的上横梁与下横梁（工作台）的连接采用立柱，由锁紧螺母锁紧。压力较大的液压机多为四立柱结构，机器稳定性好，采光也较好。 整体框架式液压机：机身由铸造或型钢焊接而成，一般为空心箱形结构，抗弯性能较好，立柱部分做成矩形截面，便于安装平面可调导向装置。活动横梁运动精度较高，在塑性制品和粉末冶金、薄板冲压液压机中获得广泛应用。第二章 双动薄板冲压液压机的液压系统2.1液压系统的工艺过程该液压机机身内装有拉伸滑块及压边滑块，还装有主液压缸、压边液压缸和液压垫。在机身的立柱中装有压力调节装置、压力表及电器控制设备。滑块的上升和下降及顶料（推出）等动作，都是以高压油液所作用，其主要工作分为以下几种，见液压原理图（图一）空运转油液的油路，见（附图二）主滑块和压边滑块合并使用，最大总压力为630吨（作为単动压机使用）的油路循环见（附图三）滑块向下：主滑块向下，压边滑块已接触工件时的油路工作情况，见（附图四）压边力的大小，系统由远程调压阀“YF-L8H4”用来调节各个压边缸的压力。滑块向上其由油液循环状况见（附图五）由“34DY-F50H”上的先导油液作为控制油液，用来推开各个可控逆止阀及充液阀，是主液压缸和压边缸内的油液排入油箱。滑块随着顺利上升。顶出上升，其油液循环见（附图六）顶出用来做拉伸垫时，其油液循环状况，见（附图七）定出做自由向下(注：可控逆止阀的手把必须拧入)见（附图二）2.2液压系统的工作原理1,2,6,7,16,17,18,19溢流阀；3,25节流阀；4手动换向阀；9,23,26单向阀5,8,10,20,21,22电磁换向阀；11,12,13,14,15,液控单向阀；24压力继电器 液压机的典型工艺循环图2.2.1空运转或顶出活塞回程空运转空运转时，阀8右位，液压泵供油。选先导型溢流阀6的远程控制口直接与二位二通电磁阀相连，构成先导型溢流阀的卸荷回路。系统就是利用这个回路进行卸荷（该卸荷回路压力小，切换时冲击力也小），其油路为控制回路进油路：泵P阀6液控换向阀8(右)回油路液动换向阀8（右）1号油箱顶出活塞回程顶出活塞回程时，电磁换向阀5左位，油液被活塞压出活塞腔，通过单向阀4，经电磁换向阀5（左）进入1号油箱。2.2.2主滑块和压边滑块合并使用主滑块和压边滑块快速下行主滑块和压边滑块合并使用时，1ZT,4ZT,5ZT,6ZT通电，阀8左位，阀21右位，阀22右位，阀10左位接入系统。1ZT通电后，电磁溢流阀8二位二通电磁铁左位工作，切断泵的卸荷通路。系统起压后，泵供油，油液通过液动换向阀21右端进入主液压缸上腔。因阀10的电磁铁6ZT得电，其左位接入工作，所以回油经阀21和阀10回油箱，使其快速下行。同时带动主液压缸快速下行，主液压缸从高位油箱2补油。这时油路为主油路进油路：泵单向阀9液动换向阀21右端主液压缸上腔回油路：主液压缸上腔液动换向阀21左端阀10（右）2号油箱1号邮箱主液压缸快速下行时泵始终处于最大流量状态，但仍不能满足其需要，因而其上腔形成负压，高位油箱2号中的油液经单向阀15向主缸上腔充液。 充液润滑在组合滑块实现下行的同时，各个柱腔会留空，这时泵供油，经阀22右位再过阀11、12、13、14分别向柱腔I1、I2、I3、I4供油，是系统实现柱腔充液润滑。充液润滑油路为泵阀24（右）阀11（阀12，阀13，阀14）柱I1（I2，I3，I4）上腔 减速、加压 在拉伸滑块和压边滑块与板料接触之前，首先碰到一个行程开关（图中未画出）、发出一个电信号，使阀10的电磁铁6ZT失电，右位工作，主缸回油须经节流阀25回油箱，实现慢进。当压边滑块接触工件后，又一个行程开关（图中未画出）发信号，使5ZT得电，阀22右位接入工作，泵打出的油经阀22向柱腔11（12、13、14）加压2.2.3 滑块向下：主滑块和压边滑块分别工作且压边滑块已于工件相 接触而主滑块继续向下工作当拉伸滑块接触工件后，主液压缸中的压力由于负载阻力的增加而增加，单向阀15关闭，泵输出的流量也自动减小。主液压缸继续下行，完成拉延工艺。在拉延过程中，泵2输出的最高压力由远程调压阀7调定，主液压缸油路为主油路进油路：泵阀9阀21右端主液压缸上腔回油路：主液压缸下腔阀21左端阀252号油箱1号油箱由于主滑块向下运动，柱腔内油液被压出，其油路为：柱腔I1（I2、I3、I4）阀11（12、13、14）阀23油箱在这里有一个问题：在冲压工件是系统的压力需要保持一定的时间和一定的范围以此来达到冲压效果，这时间和油路压力大小怎样控制？ 这时就需要保压。当主液压缸上腔压力达到预定值时，压力继电器24发出信号，使电磁铁1ZT、4ZT、61B-00均失电，阀21回到中位，主缸上、下腔以及压力缸上腔均封闭，主缸上腔短时保压，此时泵经电磁溢流阀8卸荷。保压时间由压力继电器24控制的时间继电器调整。2.2.4 滑块向上滑块上行时，1ZT通电，阀8左位、阀21左位、阀22左位接入系统。主滑块上行时，各个柱腔内会留空、压力减小，这时电触式压力表发出信号3ZT通电，阀20左位通电，泵再次向系统供油，使柱腔内充满油液，保持压力平衡，同时油液也起到润滑和减缓冲击的作用，其油路为：泵阀26阀20左端（左）阀11（12、13、14和阀15）柱腔I1（I2、I3、I4和主液压缸上腔）主滑块和压边滑块同时上行时油路为：主油路进油路：泵阀9阀21右下至左上端（左）主液压缸下腔回油路：主液压缸上腔阀152号油箱1号油箱 柱腔I1（I2、I3、I4）阀11（12、13、14）阀22（左） 2号油箱1号油箱2.2.5 顶出活塞向上顶出活塞上行时，1ZT、2ZT通电，阀8左位、阀5右位接入系统。泵供油，油液通过阀5，阀4进入顶出活塞腔内，腔内压力增加，从而使顶出活塞向上运动。其油路为：泵阀5（右）阀4顶出活塞腔2.2.6 顶出活塞反拉伸工作当顶出活塞反拉伸工作顶出活塞受外力压迫返回时，1ZT和4ZT通电，阀8左位、阀21右位接入系统。泵供油，油液通过阀9、阀21右端进入主液压缸上腔，使主滑块和压边滑块向下运动，产生外力使顶出活塞回程。其油路主油路进油路：泵阀9阀21右端主液压缸上腔出油路：顶出活塞腔阀2阀5（右）1号油箱 2.2.7 顶出活塞作自由向下运动在顶出缸顶出工件后，行程开关4S(图中未画出)发出信号，使1ZT、2ZT均失电、泵卸荷，阀5右位工作。阀4左位工作，顶出缸在自重作用下下降，回油经阀4、5回油箱。 液压机的典型工艺循环图2.3 双动薄板冲压液压机系统电磁铁动作顺序 双动薄板冲压机液压系统电磁铁动作顺序表拉伸滑块压边滑块顶出缸电磁铁手动换向阀1ZT2ZT3ZT4ZT5ZT6ZT快速下降快速下降+减速减速+拉伸压紧工件+快退返回快退返回+上升+左位下降+右位液压泵卸荷（“+”表示通电 “ ”表示停电）通过以上分析可以看出，为了实现自动工作循环，该液压系统应用了下列一些基本回路卸荷回路换向阀卸荷回路：M,H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷。该系统采用M型中位机能的电液换向阀的卸荷回路，这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀，以使系统保持0.3MPa左右的压力，供操纵控制油路之用；用先导型溢流阀的远程控制口卸荷回路：此回路由先导型溢流阀的远程控制口直接与二位二通电磁阀相连所构成。这种卸荷回路压力小，切换时冲击也小。保压回路利用蓄能器的保压回路：采用调解压力继电器，在工作期间调节缸中压力的大小。这种油路在主油路压力降低时，支路由蓄能器保压补偿泄露，压力继电器的作用是当支路压力达到预定时发出信号，使主油路开始工作；自动补油保压回路：这种回路采用了液控单向阀和电接触式压力表；换向回路：应用电液动换向阀实现换向，工作平稳、可靠，并由压力继电器与时间继电器发出的电信号控制换向信号。总结毕业设计是对毕业生三年大学生活及学习的一尺总结，是对毕业生的一次考核，通过设计的构思可以看出一个毕业生的能力，同时也是对大学三年所学专业知识的一次广而深的复习。毕业设计是与实际密切联系在一起的，是一次理论与实际的有机结合，在整个毕业设计过程中，我查阅了大量的资料，仔细认真的分析了当前工程液压机系统的性能，发现中型液压机中，主泵最好采用变量泵，因为，当需要高压时流量变小，当快速回程时，使用大流量低压强，这样一来，有利于降低功率，减少噪音，机器运转平稳。在设计中综合评比各元件的性能来选择零件。致谢 经过一个星期的努力，课程设计终于完成了。在这个过程中我对所学的专业有了更深的了解，学到了很多有价值东西，能在这么短的时间内完成毕业设计任务，是我的指导老师、我的同学对我的帮助给了我的灵感。我在这里对他们表示深深的谢意！ 首先，要特别感谢我的指导老师姚燕老师。姚老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。使我对完成这门课程设计有了很大的兴趣，同时明白许多待人处事道理。 其次，要感谢开封大学所有我们09级机电一体化专业任课的老师，老师们教会我的不仅仅是专业知识，更多的是对待学习、对待生活的态度。 第三，要感谢我的父母亲，你们是我力量的源泉，不管有什么样的困难，有你们的支持与信任，我都不会害怕，迎难而上克服它。谢谢你们对我的支持与鼓励！ 最后，感谢与我一路走来所有同学。因为有你们的帮助，我才顺利的完成设计。我们之间相互探讨，相互激励，使我轻松攻克困难。在我不开心的时候，你们总会安慰我，我开心的时候总能有你们陪伴，我不会忘记，谢谢你们！ 随着毕业设计任务的完成以及顺利的通过审核，大学的美好生活也将随之走完。这一路，父母、老师、同学有你们的陪伴我的生活充满了色彩。向你们致谢！参考文献【1】杨慧敏 楚忠 王华云.液压与液压传动，西安工业大学出版社；【2】高等职业技术教育研究会 审定；朱强 主编，机械制图，人民邮电出版社；【3】高等职业技术教育研究会 审定；林党养 主编，AutoCAD 2008机械绘图，人民邮电出版社。【4】许贤良，王传礼.液压传动M.北京：国防工业出版社 2007【5】李善术.数控机床机器应用M.北京：机械工业出版社 2002