1、 长春汽车工业高等专科学校 继续教育学院 毕业论文（设计） 中文题目： J53-400 摩擦压力机液压顶出系统设计 英文题目： J53-400Hydraulic friction press ejecting system design 毕业专业： 汽 车 机 械 制 造 技 术 学生姓名： 准考证号： 指导教师： 二零一四 年 十二 月 独创性声明 独创性声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 长春汽车工业高等专科学校 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。 论文作者签名： 杨大勇 签字日
2、期： 2014 年 12 月 15 日 学位论文版权使用授权书 本论文作者完全了解 长春汽车工业高等专科学校 有关保留、使用论文的规定。特授权 长春汽车工业高等专科学校 可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查 阅和借阅。 （保密的论文在解密后适用本授权说明） 论文作者签名： 杨大勇 导师签名： 签字日期： 2014 年 12 月 15 日 签字日期： 年 月 日 中文摘要 2 中文摘要 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高配置灵活方便调速
3、范围大工作平稳且快速性好易于控制并过载保护易于实现自动化和机电液一体 化整合系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型液压压力机的用途特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。顶出装置是为顶出模 内工件而设置的。各种
4、合模装置均设有顶出装置，一般分为机械顶出、液压顶出和气动顶出三种。 (1)机械顶出，顶杆固定在机架上，它本身不移动，开模时移动模板后退，顶杆穿过移动模板上的孔而到达模具推板，阻止模具推出机构随动模后移，将制件顶出。顶杆长度可以根据模具的厚薄及型腔深度通过螺纹调节。顶杆的数目、位置随合模装置的特点、制件的大小而定。机械顶出结构简单，顶出力大，工作可靠，但顶出是在开模终了时进行的，对制品的冲击较大，模具内推板的复位要在闭模时进行。 (2)液压顶出，利用装在摩擦压力机内的小型顶出液压缸 和顶出杆来实现制品顶出，顶出力、速度、位置、行程和顶出次数可由液压系统、控制系统进行调节。液压顶出有以下几个优点
5、: 1.顶出的动作时间 (动作位置 )与摩擦压力机的开、合模行程没有直接关系，能在开模过程中以及开模后顶出制件。 2.顶出力、顶出速度可调，因此，即使是薄壁的产品，也不易使产品变形或损坏，可以顺利地进行脱模。 3.顶杆可以多次反复地进行冲击动作，因此可以使产品可靠地自动掉落。 4.在成型有嵌件的产品时，能够使顶杆在合模之前自行复位，插入嵌件比较方便，液压顶出装置有利于缩 短摩擦压力机循环周期和实现自动化生产。 关键词 ： 摩擦压力机 滑块 预冲液阀 顶出机构 英文摘要 3 Abstract As one of the modern mechanical equipment to achieve
6、 an important technical means of power transmission and control, hydraulic technology has been widely applied in various fields of the national economy. Compared with other drive control technology, hydraulic technology with high energy density, convenient and flexible configuration, wide range of s
7、peed regulation, smooth and fast is good, easy to control and overload protection, easy to realize automation and electromechanical integration, system design and manufacture and use and maintenance is convenient wait for a variety of significant technical advantages, which make it become the basic
8、constitution the technology of modern mechanical engineering and modern control engineering of the basic elements of technology. The hydraulic press is the main equipment of compression molding and injection molding, pressing technology is applicable to the plasticity of materials. Such as stamping,
9、 bending, flanging, sheet drawing. Can also be engaged in pressing correction, pressure mounted, wheel molding, cold extrusion molding, metal parts, plastic products and powder products. In this paper, according to the use of small hydraulic press machine characteristics and requirements, using the
10、basic principles of hydraulic transmission, and draw up a reasonable hydraulic system diagram, and then through the necessary calculations to determine the parameters of hydraulic system, structure design and then according to these parameters to choose the specifications of the hydraulic components
11、 and system. The ejecting device is set to top mold workpiece. All kinds of mold closing device are provided with a push out device, generally divided into mechanical ejection, hydraulic ejector and pneumatic ejector three. (1) mechanical top, the top rod is fixed on the frame, it itself does not mo
12、ve, when the mould is opened mobile template back, pushing rod passes through the hole on the mobile template and to the mold push plate, prevent mold ejecting mechanism with dynamic model after the shift, will make a top out. Length of the push rod according to the thickness and depth of cavity mou
13、ld through the thread adjusting. The number, pole position with the clamping device characteristics, depending on the size of the workpiece. Mechanical top has the advantages of simple structure, high power, reliable work, but the ejector is carried out in the opening at the end of products, the imp
14、act of large, mold the reset push plate is to be done in the mould is closed. (2) hydraulic ejector, the use of hydraulic cylinder and the ejector rod to realize the product out of the top small top mounted on the friction press in output, speed, position, top, travel and ejection times can be adjus
15、ted by the hydraulic system, control system. Hydraulic ejector has the following advantages: 英文摘要 4 1 out of the top of the time of action (action position) has no direct relationship with the friction press, mold opening stroke, to the top of the workpiece in the open mold process and after the mol
16、d opening. 2 top output, top speed is adjustable, therefore, even thin-walled products, also not easy to cause deformation or damage of the product, can be carried out smoothly release. The 3 push rod can be repeatedly impact action, so you can make the product reliable automatic drop. 4 in the mold
17、ing insert product, can make the push rod by itself in the mold before the reset, insert insert more convenient, hydraulic ejector device can shorten the cycle of friction press and automated production. key word: Friction press slide pre flushing valve ejector mechanism 目 录 目 录 第一章 了解液压顶料系统的作用及工作原理
18、，确定液压顶料系统方案 . 2 第二章 确定液压系统参数 . 3 2.1 液压缸工作压力的确定 . 3 2.2 液压缸内径 D和活塞杆直径 d 的确定 . 2 2.3 油缸 的流量 .错误 !未定义书签。 第三章 拟定液压系统原理图 . 4 3.1 确定供油方式 . 4 3.2 调速方式的选择 . 4 3.3 方向控制回路 . 4 3.4 压力控制回路 . 4 3.4.1 调压回路 . 4 3.4.2 卸荷回路 . 4 3.4.3 闭锁回路 . 5 第四章 液压元件的选择 . 6 4.1 油泵及电动机 . 6 4.1.1 油泵的额定压力 . 6 4.1.2 油泵的流量 . 6 4.1.3 选择
19、液压泵的规格 . 6 4.1.4 选择电动机 . 6 4.2 选择液压阀 . 7 4.3 滤油器的选择 . 8 4.4 油箱的形式及容量 . 8 4.4.1 吸油管与回油管的距离 . 8 4.4.2 为了防止赃物进入油箱，油箱应有密封的顶盖 . 8 4.4.3 为了便于清洗维修油箱，油箱底部做成倾斜的 . 9 4.4.4 油泵及电动机放在油箱箱盖上，箱盖适当加厚 . 10 4.5 确定油管内径及壁厚 . 11 第五章 结束语 . 12 参考文献 . 13 致 谢 . 14 第一章解液压顶料系统的作用及工作原理 确定液压顶料系统方案 2 第一章 解液压顶料系统的作用及工作原理 锻造车间为了满足精
20、锻产品生产的需要，需要在 J53-400 摩擦压力机设备增加锻件顶出装置，工厂决定自行设计制造安装调试，接到设计任务以后，展开了以下设计工作； 一、 了解液压顶料系统的作用及工作原理，确定液压顶料系统方案； 锻造设备的定料装置通常有两种，一为气动顶料，气动顶料系统的优点是动作迅速，易于维修，缺点是由于压缩空气压力的限制，气缸体积庞大，顶出力有限制；二为液压顶料系统，液压顶料系统的优点是油缸体积小，顶出力大，顶出力及顶出速度易于调整，缺点是发生故障时维修困难。为了满足顶料系统推力150KN，顶出最大运动速度 3.6M/min，决定采用液压顶料系统设计制造安装一套液压顶料系统供锻造车间 J53-4
21、00 摩擦压力机在生产精锻齿轮件时使用。 第二章确定液压系统参数 3 第二章 确定液压系统参数 2.1 液压缸工作压力的确定 液压缸的工作压力根据液压设备的类型来确定，根据不同用途的液压设备，由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。液压顶出装置虽然用在锻压设备上，但是属于普通液压设备，其合理工作压力范围应选择在 6-10Mpa 范围之内。初步选液压顶出装置 的工作压力为 8Mpa。 2.2 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定 液压缸有多种类型，按照结构特点可分为活塞式、柱塞式和组合式；按作用方式又分为单作用式和双作用式两种。在单作用式液压缸中，压力油只供入液压缸的一腔，使缸实现单方向
22、运动，反方向运动则依靠外力（弹簧力、自重或外部载荷等）来实现。双作用式液压缸中，压力油则交替供入液压缸两腔，使缸实现正反两个方向的往复运动。该系统使用双作用式液压缸。 液压缸的主要几何尺寸包括液压缸内经 D、活塞杆直径 d 和液压缸缸筒长度 l： 液压缸内径计算公式，同时将各项数据代入式中计算： 2114211cmFDpdppD =159.48mm 式中： 1p 液压缸工作压力。液压缸工作压力为 8Mpa。 2p 液压缸回油腔背压力，初算时无法准确计算，可根据液压设计手册选取为 0.5Mpa。 cm 液压缸的机械效率，一般取 0.9-0.97。具体值取 0.97。 F 工作循环中最大的外负载。
23、 d/D 活塞杆直径与液压缸内径之比，按设计 手册选取，液压缸工作压力选取，当工作压力为 8Mpa 时， d/D=0.7。 计算得出活塞直径为 159.48mm，根据标准的液压缸内径尺寸选取液压缸内径尺寸为 160mm，根据 d/D=0.7,得出活塞杆直径为 112mm，根据标准的液压活塞杆直径系列尺寸选取活塞杆直径为 110mm。 第二章 确定液压系统 参数 4 2.3 油缸的流量 油缸不仅应具有足以克服各种阻力的牵引力，还应具有能够保证油缸按预定速度运动所需要的油液流。液压缸所需流量公式，同时将各项数据代入式中计算： Q=VA =V (D/2) = 23.6 0.164xx = 3372.
24、38 10 / m inxm =72.38 /minL 式中： Q-油缸的油液流量； A-活塞的有效工作面积； V-油缸（活塞）的运行速度。 由于油缸工作腔为无杆腔，活塞退回时候进油腔为有杆腔，其有效工作面积小于油缸工作腔，同时 3.6M/min 的退回速度完全满足液压顶出装置的工作要求。所以液压定出装置退回时所需流量的计算忽略。 第三章 拟定液压系统原理图 5 第三 章 拟定液压系统 原理图 3.1 确定供油方式 液压系统中常见的液压泵有齿轮泵、叶片 泵和柱塞泵三大类 。 由于精锻件顶出时行程小，速度平稳，顶料时工作压力为 8Mpa，现采用柱塞泵。单泵供油。 柱塞泵是靠柱塞在缸体内的往复运动
25、使密封容积发生变化，以实现吸油和压油的液压泵，与齿轮泵和叶片泵相比，柱塞泵有许多优点：其主要构件柱塞和缸体的工作部分都是圆柱形，因此加工方便、配合精度高、密封性能好、结构紧凑，在高压工作下仍有较高的容积效率；柱塞的最大工作行程调节方便，从而容易调节泵的排量和液流方向；柱塞泵主要零件均匀受压应力，材料强度性能可以充分利用。 3.2 调速方式的选择 目前，液压系统中主要的调速方式 有三种： （ 1）节流调速，采用定量泵供油，由流量控制阀改变流入和流出执行元件的流量以调节速度，这种系统称阀控系统。 （ 2）容积调速，采用变量泵或变量马达，以改变泵或马达的排量调节速度。 这种系统称泵控系统。 （ 3）
26、容积节流调速，采用压力反馈式变量泵供油，由流量控制阀改变流入或流出执行元件的流量，进而调节速度，同时又使变量泵的流量与通过流量控制阀的流量相适应。 由于液压顶料装置，只需要顶出，回退两个动作，而且对速度要求不高，液压系统中并不需要速度控制回路。液压顶料装置在顶出时候的最大速度为3.6M/min,为了满足不同产品和不同工况的速度要求，可以采用容积调速 通过手动改变柱塞泵的流量来实现速度调节的方法。 3.3 方向控制回路 在液压系统中，利用方向阀控制油流通断和换向，使执行元件启动、停止或变换运动方向的回路叫方向控制回路。要求换向回路具有较高的换向精度、换向灵敏度和换向平稳度。应用较多的方向控制回路
27、有换向回路和锁紧回路。 本系统为单缸系统，由于油缸需要压力为 8Mpa，油缸需要的流量为72.38 /minL ，为中压，大流量系统，采用普通的电磁换向阀会导致压力损失大，油液通过 能力差，所以应该采用压力损失小，油液通过能力强的电液换向阀。采用 G 型滑阀机能的电液换向阀。 3.4 压力控制回路 3.4.1 调压回路 液压系统的工作压力取决于负载的大小。执行元件所受到的总负载包括工作负载、执行元件由于自重和机械摩擦所产生的摩擦阻力及油流的压力损失等。由于负载使油液产生一定的压力，负载越大，压力越高，但最高的工作压力必须有一定的限制。为使系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，就需要调整和控制整个系统或其局部的压力。 调压回路液压系统的作用是控制液压系统的压力，使液压系统的压力不超过8Mpa,对于定量泵系统，此系统用溢流阀来调节或限制液压系统压力。 3.4.2 卸荷回路
