雙動薄板沖壓液壓機液壓控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、開封大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 雙動薄板沖壓液壓機液壓控制系統(tǒng)設(shè)計專 業(yè) 機電一體化技術(shù) 學(xué)生姓名 X X X 班 級 一班 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 XX 完成日期 2011-12-22 摘 要液壓機是利用液壓傳動技術(shù)進行壓力加工的設(shè)備，可以用來完成各種鍛壓及加壓成形加工。例如鋼材的鍛壓，金屬結(jié)構(gòu)件的成型，塑料制品和橡膠制品的壓制等。液壓機是最早應(yīng)用液壓傳動的機械之一，目前液壓傳動已成為壓力加工機械的主要傳動形式。在重型機械制造業(yè)、航空工業(yè)、塑料及有色金屬加工工業(yè)等之中，液壓機已成為重要設(shè)備。關(guān)鍵詞：液壓機，液壓傳動技術(shù)，鍛壓，成形AbstractHydraulic press is using

2、 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 hydrauli

3、c 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: hydrauli

4、c press, hydraulic transmission technology, forging press, forming目 錄第一章 前言51.1液壓傳動的發(fā)展概況51.2液壓機工作原理51.3液壓機的分類6一、按工作介質(zhì)分類：6二、按動作形式分類7三、按機身結(jié)構(gòu)分類8第二章 雙動薄板沖壓液壓機的液壓系統(tǒng)92.1液壓系統(tǒng)的工藝過程92.2液壓系統(tǒng)的工作原理102.2.1空運轉(zhuǎn)或頂出活塞回程112.2.2主滑塊和壓邊滑塊合并使用112.2.3 滑塊向下：主滑塊和壓邊滑塊分別工作且壓邊滑塊已于工件相 接觸而主滑塊繼續(xù)向下工作122.2.4 滑塊向上132.2.5 頂出活塞向上132.2

5、.6 頂出活塞反拉伸工作142.2.7 頂出活塞作自由向下運動142.3 雙動薄板沖壓液壓機系統(tǒng)電磁鐵動作順序15總結(jié)17致謝18參考文獻19附錄20附圖一20附圖二21附圖三22附圖四23附圖五24附圖六25附圖七26第一章 前言1.1液壓傳動的發(fā)展概況液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)頁生產(chǎn)中應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。第一個使用液壓原理的是1795年英國約瑟夫布拉曼（Joseph Braman，1749-1814），在倫敦用水作為介質(zhì)水改為油，進一步得到改善。 第一

6、次世界大戰(zhàn)（1914-1918）后液壓傳動廣泛應(yīng)用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的20年間，才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年維克斯（F.Vikers）發(fā)明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初康斯坦丁尼斯克（GConstantimsco）對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究；1910年對液力傳動（液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等）方面的貢獻，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。我國的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機床和鍛壓設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個工業(yè)部門，在機床、工程機械、冶金、農(nóng)業(yè)機

7、械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計、計算機仿真和優(yōu)化、微機控制等工作，也取得了顯著成果。目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電液數(shù)字控制閥等。我國機械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進的先進液壓技術(shù)的同時，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進一步發(fā)展，在各個機械設(shè)備上的應(yīng)用將更

8、加廣泛。1.2液壓機工作原理液壓機的基本工作原理是帕斯卡原理。他利用液體的壓力能，依靠靜壓作用使工件變形，或使物料被壓制成型。如圖，兩個充滿工作液體的具有柱塞 或活塞的容腔由管道連接，當(dāng)小柱塞 上作用得力為為時，在打柱塞上將 產(chǎn)生向上的作用力，迫使制件變形。 圖1-1 液壓機工作原理 1、小柱塞2、大柱塞液壓機主要應(yīng)用領(lǐng)域：金屬薄板件的沖壓拉伸成形工藝主要用在汽車、家電行業(yè)中金屬覆蓋件的成形加工。金屬機械零件的壓力成形。主要包括模壓成形、金屬型材的擠壓成形、冷熱模鍛、自由鍛造等加工工藝。粉末制品行業(yè)。如磁性材料、粉末冶金等。非金屬材料的壓制成形，如SMC成型、汽車內(nèi)飾件的熱壓成型、橡膠制品等。

9、木制品的熱壓成型。比如植物纖維板材、型材的熱壓加工。其他應(yīng)用。如壓裝、校正、塑封、壓印等工藝。1.3液壓機的分類一、按工作介質(zhì)分類：液壓機的工作介質(zhì)為液體，主要有兩種，采用乳化液的一般稱為水壓機，采用油的稱為油壓機。水壓機乳化液價格便宜、不燃燒、不易污染工作場地，故耗油量大的以及熱加工用的液壓機多為水壓機。油壓機在防腐蝕、防銹和潤滑性能方面，油優(yōu)于乳化液。但油的成本高，也以污染工作場地。二、按動作形式分類上壓式液壓機：該類液壓機的工作缸安裝在機身上部，操作方便，容易實現(xiàn)快速下行，應(yīng)用最廣。下壓式液壓機：該類液壓機的工作缸裝在機身下部，重心位置較低，穩(wěn)定性好，制品可避免漏油污染。雙動液壓機：上活

10、動橫梁分為內(nèi)、外滑塊，分別由不同的液壓缸驅(qū)動，壓力為內(nèi)外滑塊壓力的總和。工作方式靈活，適合金屬板料的拉伸成形，在汽車制造業(yè)應(yīng)用廣泛。特種液壓機：如角式液壓機、臥式液壓機等。 34系列下壓式油壓機 Y71系列上壓式四柱型液壓機 雙動液壓機 臥式金屬擠壓成型液壓機 三、按機身結(jié)構(gòu)分類 柱式液壓機：液壓機的上橫梁與下橫梁（工作臺）的連接采用立柱，由鎖緊螺母鎖緊。壓力較大的液壓機多為四立柱結(jié)構(gòu)，機器穩(wěn)定性好，采光也較好。 整體框架式液壓機：機身由鑄造或型鋼焊接而成，一般為空心箱形結(jié)構(gòu)，抗彎性能較好，立柱部分做成矩形截面，便于安裝平面可調(diào)導(dǎo)向裝置。活動橫梁運動精度較高，在塑性制品和粉末冶金、薄板沖壓液壓

11、機中獲得廣泛應(yīng)用。第二章 雙動薄板沖壓液壓機的液壓系統(tǒng)2.1液壓系統(tǒng)的工藝過程該液壓機機身內(nèi)裝有拉伸滑塊及壓邊滑塊，還裝有主液壓缸、壓邊液壓缸和液壓墊。在機身的立柱中裝有壓力調(diào)節(jié)裝置、壓力表及電器控制設(shè)備?；瑝K的上升和下降及頂料（推出）等動作，都是以高壓油液所作用，其主要工作分為以下幾種，見液壓原理圖（圖一）空運轉(zhuǎn)油液的油路，見（附圖二）主滑塊和壓邊滑塊合并使用，最大總壓力為630噸（作為単動壓機使用）的油路循環(huán)見（附圖三）滑塊向下：主滑塊向下，壓邊滑塊已接觸工件時的油路工作情況，見（附圖四）壓邊力的大小，系統(tǒng)由遠程調(diào)壓閥“YF-L8H4”用來調(diào)節(jié)各個壓邊缸的壓力?；瑝K向上其由油液循環(huán)狀況見（

12、附圖五）由“34DY-F50H”上的先導(dǎo)油液作為控制油液，用來推開各個可控逆止閥及充液閥，是主液壓缸和壓邊缸內(nèi)的油液排入油箱。滑塊隨著順利上升。頂出上升，其油液循環(huán)見（附圖六）頂出用來做拉伸墊時，其油液循環(huán)狀況，見（附圖七）定出做自由向下(注：可控逆止閥的手把必須擰入)見（附圖二）2.2液壓系統(tǒng)的工作原理1,2,6,7,16,17,18,19溢流閥；3,25節(jié)流閥；4手動換向閥；9,23,26單向閥5,8,10,20,21,22電磁換向閥；11,12,13,14,15,液控單向閥；24壓力繼電器 液壓機的典型工藝循環(huán)圖2.2.1空運轉(zhuǎn)或頂出活塞回程空運轉(zhuǎn)空運轉(zhuǎn)時，閥8右位，液壓泵供油。選先導(dǎo)型

13、溢流閥6的遠程控制口直接與二位二通電磁閥相連，構(gòu)成先導(dǎo)型溢流閥的卸荷回路。系統(tǒng)就是利用這個回路進行卸荷（該卸荷回路壓力小，切換時沖擊力也小），其油路為控制回路進油路：泵P閥6液控換向閥8(右)回油路液動換向閥8（右）1號油箱頂出活塞回程頂出活塞回程時，電磁換向閥5左位，油液被活塞壓出活塞腔，通過單向閥4，經(jīng)電磁換向閥5（左）進入1號油箱。2.2.2主滑塊和壓邊滑塊合并使用主滑塊和壓邊滑塊快速下行主滑塊和壓邊滑塊合并使用時，1ZT,4ZT,5ZT,6ZT通電，閥8左位，閥21右位，閥22右位，閥10左位接入系統(tǒng)。1ZT通電后，電磁溢流閥8二位二通電磁鐵左位工作，切斷泵的卸荷通路。系統(tǒng)起壓后，泵供

14、油，油液通過液動換向閥21右端進入主液壓缸上腔。因閥10的電磁鐵6ZT得電，其左位接入工作，所以回油經(jīng)閥21和閥10回油箱，使其快速下行。同時帶動主液壓缸快速下行，主液壓缸從高位油箱2補油。這時油路為主油路進油路：泵單向閥9液動換向閥21右端主液壓缸上腔回油路：主液壓缸上腔液動換向閥21左端閥10（右）2號油箱1號郵箱主液壓缸快速下行時泵始終處于最大流量狀態(tài)，但仍不能滿足其需要，因而其上腔形成負壓，高位油箱2號中的油液經(jīng)單向閥15向主缸上腔充液。 充液潤滑在組合滑塊實現(xiàn)下行的同時，各個柱腔會留空，這時泵供油，經(jīng)閥22右位再過閥11、12、13、14分別向柱腔I1、I2、I3、I4供油，是系統(tǒng)實

15、現(xiàn)柱腔充液潤滑。充液潤滑油路為泵閥24（右）閥11（閥12，閥13，閥14）柱I1（I2，I3，I4）上腔 減速、加壓 在拉伸滑塊和壓邊滑塊與板料接觸之前，首先碰到一個行程開關(guān)（圖中未畫出）、發(fā)出一個電信號，使閥10的電磁鐵6ZT失電，右位工作，主缸回油須經(jīng)節(jié)流閥25回油箱，實現(xiàn)慢進。當(dāng)壓邊滑塊接觸工件后，又一個行程開關(guān)（圖中未畫出）發(fā)信號，使5ZT得電，閥22右位接入工作，泵打出的油經(jīng)閥22向柱腔11（12、13、14）加壓2.2.3 滑塊向下：主滑塊和壓邊滑塊分別工作且壓邊滑塊已于工件相 接觸而主滑塊繼續(xù)向下工作當(dāng)拉伸滑塊接觸工件后，主液壓缸中的壓力由于負載阻力的增加而增加，單向閥15關(guān)閉

16、，泵輸出的流量也自動減小。主液壓缸繼續(xù)下行，完成拉延工藝。在拉延過程中，泵2輸出的最高壓力由遠程調(diào)壓閥7調(diào)定，主液壓缸油路為主油路進油路：泵閥9閥21右端主液壓缸上腔回油路：主液壓缸下腔閥21左端閥252號油箱1號油箱由于主滑塊向下運動，柱腔內(nèi)油液被壓出，其油路為：柱腔I1（I2、I3、I4）閥11（12、13、14）閥23油箱在這里有一個問題：在沖壓工件是系統(tǒng)的壓力需要保持一定的時間和一定的范圍以此來達到?jīng)_壓效果，這時間和油路壓力大小怎樣控制？ 這時就需要保壓。當(dāng)主液壓缸上腔壓力達到預(yù)定值時，壓力繼電器24發(fā)出信號，使電磁鐵1ZT、4ZT、61B-00均失電，閥21回到中位，主缸上、下腔以及

17、壓力缸上腔均封閉，主缸上腔短時保壓，此時泵經(jīng)電磁溢流閥8卸荷。保壓時間由壓力繼電器24控制的時間繼電器調(diào)整。2.2.4 滑塊向上滑塊上行時，1ZT通電，閥8左位、閥21左位、閥22左位接入系統(tǒng)。主滑塊上行時，各個柱腔內(nèi)會留空、壓力減小，這時電觸式壓力表發(fā)出信號3ZT通電，閥20左位通電，泵再次向系統(tǒng)供油，使柱腔內(nèi)充滿油液，保持壓力平衡，同時油液也起到潤滑和減緩沖擊的作用，其油路為：泵閥26閥20左端（左）閥11（12、13、14和閥15）柱腔I1（I2、I3、I4和主液壓缸上腔）主滑塊和壓邊滑塊同時上行時油路為：主油路進油路：泵閥9閥21右下至左上端（左）主液壓缸下腔回油路：主液壓缸上腔閥15

18、2號油箱1號油箱 柱腔I1（I2、I3、I4）閥11（12、13、14）閥22（左） 2號油箱1號油箱2.2.5 頂出活塞向上頂出活塞上行時，1ZT、2ZT通電，閥8左位、閥5右位接入系統(tǒng)。泵供油，油液通過閥5，閥4進入頂出活塞腔內(nèi)，腔內(nèi)壓力增加，從而使頂出活塞向上運動。其油路為：泵閥5（右）閥4頂出活塞腔2.2.6 頂出活塞反拉伸工作當(dāng)頂出活塞反拉伸工作頂出活塞受外力壓迫返回時，1ZT和4ZT通電，閥8左位、閥21右位接入系統(tǒng)。泵供油，油液通過閥9、閥21右端進入主液壓缸上腔，使主滑塊和壓邊滑塊向下運動，產(chǎn)生外力使頂出活塞回程。其油路主油路進油路：泵閥9閥21右端主液壓缸上腔出油路：頂出活塞

19、腔閥2閥5（右）1號油箱 2.2.7 頂出活塞作自由向下運動在頂出缸頂出工件后，行程開關(guān)4S(圖中未畫出)發(fā)出信號，使1ZT、2ZT均失電、泵卸荷，閥5右位工作。閥4左位工作，頂出缸在自重作用下下降，回油經(jīng)閥4、5回油箱。 液壓機的典型工藝循環(huán)圖2.3 雙動薄板沖壓液壓機系統(tǒng)電磁鐵動作順序 雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)電磁鐵動作順序表拉伸滑塊壓邊滑塊頂出缸電磁鐵手動換向閥1ZT2ZT3ZT4ZT5ZT6ZT快速下降快速下降+減速減速+拉伸壓緊工件+快退返回快退返回+上升+左位下降+右位液壓泵卸荷（“+”表示通電 “ ”表示停電）通過以上分析可以看出，為了實現(xiàn)自動工作循環(huán)，該液壓系統(tǒng)應(yīng)用了下列一些基本

20、回路卸荷回路換向閥卸荷回路：M,H和K型中位機能的三位換向閥處于中位時，泵即卸荷。該系統(tǒng)采用M型中位機能的電液換向閥的卸荷回路，這種回路切換時壓力沖擊小，但回路中必須設(shè)置單向閥，以使系統(tǒng)保持0.3MPa左右的壓力，供操縱控制油路之用；用先導(dǎo)型溢流閥的遠程控制口卸荷回路：此回路由先導(dǎo)型溢流閥的遠程控制口直接與二位二通電磁閥相連所構(gòu)成。這種卸荷回路壓力小，切換時沖擊也小。保壓回路利用蓄能器的保壓回路：采用調(diào)解壓力繼電器，在工作期間調(diào)節(jié)缸中壓力的大小。這種油路在主油路壓力降低時，支路由蓄能器保壓補償泄露，壓力繼電器的作用是當(dāng)支路壓力達到預(yù)定時發(fā)出信號，使主油路開始工作；自動補油保壓回路：這種回路采用

21、了液控單向閥和電接觸式壓力表；換向回路：應(yīng)用電液動換向閥實現(xiàn)換向，工作平穩(wěn)、可靠，并由壓力繼電器與時間繼電器發(fā)出的電信號控制換向信號?？偨Y(jié)畢業(yè)設(shè)計是對畢業(yè)生三年大學(xué)生活及學(xué)習(xí)的一尺總結(jié)，是對畢業(yè)生的一次考核，通過設(shè)計的構(gòu)思可以看出一個畢業(yè)生的能力，同時也是對大學(xué)三年所學(xué)專業(yè)知識的一次廣而深的復(fù)習(xí)。畢業(yè)設(shè)計是與實際密切聯(lián)系在一起的，是一次理論與實際的有機結(jié)合，在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，我查閱了大量的資料，仔細認(rèn)真的分析了當(dāng)前工程液壓機系統(tǒng)的性能，發(fā)現(xiàn)中型液壓機中，主泵最好采用變量泵，因為，當(dāng)需要高壓時流量變小，當(dāng)快速回程時，使用大流量低壓強，這樣一來，有利于降低功率，減少噪音，機器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。在設(shè)計中綜合評比各元件的性能來選