機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)論文簡(jiǎn)易剪板機(jī)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)剪板機(jī)設(shè)計(jì)摘 要本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)簡(jiǎn)易剪板機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)厚度10mm，寬度2000mm的板材進(jìn)行剪切，剪斷時(shí)間小于10s，重點(diǎn)就機(jī)架、刀架等重要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)外剪板機(jī)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，同時(shí)經(jīng)濟(jì)、合理的剪板機(jī)，具體設(shè)計(jì)思路上：利用液壓系統(tǒng)控制刀架，大大減少了剪切的時(shí)間并且提高了剪切精度。采用人工送料以降低成本。近年來(lái)，隨著模具技術(shù)和沖壓技術(shù)的發(fā)展，剪板機(jī)的應(yīng)用范圍在不斷地?cái)U(kuò)大，數(shù)量在不斷地增加。預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，剪板機(jī)在沖壓用剪板機(jī)中的比例將會(huì)愈來(lái)愈大。關(guān)鍵詞 機(jī)架; 刀架; 液壓系統(tǒng); 剪切精度 目 錄1 開(kāi)題報(bào)告11.1開(kāi)題報(bào)告11.2剪板機(jī)分類

2、及應(yīng)用11.3設(shè)計(jì)的意義和設(shè)計(jì)步驟21.3.1剪板機(jī)設(shè)計(jì)步驟31.3.2剪板機(jī)設(shè)計(jì)要求32 剪板機(jī)基本性能參數(shù)42.1剪板機(jī)規(guī)格與技術(shù)特征42.2剪板機(jī)基本性能參數(shù)42.2.1剪切力確定42.2.2壓料力的確定52.2.3剪切角的確定62.2.4上刀片的行程量63 剪板機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)73.1整體設(shè)計(jì)73.1.1方案選擇73.1.2機(jī)體設(shè)計(jì)83.1.3整體布局與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.2.機(jī)架93.2.1立柱斷面應(yīng)力計(jì)算與校核93.2.2垂直平面的彎矩、應(yīng)力計(jì)算與校核錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2.3水平面內(nèi)的彎矩、應(yīng)力計(jì)算與校核錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.3刀架錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.3.1刀架分類93.3.2刀架計(jì)

3、算與校核103.4托料裝置123.5刀具134 液壓部分設(shè)計(jì)144.1基本方案144.1.1調(diào)速方案144.1.2壓力控制方案144.1.3順序動(dòng)作方案154.2供油方式卸荷回路154.3液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算174.3.1負(fù)載分析及運(yùn)動(dòng)分析174.3.2確定液壓缸參數(shù)184.3.3活塞的設(shè)計(jì)204.3.4動(dòng)力元件選擇224.4液壓系統(tǒng)的調(diào)試234.5液壓系統(tǒng)的維護(hù)及注意事項(xiàng)24結(jié)論26致謝27參考文獻(xiàn)281開(kāi)題報(bào)告1.1開(kāi)題報(bào)告 制造業(yè)的發(fā)展，剪板機(jī)床的發(fā)展越來(lái)越成為機(jī)械制造行業(yè)的中流砥柱，通用型高性能剪板機(jī)，廣泛適用于航空、汽車、農(nóng)機(jī)、電機(jī)、電器、儀器儀表、醫(yī)療器械、家電、五金等行業(yè)。 鍛壓機(jī)

4、械是指在鍛壓加工中用于成形和分離的機(jī)械設(shè)備，1842年，英國(guó)工程師史密斯創(chuàng)制第一臺(tái)蒸汽錘，開(kāi)始了蒸汽動(dòng)力鍛壓機(jī)械的時(shí)代。1795年，英國(guó)的布拉默發(fā)明水壓機(jī)，但直到19世紀(jì)中葉，由于大鍛件的需要才應(yīng)用于鍛造。隨著電動(dòng)機(jī)的發(fā)明，十九世紀(jì)末出現(xiàn)了以電為動(dòng)力的機(jī)械剪板機(jī)和空氣錘，并獲得迅速發(fā)展。二十世紀(jì)初，鍛壓機(jī)械改變了從19世紀(jì)開(kāi)始的向重型和大型方向發(fā)展的趨勢(shì)，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動(dòng)、精密、專用、多品種生產(chǎn)等方向發(fā)展。于是出現(xiàn)了每分種行程2000次的剪板機(jī)。所謂剪板機(jī)一般是指每分鐘的行程次數(shù)為普通剪板機(jī)的510倍的剪板機(jī)。剪板機(jī)是帶有自動(dòng)送料裝置，可完成板料高效率、精密加工的機(jī)械剪板機(jī)，具有自動(dòng)、高

5、速、精密三個(gè)基本要素。近十多年來(lái)，隨著對(duì)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識(shí)，沖壓成形技術(shù)無(wú)論在深度和廣度上都取得了前所未有的進(jìn)展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上開(kāi)始發(fā)生很大變化。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)等沖壓領(lǐng)域的滲透與交叉融合，推動(dòng)了先進(jìn)沖壓成形技術(shù)的形成和發(fā)展。冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位低速剪板機(jī)發(fā) 展到多工位剪板機(jī)。一般中小型冷沖件，既可在多工位剪板機(jī)上生產(chǎn)，也可以在剪板機(jī)上采用多工位級(jí)進(jìn)模加工，是冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化。 在汽車、航空航天、電子和家用電器領(lǐng)域，需要大量的金屬板殼零件，特別是汽車行業(yè)要求生產(chǎn)規(guī)?；④?/p>

6、型個(gè)性化和覆蓋件大型一體化。進(jìn)入21 世紀(jì)，我國(guó)汽車制造業(yè)飛速發(fā)展，面對(duì)這一形勢(shì)，我國(guó)的板材加工工藝及相應(yīng)的沖壓設(shè)備都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。1.2剪板機(jī)分類及應(yīng)用剪板機(jī)屬于直線剪切機(jī)類，主要用于剪裁各種尺寸金屬板材的直線邊緣。在軋鋼、汽車、飛機(jī)、船舶、拖拉機(jī)、橋梁、電器、儀表、鍋爐、壓力容器等各個(gè)工業(yè)部門(mén)中有廣泛應(yīng)用。 剪板機(jī)種類較多，按其工藝用途和結(jié)構(gòu)類型可以分為：1.平刃剪板機(jī)剪切質(zhì)量好，扭曲變形小，但剪切力大，耗能大。機(jī)械傳動(dòng)的較多。該剪板機(jī)上下兩刀刃彼此平行，常用于軋鋼廠熱剪切初軋方坯和板坯；按其剪切方式又可分為上切式和下切式。2.斜刃剪板機(jī)剪板機(jī)的上下兩刀片成一個(gè)的角度，一般上刀片是傾斜的

7、，其傾斜角一般為1°6°。斜刃剪板機(jī)剪切力比平刃剪板機(jī)小，故電機(jī)功率及整機(jī)重量等大大減小，實(shí)際應(yīng)用最多，剪板機(jī)廠家多生產(chǎn)此類剪板機(jī)。該類剪板機(jī)按刀架運(yùn)動(dòng)形式分閘式剪板機(jī)和擺式剪板機(jī)；按主傳動(dòng)系統(tǒng)不同分為液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)兩類。3.多用途剪板機(jī)：(1)板料折彎剪切機(jī)：即在同一臺(tái)機(jī)械上可完成剪切和折彎兩種工藝。(2)聯(lián)合沖剪機(jī)：即可完成板材的剪切，又可對(duì)型材進(jìn)行剪切，多用于下料工序。4.專用剪板機(jī)：(1)板材開(kāi)平線剪板機(jī)：用于板材開(kāi)卷校平線上，為配合生產(chǎn)線速度快剪切要求而設(shè)計(jì)的高速剪板機(jī)，厚板線上多為液壓高速剪板機(jī)，薄板線上多配氣動(dòng)剪板機(jī);高速線上配有飛剪機(jī)，連續(xù)生產(chǎn)，效率高。

8、 (2)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線剪板機(jī)：多用于角鋼、H型鋼自動(dòng)生產(chǎn)線完成剪斷工序。 (3)冷彎成型線剪板機(jī)：例如汽車縱梁冷彎線、車廂側(cè)擋板生產(chǎn)線、彩鋼板成型線等生產(chǎn)線上配置的專用剪板機(jī)等。1.3設(shè)計(jì)的意義和設(shè)計(jì)步驟畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文是本科生培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)畢業(yè)論文，綜合性地運(yùn)用幾年內(nèi)所學(xué)知識(shí)去分析、解決一個(gè)問(wèn)題，在作畢業(yè)論文的過(guò)程中，所學(xué)知識(shí)得到疏理和運(yùn)用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。通過(guò)這次檢驗(yàn)，不但可以提高學(xué)生的綜合訓(xùn)練設(shè)計(jì)能力、科研能力（包括實(shí)際動(dòng)手能力、查閱文獻(xiàn)能力，撰寫(xiě)論文能力）、還是一次十分難得的提高創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)，并從下個(gè)方面得到訓(xùn)練：1.學(xué)會(huì)進(jìn)行方案的比較和可行性的論證；2

9、.了解設(shè)計(jì)的一般步驟；3.正確使用各種工具書(shū)和查閱各種資料；4.培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。利用所學(xué)的機(jī)械各方面的知識(shí)，我選擇這個(gè)課題為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)行大膽的嘗試。設(shè)計(jì)中主要以課本和各種參考資料作為依據(jù)，從簡(jiǎn)單入手，循序漸進(jìn)，逐步掌握設(shè)計(jì)的一般方法，把所學(xué)的知識(shí)形成一個(gè)整體，以適應(yīng)以后的工作需要。當(dāng)然，初次設(shè)計(jì)，知識(shí)有限，經(jīng)驗(yàn)不足，一些問(wèn)題考慮不周，也可能存在有某些錯(cuò)誤和遺漏，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。剪板機(jī)是各類機(jī)械產(chǎn)品的一種，設(shè)計(jì)時(shí)著手于其原理和主要部件的計(jì)算校核，了解剪板機(jī)的工作狀態(tài)，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)刀架、機(jī)架等各類零部件，液壓部分可以采用簡(jiǎn)單的單缸液壓系統(tǒng)，主要考慮保證液壓平衡性能。1.

10、3.1剪板機(jī)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)中一般采用三階段法，即總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)或者初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）中，多采用既分階段又與平行兼顧的設(shè)計(jì)，以便相互協(xié)調(diào).總體設(shè)計(jì)程序?yàn)椋?.明確設(shè)計(jì)思想2.分析綜合要求3.收集資料、對(duì)剪板機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)研究4.設(shè)計(jì)剪板機(jī)總體方案5.設(shè)計(jì)剪板機(jī)總裝圖6.設(shè)計(jì)剪板機(jī)主要零件圖7.設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)8.進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9.撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.3.2剪板機(jī)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手剪板機(jī)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。1.主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作

11、業(yè)環(huán)境、總體布局等；2.剪板機(jī)的工作過(guò)程及其各部件的配合形式；3.液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制；4.各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；5.對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；6.自動(dòng)化程序、操作控制方式的要求；7.對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；8.對(duì)效率、成本等方面的要求。2 剪板機(jī)基本性能參數(shù)2.1剪板機(jī)規(guī)格與技術(shù)特征本次設(shè)計(jì)題目要求達(dá)到剪切厚度10mm，剪切寬度2000mm，剪斷時(shí)間<10s，主要技術(shù)特征包括課剪板厚，可剪板寬，喉口深度，剪切角度，行程次數(shù)（機(jī)械傳動(dòng)空載，液壓傳動(dòng)滿載）參考文獻(xiàn)1得到一般剪板機(jī)的規(guī)格與技術(shù)特征如下: 表2-1 剪板機(jī)的規(guī)格與技術(shù)特征可剪

12、板厚（毫米）可剪板寬（毫米）喉口深度 (毫米)剪切角度行程次數(shù) 不少于次/分鐘標(biāo)準(zhǔn)型加大型機(jī)械傳動(dòng)空載液壓傳動(dòng)滿載1025003°454000300132.2剪板機(jī)基本性能參數(shù)決定剪板機(jī)性能的主要有：剪板機(jī)的剪切力，壓料力，剪切角和上刀片的行程量。2.2.1剪切力確定斜刃剪板機(jī)的總剪切力比平刃剪板機(jī)的小，它包含三個(gè)組成部分：基本剪切力；被剪下部分板料的彎曲抗力以及板料在剪切區(qū)變形的彎曲抗力?？偧羟辛εc剪切角的關(guān)系接近反比例，即隨著剪切角的增加而減小。 N式中 k刀片的磨鈍系數(shù)， 被剪金屬的抗拉強(qiáng)度 被剪金屬的伸長(zhǎng)率 h被剪板厚（毫米） 剪切角（度） 刀片間隙（毫米） y刀片間隙的相對(duì)

13、值，y=/h C壓料腳軸線到下刀刃的距離（毫米），從表2-1中查得 X壓料腳距離的相對(duì)值，X=C/h Z彎曲系數(shù)，取0.95表2-2 壓料腳軸線到下刀刃的距離h（毫米）2.56.31012.51632C（毫米）657090 板材為10mm厚板材，屬于中厚型板材，這種板材的一般材料為Q235，屈服點(diǎn)為235MPa，抗拉強(qiáng)度為375-460MPa，因此，確定各函數(shù)值如下。k1.15-1.2，取1.2375-460MPa，取400MPa26%h10（毫米）3（度）0.6-0.7（毫米）,<500MPa時(shí)，=（6-7%）h=0.60.7，取0.6y0.06，y=/hC70X7，X=C/hZ彎曲系

14、數(shù)，取0.95因此=N2.2.2壓料力的確定在剪切過(guò)程中，上刀片對(duì)板料作用著一個(gè)向前的水平推力T。為防止板料的位移，壓料力必須使板料頂面和底面上產(chǎn)生的水平方向摩擦力大于T。剪切開(kāi)始，上刀片的切入深度達(dá)到被剪板厚的瞬間，板料頂面和底面產(chǎn)生的摩擦力均為 N;當(dāng)剪切繼續(xù)進(jìn)行超過(guò)上述瞬間，則板料頂面摩擦力為 N；而板料底面的摩擦力仍然不變;T=0.3 N；因此 ，當(dāng) 時(shí)， N 應(yīng)該說(shuō)，壓料力隨總剪切力增大而增大。但是壓料力和被剪板寬也有一定關(guān)系，當(dāng)剪切板寬較大時(shí)離開(kāi)剪切區(qū)域較遠(yuǎn)的壓料腳的作用不大。為此，總壓料力為 N式中b被剪板寬（毫米）帶入函數(shù)值，得到值為N2.2.3剪切角的確定從剪切力的公式可以清

15、楚的看到，剪切角增大則剪切力下降，從而減輕機(jī)器的重量。但剪切角增大帶來(lái)的最不利的后果是窄條料的嚴(yán)重扭曲，其次是增大刀架的行程量（也就是增加機(jī)器的高度和減少每分鐘行程次數(shù)）。通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)外剪板機(jī)的主要參數(shù)，決定把剪切角定為3°。2.2.4上刀片的行程量上刀片的行程量主要與剪切角和被剪板寬及板厚有關(guān)。剪切板料所必需的最小行程量由下式?jīng)Q定： mm式中h最小開(kāi)口距，即上刀片在上死點(diǎn)位置時(shí)工作臺(tái)面到上刀刃之間的距離（毫米） b被剪板寬（毫米） 刀片超越量（毫米），查閱表2-3表2-3 刀片超越量h （毫米）6.3 1016 2032 4060（毫米）當(dāng)h不可調(diào)時(shí) 38101520當(dāng)h可調(diào)時(shí)10

16、（-6）10（-16）15（-32）20（-60）h通過(guò)查閱資料得到值為2025mm，取值為20mm，因此得到值為100mm。3 剪板機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)3.1整體設(shè)計(jì)3.1.1方案選擇1.機(jī)械傳動(dòng)剪板機(jī)(1)下傳動(dòng)剪板機(jī)被剪板厚6.3mm的剪板機(jī)多采用機(jī)械下傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，它具有機(jī)器高度小，垂心低和重量輕的特點(diǎn)。(2)單邊齒輪傳動(dòng)的剪板機(jī)機(jī)械傳動(dòng)的剪板機(jī)大部分采用這種結(jié)構(gòu)，即最后一級(jí)齒輪裝在曲軸的一端。結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是曲軸很長(zhǎng)，制造和裝配都比較困難。被剪板厚25mm時(shí)可考慮用雙邊齒輪傳動(dòng)的形式。(3)雙邊齒輪傳動(dòng)剪板機(jī)對(duì)于大規(guī)格的剪板機(jī)，長(zhǎng)曲軸的鍛造和機(jī)械加工都非常困難。如果采用雙邊齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)部件的

17、重量要比單邊齒輪傳動(dòng)的減輕2030%(4)蝸桿傳動(dòng)剪板機(jī)蝸桿傳動(dòng)由于傳動(dòng)比較大，因此傳動(dòng)鏈縮短，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)器高度降低。此外蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小的優(yōu)點(diǎn)。國(guó)產(chǎn)剪板機(jī)曾經(jīng)采用過(guò)這種結(jié)構(gòu)，但是蝸桿傳動(dòng)效率較低，制造和裝配困難。特別用在大規(guī)格的剪板機(jī)上，損耗功率就比較明顯地增大。而且維護(hù)和修理業(yè)困難，因此沒(méi)有得到廣泛的采用。一般適用于被剪板厚13mm的剪板機(jī)。2.液壓傳動(dòng)剪板機(jī)目前，液壓傳動(dòng)剪板機(jī)的比重日增，國(guó)產(chǎn)剪板機(jī)中也在逐步采用液壓傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)有較多的優(yōu)點(diǎn)： (1)工作安全、可以防止因超載而引起的機(jī)器事故 (2)操作方便，可以實(shí)現(xiàn)單次行程、連續(xù)行程、點(diǎn)動(dòng)和中途停止返程等動(dòng)作，因此易于實(shí)現(xiàn)

18、單機(jī)自動(dòng)和用于流水線上 (3)機(jī)器的體積小、重量輕、制造容易 (4)機(jī)器振動(dòng)小，工作平穩(wěn)，刀具壽命可延長(zhǎng)但是也帶來(lái)一些不足之處： (1)行程次數(shù)較低 (2)電機(jī)功率增大 (3)液壓元件容易發(fā)生故障，不易即時(shí)得到更換綜上所述，結(jié)合設(shè)計(jì)的要求和借鑒其他剪板機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，確定采用直線運(yùn)動(dòng)刀架的液壓機(jī)械傳動(dòng)方案，用單缸驅(qū)動(dòng)，安放在剪板機(jī)頂端，活塞推動(dòng)刀架，刀架沿著導(dǎo)柱平行移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)板材的剪切，在保證剪切速度，剪切力的同時(shí)，使得整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低等特點(diǎn)。機(jī)體設(shè)計(jì) 剪板機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：圖3-1 機(jī)體 剪板機(jī)的機(jī)體頂端用于安放電動(dòng)機(jī)，用螺釘固定；頂端橫梁套在機(jī)架上，采用間隙配合，也是用螺釘固定。與

19、梁接口處是用焊接連接；機(jī)箱中間用于放置上下刀架、上下托板，兩邊導(dǎo)柱將刀架用銅套套在其上，平衡刀架的運(yùn)動(dòng)。3.1.3整體布局與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.整體布局 本課題設(shè)計(jì)的剪板機(jī)機(jī)屬于個(gè)人作業(yè)機(jī)器，所以只需要安放在地面即可，考慮到周圍的環(huán)境因素，將剪板機(jī)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（如圖1）所示。剪板機(jī)的整體布局是由機(jī)架、橫梁、刀架、托板等四大部分，其中主動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)等部分組成；刀架按照被剪板料寬度長(zhǎng)度要求而設(shè)計(jì)；托板、工作臺(tái)主要起固定及支撐刀架等零件，以方便人員操作。此種設(shè)計(jì)合理的安排了機(jī)器的空間位置，方便搬遷及維修。2.傳動(dòng)系統(tǒng) 此次傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)液壓系統(tǒng)，使得上刀架向下直線運(yùn)動(dòng)

20、，到達(dá)位置裁剪板料，完成剪板任務(wù)。3.2.機(jī)架剪板機(jī)的機(jī)架通常由左右立柱、工作臺(tái)、和連接橫梁所組成。這幾個(gè)部分的連接形式常見(jiàn)的有三種：整體焊接、組合（用榫頭和螺栓來(lái)連接）和組合焊接（即組合后再焊接）。一般來(lái)講，整體焊接的機(jī)架剛性最好，但由于體積龐大，對(duì)焊后進(jìn)行退火和機(jī)械加工帶來(lái)困難。有的工廠將焊后退火的工作臺(tái)和連接梁先進(jìn)行加工，然后以較少的焊縫和左右立柱焊接。這樣既能保證機(jī)架足夠的剛度又能減少焊接時(shí)的變形和焊接過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。組合的機(jī)架剛性較差，但易于制造（不需要大型機(jī)床加工）。目前生產(chǎn)的組合機(jī)架往往用榫頭和螺栓來(lái)連接，組合焊接的機(jī)架比組合機(jī)架的剛度好一些。 圖3-2 機(jī)架剪板機(jī)剪切瞬間作

21、用于機(jī)架上的力有：總剪切力（N） 壓料力（N）T推力（N）；可以考慮T=0.3N刀架對(duì)機(jī)架導(dǎo)軌的反力（N）在計(jì)算立柱強(qiáng)度時(shí)應(yīng)考慮最壞的載荷條件，假設(shè)總剪切力全部作用在一個(gè)連桿上，即是每一塊立柱上承受總剪切力。作用于，每一塊立柱上的壓料力可考慮總壓料力的半數(shù)。3.2.1立柱斷面應(yīng)力計(jì)算與校核3.3.1刀架分類刀架是剪板機(jī)的重要部件，被剪板料的剪切精度和端口質(zhì)量在很大程度上與刀架以及機(jī)架上導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此應(yīng)該注意刀架的強(qiáng)度和剛度。目前常見(jiàn)的刀架結(jié)構(gòu)有三種：整體焊接的直線運(yùn)動(dòng)刀架、組合焊接的直線運(yùn)動(dòng)刀架及整體焊接的擺動(dòng)刀架。整體焊接的直線運(yùn)動(dòng)刀架如果刀架沿垂線運(yùn)動(dòng)，一般上刀片只有兩個(gè)刃，如果刀架

22、沿前傾線運(yùn)動(dòng)則刀片可作成四個(gè)刃。這種結(jié)構(gòu)可用于上軸式和側(cè)軸式剪板機(jī)。組合焊接的直線運(yùn)動(dòng)刀架中，水平板和筋板先焊好，然后用螺栓固定到立板上。調(diào)節(jié)螺栓使刀架在水平面內(nèi)造成凸弧線，而在剪切時(shí)由于水平推力迫使刀架彎曲造成凹弧線，如果調(diào)節(jié)適當(dāng)，兩項(xiàng)彎曲將互相抵消而使剪切精度得到提高。刀架運(yùn)動(dòng)由偏心軸和連桿獲得，一般都沿前傾運(yùn)動(dòng)。被剪板厚10毫米時(shí)前傾角采取3°。連桿的下端（上端）作用在刀架立板頂端的小偏心軸上。整體焊接結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)刀架多數(shù)用于液壓機(jī)械傳動(dòng)的剪板機(jī)。根據(jù)活塞和刀架的連接方式基本山有三種形式：1.側(cè)面柱塞油缸的刀架；2.活塞和油缸兩端鉸接式的刀架；3.帶有柱塞的刀架。這三種刀架斷面應(yīng)

23、考慮抗彎和抗扭。3.3.2刀架計(jì)算與校核在進(jìn)行計(jì)算時(shí)可以忽略去剪切角引起的刀片方向的水平分力，因?yàn)榧羟薪潜容^?。ㄋ椒至Φ淖畲笾挡怀^(guò)0.06）。刀架導(dǎo)軌上的單位壓力隨著被剪點(diǎn)的推移而變化，最大單位壓力應(yīng)在剪切開(kāi)始位置確定，因?yàn)榇藭r(shí)的剪切力只作用在一個(gè)連桿上。刀架產(chǎn)生的撓度和最大應(yīng)力應(yīng)在刀架的中間斷面確定，因?yàn)榇藭r(shí)剪切力產(chǎn)生的彎矩最大。剪板機(jī)的下刀刃是一條水平直線，為了讓刀架在擺動(dòng)中實(shí)現(xiàn)上刀刃自左至右對(duì)板料的均勻連續(xù)剪切，上刀刃上的所有點(diǎn)都必須沿著以刀架回轉(zhuǎn)中心O為圓心，以剪切半徑R為半徑的圓弧ss擺動(dòng)（圖4)。為了實(shí)現(xiàn)斜剪，上刀刃自左至右必須與水平傾斜一個(gè)角度，即上刀片刃口與下刀片刃口之間有

24、一個(gè)夾角，通常稱為剪切角。綜上所述，上刀刃自左至右既要在ss圓弧線上又要沿剪切角上升，它的軌跡就形成了一條圓柱螺旋線，其軌跡方程式為： 式中刀架擺角圖3-5 上刀刃軌跡在載荷的最危險(xiǎn)條件下（剪切力作用于中間斷面）計(jì)算刀架的應(yīng)力和剛度。整體焊接刀架斷面的計(jì)算如下，先確定斷面對(duì)垂直坐標(biāo)軸和水平坐標(biāo)軸的重心位置以及慣性矩，然后計(jì)算出慣性矩積和斷面慣性主軸的轉(zhuǎn)角。按下式確定該斷面對(duì)主軸和的慣性矩當(dāng)確定彎矩時(shí)作用在刀架上的力引向斷面的重心，當(dāng)確定扭矩時(shí)該軸引向扭矩軸。繞扭矩軸的扭矩由下式求得 N·M式中刀架寬度因此=32458N =11260N圖3-6 上刀架下面確定作用在圖5剖面c-c上的彎

25、矩。由產(chǎn)生的彎矩 N·M由力產(chǎn)生的彎矩 N·M式中刀架寬度因此=16229N·M =5630N·M由已經(jīng)得到的彎矩，求得作用在刀架上的彎曲應(yīng)力 MPa MPa求得=16MPa =5.6MPa查資料得Q235刀架的許用應(yīng)力值為60MPa,液壓剪板機(jī)則為80MPa。刀架在水平面內(nèi)的允許撓度< 式中h被剪板厚因此=0.02mm3.4托料裝置剪切薄板時(shí)，如果被剪下部分懸出工作臺(tái)很長(zhǎng)，板料就容易向下彎曲，因此要考慮托料裝置，托料裝置有兩種：一種是從被剪板料底面向上拖住，另一種是從被剪板料上面吸住。從底面拖住的托料裝置中，托料擺桿在電磁鐵工作時(shí)處于水平位置，板

26、料就被拖住。剪切開(kāi)始前電磁鐵就斷開(kāi)，托料擺桿由于自重而向下擺開(kāi)。從上面吸住板料的電磁輥裝置中。電磁輥裝置由幾組電磁輥所組成，電磁輥裝在支架的孔內(nèi)，每個(gè)支架由兩根拉桿懸掛在刀架的水平板上。當(dāng)不需要電磁輥時(shí)可提起拉桿并將插銷旋轉(zhuǎn)180°，板料就可以自由通過(guò)。孔的直徑略大于電磁輥的支撐軸徑，當(dāng)板料局部隆起時(shí)相應(yīng)的電磁輥就被抬起。電磁輥的吸力可以調(diào)節(jié)使其略大于被剪下部分的重量，如果吸力小于被剪下部分的板料重量則板料容易向下彎曲。吸力的值可以根據(jù)板料相接觸的輥?zhàn)訑?shù)量來(lái)確定，如果吸力過(guò)大則可以提起幾組輥?zhàn)?，或者提升支架的一端使局部輥?zhàn)雍桶辶舷嘟佑|?？紤]到成本和簡(jiǎn)單問(wèn)題，因此選擇前一種。3.5刀具

27、剪板機(jī)的下刀片都具有四個(gè)刃。刀架沿前傾直線運(yùn)動(dòng)的剪板機(jī)上刀片可以具有兩個(gè)刃或者四個(gè)刃。刀架沿弧線運(yùn)動(dòng)的剪板機(jī)上刀片只宜有兩個(gè)刃，而且必須將上刀片用螺釘或者墊片調(diào)整為一個(gè)空間曲面，因此上刀片的長(zhǎng)度盡可能增大以減少接縫數(shù)。如果接縫處調(diào)整不當(dāng)將導(dǎo)致刀具磨損的加劇和被剪板邊偏差的增大。刀片頂面應(yīng)稍低于工作臺(tái)面，偏差為-0.20毫米。國(guó)產(chǎn)剪板機(jī)刀片材料常用6CrW2Si，（熱處理后硬度為RC58-60)。T7A,9CrSi，Cr12P1，Cr12Mo和Cr6VP也可作刀片的材料。國(guó)外實(shí)驗(yàn)用硬質(zhì)合金B(yǎng)K15或BK20鑲在剪刀片上來(lái)提高兩次刃磨的間隔時(shí)間。刀片的尺寸參閱下表3-2表3-2 刀片尺寸被剪板厚h

28、（毫米）刀片尺寸T*H（毫米）螺孔直徑d（毫米）12.520*601341625*8017202532*12022324045*15033刀片刃部應(yīng)經(jīng)常保持清潔，并應(yīng)涂上含有二硫化鉬或石墨的潤(rùn)滑脂。4 液壓部分設(shè)計(jì)4.1基本方案4.1.1調(diào)速方案液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題。方向控制用換向閥或邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。速度控制通過(guò)改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、

29、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場(chǎng)合。容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流

30、三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合，旁路節(jié)流多用于高速。調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開(kāi)式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個(gè)封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。經(jīng)過(guò)比較選用容積調(diào)速系統(tǒng)壓力控制方案液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無(wú)級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油

31、，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。在有些液壓系統(tǒng)中，有時(shí)需要流量不大的高壓油，這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時(shí)間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。在系統(tǒng)的某個(gè)局部，工作壓力需低于主油源壓力時(shí)，要考慮采用減壓回路來(lái)獲得所需的工作壓力。順序動(dòng)作方案 主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定位置時(shí)，通過(guò)電氣行

32、程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來(lái)控制接續(xù)的動(dòng)作。行程開(kāi)關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場(chǎng)合。另外還有時(shí)間控制、壓力控制等。例如液壓泵無(wú)載啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場(chǎng)合。通過(guò)比較，考慮本設(shè)計(jì)動(dòng)作方案為通過(guò)電氣行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來(lái)控制接續(xù)的動(dòng)作。某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過(guò)壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)或打開(kāi)順序閥使壓力油通過(guò)，來(lái)啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作。4.2供油方式卸荷回路整

33、機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測(cè)元件（如壓力表、溫度計(jì)等）。大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。各液壓元件盡量采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動(dòng)作，注明各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵的代號(hào)，并附有電磁鐵、行程閥及其他

34、控制元件的動(dòng)作表。考慮到剪板機(jī)工作時(shí)所需的功率，我們可以采用容積調(diào)速方式。為滿足速度的有級(jí)變化，用壓力補(bǔ)償變量液壓泵供油。即在快速下降時(shí)，液壓泵以全流量供油，當(dāng)轉(zhuǎn)換成慢速加壓剪斷時(shí)泵的流量減小在最后5mm內(nèi)，使變量泵減到零。當(dāng)液壓缸反向回程時(shí)，泵的流量恢復(fù)到全流量，液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向采用三位四通M電磁換向閥控制，停機(jī)時(shí)換向閥處于中位，使液壓泵卸荷。為防止上刀架及上刀片由于自重而出現(xiàn)速度失控現(xiàn)象，在液壓缸無(wú)桿腔回油路上設(shè)置一個(gè)內(nèi)控單向順序閥。本機(jī)采用行程控制，利用行程開(kāi)關(guān)來(lái)切換電液換向閥，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。綜上擬定的剪板機(jī)的液壓系統(tǒng)原理如圖所示：圖4-1 液壓系統(tǒng)圖 1-雙聯(lián)葉片泵 2-溢流閥 3-

35、順序閥 4-單向閥 5-三位四通電磁換向閥 6-調(diào)速閥 7、10-單向閥 8-二位三通機(jī)動(dòng)換向閥 9-壓力繼電器 11-二位二通電磁換向閥 12-濾油器 13-壓力表開(kāi)關(guān)本系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)刀架的提升和下降，所以對(duì)流量和速度的要求不高，選用定量泵即可。液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各

36、階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過(guò)濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過(guò)相應(yīng)的精過(guò)濾器再次過(guò)濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。由于工作要求，本系統(tǒng)中需要卸荷回路，設(shè)計(jì)采用二位二通電磁換向閥實(shí)現(xiàn)。4.3液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián)接管路等完全確定后，針對(duì)實(shí)際情況對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能

37、分析。對(duì)一般液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是進(jìn)一步確切地計(jì)算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系統(tǒng)效率，壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計(jì)算發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)某些不合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施。4.3.1負(fù)載分析及運(yùn)動(dòng)分析 上刀架作上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且行程小（只有250mm），故可選用單桿液壓缸作執(zhí)行器，取缸的機(jī)械效率 。根據(jù)技術(shù)要求和已知參數(shù)對(duì)液壓工況負(fù)載進(jìn)行計(jì)算液壓缸外負(fù)載力分析計(jì)算結(jié)果快速下降 啟動(dòng)加速 等速 0慢速剪切 初壓 終壓 快速回程 啟動(dòng) 等速 制動(dòng) 說(shuō)明：(1)由于忽略摩擦力，故快速下降等速時(shí)外負(fù)載力為0 (2)剪切時(shí)切刀上的工作負(fù)載分為兩階段，初壓階段負(fù)載力緩慢地線性增加約

38、達(dá)總切力的5%，終壓階段，負(fù)載力急劇增加到最大剪切力，上升規(guī)律近似于線性。初壓行程約占工作行程的2/3，終壓行程約占工作行程的1/3。剪板機(jī)各工況持續(xù)時(shí)間快速下行 慢速剪切 初壓 終壓 快速回程 4.3.2確定液壓缸參數(shù)1.液壓缸尺寸計(jì)算根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，我們預(yù)選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力為5Mpa，將液壓缸的無(wú)桿腔作為主工作腔，考慮到液壓缸下行時(shí)，上刀架及上刀片自重采用液壓方式平衡，則可計(jì)算出液壓缸無(wú)桿腔的有效面積為 液壓缸內(nèi)徑 按國(guó)標(biāo)GB/2348-1993 取標(biāo)準(zhǔn)值D=120mm=12cm 根據(jù)快速下行與快速上升的速度比確定活塞桿直徑d 求出d=84.8mm 取標(biāo)準(zhǔn)值d=85mm 液壓缸的實(shí)際有效

39、面積為： 2.液壓缸壓力與流量計(jì)算 快速下行 啟動(dòng)階段 恒速階段 P=0 q=0慢速加壓 初壓階段 終壓階段 快速回程 啟動(dòng)階段 q=0 恒速階段 制動(dòng)階段 q=03.功率計(jì)算快速下行（啟動(dòng)）階段：快速下行（恒速）階段：慢速加壓初壓階段： 慢速加壓終壓階段：在行程只有5mm，持續(xù)時(shí)間僅，壓力與流量的變化情況較為復(fù)雜，為此作如下處理： 壓力由0.243MPa增至4.86MPa，其變化規(guī)律可近似用一線性函數(shù)P（t）表示，即 流量由226.08減其變化規(guī)律，也可以近似用一線性函數(shù)q(t)表示，即 從而得此階段功率方程 令，求得極值點(diǎn)t=0.1184s 此處最大功率為 在t=0.1184s處，壓強(qiáng) 流

40、量 快速回程階段： 啟動(dòng) 恒速 制動(dòng) 4.3.3活塞的設(shè)計(jì)活塞有整體式和組合式兩大類。整體式活塞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，但加工比較復(fù)雜，適用于活塞尺寸小，活塞桿較短的場(chǎng)合。組合式活塞的典型結(jié)構(gòu)有焊接式，螺紋聯(lián)接，卡環(huán)聯(lián)接，雙螺母聯(lián)接。本設(shè)計(jì)采用雙螺母聯(lián)接?；钊麠U的設(shè)計(jì)(1)活塞桿的直徑取為d=2/5D=80mm(2)活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核液壓缸支承點(diǎn)和活塞桿端點(diǎn)的最大長(zhǎng)度液壓缸屬于短行程，按軸向拉伸或壓縮計(jì)算強(qiáng)度。所以符合強(qiáng)度要求1.活塞桿頭部取平頭圓柱形活塞桿采用表面硬化處理，如45鋼表面高頻淬火，硬化層深度0.051毫米(或直徑的3%)，硬度4555HRC，表面應(yīng)鍍硬鉻，厚度1525微米，防腐要求

41、特別高時(shí)，則要先鍍一層軟鉻或鎳，后鍍硬鉻，鍍后拋光，用于低負(fù)載、低速或良好環(huán)境時(shí)，活塞桿表面可以不處理?；钊麠U外徑公差取，直線度誤差小于等于0.02毫米每一百毫米,表面粗糙度0.30.4m，精度要求高時(shí)取0.10.2m。所以 符合強(qiáng)度要求2.活塞桿頭部取平頭圓柱形活塞桿采用表面硬化處理，如45鋼表面高頻淬火，硬化層深度0.051毫米(或直徑的3%)，硬度4555HRC，表面應(yīng)鍍硬鉻，厚度1525微米，防腐要求特別高時(shí)，則要先鍍一層軟鉻或鎳，后鍍硬鉻，鍍后拋光，用于低負(fù)載、低速或良好環(huán)境時(shí)，活塞桿表面可以不處理。活塞桿外徑公差取，直線度誤差小于等于0.02毫米每一百毫米,表面粗糙度0.30.4m

42、，精度要求高時(shí)取0.10.2m。活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度較快，運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量較大時(shí)，為了防止運(yùn)動(dòng)部件到終端時(shí)與缸的端蓋產(chǎn)生撞擊，液壓缸應(yīng)該有緩沖裝置。緩沖裝置利用油液的節(jié)流原理實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。常見(jiàn)的緩沖裝置有環(huán)形間隙式、節(jié)流可變式和節(jié)流口可調(diào)式。每種還有多種結(jié)構(gòu)形式。環(huán)形間隙緩沖裝置由活塞上的圓形凸臺(tái)和液壓缸端蓋上的凹形腔組成.當(dāng)活塞移動(dòng)接近端蓋時(shí),凸臺(tái)進(jìn)入凹孔,將封閉在活塞與端蓋間的油液從環(huán)狀間隙中擠出。活塞速度被減慢，形成緩沖。這種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)始作用時(shí)緩沖效果很大，但效果逐漸減弱，緩沖作用還受油溫的影響。形成環(huán)狀間隙的凸臺(tái)可以做成圓錐形階梯形和拋物線形等，可以改進(jìn)其緩沖效果。圖4-2 環(huán)形間隙式、節(jié)流

43、可變式液壓缸在系列化的成品液壓缸中，由于事先無(wú)法知道液壓缸的實(shí)際速度和運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，多采用環(huán)形間隙式緩沖。節(jié)流可變式緩沖裝置在活塞上開(kāi)有軸向的三角形節(jié)流槽，活塞與端蓋間的油液須經(jīng)三角槽流出，而使活塞制動(dòng)。緩沖均勻，制動(dòng)精確。出油口須裝單向閥，用于反向啟動(dòng)。節(jié)流口可調(diào)緩沖裝置也有凸臺(tái)和凹孔結(jié)構(gòu)，還在液壓缸的端蓋上裝有節(jié)流閥和單向閥，活塞與端蓋間的油液經(jīng)針形節(jié)流閥開(kāi)口，可改變吸收能量的大小。單向閥用于反向啟動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用較廣泛。 考慮到本液壓缸的結(jié)構(gòu)和所承受的重力和沖擊不大，本設(shè)計(jì)所采用的是節(jié)流可變式緩沖裝置。4.3.4動(dòng)力元件選擇可以看到液壓缸工作的整個(gè)過(guò)程中最高工作壓力出現(xiàn)在加

44、壓結(jié)束時(shí)P=4.86MPa，此時(shí)缸的輸入量極小，且進(jìn)油路元件較少，故泵至缸間的進(jìn)油路壓力損失估取為，可以算得泵最高工作壓力，液壓泵的最大供油量按液壓缸最大輸入流量進(jìn)行估算，取泄露系數(shù)K=1.1，則，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果查閱手冊(cè)，選用規(guī)格相近的25YCY1B壓力補(bǔ)償斜盤(pán)式軸向柱塞泵，其額定壓力為32MPa,排量為25ml/s。最大工作壓力出現(xiàn)在終壓階段，由此時(shí)的液壓缸工作壓力式和流量式可算得此時(shí)液壓泵的最大理論功率取泵的總效率，則液壓泵的實(shí)際功率即所需電動(dòng)機(jī)功率為 查閱相關(guān)手冊(cè)，選用Y8024型三相交流異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為0.75kw，額定轉(zhuǎn)速為1390r/min。按所選電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量

45、，液壓泵的最大理論流量為大于計(jì)算所需流量18.612L/min，滿足適用要求。根據(jù)所選擇的液壓泵規(guī)格及系統(tǒng)工作情況，容易選擇系統(tǒng)的其它液壓元件，一并列出，如下表4-2：表4-2 液壓元件規(guī)格序號(hào)液壓件名稱通過(guò)的最大實(shí)際流量（L/min）型號(hào)規(guī)格規(guī)格1雙聯(lián)葉片泵18YB-10/12(10/12)L/min6.3MPa2溢流閥7.296Y-25B 25L/min6.3MPa3順序閥18XY-25B25L/min6.3MPa續(xù)表4-2 4單向閥18I-25B 25L/min6.3MPa5三位四通電磁換向閥4434D-63B 63L/min6.3MPa6調(diào)速閥18Q-25B25L/min6.3MPa7

46、、10單向閥18I-25B25L/min6.3MPa8二位三通機(jī)動(dòng)換向閥1823C-25B25L/min6.3MPa9壓力繼電器-DP1-63B調(diào)速范圍1-6.3MPa11二位二通電磁換向閥1822D-25B25L/min6.3MPa12濾油器18XU-40×10040L/min10013壓力表開(kāi)關(guān)-K-6B6.3MPa4.4液壓系統(tǒng)的調(diào)試液壓系統(tǒng)總體布局有集中式、分散式。集中式結(jié)構(gòu)是將整個(gè)設(shè)備液壓系統(tǒng)的油源、控制閥部分獨(dú)立設(shè)置于主機(jī)之外或安裝在地下，組成液壓站。如冷軋機(jī)、鍛壓機(jī)、電弧爐等有強(qiáng)烈熱源和煙塵污染的冶金設(shè)備，一般都是采用集中供油方式。分散式結(jié)構(gòu)是把液壓系統(tǒng)中液壓泵、控制調(diào)

47、節(jié)裝置分別安裝在設(shè)備上適當(dāng)?shù)牡胤?。機(jī)床、工程機(jī)械等可移動(dòng)式設(shè)備一般都采用這種結(jié)構(gòu)。液壓閥的配置形式1.板式配置 板式配置是把板式液壓元件用螺釘固定在平板上，板上鉆有與閥口對(duì)應(yīng)的孔，通過(guò)管接頭聯(lián)接油管而將各閥按系統(tǒng)圖接通。這種配置可根據(jù)需要靈活改變回路形式。液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)等普遍采用這種配置。2.集成式配置 目前液壓系統(tǒng)大多數(shù)都采用集成形式。它是將液壓閥件安裝在集成塊上，集成塊一方面起安裝底板作用，另一方面起內(nèi)部油路作用。這種配置結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便。預(yù)安裝時(shí)，先將液壓系統(tǒng)，液壓缸固定在規(guī)定的基礎(chǔ)上，然后根據(jù)圖紙要求把液壓系統(tǒng)各部件的進(jìn)出油口按原理圖管路連線要求用要求的管路連接起來(lái)，彎管處橢圓度不低于9

48、7%；正式安裝前，要將管道內(nèi)部沖洗干凈，本套設(shè)備要求沖洗后管道內(nèi)部清潔度不低于17/14（ISO4406），相當(dāng)于Nas8級(jí)；正式安裝時(shí)，各管口要求擦拭干凈，不準(zhǔn)有砂粒、焊渣等污物進(jìn)入管道內(nèi)，管道安裝完畢后，可在適當(dāng)位置上安裝管夾，以防止管道震動(dòng)。 1.調(diào)試前準(zhǔn)備工作(1)用加油泵往油箱中加入規(guī)定牌號(hào)的液壓油液，將油液加至液面高度達(dá)液位計(jì)最高位置。(2)按照液壓原理圖，將各液壓元件的手柄打到正確的啟、閉位置上，鎖定。 2.調(diào)試運(yùn)行(1)首次啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，注意保證電機(jī)正確的旋轉(zhuǎn)方向；在啟動(dòng)前，給油泵灌入清潔的引液。(2)啟動(dòng)油泵電油泵空運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘之后，方可將系統(tǒng)壓力逐步調(diào)節(jié)至設(shè)機(jī)，待計(jì)要求。(3)

49、系統(tǒng)壓力油液輸出正常后，按前面所說(shuō)各調(diào)試好控制元件調(diào)的控制參數(shù)。 3.液壓系統(tǒng)的用液及對(duì)污染的控制 (1)液壓所用油液對(duì)液壓系統(tǒng)能否正常使用具有十分重要的意義，除系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理、元件制造的質(zhì)量 和維護(hù)使用等條件外，油液的適用性和油液清潔度是一個(gè)十分重要的因素。(2)液壓油液作為液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)，除了傳替能量外，還有潤(rùn)滑液壓元件運(yùn)動(dòng)副以及保護(hù)金屬不被銹蝕等作用。(3)液壓油液污染嚴(yán)重時(shí)，液壓系統(tǒng)工作性能惡化，容易產(chǎn)生故障、元件加速磨損、壽命縮短、甚至造成設(shè)備和操作的重大事故。 4.調(diào)試運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題(1)在正常運(yùn)行情況下，各截止閥手柄應(yīng)按原理圖處于正確的位置，并將其鎖定；(2)溢流閥、節(jié)流

50、閥調(diào)定值應(yīng)按前面的數(shù)值調(diào)定，并將其鎖定；(3)在沒(méi)有電源的情況下，可以手動(dòng)按下電磁球閥23QDF6B/315E24實(shí)現(xiàn)手動(dòng)換向，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)關(guān)及系統(tǒng)泄荷。4.5液壓系統(tǒng)的維護(hù)及注意事項(xiàng)1.液壓系統(tǒng)應(yīng)加入規(guī)定牌號(hào)的液壓油液，不得將不同牌號(hào)的液壓油液混合使用。2.應(yīng)保證液壓系統(tǒng)內(nèi)所使用的液壓油液的污染度等級(jí)不低于規(guī)定的污染度等級(jí)要求；系統(tǒng)第一次投入運(yùn)行三個(gè)月后，應(yīng)將液壓油液過(guò)濾一次或更換，并清洗油箱；以后，一般每一年換一次油液；油液每三個(gè)月應(yīng)化驗(yàn)一次，對(duì)于已經(jīng)變質(zhì)老化或被嚴(yán)重污染的液壓油液應(yīng)及時(shí)更換。3.不得隨意將壓力控制繼電器的控制點(diǎn)變動(dòng)，以免影響系統(tǒng)正常工作。4.要經(jīng)常檢查儀表及其它元件功能是否

51、正常，如要維修更換，請(qǐng)注意型號(hào)和說(shuō)明書(shū)要求。5.每班檢查一次油箱內(nèi)的液面高度，如異常應(yīng)檢查各元件和管線滲漏點(diǎn)；如果發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn)，在不影響使用的情況下作好標(biāo)記，停機(jī)時(shí)進(jìn)行處理，如滲漏嚴(yán)重，應(yīng)立即停機(jī)處理。6.要保持液壓系統(tǒng)周圍環(huán)境的清潔，要求周圍環(huán)境的相對(duì)濕度不大于85%，且無(wú)雨雪侵蝕。7.液壓系統(tǒng)要定期檢修，過(guò)濾或更換液壓油液，并清洗油箱。 結(jié)論本課題設(shè)計(jì)了剪板機(jī)，在搜集了大量資料后進(jìn)行了以下幾方面的設(shè)計(jì)：1.剪板機(jī)基本參數(shù)的確定：包括剪切力，壓料力，上刀片行程量的確定 2.主要零部件的設(shè)計(jì)，包括剪板機(jī)的機(jī)體、刀架、托板、托料裝置刀具選擇等等； 3.液壓系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)，包括供油方式、液壓缸設(shè)計(jì)、活塞設(shè)計(jì)等等， 在設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一定的困難，例如刀架的布置和運(yùn)動(dòng)方式，液壓系統(tǒng)的選擇等等，都在查閱資料和老師的指導(dǎo)下得以解決。由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中尚有許多不足之處,懇請(qǐng)各位老師給予指教。致謝在本次設(shè)計(jì)中首先感謝陳沛老師對(duì)我的設(shè)計(jì)課題不厭其煩的細(xì)心指點(diǎn)。陳沛老師首先細(xì)致地為我講解；當(dāng)我迷茫于眾多的資料時(shí)，他又為我提綱摯領(lǐng)，梳理脈絡(luò)，使我確立了本設(shè)計(jì)的框架。從框架的完善，到內(nèi)容的擴(kuò)充；從行文的用語(yǔ)，到格式的規(guī)范，指導(dǎo)老師都嚴(yán)格要求，力求完美。我再次為指導(dǎo)老師的付出表示感謝。感謝學(xué)校，感謝三年各位老師，感謝他們對(duì)我的栽培和教導(dǎo)！感謝2012級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化