曲轴毛刺冲压机床液压系统设计论文

曲轴毛刺冲压机床的液压系统设计摘要：曲轴生产过程中毛刺的产生严重影响曲轴的性能。为简化去除曲轴毛刺的工艺，本文设计了冲压机床。针对系统的工作要求，本文确定了高速冲床液压系统的方案，然后通过计算确定系统重要参数，并选择各类阀体和辅助组成元件，最终完成整个冲床的设计，从而实现曲轴毛刺去除的自动化。

关键词：曲轴毛刺；液压系统；差动连接；冲床

abstract: the crankshaft production process of burr have a serious effect the performance of the crankshaft. for simplified remove the crankshaft burr process, this paper designed the stamping machine tools. according to the system work requirements, this paper confirmed the high speed punch hydraulic system of solutions, and then through the calculate and determine the system important parameters, and choose all kinds of body and auxiliary components, finally complete the whole punch design, so as to realize the automation of crankshaft burr removal.

key words: the crankshaft burr; hydraulic system; differential link; punch

中图分类号：th137

0前言

曲轴是发动机最重要的机件之一，其加工质量将直接影响发动

机的工作性能。曲轴是锻造生产，其在锻造成型后会留有呈180度对称分布的毛刺。为避免在车削过程中损伤刀具，必须要提前去除这些毛刺。现在一般去除毛刺的工序是由工人手动来实现，不仅生产效率低，工人劳动量大，且切削碎屑对人体也有很大伤害，工作环境极其恶劣。笔者将设计由液压系统驱动的曲轴毛刺冲压机床，实现毛刺去除的自动化，从而提高生产效率、改善工作环境。

1系统方案设计

（1）工作负载：

fw=sl×440/104=3600×5×440÷104=792kn.

（2）重力负载：

fg=20kn.

（3）惯性负载：

fa=ma=2000kg×2m/ s2=4 kn.

（4）摩擦力负载：

ff=f fg=0.1×20=2 kn.

（5）液压缸在各个工作阶段的负载：

取液压缸工作效率为ηm=0.9，则液压系统各个工作阶段的负载值见表1。

表1液压缸各工作阶段负载计算

针对该系统的工作要求，拟设计曲轴毛刺冲压机床液压系统原理图如图1所示。

1-电机 2-液压泵 3-空气滤清器 4-压力表 5-过滤器 6-冷却

器 7-液控换向阀8-单向阀9-电磁换向阀10-溢流阀11-比例伺服阀12-液压缸

图 1 曲轴毛刺冲压机床液压系统原理图

此方案采用了差动连接，加入液控换向阀7提高了液压缸下降过程中的运动速度，节约时间，提高了工作效率。

此液压系统的工作原理为：

比例伺服阀11的电磁铁输入电压为正时，其右位工作，来自泵2的液压油经阀11右位，进入液压缸上腔，液压缸下腔的油经阀7和比例阀11进入液压缸上腔，组成了差动快速回路，活塞杆带动冲头快速向下运动。当冲头遇到工件受阻时，系统压力升高，达到液动阀7的调定压力时，阀7左位接通，液压泵2经比例阀11向液压缸的上腔供油，活塞缓慢向下运动，冲压工件，液压缸下腔的油经液动换向7流回油箱。冲压完毕后冲头到达下位极限，接近开关sq2向控制系统发信号，使比例阀的输入电压信号为负，控制比例阀左位工作，同时负载消失，系统压力降低，阀7右位接通，泵2向液压缸下腔供油，上腔的油经阀11的左位回油箱，活塞快速向上运动，完成了一个工作循环。此循环实现了快进—工进—快退的工作要求。

2系统参数确定

2.1 液压缸的主要参数

为使液压缸快进与快退的速度相等，选用单杆活塞缸差动连接方式。

1）液压缸内径计算：

根据gb/t 2348-93的优先序列,对d圆整，得d=250mm.

2）活塞杆直径计算：

在本课题中，希望活塞有较高的运动速度，可以降低冲压周期，所以活塞杆应尽量选择的大些，以提高液压缸回程速度，但因为快进过程采用了差动连接，若活塞杆直径太大，其快速下降的速度便会降低，所以应选择合适的活塞杆直径。

差动快速下降时活塞速度:

活塞退回时速度:

要减少运动时间，则要对求最大值，求得当=176.75mm，即时活塞运动时间最少。

根据gb/t 2349-93确定活塞杆的直径为d=180mm。

3) 缸筒厚度：

圆整后得δ1=30mm。

液压泵的选择

活塞行程s=200mm时，冲压频率为f=60次/min，则一个周期内，泵向液压缸的排油量应与液压缸向油箱的排油量相等。所以系统的总流量为：

所以根据gb/t 2347-1980，选用泵理论流量16l/min，泵的转速n=1500r/min。

则泵的排量为：

考虑到动态压力和一定的压力设备，并确保泵的使用寿命，因

此选择泵时，泵的公称压力应满足，而流量与上面计算的流量近似。参照《机械制造工艺及设备设计指导手册》，选择轴向柱塞泵，型号为25mcy14-1b，排量为10ml/r，额定压力为32mpa，额定转速为1500r/min，驱动功率为10kw，容积效率≥92%。

3结论

该液压系统原理简单，组成元件少，具有较强的实际应用价值。但是仍有未完善部分，需进一步进行模拟仿真，从而得到更优化的系统。

参考文献:

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注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。