液压机设计

设计液压机是为了更加深刻理解液压机在加工过程中的工作原理以及实际应用意义。液压机是利用液体来传递压力的液压设备。液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。本机器采用三梁四柱结构形式，机身由工作台、滑块、上横梁、立柱、锁母和调节螺母等组成。四柱式结构为液压机最常见的结构形式之一。四柱式结构最显著的特点是工作空间宽敞、便于四面观察和接近模具。整机结构简单，工艺性较好，但立柱需要大型圆钢或锻件。液压机在一定的机械、电子系统内，依靠液体介质的静压力，完成能量的积压、传递、放大，实现机械功能的轻巧化、科学化、最大化。液压机械具有重量轻、功率大、结构简单、布局灵活、控制方便等特点，速度、扭矩、功率均可做无级调节，能迅速换向和变速，调速范围宽，快速性能好，工作平稳、噪音小. 适用于金属材料压制工艺,如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可从事于校正、压装、砂轮成型、冷热挤压金属等同样适应于非金属材料，如塑料、玻璃钢、粉末冶金、绝缘材料等压制成型，以及有关压制方面的新工艺、新技术的试验研究等。已经广泛应用到医疗、科技、军事、工业、自动化生产、运输、矿山、建筑、航空等领域。

1.2发展趋势

(1)高速化，高效化，低能耗。提高液压机的工作效率，降低生产成本。

(2)机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。

(3)自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现的在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理的功能。

(4)液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了管路连接，有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来方便。

液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备。他与机械压力机相比具有压力

和速度可在广泛的范围内无极调整，可在任意位置输入全部功率和保持所需压力，结构布局灵活，个执行机构动作可很方便地到达所希望的配合关系等等很多悠闲。同时液压元件具有高度的通用化标准特点，设计和制造均较为简单。所以液压机在国民经济各部门得到了日益广泛的应用。

2.液压机型号和主要规格

目前液压机设计制造的瓶中、规格日益增多，为了不致与其他机械型号混淆和在同一标准下表达该机的性能特征，便利生产管理和用户选用，液压机型号编制必须遵循上级有关规定。

例如，YA32—315型四柱万能液压机型号表示为：

在生产过程中由于工艺的改进要求有关零件部件做相应改进。液压元件、电气元件等的发展和更替，需要对产品图纸进行整顿再版。为了区别这种变化便利生产管理和技术管理。因此对于这类修改常在型号最后增加A B C等设计修改序号。

一般来说，液压机主要规格是它的主导工艺动作中的主要执行机构可能输出最大压力。

对于6.3~20000吨的各种液压机，其公称压力应按JB611-64标准规定执行。现摘要如下;

液压机公称压力规定为：6.3、10、16、25、40、63、100、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000吨。

3.液压机精度

液压机精度是指及其本身的精度，它主要包括个执行机构模具安装几面的不平度；各执行机构相对于工作台面（液压机基准面）的不平度和不垂直度等相对位置精度。

液压机的精度也同任何机床的精度一样,是由被加工工件的精度要求，压制工艺过程对及其各执行机构的运动精度要求决定的。精度过低将使制件精度降低，甚至使模具过早的损坏。精度制定太高又将使制造成本增加。所以合理制定精度项目和要求是十分重要的。

目前，液压机精度标准均在空负荷或静止状态下测量。这样测量较为简单，但不能准确的反应负荷下精度。设计中还应根据工艺的要求对液压机的刚度提出相应的要求，控制负荷下的各零件的变形。以满足压制零件的精度要求和提高模具的寿命。

主要精度要求：1、工作台的平行度（1000mm长度上0.05）

2、活动横梁的下平面的平行度

3、活动横梁对工作台面的平行度（0.20）

4、活动横梁行程对工作台面的垂直度（0.30）

4、四柱式万能液压机工艺及加工过程

上滑块由四柱导向，顶出缸布置于工作台中间孔内。操作箱布置于机身右前侧。各操纵调整元件均集中设置在操纵箱面板上。动力机构（包括电动机、泵、阀元件等）设置于右侧。整个系列均提供了典型的工艺动作即上滑块快速下行→慢速加压→保压延时→快速回程及停止。

下缸活塞顶出→退回或浮动压边下行→停止→顶出。

适用于一般金属压制塑料、粉末冶金压制等广泛的工艺，由于增设了下缸活塞浮动压边下行的工艺动作，就可利用顶出缸做液压垫，利用倒拉伸工业实现金属薄板拉伸成型的工艺要求。

所以，液压机是由油泵直接驱动，用手动换向阀控制油液方向实现。

主机结构设计

分析几种典型的液压结构形式

（一）整体框架式结构

整体框架式结构多用于小型液压机。由于机架在工作过程中承受拉力和弯曲应力，因此大多采用型钢，钢板焊接和整体铸钢结构只有小吨位和小台面的液压机才可能采用铸铁铸造的整体结构。

整体焊接式结构的优点是省去了整个铸造工序，制造周期短；在结构设计上可根据受力情况合理布置和选用不同厚度的钢板，因此重量轻。缺点是各钢板焊前加工量较大，需要相应的焊接设备和熟练的焊接技术，以尽量减少焊接变形和残余内应力；焊后一般必须消除应力退火；此外焊后加工也较复杂。整体铸造结构的特点是零件数量少，加工面少，机架刚度大。但需要制造木模和沙箱等。结构上壁厚不能太薄，厚度差不能太大，因此重量较大。此外铸件清砂等均较费工时，单件小批生产时成本较高，外观也较粗糙。

整体框架结构的特点是零件数量少，重量轻，刚度大。但零件单件重量较大，焊后加工工艺较为复杂。有时甚至需要专门设备加工，以保证工作台面平直度和轨道支承面对工作台的垂直度。由于单件重量较大，设计时应仔细考虑吊运和加工设备的能力。整体框架结构的最大缺点为支柱和横梁转角处应力集中，而且在转角处往往应力最大。所以设计上应采取适当加大过度圆角半