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摘要
通過(guò)對(duì)機(jī)械壓力機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀的分析，以及參考雙點(diǎn)機(jī)械壓力機(jī)的設(shè)計(jì)，確定了本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。在確定了機(jī)械壓力機(jī)初步設(shè)計(jì)方案后，決定采用傳統(tǒng)理論方法對(duì)JH36-400機(jī)械壓力機(jī)機(jī)身部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、強(qiáng)度校核和對(duì)壓力機(jī)上橫梁加工工藝的設(shè)計(jì)及其計(jì)算，采用AUTO CAD設(shè)計(jì)軟件對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中各主要零部件及總裝圖進(jìn)行了工程繪圖，在參考了某公司生產(chǎn)的閉式雙點(diǎn)機(jī)械壓力機(jī)機(jī)身部件以及查閱了大量關(guān)于機(jī)身部件設(shè)計(jì)的書(shū)籍后，確定機(jī)身部件的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其進(jìn)行了可行性分析，最后對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出整個(gè)設(shè)計(jì)切實(shí)可行。
關(guān)鍵詞 機(jī)械壓力機(jī) ；機(jī)身部件；加工工藝。
Abstract
Through to the mechanical press's development present situation's analysis, as well as refers to the JH36-400 mechanical press's design, has determined this topic main design content. After having determined mechanical press preliminary design plan, decided that uses the traditional theory method to carry on the design, the computation, the intensity examination to the JH36-400 mechanical pressure fuselag epartes system; Used the AUTO CAD design software each main spare part and the final assembly drawing has carried on the project cartography to the fuselag epartes system in; In referred to some company to have produced the closed two point mechanical pressure engine drive system which as well as has consulted massively after the transmission system design books, the definite fuselag epartes system's design proposal, has drawn up the transmission system schematic diagram, has given fuselag epartes system's working instructions, and has carried on the feasibility analysis to it, finally carried on the system analysis to the entire design, obtained the entire design to be practical and feasible.
Keywords mechanical press epartes of body processing
II
目 錄
1 概述 1
1.1 緒論 1
1.2 曲柄壓力機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)組成 2
1.3 曲柄壓力機(jī)的發(fā)展概況 4
1.4 通用曲柄壓力機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù) 6
1.4.1 曲柄壓力機(jī)的型號(hào) 6
1.4.2 通用曲柄壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù) 8
2 機(jī)身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9
2.1 機(jī)身類型 9
2.2 機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
2.2.1 機(jī)身設(shè)計(jì) 10
3 機(jī)身強(qiáng)度計(jì)算 12
3.1 立柱和拉緊螺栓計(jì)算 12
3.1.1 立柱和拉緊螺栓的受力和變形情況 12
3.1.2 立柱強(qiáng)度驗(yàn)算 14
3.1.3 拉緊螺栓的強(qiáng)度驗(yàn)算 14
3.2 上橫量和底座的計(jì)算 18
3.2.1 上橫量和底座的受力分析 18
3.2.2 上橫梁的計(jì)算 19
3.3 壓力機(jī)底座的計(jì)算 23
4 閉式組合機(jī)身變形計(jì)算 26
4.1 雙點(diǎn)壓力機(jī)底座變形計(jì)算公式 26
4.1.1 底座變形計(jì)算公式 26
4.1.2 壓力機(jī)底座變形計(jì)算 27
4.2 雙點(diǎn)壓力機(jī)上橫梁變形計(jì)算 27
4.2.1 上橫梁變形計(jì)算公式 27
4.2.2 上橫梁變形計(jì)算 28
5 機(jī)身的緊固 29
5.1 緊固的方法分類 29
5.2 緊固的方法選擇 30
6 上橫梁加工工藝設(shè)計(jì) 31
6.1 上橫梁的作用 31
6.2 上橫梁的工藝分析 31
6.2.1 技術(shù)要求分析 31
6.2.2 加工方法 32
6.3 上橫梁工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 32
6.3.1 零件的生產(chǎn)類型 32
6.3.2 零件各表面加工順序的確定 33
6.3.3 切削用量的選擇 33
6.3.4 數(shù)據(jù)計(jì)算 34
總結(jié) 43
致謝 44
參考文獻(xiàn) 45
附 錄 46
附錄一 46
附錄二 65
II
1 概述
1.1 緒論
鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。采用鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有效率高、所量好，重量輕和成本低的特點(diǎn)。所以，工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家愈來(lái)愈多地采用鍛壓工藝代替切削工藝和其他工藝。鍛壓機(jī)械在機(jī)床中所占的比重也愈來(lái)愈大。近年來(lái)，鍛壓機(jī)械的擁有量日本為34%，美國(guó)為32.4%。在鍛壓機(jī)械中。又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。
用曲柄壓力機(jī)可以進(jìn)行沖壓、模鍛等工藝，廣泛用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電器儀表、國(guó)防工業(yè)以及日用品等生產(chǎn)部門。隨著工業(yè)的發(fā)展，曲柄壓力機(jī)的品種和數(shù)量愈來(lái)愈多，質(zhì)量要求愈來(lái)愈顯著，壓力愈來(lái)愈大。它在機(jī)械制造工業(yè)以及其他工業(yè)的鍛壓生產(chǎn)中的作用愈來(lái)愈顯著。例如，在汽車 拖拉機(jī)工廠中，用熱模鍛壓力機(jī)代替模鍛錘生產(chǎn)模鍛件已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展的檔勢(shì)。日本已有四條熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線，其中一條110000千牛熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線是在1971年建成的，可以生產(chǎn)重達(dá)1400牛，長(zhǎng)達(dá)1.3米的曲軸以及重達(dá)1000牛，長(zhǎng)達(dá)2米的汽車前梁生產(chǎn)效率為60件/時(shí)。從揀料預(yù)熱、剪切、鍛造、檢驗(yàn)到包裝發(fā)送全部自動(dòng)進(jìn)行，全線僅用24人。比模鍛錘的生產(chǎn)效率高得多，勞動(dòng)條件大為改善。西德已經(jīng)制造了五條120000千牛熱模鍛匠力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線，供應(yīng)世界各國(guó)。又如，在日用品生產(chǎn)中，如果不采用高速?zèng)_壓自動(dòng)機(jī)，那么產(chǎn)品的成本與質(zhì)量在國(guó)際市場(chǎng)上將失去競(jìng)爭(zhēng)能力。因此大量制造和使用曲柄壓力機(jī)，已經(jīng)成為工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展方向之一。
我國(guó)在解放以前，曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)非常落后，只能制造一些手動(dòng)沖床。解放以后，才有了飛速的發(fā)展，到目前為止，我們已經(jīng)制造了80000千牛的熱模鍛壓力機(jī)，40000千牛的雙點(diǎn)壓力機(jī)以及其他各種型號(hào)的壓力機(jī)。但是，與工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家比較，我國(guó)的曲柄壓力機(jī)制造業(yè)還很落后，主要表現(xiàn)在質(zhì)量不高、數(shù)量不足。品種不全等幾個(gè)方面特別是缺乏大型高效的設(shè)備。因此，必須大力發(fā)展曲柄壓力機(jī)，以滿足四個(gè)現(xiàn)代化的需要。
曲柄壓力機(jī)的類型很多，按照工藝用途分類如下：
1）板料沖壓壓力機(jī)
（1）通用壓力機(jī)．用來(lái)進(jìn)行沖裁、落料、彎曲、成形和淺拉廷等工藝。
（2）拉延壓力機(jī)，用來(lái)進(jìn)行拉延工藝。
（3）板沖高速自動(dòng)機(jī)，適用于連續(xù)級(jí)進(jìn)送料的自動(dòng)沖壓工藝。
（4）板沖多工位自動(dòng)機(jī)，適用于連續(xù)傳送工件的自動(dòng)沖壓工藝。
2）體積模鍛壓力機(jī)
（1）冷擠壓機(jī)，用來(lái)進(jìn)行冷擠壓工藝。
（2）熱模鍛壓力機(jī)，用來(lái)進(jìn)行熱模鍛工藝。
（3）精壓機(jī)，用來(lái)進(jìn)行平面精壓，體積精壓和表面壓印等工藝。
（4）平鍛機(jī)，用來(lái)進(jìn)行平鍛工藝。
（5）冷墩自動(dòng)機(jī)，用于制造如螺釘螺母等各種標(biāo)準(zhǔn)件。
（6）精鍛機(jī)，用來(lái)精鍛各種軸類工件。
3）剪切機(jī)
（1）板料剪切機(jī)，用于裁剪板料。
（2）棒料剪切機(jī)，用于截裁棒料。
1.2 曲柄壓力機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)組成
曲柄壓力機(jī)是采用機(jī)械傳動(dòng)的鍛壓機(jī)器。通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)把電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳給工作機(jī)構(gòu)，從而使坯料獲得確定的變形，制版所需的工件。
圖1—1、圖1—2分別是曲柄壓力機(jī)的外形圖和運(yùn)動(dòng)原理圖。其工作原理如下：電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角皮帶將運(yùn)功傳給大皮帶輪1，從而通過(guò)齒輪2、3、4把運(yùn)動(dòng)傳給偏心齒輪5，連扦6的上端套在偏心齒輪上，下端與滑塊7用鉸鏈連接，因此，就將齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成滑塊的往復(fù)運(yùn)功。上模裝在滑決上，下模裝在工作臺(tái)上。當(dāng)材料放在上下模之間時(shí)，即能進(jìn)行沖裁或其他變形工藝，制成工件。氣墊18是用來(lái)頂出工件或在拉伸時(shí)作壓邊用。由于工藝操作的需要，滑塊時(shí)而運(yùn)動(dòng)，時(shí)而停止，因此裝有離合器5和制動(dòng)器4。壓力機(jī)在整個(gè)工作周期內(nèi)進(jìn)行工藝操作的時(shí)間很短，即有負(fù)荷的工作時(shí)間很短，大部分時(shí)間為無(wú)負(fù)荷的空程。為了使電機(jī)的負(fù)荷均勻，有效地利用能量，因而裝有飛輪。大皮帶輪即起飛輪作用。
圖1-1 閉式壓力機(jī)機(jī)身
圖1-2 壓力機(jī)傳動(dòng)原理圖
從上述的工作原理可以看出，曲柄壓力機(jī)一般由下面幾部分組成：
(1)工作機(jī)構(gòu) 一般為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)， 由曲軸、連桿和滑塊等零件組成。
(2)傳動(dòng)系統(tǒng) 包括齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)。
(3)操縱系統(tǒng) 如離合器和制動(dòng)器。
(4)能源系統(tǒng) 如電動(dòng)機(jī)和飛輪。
(5)支承部件 如機(jī)身。
除上述基本部分以外，還有多種輔助系統(tǒng)與附屬裝置，如潤(rùn)滑系統(tǒng)、保護(hù)裝置以及氣墊等。
曲柄壓力機(jī)的工作機(jī)構(gòu)代表壓力機(jī)的工作特征，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律將影響壓力機(jī)的工作性能，而其受力狀況則是壓力機(jī)強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)將影響壓力機(jī)的整體布置、外形尺寸、美觀以及重量和成本。離合器和制動(dòng)器是壓力機(jī)能否正常穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，它們的正確設(shè)計(jì)與使用將會(huì)大大提高壓力機(jī)的工作可靠性和壽命。壓力機(jī)工作時(shí)，除需要其有足夠的壓力外，還需要具有足夠的能量。電動(dòng)機(jī)和飛輪的正確選用與合理設(shè)計(jì)是獲得足夠能量的基礎(chǔ)，同時(shí)也給節(jié)約能量提供了途徑。所有的部件和零件都支承在機(jī)身上，機(jī)身的合理設(shè)計(jì)將降低壓力機(jī)的重量，提高壓力機(jī)的剛度。壓力機(jī)的輔助裝置與系統(tǒng)將使壓力機(jī)獲得必要的輔助功能，使其安全運(yùn)轉(zhuǎn)，是提高壓力機(jī)使用效率不可缺少的組成部分，其設(shè)計(jì)好壞在一定程度上標(biāo)志著壓力機(jī)的先進(jìn)與否。
1.3 曲柄壓力機(jī)的發(fā)展概況
鍛壓生產(chǎn)已有悠久的歷史，但是，采用鍛壓機(jī)械進(jìn)行鍛壓生產(chǎn)卻只有百余年的歷史，十九世紀(jì)三十年代，世界上山現(xiàn)了第一臺(tái)簡(jiǎn)易的平鍛機(jī)和蒸汽錘。六十年代生產(chǎn)了一些沖壓用的液壓機(jī)。直到十九世紀(jì)末期，才出現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的曲柄壓力機(jī)和鍛造用的液壓機(jī)。二十世紀(jì)前期，由于汽車工業(yè)的興起，曲柄壓力機(jī)以及其他鍛壓設(shè)備得到了迅速發(fā)展。眾所周知，由于采用現(xiàn)代化的鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有效率高、質(zhì)量好、能量省和成本低的特點(diǎn)。所以，工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家越來(lái)越多地采用鍛壓工藝代替切削工藝和其他工藝。鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越重要，鍛壓機(jī)械在機(jī)床中所占的比重也越來(lái)越大。近年來(lái)，鍛壓機(jī)械的擁有量日本為34％，美國(guó)為32．4％。在鍛壓機(jī)械中，又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。用曲柄壓力機(jī)可以進(jìn)行沖壓和模鍛等工藝生產(chǎn)，它廣泛用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電器儀表、國(guó)防工業(yè)以及日用品等生產(chǎn)部門。隨著工業(yè)的發(fā)展，曲柄壓力機(jī)的品種和數(shù)量越來(lái)越多，質(zhì)量要求越來(lái)越高，壓力越來(lái)越大。它在機(jī)械制造工業(yè)以及其他工業(yè)的鍛壓生產(chǎn)中的作用越來(lái)越顯著。例如，在汽車拖拉機(jī)工廠中，用熱模鍛壓力機(jī)代替模鍛錘生產(chǎn)模鍛件已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。日本已有數(shù)條熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線，其少一條110000kN熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線是在197l年建成的，可以生產(chǎn)重達(dá)140kg，長(zhǎng)達(dá)1．3m的曲軸以及重達(dá)100kg，長(zhǎng)達(dá)2m的汽車前梁，生產(chǎn)效率為每小時(shí)60件。．從裝料、預(yù)熱、剪切、鍛造、檢驗(yàn)到包裝、發(fā)送全部自動(dòng)進(jìn)行。全線僅用24人，比模鍛錘的生產(chǎn)效率高得多，勞動(dòng)條件大為改善。德國(guó)已經(jīng)制造了若干條120000kN的熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線，供應(yīng)世界各國(guó)。我國(guó)也購(gòu)置—條，對(duì)汽車鍛件的生產(chǎn)起著良好的作用。又如，冷擠壓工藝是—項(xiàng)新興的工藝，用冷擠壓生產(chǎn)的零件表面粗糙度小，尺寸精度高，直徑為20一30mm的零件其公差范圍可控制在0.015m m以內(nèi)，因此，所生產(chǎn)的零件不需進(jìn)行或少量進(jìn)行切削加工即可使用。大大提高了生產(chǎn)率，并節(jié)約了原材料。
隨著冷擠壓工藝的發(fā)展，各種類型的擠壓機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，正在使加工行業(yè)產(chǎn)生巨大的變化。再如，在日用品及家用電器生產(chǎn)中，如果不采用高速?zèng)_壓自動(dòng)機(jī)，產(chǎn)品的成本與質(zhì)量在國(guó)際市場(chǎng)上將失去競(jìng)爭(zhēng)能力。因此大量制造和使用曲柄壓力機(jī)，已成為工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展方向之—。
近年來(lái)，曲柄壓力機(jī)正向著高速度和高精度的方向發(fā)展，并努力降低噪音．提高安全
性，擴(kuò)大自動(dòng)化程度，改善勞動(dòng)條件。特別是采用微型計(jì)算機(jī)控制的曲柄壓力機(jī)，更具有先進(jìn)的水平。
例如，行程次數(shù)500次／min左右的高速壓力機(jī)已普遍應(yīng)用，美國(guó)明斯恃(Minster)公司已生產(chǎn)250kN2000次／min的超高速壓力機(jī)。美國(guó)國(guó)民(National)公司發(fā)展了新系列的高速冷墩機(jī)，M12四工位螺母冷墩機(jī)生產(chǎn)率為每分鐘250件。
精密沖裁的壓力機(jī)己發(fā)展到25000 kN，可沖裁的最大板厚已達(dá)25mm，加工的零件周邊的表面粗糙度很小，尺寸精度很高，沖切面的垂直度可達(dá)89°30’。
擠壓機(jī)己發(fā)展到50000kN，多工位擠壓機(jī)已發(fā)展到45000kN，機(jī)器精度不斷提高，剛度已達(dá)到同規(guī)格的通用壓力機(jī)的2—3倍。
1982年在日本大阪國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上展出了55臺(tái)鍛壓設(shè)備，其中采用數(shù)控的占34．5％，可以人機(jī)對(duì)話，編成十分方便。日本會(huì)田公司制造的2000KN“沖壓中心”，采用微型計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)，全部時(shí)間只需5min。德國(guó)奧穆科（Eumuco）公司近年來(lái)制造的熱模鍛壓力機(jī)和平鍛機(jī)，都已采用微機(jī)巡回檢測(cè)各軸承的溫度，顯示工藝力，對(duì)壓力機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要作用。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）規(guī)定，在85—90dB的連續(xù)噪音下，工作時(shí)間不能超過(guò)8h, 而美國(guó)和瑞士規(guī)定為85dB。現(xiàn)在德國(guó)舒勒（Sehuler）公司制造的開(kāi)式壓力機(jī)已為75dB。還有一些公司正在研制低噪音（75dB）的折彎?rùn)C(jī)和冷墩自動(dòng)機(jī)。
我國(guó)解放以前，曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)非常落后，只能制造一些手動(dòng)沖床。解放以后才有了飛速的發(fā)展，到目前為止，我們已經(jīng)制造了80000kN的熱模鍛壓力機(jī)，40000kN的雙點(diǎn)壓力機(jī)以及其他各種型號(hào)的壓力機(jī)。近年來(lái)，由于自行研究和引進(jìn)技術(shù)，研制水平達(dá)到了一個(gè)新的高度。我國(guó)的汽車制造廠，電機(jī)電器制造廠以及有關(guān)的工廠都裝備著不少新型的曲柄鍛壓機(jī)械。但是，與工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家比較，我們的曲柄壓力機(jī)制造業(yè)仍屬落后，主要表現(xiàn)在質(zhì)量不高，性能不好和品種不全等方面，特別缺乏大型高效的設(shè)備。因此，必需大力發(fā)展曲柄壓力機(jī)，以滿足現(xiàn)代的需要。
1.4 通用曲柄壓力機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)
1.4.1 曲柄壓力機(jī)的型號(hào)
按照J(rèn)B／GQ2003—84型譜，曲柄壓力機(jī)的型號(hào)用漢語(yǔ)拼音字母、英文字母和數(shù)字表
示，例如JA31—l 60B型號(hào)的意義是：
圖1-3 機(jī)床型號(hào)
現(xiàn)將型號(hào)的表示方法敘述如下：
第一個(gè)字母為類代號(hào)，代表八類鍛壓設(shè)備中某類設(shè)備。在八類鍛壓設(shè)備中，與曲柄壓力機(jī)有關(guān)的有五類。機(jī)械壓力機(jī)用拼音字母J表示，線材成形自動(dòng)機(jī)、鍛機(jī)、剪切機(jī)和彎曲校正分別用Z、D、Q和W表示。
第二個(gè)字母代表同一型號(hào)產(chǎn)品的變型順序號(hào)，凡主參數(shù)與基本型號(hào)相同，但其他某些基本參數(shù)與基本型號(hào)不同的，稱為變型，用字母A、B、C……表示第一、第二、第三……種變型產(chǎn)品。
第三、四個(gè)數(shù)字為組、型代號(hào)。在型譜中，每類鍛壓設(shè)備分為10組，每組分為10型。第一個(gè)數(shù)字代表“組”，第二個(gè)代表“型”?！?1”在型譜中查得為“閉式單點(diǎn)壓力機(jī)”。
橫線后面的數(shù)字代表主參數(shù)。一般用壓力機(jī)的公稱壓力(見(jiàn)下面敘述)作為主參數(shù)。型譜中的公稱壓力用工程單位制的“噸”表示，故轉(zhuǎn)化為法定單位制的“千牛”時(shí)，應(yīng)把此數(shù)字乘以10。例如此處160代表160 t，乘以10即為1600kN。
最后一個(gè)字母代表產(chǎn)品的重大改進(jìn)順序號(hào)，凡型號(hào)已確定的鍛壓機(jī)械，若結(jié)構(gòu)和性能上與原產(chǎn)品有顯著不同，則稱為改進(jìn)，用字母A、B、C代表第一、第二、第三……次改進(jìn)。有些鍛壓設(shè)備，緊接組、型代號(hào)的后面還有一個(gè)字母，代表設(shè)備的通用特性，如字母K代表數(shù)控，G代表高速等。
表1-1 通用壓力機(jī)型號(hào)
1.4.2 通用曲柄壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)
曲柄壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)反映了壓力機(jī)的工藝能力、加工零件的尺寸范圍以及有關(guān)生產(chǎn)率等指標(biāo)，現(xiàn)分述如—下：
1) 公稱壓力P，及公稱壓力行程S
曲柄壓力機(jī)的公稱壓力(或稱額定壓力)是指滑塊離下死點(diǎn)前某一特定距離(此特定距離稱為公稱壓力行程或額定壓力行程)或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下死點(diǎn)前某一特定角度(此特定角度稱為公稱壓力角或額定壓力角)時(shí)，滑塊所容許承受的最大作用力。例如630、1000、1600、2500、3150、4000、6300kN……。這個(gè)系列是從生產(chǎn)實(shí)踐中歸納整理后制訂的，既能滿足生產(chǎn)需要，又不致使曲柄壓力機(jī)的規(guī)格過(guò)多，繪制造帶來(lái)困難。當(dāng)然專為實(shí)現(xiàn)某工藝的壓力機(jī)也可以按實(shí)際需要的工藝力來(lái)確定公稱壓力。在型譜中，通用壓力機(jī)一般以公稱壓力作為主參數(shù)，其他技術(shù)參數(shù)稱為基本參數(shù)。
2) 滑塊行程S
它是指滑塊從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的距離。它的大小將反映壓力機(jī)的工作范圍。行程較長(zhǎng)，則能生產(chǎn)高度較高的零件，通用性較大。但壓力機(jī)的曲柄尺寸要加大，隨之而來(lái)的是齒輪模數(shù)和離合器尺才均要增大，壓力機(jī)造價(jià)增加。而且模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套可能脫離，影響工件精度和模具壽命。此外，滑塊的速度也要加大。所以，應(yīng)該適當(dāng)選擇行程長(zhǎng)度。
3) 滑塊行程次數(shù)n
它是指滑塊每分鐘從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)，然后再回到上死點(diǎn)所往復(fù)的次數(shù)。行程次數(shù)越高，生產(chǎn)率越高，但次數(shù)超過(guò)一定數(shù)值以后，必需配備機(jī)械化自動(dòng)化送料裝置，否則不可能實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率。行程次數(shù)提高以后，機(jī)器的振動(dòng)和噪音也將增加?，F(xiàn)代的壓力機(jī)，有提高行程次數(shù)的趨勢(shì)。
4) 最大裝模高度H,及裝模高度調(diào)節(jié)量△H；
裝模高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊下定向到工作臺(tái)板上表面的距離。當(dāng)裝模高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最上位置時(shí)，裝模高度達(dá)最大值，稱為最大裝模高度。上下模的閉合高度應(yīng)小于壓力機(jī)的最大裝模高度。裝模高度調(diào)節(jié)裝置所能調(diào)節(jié)的距離，稱為裝模高度調(diào)節(jié)量。與裝模高度并行的標(biāo)準(zhǔn)尚有封閉高度。所謂封閉高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊下表面到工作臺(tái)上表面的距離。它和裝模高度之差恰是工作臺(tái)板的厚度。裝模高度及其調(diào)節(jié)量必需適當(dāng)，增大其數(shù)值固然能安裝閉合高度較大的模具，適應(yīng)性較大，但若安裝高度較小的模具時(shí)，則需增添附加墊板，給工作帶來(lái)不便。而且，壓力機(jī)的高度也相應(yīng)增加。
5) 工作臺(tái)板及滑塊底面尺寸
它是指壓力機(jī)工作中間的平面尺寸。它的大小直接影響所安裝的模具的平面尺寸以及壓力機(jī)平面輪廓的大小。
2 機(jī)身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
機(jī)身是壓力機(jī)的一個(gè)基本部件。所有零部件都裝在機(jī)身上面。工作時(shí)要承受全部工作變形力(某些下傳動(dòng)壓力機(jī)除外)。因此機(jī)身的合理設(shè)計(jì)對(duì)減輕壓力機(jī)重量，提高壓力機(jī)剛度，以及減少制造工時(shí)，都具有直接的影響。
2.1 機(jī)身類型
機(jī)身分為兩大類型即開(kāi)式機(jī)身和閉式機(jī)身。前者三面敞開(kāi)，操作方便，但剛度較差，適用于中小型壓力機(jī)；后者兩側(cè)封閉，剛度較好但操作不如開(kāi)式的方便，適用于中大型壓力機(jī)以及某些精度要求較高的小型壓力機(jī)。
開(kāi)式機(jī)身常見(jiàn)類型如圖2-l所示。按機(jī)身背部有無(wú)開(kāi)口可分為雙柱機(jī)身(如圖中a)和單柱機(jī)身(如圖中b、c)。按機(jī)身是否可以傾斜分為可傾機(jī)身(如圖中a)和不可傾機(jī)身(如圖中b、c)。按機(jī)身的工作臺(tái)是否可以移動(dòng)分為固定臺(tái)(如圖中b)和活動(dòng)臺(tái)(如圖中c)。此外尚分柱形臺(tái)、轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)等。不同的機(jī)身型式有不同的用途，雙柱可傾機(jī)身便于從機(jī)身背部卸料，有利于沖壓工作的機(jī)械化與自動(dòng)化?；顒?dòng)臺(tái)機(jī)身可以在較大范圍內(nèi)改變壓力機(jī)的裝模高度，適用工藝范圍較廣。單柱固定臺(tái)機(jī)身一般用于公稱壓力較大的開(kāi)式壓力機(jī)。
（a） （b） （c）
圖2-1 開(kāi)式機(jī)身類型
(a) 雙柱可傾機(jī)身 (b)單柱固定臺(tái)機(jī)身 (c)單柱活動(dòng)臺(tái)機(jī)身
閉式機(jī)身常見(jiàn)類型如圖2—2所示。整體閉式機(jī)身加工裝配工作量較少；但需要大型加工設(shè)備，運(yùn)輸也較困難。組合閉式機(jī)身(如圖中所示)是由上梁、立柱、底座和拉緊螺栓組而成，因此，加工運(yùn)輸比較方便，在大中型壓力機(jī)里此種機(jī)身應(yīng)用較多。
圖2-2 組合式機(jī)身
2.2 機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.2.1 機(jī)身設(shè)計(jì)
機(jī)身作為壓力機(jī)的主要零件，大部分零部件都安裝固定在上面。機(jī)身由全鋼焊接的上橫梁、底座和立柱組成，通過(guò)四根拉桿螺栓預(yù)緊形成整體框架。三件間通過(guò)定位套定位。此三件為壓力機(jī)的主受力件，采用全鋼焊接，并進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力處理，具有高的強(qiáng)度和剛度。同時(shí)用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，保證高的加工精度。
機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：
(1)機(jī)身在滿足強(qiáng)度、剛度的條件下，力求重量輕、節(jié)約金屬。
(2)結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，并便裝于其上的所有部件、零件容易安裝、調(diào)整、修理和更換。
(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)便于鑄造或烽接和機(jī)加工。
(4)必須有足夠的底面積，保證壓力機(jī)的穩(wěn)定性。
(5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求減少振動(dòng)和噪音。
(6)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力求外形美觀。
機(jī)身結(jié)構(gòu)分為鑄造結(jié)構(gòu)和焊接結(jié)構(gòu)兩種。鑄造結(jié)構(gòu)使用材料有HT20—40鑄鐵、QT42—10球鐵和ZG35鑄鋼等。焊接結(jié)構(gòu)使用材料多為鋼板，也有用16Mn鋼板。鑄造結(jié)構(gòu)的材料比較容易供應(yīng)，消震性能較好。但重量較重，剛度較差。目前，較適合于成批生產(chǎn)。焊接結(jié)構(gòu)與之相反，重量較輕，剛度較好，外形比較美觀，但消震性能較差。當(dāng)前我國(guó)鋼板材料供應(yīng)不足，焊接技術(shù)和工藝裝備有待于進(jìn)一步提高與充實(shí)，因此，只適合于單件小批生產(chǎn)。對(duì)于采用鑄造還是焊接結(jié)構(gòu)，須視各廠具體條件而定。隨著工業(yè)的發(fā)展，焊接結(jié)構(gòu)必然將更廣泛采用。
鑄造結(jié)構(gòu)盡量使壁厚不要有突然變化，適當(dāng)加大過(guò)渡圓角，減少應(yīng)力集中。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需使鑄造和加工方便。焊接結(jié)構(gòu)盡量設(shè)計(jì)成具有對(duì)稱性的截面相對(duì)稱性的焊縫位置，以減少焊接變形，特別是扭曲變形。要合理布置筋板，數(shù)量不宜過(guò)多。焊縫應(yīng)盡量遠(yuǎn)離應(yīng)力集中區(qū)域，盡量避免用焊縫直接承受主要工作載荷。焊縫避免交叉與聚集，并考慮焊接施工方便。
總結(jié)以上敘述，以及參考JH36-400機(jī)械壓力機(jī)的機(jī)身設(shè)計(jì)，確定了以焊接結(jié)構(gòu)作為此次機(jī)身設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。具體的材料和機(jī)身各部分的尺寸，可查看具體的零件圖。
3 機(jī)身強(qiáng)度計(jì)算
機(jī)械零件因強(qiáng)度不足，會(huì)發(fā)生材料斷裂、變形等情況，從而造成機(jī)械零件喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的性能。
3.1 立柱和拉緊螺栓計(jì)算
3.1.1 立柱和拉緊螺栓的受力和變形情況
（a） （b） （c）
圖3-1 螺栓和立柱變形示意圖
由圖3-1，如設(shè)
λ——預(yù)緊后拉緊螺栓伸長(zhǎng)量；
λ——預(yù)緊后立柱壓縮量；
λ——工作十拉緊螺栓的伸長(zhǎng)量；
λ——工作時(shí)立柱殘余壓縮量；
則拉緊螺栓在壓力機(jī)工作時(shí)比預(yù)緊時(shí)所增加的伸長(zhǎng)量為：
Δλ= λ—λ
立柱在壓力機(jī)工作時(shí)比預(yù)緊時(shí)所減少的壓縮量為：
Δλ=λ—λ
∵ Δλ= Δλ=Δλ
∴ λ—λ=λ—λ 式(3.1)
因?yàn)樵趶椥苑秶鷥?nèi)，螺栓和立柱的受力和變形都是線性關(guān)系，所以可以用圖3-2表示：
（a) （b) （c) （d)
（a）預(yù)緊后螺栓的力的變形圖；( b) 預(yù)緊后立柱的力的變形圖； (c)第(a)和(b)種情況的合并 (d) 預(yù)緊后和工作時(shí)螺栓和立柱的力的變形圖
圖3-2 力的變形圖
由圖可知： P=P+P
若將工作壓力增至ZP（Z稱為預(yù)緊系數(shù)），則立柱的變形量為零，即λ=0
所以，式（3.1）成為：
λ—λ=λ 式(3.1a)
∵ λ=（米）
λ=（米）
λ=（米）
∴ —= 式(3.2)
式中 P——公稱壓力（牛）；
P——預(yù)緊力（牛）；
Z——預(yù)緊系數(shù)，對(duì)通用壓力機(jī)取1.5；
L﹑L——螺栓和立柱工作長(zhǎng)度（米）；
E﹑E——螺栓和立柱彈性模量（牛/米）；
n﹑m——螺栓和立柱數(shù)目，通常n=4,m=2；
由式（3.2）可得預(yù)緊力Py：
Py= 式(3.3)
其中 Kl=, Kz=
由于沿立柱長(zhǎng)度方向截面不等，當(dāng)截面相差比較懸殊時(shí)應(yīng)采用當(dāng)量截面積F代替式（3.3）中的Fz。
F按下式計(jì)算：
F==／(米) 式(3.4)
式中 F﹑F……F——立柱各段不同截面面積(米)；
L﹑L……L——立柱相應(yīng)于不同截面的各段長(zhǎng)度（米）。
3.1.2 立柱強(qiáng)度驗(yàn)算
立柱強(qiáng)度驗(yàn)算公式：
σ=≤[σ]（帕） 式（3.5）
式中 Py——預(yù)緊力；
F——立柱最小截面積（米)；
[σ]——立柱許用應(yīng)力，對(duì)鑄鐵取350×10帕，對(duì)鋼板取600～800×10帕。
表3-1 立柱最小截面積
壓力機(jī)型號(hào)
立柱材料
單點(diǎn)通用壓力機(jī)
雙點(diǎn)通用壓力機(jī)
曲軸平行與正面
曲軸垂直與正面
鑄 鐵
0.19P
0.2P
0.2P
鋼 板
0.095P
0.1P
0.105P
注：Pg——壓力機(jī)公稱壓力（千牛）
3.1.3 拉緊螺栓的強(qiáng)度驗(yàn)算
拉緊螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算公式
σ=≤[σ]（帕） 式（3.6）
式中 Z——預(yù)緊系數(shù)，取1.5；
F——拉緊螺栓最小截面積（米)；
[σ]——拉緊螺栓許用應(yīng)力，參照現(xiàn)行壓力機(jī)，取為1300～1500×10帕。
拉緊螺栓預(yù)緊一般采用加熱方法，即先把螺母用扳手預(yù)檸緊，然后在螺栓和螺母上各畫(huà)一直線“A”，并在螺母旋轉(zhuǎn)的反方向畫(huà)另一條直線“B”（見(jiàn)圖3-3），這“A”﹑“B”兩線之間的夾角為β，即為加熱后螺母需要的回轉(zhuǎn)角。螺栓加熱伸長(zhǎng)后，轉(zhuǎn)動(dòng)螺母，使螺母上的”B”線和螺栓上的“A”線對(duì)準(zhǔn)，這樣螺栓冷卻后，機(jī)身即被預(yù)緊。
圖3-3 回轉(zhuǎn)角圖
螺母的回轉(zhuǎn)角β可按下式確定：
β=×360 式（3.7）
式中 S——拉緊螺栓螺距（米）；
﹑——拉緊螺栓和立柱預(yù)緊時(shí)的伸長(zhǎng)和壓縮（米）
∵
∴ 式（3.8）
式中 L——拉緊螺栓工作長(zhǎng)度；
τ——拉緊螺栓應(yīng)變。
（a）立柱簡(jiǎn)圖
（b） 拉緊螺栓簡(jiǎn)圖
圖3-4 雙點(diǎn)壓力機(jī)立柱和拉緊螺栓簡(jiǎn)圖
由圖3-4可的立柱各部分截面面積及其長(zhǎng)度：
表3-2 立柱各部分截面面積及其長(zhǎng)度數(shù)據(jù)
面積（平方厘米）
長(zhǎng)度（厘米）
Ⅰ
1254
11
Ⅱ
2296
143.5
Ⅲ
324
9
Ⅳ
744
46.5
Ⅴ
1392
87
Ⅵ
384
11.5
預(yù)緊力
Py =
令
F=
=1080厘米=0.108米
∴ PyN
立柱的強(qiáng)度為：
σ==Pa
[σ]=600～800×10 Pa
σ﹤[σ],安全
螺栓強(qiáng)度：
σ=Pa
[σ]=1300～1500×10Pa
σ＜[σ],安全
預(yù)緊時(shí)螺母轉(zhuǎn)角：
β=×360
令
S=4.8mm
∴ β=
若按經(jīng)驗(yàn)公式
3.2 上橫量和底座的計(jì)算
3.2.1 上橫量和底座的受力分析
（a) 機(jī)身簡(jiǎn)圖
（b）上橫梁受力簡(jiǎn)圖
（c） 底座受力簡(jiǎn)圖
圖3—5 雙點(diǎn)壓力機(jī)上橫梁和底座的受力簡(jiǎn)圖
圖3—5為雙點(diǎn)壓力機(jī)上橫梁和底座的受力簡(jiǎn)圖。一般把上橫梁和底座看成一簡(jiǎn)支梁，其跨度等于拉緊螺栓之間的距離L。上橫梁的載荷是通過(guò)芯軸傳遞的。雙點(diǎn)壓力機(jī)的載荷可看成集中作用在兩個(gè)壓力點(diǎn)上，作用力為公稱壓力的二分之一，即為。底座的載荷是通過(guò)墊板均勻作用在底板上，可看成3/4的長(zhǎng)度上均布載荷q作用，q值為
式（3.9）
3.2.2 上橫梁的計(jì)算
如圖3—5b圖，上橫梁的最大彎矩為：
N/m 式(3.10)
強(qiáng)度計(jì)算公式為：
式中 ——上橫梁中央截面的最大拉應(yīng)力（Pa）；
——上橫梁中央截面的最大壓應(yīng)力（Pa）；
——上橫梁中央截面形心至上橫梁底面距離（m）；
H ——上橫梁中央截面高度（m）；
J ——上橫梁中央截面慣性矩（m）；
——上橫梁許用拉應(yīng)力，材料為Q235時(shí)，=315～390×10Pa；材料為鋼板時(shí)，=400～500×10Pa；
——上橫梁許用壓應(yīng)力，材料為Q235時(shí)，=350×10Pa。
按照上述細(xì)長(zhǎng)梁的計(jì)算方法計(jì)算上橫梁的應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力有較大出入。例如，北京第二輕工機(jī)械廠生產(chǎn)的JB31-160壓力機(jī)上橫梁最大拉應(yīng)力按上法計(jì)算時(shí)為142×10Pa，而靜態(tài)實(shí)測(cè)應(yīng)力為209×10Pa，實(shí)測(cè)應(yīng)力比計(jì)算的大47%。動(dòng)態(tài)實(shí)測(cè)應(yīng)力為247×10Pa，比靜態(tài)的又增大了18%。因此，按細(xì)長(zhǎng)梁的計(jì)算方法計(jì)算不太合適，而從應(yīng)力分布規(guī)律分析，則近似于高粱。又有上海鍛壓機(jī)床廠生產(chǎn)的5000千牛的雙點(diǎn)壓力機(jī)，上橫梁計(jì)算的最大拉應(yīng)力和靜態(tài)實(shí)測(cè)的分別為150×10Pa和320×10Pa，也有類似的情況。
(a) 橫梁中央危險(xiǎn)截面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
(b) 上橫梁中央危險(xiǎn)截面形心簡(jiǎn)圖
圖3-6 上橫梁中央危險(xiǎn)截面簡(jiǎn)圖
圖3-6是此次設(shè)計(jì)的壓力機(jī)上橫梁中央危險(xiǎn)截面的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及計(jì)算形心時(shí)的簡(jiǎn)化圖。
（1）由圖(a) 可的危險(xiǎn)截面的面積為
A=1294×53=68582mm
A=186×826=153636 mm
A=1346×107=144022 mm
A=1346×107=144022 mm
A=186×907=168702 mm
A=1666×80=133280 mm
F= A+ A+ A+ A+ A+ A=8122cm
(2) 計(jì)算危險(xiǎn)截面的形心
組合圖形形心坐標(biāo)的計(jì)算公式為：
， 式（3.11）
由圖(b）可得：
危險(xiǎn)截面形心y為：
由式（3.11）得 y=
=705.5mm
（3） 計(jì)算危險(xiǎn)截面慣性矩J
圖3-7 危險(xiǎn)截面慣性矩坐標(biāo)圖
任意平面圖形如上圖所示，其面積為A。y軸和z軸為圖形所在平面內(nèi)的坐標(biāo)軸。在坐標(biāo)（y,z）處取微積分dA，遍及整個(gè)圖形面積A的積分
= ， =
分別定義為圖形對(duì)y軸和z軸的慣性矩。
以ρ表示微面積dA到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離，下列積分
因?yàn)椋?，于是有：
J===+=+ 式（3.12）
若圖形為高為h、寬為b的矩形，則：
=，= 式（3.13）
所以：壓力機(jī)上橫梁危險(xiǎn)截面慣性矩J，可用式（3.12）和（3.13）計(jì)算。
==1605.4 cm ， ==956968.1 cm
==10575.3 cm ， ==44293.2 cm
==13740.9 cm ， ==2174391.3 cm
==13740.9 cm ， ==2174391.3 cm
==1156521.1 cm， ==48636.8 cm
==7108.3 cm , ==3082717.5 cm
∴=+++++=1203292 cm
=+++++=10481398.2 cm
危險(xiǎn)截面慣性矩J:
J=+=1203292 +10481398.2
=11684690.2=1168.5×10 cm
所以由（1）、（2）、（3）中的數(shù)據(jù)，可計(jì)算：
危險(xiǎn)截面最大彎矩為
==3.5×10N.m
危險(xiǎn)截面最大應(yīng)力為
=253.6×10Pa
=105.7×10Pa
∴ , 安全
3.3 壓力機(jī)底座的計(jì)算
（a) 底座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
（b） 計(jì)算形心時(shí)簡(jiǎn)化圖
圖3-8 底座簡(jiǎn)圖
由圖3-8（b）可得：
由式（3-11）得危險(xiǎn)截面形心y：
y=
=29.4cm
壓力機(jī)底座危險(xiǎn)截面慣性矩J的計(jì)算為：
=，=
==990cm， ==13864.5cm
==34133cm， ==1333333cm
==3657cm， ==2218666.7cm
==5956cm， ==5976cm
==175.5cm， ==118638cm
∴ =++++=44911.5cm
=++++=3690478.2cm
危險(xiǎn)截面慣性矩J：
J=+
=44911.5 +3690478.2
=3735389.7=373.5×10cm
底座最大彎矩為：
N.m 式（3.14）
式中 L——兩邊立柱拉緊螺栓中心距離（米）。
強(qiáng)度計(jì)算公式為： 式（3.15）
式（3.16）
式中 ——底座中央截面的最大拉應(yīng)力（Pa）；
——底座中央截面的最大壓應(yīng)力（Pa）；
所以，底座危險(xiǎn)截面的最大彎矩為：
==8.44×10Pa
底座危險(xiǎn)截面的最大應(yīng)力為：
=288.3×10Pa
=66.4×10Pa
∴ , 安全
按照上述計(jì)算方法計(jì)算JB31—160壓力機(jī)底座的最大拉應(yīng)力為151×10Pa ，最大壓應(yīng)力為142×10Pa，而靜態(tài)實(shí)測(cè)分別為170×10Pa及108×10Pa。因此，如果考慮高梁的影響，上述的載荷簡(jiǎn)化是比較符合實(shí)際的。
4 閉式組合機(jī)身變形計(jì)算
組合式機(jī)身變形應(yīng)包括底座、上橫梁和立柱的變形，機(jī)身變形影響機(jī)床工件的加工精度和機(jī)床的使用壽命。由于模具裝在底座或墊板上，因此，底座的變形直接影響工件的精度和使用壽命。一般計(jì)算底座的變形即可。只是在必要時(shí)再計(jì)算上橫梁和立柱的變形。
4.1 雙點(diǎn)壓力機(jī)底座變形計(jì)算公式
4.1.1 底座變形計(jì)算公式
雙點(diǎn)壓力機(jī)底座受力簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3-5（c）,其彎曲正應(yīng)力的變形、彎曲剪應(yīng)力的變形和總變形為：
=m
=m
∴ = + =+m 式(4.1)
式中 ——公稱壓力（牛）；
L——拉緊螺栓間距（米）；
E——彈性模量；
鑄鐵為0.9×10牛/米；
碳鋼為2.1×10牛/米；
G——剪切模量；
鑄鐵為4.5×10牛/米；
碳鋼為8.1×10牛/米；
J——底座中央截面慣性矩（米）；
F——底座中央截面面積（米）；
——最大剪應(yīng)力與平均連盈利的比值。
如下圖所示的底座簡(jiǎn)化剖面，α為
圖4—1 底座簡(jiǎn)化剖面
α= 式（4.2）
算出的總撓度應(yīng)小于容許撓度。
=（～）L 式（4.3）
由于底座上還有墊板，所以實(shí)際撓度還將有所減小。
4.1.2壓力機(jī)底座變形計(jì)算
= + =+m 式（4.4）
令 =4000×10牛， L=1.35米， J=0.03735米， F=0.37米
G=4.5×10牛/米, E =0.9×10牛/米.
由式（4.2），可計(jì)算的；
α=
=
=9.9
∴ = + =+m
=+
=0.047+0.091=0.138mm
而 =（～）L=（～）×1350
=0.169～0.225mm
> 撓度不大、剛度夠。
4.2 雙點(diǎn)壓力機(jī)上橫梁變形計(jì)算
4.2.1 上橫梁變形計(jì)算公式
上橫梁受力簡(jiǎn)圖如圖3-5（b）,其彎曲正應(yīng)力的變形、彎曲剪應(yīng)力的變形和總變形為：
=m
=m
=+=+m 式（4.6）
式中 為上橫梁主軸中心至拉緊螺栓中心的距離（米）。
4.2.2 上橫梁變形計(jì)算
令 =4000×10牛， L=1.666米， J=0.1168米， F=0.8122米
G=4.5×10牛/米,E=0.9×10牛/米。
α= ==4.87
=+=
+=0.165mm
≤（～）L=（～）×1350=0.169～0.225mm
≤, 撓度不大、剛度夠。
5 機(jī)身的緊固
四柱式機(jī)械壓力機(jī)機(jī)身必須用鎖緊螺母和可靠的緊固，并具有足夠的預(yù)緊力，否則在機(jī)械壓力機(jī)加壓時(shí)，立柱臺(tái)肩與工作臺(tái)面、調(diào)節(jié)螺母與上橫梁接觸平面間產(chǎn)生間隙。泄壓換向回程時(shí)，產(chǎn)生振動(dòng)，并使立柱臺(tái)肩和工作臺(tái)接觸平面間產(chǎn)生沖擊載荷，可導(dǎo)致鎖緊螺母松退，立柱精度因此被破壞。更為嚴(yán)重的是由于立柱臺(tái)肩和工作臺(tái)接觸面積較小，沖擊載荷會(huì)造成臺(tái)肩局部墩粗。墩傷接觸的工作臺(tái)表面，造成檢修時(shí)，立柱不易從活動(dòng)橫梁導(dǎo)套孔中抽出。
5.1 緊固的方法分類
1) 普通緊固
鄭重方法是用扳手來(lái)旋緊鎖緊螺母，它所能達(dá)到的預(yù)緊力，受到扳手孔，扳手強(qiáng)度以及安裝所能施加的旋緊力等限制，力量是較小的。因此，只能用噸位小的機(jī)械壓力機(jī)的聯(lián)結(jié)裝配中。
2) 加壓情況下緊固
這種方式利用機(jī)械壓力機(jī)本身加壓后，使立柱承載伸長(zhǎng)時(shí)，用扳手將調(diào)節(jié)螺母旋緊，泄壓后立柱回縮得到緊固連接，其預(yù)緊力的大小主要由機(jī)械壓力機(jī)壓力大小來(lái)決定，通常取公稱壓力的1.5~2倍，泄壓時(shí)也需加壓后旋松。此方法緊固較可靠，卸載也較方便，對(duì)于四螺母結(jié)構(gòu)立柱與工作臺(tái)面貼合的四個(gè)調(diào)節(jié)螺母的緊固，采用此方法較為有利。與上橫梁下平面貼合之四個(gè)調(diào)節(jié)螺母用于調(diào)節(jié)機(jī)器精度，此時(shí)，調(diào)節(jié)精度時(shí)所需加的壓力要比所經(jīng)力大。對(duì)于三螺母結(jié)構(gòu)，只能做到上橫梁連接部分的預(yù)緊，對(duì)工作臺(tái)連接部分，則只能用其他方法預(yù)緊。
3) 加熱緊固
此方法是靠立柱一端的熱脹，在立柱的一端鉆40~60mm直徑的孔，孔的深度要大雨橫梁高度，孔內(nèi)通過(guò)高壓蒸汽或用火焰加熱，也可采用電加熱法。加熱時(shí)應(yīng)將兩對(duì)角立柱同時(shí)加熱。
立柱伸長(zhǎng)量為：
cm 式（5.1）
式中：，——立柱和工作臺(tái)材料彈性模量
，——每一立柱預(yù)緊部分截面積而后工作臺(tái)預(yù)緊受壓區(qū)截面積cm
——預(yù)緊力
——立柱預(yù)緊部分長(zhǎng)度cm
加熱升高溫度：
式中：u——每加熱的線膨脹系數(shù)。
對(duì)于鋼材
加熱后立柱溫度：
式中：——室溫。
立柱螺母旋進(jìn)角度：
室中：S——螺距（cm）
4) 液壓緊固
圖5—1 液壓緊固工作原理圖
利用液壓油缸加壓來(lái)使立柱伸長(zhǎng)而鎖緊螺母，工作原理見(jiàn)圖5—1所示：
液壓缸1支撐于導(dǎo)套3上，活塞2及立柱5用螺母4連接起來(lái)。當(dāng)液壓缸內(nèi)通入高壓油P時(shí)，活塞2上升將立柱拉長(zhǎng)后即可鎖緊。用此法立柱螺紋部應(yīng)加長(zhǎng)，
以保證活塞2旋入后有足夠的強(qiáng)度。
5.2 緊固的方法選擇
此次機(jī)身設(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)身緊固采用液壓裝置預(yù)緊。用四根拉桿螺栓連接上橫梁，立柱，底座。上橫梁，立柱，底座，三件間通過(guò)定位套定位。拉桿上端用閉母鎖緊，然后用液壓預(yù)緊裝置進(jìn)行預(yù)緊，每根拉桿的預(yù)緊力為150±1噸。
6 上橫梁加工工藝設(shè)計(jì)
6.1 上橫梁的作用
上橫梁是雙點(diǎn)機(jī)械壓力機(jī)重要的基礎(chǔ)件之一，屬于箱體類零件。它支撐和包容著各類傳動(dòng)件，保證其運(yùn)動(dòng)動(dòng)力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和分配，彼此按一定的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)，因此，必須使眾多的軸，套以及齒輪等零件保持其正確的位置關(guān)系。所以，