摘 要

目前,在金属加工过程中，锻造技术已应用于机械装备、钢铁冶金装备、大型船舶和车辆以及国防建设装备等制造行业。在锻造技术的发展中, 为了改善锻件的组织、提高锻件的性能,同时为了节约原材料、降低成本, 减少后续的加工量, 提高机械制造的生产效率, 锻造技术从开始的模锻工艺发展到了多向模锻工艺。多向模锻是指在多向模锻液压机上进行分模模锻的一种精密锻造技术,其原理实质上是模锻和挤压的复合,其中以挤压变形为主。多向模锻可以在液压机一次工作行程中完成复杂形状，特别是带内腔或者凹凸外形锻件的锻造。多向模锻的锻件的性能好,并可极大的提高材料的利用率，减少后续切削加工量。多向模锻用它特殊的成形方式和生产效果, 使锻件能够更好地满足国民经济各行业以及国防建设发展的需求。本课题主要任务是对6.3MN多向模锻液压机相关参数进行理论计算，然后完成本体结构设计。

论文参考了现有液压机的结构和设计经验，按照压压机的设计理论，确定了6.3MN多向模锻液压机的整体结构与设计参数，做出了6.3MN多向模锻液压机的设计方案。确定了6.3MN多向模锻液压机的垂直缸、水平缸、顶出缸、上横梁、活动横梁、下横梁、立柱等关键部件的设计方案，对液压机进行设计。

关键词：液压机；多向模锻；设计理论

Structural Design of 6.3MN Multi-directional Die Forging Hydraulic Press

ABSTRACT

At present, in the metal processing process, forging technology has been applied to the manufacturing industries such as mechanical equipment, steel and metallurgical equipment, large ships and vehicles, and national defense construction equipment.In the development of forging technology, in order to improve the structure of forgings and improve the performance of forgings, in order to save raw materials, reduce costs, reduce subsequent processing volume, and improve the production efficiency of machinery manufacturing, the forging technology has developed from the beginning of the die forging process. To the die forging process.Multi-directional die forging refers to a precision forging technique for split-die forging on a multi-directional forging hydraulic press. The principle is essentially a composite of die forging and extrusion, in which extrusion deformation is dominant.Multi-directional die forging can complete complex shapes in a single working stroke of a hydraulic press, especially forging with a cavity or a profiled forging.Multi-directional die forgings have good performance and can greatly improve the utilization of materials and reduce the amount of subsequent machining.Multi-directional die forging uses its special forming method and production effect, so that forgings can better meet the needs of the national economy and the development of national defense construction.The main task of this project is to theoretically calculate the relevant parameters of the 6.3MN multi-directional forging hydraulic press, and then complete the body structure design.The paper refers to the structure and design experience of the existing hydraulic press.

According to the design theory of the press, the overall structure and design parameters of the 6.3MN multi-directional forging hydraulic press are determined, and the design scheme of the 6.3MN multi-directional forging hydraulic press is made.The design schemes of key components such as vertical cylinder, horizontal cylinder, ejection cylinder, upper beam, movable beam, lower beam and column of 6.3MN multi-directional forging hydraulic press were determined, and the hydraulic machine was designed.

Key words：Hydraulic Press；Multidirectional die forging；Design theory

目录

摘要 I

ABSTRACT II

1 绪论 1

1.1 前言 1

1.2 液压机概要 1

1.2.1 液压机的行业概要 1

1.2.2 液压机的结构设计分析 2

1.2.3 国内外液压机发展趋势 3

1.3 多向模锻概要 4

1.3.1 多向模锻工艺介绍 5

1.3.2多向模锻的特点 6

1.4课题研究意义 6

2.液压机本体结构及其理论设计 8

2.1机架形式的选择 8

2.1.1框架式机架 8

2.1.2单臂式机架 8

2.1.4梁柱组合机架对比介绍 9

2.2液压缸结构形式的选择 10

2.2.1液压缸的介绍 10

2.2.2 液压缸的分类 10

2.2.3液压缸的固定 12

2.2.4活塞杆与活动横梁的连接方式 13

2.2.5活塞和活塞杆 14

2.2.6密封装置 15

2.3本章小结 15

3液压缸部件的结构设计 16

3.1主缸的计算 16

3.1.1液压缸内径 16

3.1.2液压缸外径 16

3.1.3液压缸活塞杆直径 16

3.1.4壁厚 17

3.1.5缸底厚度 17

3.1.6法兰厚度 17

3.1.7缸底圆角 17

3.1.8法兰圆角 17

3.1.9法兰直径 18

3.1.10密封圈 18

3.2水平缸的计算 18

3.2.1液压缸内径 18

3.2.2液压缸外径 19

3.2.3液压缸活塞杆直径 19

3.2.4壁厚 19

3.2.5缸底厚度 20

3.2.6法兰厚度 20

3.2.7缸底圆角 20

3.2.8法兰圆角 20

3.2.9法兰直径 20

3.2.10密封圈 21

3.3本章小结 21

4液压缸的校核 22

4.1主缸的校核 22

4.1.1筒壁部分的校核 22

4.1.2缸底部分的校核 22

4.1.3法兰部分的校核 23

4.2水平缸的校核 24

4.2.1筒壁部分的校核 24

4.2.2缸底部分的校核 25

4.2.3法兰的校核 25

4.3本章小结 26

5立柱和横梁的设计校核 27

5.1立柱的设计校核 27

5.1.1立柱的材料选择 27

5.1.2立柱尺寸的设计计算 27

5.2横梁的设计计算 28

5.2.1横梁的材料选择 28

5.2.2上横梁的校核 28

5.2.3下横梁的校核 31

结 论 34

致 谢 35

参考文献： 36

1 绪论

1.1 前言

伴随着我国汽车行业的快速发展,国产锻造设备存在问题也越来越明显。^[1]我国有着传统的锻造技术并且一直在发展锻造技术, 但是并没有受到各方面专家的重视, 因此我国的锻造技术的发展步伐相比来说说还是比较缓慢的。但是随着近年来我国科学技术的快速发展, 我国不少行业都取得了较大的进步, 许多行业都在蓬勃发展中，而我国的锻造行业在本次进程中也发展的很好^[2]。

1.2 液压机概要

1.2.1 液压机的行业概要

液压机的发展史最早是国外，英国的一个科学家在1795年获得了第一个手动液压机的发明专利，但是属于液压机的发展史却不到200年。近些年来各类大型液压机的发明为现代工业带来了巨大的效益，比如7000KN、9000KN、12000KN的液压机的发明。在1884年，英国的科学家又以水作为工作介质发明了锻造水压机用于锻造钢锭，它有着轻巧、震动小等优点，所以在当时得到了广泛的应用，水压机实体图如图1.1所示。人们在之后根据其原理设计制造了一系列的锻造水压机，其中有着40000KN的大型水压机。当时的钢锭的锻造基本都由其完成。在之后由于世界大战的爆发，液压传动的到了广泛的应用，近代工业得到了迅速的发展，在当时由于战争军备的扩张，锻造和液压机的到很好的发展。1925年，维克斯发明了压力平衡式叶片泵，为近代工业的液压传动的发展提供了很好的参考。二次世界大战之后，美国在1955年前后，相继制造了315MN和450MN的大型模锻水压机，用于发展航空航天工业，用于模锻生产铝合金、钛合金航空锻件，而美国的航空航天也因此的到了快速的发展。而后在20世纪五六十年代，前苏联制造出了几台世界上最大的模锻水压机，其规格达到了300MN和750MN。而750MN的模锻水压机一直到现在都是世界上最大的模锻水压机。

我国液压工业的发展开始于1950年左右，到了1960年左右我国液压工业已经用于各个工业部门，在冶金、船舶、汽车、航空以及军工等工业中都已应用。目前我国的液压工业已经获得了较大的突破，正在一步步的追赶着世界的脚步。