超高温旋转夹紧油缸优化设计论文[五篇范文]

第一篇：超高温旋转夹紧油缸优化设计论文

1超高温旋转夹紧缸的设计

1.1液压缸旋转机构的结构设计

带控制阀高温旋转夹紧液压缸的工作原理:当左端进油，液压缸无杆腔进油，推动活塞杆3往上运动，定位销6上开设了一条槽(由两根槽和一根螺旋槽组成，直线距离短，约长于导向轴的直径)，活塞相对定位销作直线运动，固定在活塞下端孔的导向轴18绕着定位销6作微距离直线运动—旋转—微距离直线运动，从而带动整体活塞杆3作微距离直线运动—旋转—微距离直线运动，实现夹具的松开旋转运动。当有杆腔进油时，推动整体活塞杆3往下运动，活塞上的导向轴18在槽里运动，从而带动活塞杆3作微距离直线运动—旋转—微距离直线运动，当液压系统中液压油保压时，实现了活塞杆的夹紧。由于直线段距离较短，导向轴在槽中有自锁功能，完全能保证夹具的夹紧功能。要实现以上运动，需要有液压系统进行支撑，提供动力源及控制系统，配以PLC(可编程控制器技术)，可以实现智能控制，有效、安全地保证液压旋转夹紧动作的可靠性与安全性。

1.2液压缸活塞导向装置的设计

在此产品中，导向轴是关键零件，它在螺旋槽中的运动较为重要，不能太过于松动，松动会造成锁紧功能消失，并且间隙过大会影响旋转的准确角度，因此要保证导向轴在槽内运动自如，又要保证间隙小。经过一段时间的试验，最后采用将导向轴的外形设计成椭圆形(已获专利)，采用数控车削加工，效果较好，完全保证其在旋转槽中顺利运动。定位销中螺旋槽采用带圆弧形状设计，由于此螺旋槽的加工难度大，采用一般机床难以加工，采用数控车铣中心加工效果较好，且表面光洁。将此夹具装配后，转动灵活、定位准确。

1.3液压缸密封结构的设计

用于旋转夹紧油缸的液压油防渗装置在液压缸的工作过程中相当重要，作者采用的是对导向套内部进行改进，在防尘圈内侧增加一槽，并装入“O”型密封圈。装配好后的液压缸，外界灰尘进入缸内的可能性减少，液压油不产生渗漏现象，运动自如，液压系统的寿命提高3倍。此装置已获专利。稳定旋转活塞杆。由于活塞杆长期作往复运动，其失稳现象较为频繁，现在活塞杆外圆处增加一支撑环，并填入支撑环材料。装配好后的旋转夹紧机构，往上提升稳定，未发生失稳现象，运动自如，使整个液压系统的寿命提高3倍。

1.4液压缸密封材料的设计

氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶，具有优异的耐热性、耐氧化性、耐油性和耐药品性，它主要用于航空、化工、石油、汽车等工业部门，作为密封材料、耐介质材料以及绝缘材料。分子结构中含有氟原子的合成橡胶，通常以共聚物中含氟单元的氟原子数目来表示，如氟橡胶23是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。由于氟橡胶耐高温、耐油、耐化学腐蚀，采用氟胶作为防尘圈，对高温的适应性增强，外界灰尘不易进入缸内，使液压缸在超高温状态(大约200℃)下工作可靠。

2应用效果

此产品能在高温环境(相对于液压缸来讲200℃较高)中工作，可用较轻质量的液压缸提升金属冶炼中的炉盖及高端装备的动作，产生的压力较大，效果显著。

3结论

由于此产品开发中采用了液压与机械相结合的技术，利用了两者的优点，避免了两者的缺点，特总结如下:

(1)操作方便省力，大大降低工人劳动强度。采用旋转夹紧液压缸，为炉盖的起升提供了稳定的动力与控制;

(2)使用这种旋转夹紧液压缸，满足产品的需要的同时成本大大减少;

(3)节省辅助时间，提高效率。这种高温旋转夹紧缸节省了较大的空间(传统产品空间较大)和减少了较多的成本。

(4)为在高温环境中工作的类似夹具提供理论与实际参考。

第二篇：液压夹紧铣床夹具设计说明书

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前言

机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的专业基础课。

机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。

在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。

机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：

1.保证加工精度

机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。

2.提高生产效率

机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。3.减少劳动强度

采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。

4.扩大机床的工艺范围

利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。

机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于：

1.培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。

2.学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。

3.使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。

我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业基础地之一。

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1.产前准备

1.1年生产纲领

工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。如5万件以上夹具复杂用全自动化的设备，5000件小批量生产用手动设备。

1.2生产条件 1.3零件工艺分析

本次课设是要为此图1-3-1汽缸体铣削上表面

图1-3-1

零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图1-3-1所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。

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2.夹具结构设计

2.1定位机构

图2-1-1定位心轴

在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。

根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。

设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。

2.2夹紧机构

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图2-2-1工件放置方式

1.夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。.夹紧力的方向的确定：

1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。

2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。

3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。.夹紧力的作用点的选择：

1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。

2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。

3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。

4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。

4.选择夹紧机构：

设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则： 1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。

3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构 4)必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。

图2-2-2夹紧机构

选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。

螺栓螺母夹紧机构的特点：①结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；②自锁

性能好操；③扩力比80以上，行程S不受限制；④加紧工作慢，效力低。

2.3机床夹具的总体形式

机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。

夹具的组成归纳为：

1）定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。2）夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。3）导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。

4）动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力装置。

5）夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。6）其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。2.3.1确定夹具体： 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

夹具体上一般不设定位和定向装置，特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面，以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。2.3.2确定联接体：

联接体是将导向装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位，考虑到刚性问题，在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板，同样用内六角螺栓定位。2.3.3夹具体的总体设计图:

图2-4-1总体图

2.5绘制夹具零件图

对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。1.零件图尽可能按1:1绘制。

2.零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。

3.零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。

4.零件图名称：

零件图1定位轴

零件图2支柱

零件图3夹具体 零件图4钻模板

2.6 绘制夹具装配图

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1.装配图按1:3的比例绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。

2.视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。

4.画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。

此机床夹具要用到的零件如下： 1.压板 2.挡销 3.调整螺钉 4.校正块 5.支承钉 6.螺钉 7.夹具体 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

8.调节销 9.定向块 10.夹紧油缸手柄 11.锁紧油缸手柄 12.锁紧钉 13.辅助支承钉 14.量块

5.标注必要的尺寸、配合、公差等

(1)夹具的外形轮廓尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。

(2)夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。

(3)夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。

(4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。

(5)各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。

6.夹具装备图上应标注的技术要求(1)定位元件的定位面间相互位置精度。

(2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。

(3)定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。

(4)各导向元件的工作面间的相互位置精度。

(5)夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。

对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。7.对零件编号，填写标题栏和零件明细表：

每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。

完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。

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完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面：

1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。

2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。

3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。

4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。

5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。

结论

在这次历时两个礼拜的课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。让我认识到了仔细认真的重要性。

这次课程设计让我们更能注意到细枝末节。这次课设使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论，而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知识，有一个认真仔细的心态，还有有一个冷静的心态，遇到问题不能慌乱，不知所措

首先根据工件的加工要求，我选择了钻床，因此加工方向式垂直与水平面的。然后工件主要定位部分为直径为φ30mm的中心孔和一侧端面，用长销小平面定五个自由度。虽然没有满足六个自由度的要求，但是不影响机床夹具的工作。因为被加工件需要钻2个孔不限制Z向的旋转会增进效率。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上，沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行钻孔加工。通过以上这些步骤，此机床夹具可以正常工作，此项设计方案可实施。通过精度验算可知，此项机床夹具可施行。工件的定位、夹紧符合要求。

在设计的过程中，虽然感觉到了我的不足之处，但是我也学到了不少东西。在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。上学期在沈飞进工厂实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次课程设计的经历，使我对夹具有了更深刻的认识

我们在这次的学习实践中看到了自己的不足，同时发现到自己的一个不足，意味着我们成长了一点，如果我们每天成长一点点，那么我们会稳扎稳打的走向成功。

致谢

为期两周的课程设计转眼就过去了。通过这两个星期的课程设计，使我综合的运用了几年所学的专业知识。在课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。

首先，感谢学校给我们提供这次难得的实习机会，这让我真切的体会到理论与实际相结合的意义，为我今后的机械制造技术设计思路奠定了基础。从次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起我们注意的细节东西，感谢学校为我们提供的宝贵学习机会！

我非常感谢我的指导教师张福老师和张海华老师。两周来，我时刻体会着两位老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，不论天气有多么的炎热，都会在我们身边细心指导。在课外时间，我们不明白一些设计的问题和有关画图方面的问题时，每次去老师那里，老师都会在百忙之中给我们足够的时间去问问题，有时还会和我坐下来一起讨论设计的方案。当我的提出的方案不是经济实用的时候老师会细心讲解给予更好的意见。整个过程，两位老师都倾注了大量的心血。正是在老师科学、严谨的指导下，我的课程设计才能顺利进行，这篇论文也才得以顺利完成。两位 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

老师不仅在学习上对我严格要求，在我们的思想行为上都给予了教育与指导。

这次课程设计虽然我完成的不是很成熟，但是通过老师的帮助和自己的努力完成课程设计还是让我有一种自豪感，这是我自己真的去思考，设计，查询资料得来的成果。在这次课程设计结束的时候，我感到有一种轻松感，不是因为课程设计不用再做了，而是因为我从这次课程设计中获得了知识，有所学、有所用。更加知道我们将来能做什么，会做什么，该做什么。让我们对行业有了了解，让我们对自己的未来有了规划。

感谢两位老师的细心指导！

参考文献

[1] 作者：吴宗泽，罗圣国，书名《机械设计课程设计手册》，出版者：高等教育出版社，出版年：1999，引用部分起止页：37～46。

[2] 作者：李庆余，书名《机械制造装备设计》，出版者：机械工业出版社，出版年：2008年，版次：2版

[3] 作者：张海华，书名《机械制造装备设计指导书》，出版者：机械工程系，引用部分起止页：44～46页。

[4] 作者：薛源顺，书名《机床夹具图册》，出版者：机械工业出版社，出版年2003年，版次：1版

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第三篇：油缸设计(便宜的毕业论文)

XXXXX 毕业设计

油缸的优化设计

姓名 XXX

系

别：

XXXX

年

级：

06级

专

业：

XXXX

指导老师：

XX

答辩日期：

内 容 摘 要

液压缸又称油缸，是一种将输入的液压能转换为机械能的能量转换装置，用来驱动工作机构作直线或小于360度的回转运动，输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比的直线运动式执行元件。液压缸有各种各样的形式，按照结构特点可分为：①活塞式；②柱塞式。③摆动式；按作用方式它可分为：①单作用式液压缸—－只能使活塞做单向运动，既压力油只能通向液压缸的一腔，而反向运动则必须依靠外力来实现；②双作用式液压缸—－在两个方向上的运动都由压力油的推动来实现。

液压缸的结构简单，工作可靠，与杠杆、连杆、齿轮、齿条、棘轮、棘爪、凸轮等机构配合，还能实现多种机械运动，因此在液压传动系统中得到广泛应用。目前机床传动系统85%采用液压传动与控制，如：磨、铣、刨及组合车床等。工程机械中，普遍采用液压传动，如：挖掘机、轮胎、装载机、汽车启动机、覆带推土机、自行式铲运机、平地机、压路机等。在农业机械中，目前已用联合收割机、拖拉机、工具悬挂机。在汽车工业中，液压制功、液压自卸、消防云梯等都得到广泛运用。在冶金工业中，如：电炉控制系统、轧钢机的控制系统、手炉控制等。在轻纺工业中，诸如：注塑机、橡胶硫化机、造纸机、印刷机、纺织机械等。在船舶工业中，如：打捞船、采油平台、气垫船及船舶辅机等。在国防工业中，陆、海、空、三军的很多武器装备都采用了液压传动控制，如：飞机、坦克、火炮、导弹和火箭等。

关 键 字

功能分析

结构分析

工艺规程

规程规划

重要工序编程

设计总结

目录

一 产品的功能与用途分析----1 二 零件的功能分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 三 零件的技术要分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 四 零件的加工工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 五 零件加工工艺规程制定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 七 关键工序的数控加工程序编制„„„„„„„„„„„„„„„„14 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17

一、产品的功能与用途分析

液压缸又称油缸，液压执行元件是把液体的压力能转换成机械能的装置，它驱动机构做直线往复或旋转（或摆动）运动，其输出为力和速度或转速。液压缸按机构可分为3种：（1）活塞式；（2）柱塞式；（3）摆动式。按作用可分为：但作用式和双作用式，单作用活塞只能使活塞但方向运动，即液压油只是通向液压缸的一腔，而另一方必须依靠外力来实现；双作用液压缸两个方向都能运动，俩个方向的力都是由压力来实现的。活塞有以下优点：

（1）在同等体积下，液压能产生更大的动力，也就是说在同等功率下，液压装置的体积小，质量小，结构紧凑，即它有大的功率密度；

（2）压装置做到了速度无极调节而且速度调节范围很大，并且可以在工作时进行调节；

（3）液压装置工作平稳，换向冲击小，便于频繁换向；

（4）液压装置易于实现过载保护，使用寿命长；

（5）液压装置易于实现自动化，便于与电气装置和电子控制结合，实现繁杂运动和操作；

（6）液压元件易于实现标注化，液压装置便于设计，制作和推广使用。

由于液压技术有很多优点，从民用到国防，从一般传动到精密控制，都得到了广泛的应用。在机械工业中，目前机床传动系统有85%采用液压传动与控制，如磨、铣、刨、拉、及组合车床等；在工程机械中，普遍采用了液压传动，如挖掘机、轮胎装载机、汽车起动机、履带推土机，自行式铲运机、平地机、压路机等；在农业机械中，目前已用于联合收割机、拖拉机、工具悬挂系统；在汽车工业中，液压制动、液压自卸、消防云梯等都得到广泛应用；在冶金工业中，如电炉控制系统、轧钢机的控制系统、手炉装料、转炉控制，高炉控制等；在轻纺工业中，诸如注塑机、橡胶硫化机、造纸机、印刷机、纺织机械等；在船舶工业中，如全液压挖泥船、打捞船、采油平台、翼船、气垫船及船舶辅机等。在国防工业中，陆、海、空三军的很多武器装备都采用了液压传动与控制，如飞机、坦克、火炮、导弹和火箭等；总之，一切工程领域，凡是有机械设备的场合，均可采用液压技术，越来越多。

二、零件的功能分析

油缸主要由活塞杆、活塞、端盖、缸筒、缓冲装置、密封装置、排气装置等零部件组成的。活塞―承受气体压力,并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室。由于活塞在钢筒内作往复运动，因此，必须具备极好的滑动性能，在运动时不能损伤钢筒的内表面。再则，因活塞受到高压力以及与端盖冲击力的作用，因而活塞的材料和结构必须具有足够的强度。由于活塞需要连续的运行，所以当钢筒内壁发生咬死现象会使油缸不能运作或密封件损坏等故障，常常需要在活塞表面烧焊上一层铜合金。这样能提高油缸的滑动性能，而且即使油中混有异物或沟部的破损金属进入钢筒和活塞之间，也能使活塞密封寿命提高。活塞杆―油缸中传递机械力的重要元件.，由于油缸应用于各种使用条件下，因而要求活塞杆不能经受压缩、弯曲和振动等载荷的作用，同时还必须具有耐磨性和耐腐蚀性。活塞杆无论是实心还是空心的，通常都用钢材制造。活塞杆在钢筒内往复运动，其外圆表面应当耐磨并具有防锈能力，故活塞杆外圆表面有时需镀鉻。

3缸筒：缸体组件与活塞组件构成密封的容腔，承受油压。它与缸盖、缸底、油口等零件构成密封的夸腔，用来容化内压力油板，同时它还是活塞的运动“轨道”，内腔被活塞分成两区，通过液压油的形成油压，带动活塞杆运动。因此缸体组件要有足够的强度，较高的表面精度和可靠的密封性。

4、端盖：端盖通常由钢材制成，有前端盖和后端盖之分，分别安装在缸筒的前后，通过焊接，法兰，螺纹等方式与缸筒连接，使缸筒形成封闭的油腔。所以端盖必须要有一定的刚度和强度。

5、缓冲装置：液压缸的活塞杆具有一定的质量，在液压力的驱动下运动时具有很大的动量。在它们的型行程终端，当杆头进入液压缸的端盖和缸底部分时，会引起机械碰撞，会产生很大的冲击压力和噪音。采用缓冲装置，就是为了避免这种机械碰撞，但冲击压力仍然存在，这就必然会严重影响液压缸和整个液压系统的强度及正常工作。缓冲装置可以防止和减少活塞及活塞杆等运动部件在运动时对缸底或端盖时的冲击，在它们的行程

终端实现速度的递减，直至为零。

6、密封装置：良好的密封是液压缸传递动力和正常运动的保证，密封装置是液压缸和其它元件不可缺少的一部分，其作用是防止泄漏，防止机尘、杂质、水污从外部侵入，对密封装置的基本要求：在工作压力下密封效果好，且摩擦阻力和泄漏少，在使用范围内的耐磨性，耐油性和抗腐蚀性性能，密封元件表面不易损坏且寿命长，结构简单，使用安装维修方便。

7、排气装置：压力油进入液压缸后，缸内仍存有空气，由于空气具有压缩性和滞后扩张性会造成液压缸和整个液压系统在工作中的颤振和爬行不稳定，影响液压缸的正常工作。而排气装置九是排除缸内存有的空气。

三、零件的技术要求分析

1、活塞杆：

①、由于活塞杆是连接活塞和工作部件的传力零件，它必须有足够的强度和刚度，所以在活塞杆粗车后需要进行调制处理，消除应力，使其硬度达到HB220~260；

②、由于活塞杆在活塞杆在钢筒内往复运动，其外圆表面应当耐磨并具有防锈能力，故活塞杆外圆表面有时需镀鉻，所以在活塞杆粗磨后需要进行电镀，使其镀鉻硬度到达HV800~1000；

③、由于活塞杆在与活塞的装配中，要让活塞与活塞更紧密，需要在活塞杆尾部转一个6的孔，在其中放入钢珠，并用紧定螺栓旋紧，使活塞不易因工作而松动或脱落，所以在总装的时候再配钻这个6的孔；

④、由于杆头与杆身是模锻件，所以杆身与端部的连接部分的形状允许根据工艺有所改变，但应当圆滑过渡。

2、活塞：由于活塞的各个要求在数车中多可以保证，所以只需要在加工的时候注意锐边的倒钝和去毛刺。

四、零件的加工工艺分析

活塞杆：

1、零件各表面加工方法及其作用

活塞杆的杆身表面、倒角、凹槽、退刀槽及螺纹都在普通车床（CA6140）上加工即可，然后进行热处理，在普通车床上进行精车，最后在在杆身的表面进行镀鉻处理，使杆身表面的硬度、刚度及表面光洁度都到达规定要求；

2、关键表面之间的相互位置精度如何保证

由于在活塞杆上，其中轴和扁平面的中心孔之间有一定的垂直度要求，为了保证其垂直度，进行一次装夹，即用三爪卡盘将杆头夹紧，尾部用顶针顶住杆身的中心；同时轴之间还有同轴度要求，为了保证起同轴度，可采用基准统一原则来保证。

3、热处理、表面处理等特殊工序的安排

为了保证活塞杆锻造后的加工，应在锻打后进行正火或退火，消除其应力；为了保证活塞杆的刚度硬度要求，需在粗车后安排活塞杆进行调制处理，消除活塞杆的内应力；在活塞杆精车后为了提高杆身的表面光洁度，需对其杆身进行抛光处理。

4、工序划分，定位夹紧方案

由于活塞杆的加工需要经过锻造→粗车→精车→镗孔→粗磨→电镀→精磨→抛光等一系列的加工，但是大致可以看为两个部分：一为杆身的加工；二为杆头扁平面的加工。杆身的加工可在普通车床（CA6140）上进行粗车、精车及抛光处理，采用三爪卡盘将杆头夹紧，用顶尖顶住杆尾中心进行加工。杆头扁平面的孔加工时，在镗床上加工，用两个V形块及压板用螺栓旋紧进行定位夹紧。活塞：

1、零件各表面加工方法及其作用

活塞的内凹槽、内沟槽、凹槽、倒角、螺纹等加工都在数控车床上加工，夹具选用三爪卡盘，各表面的粗糙度等各要求都能够保证；钻28两均布孔在钻床上加工，采用专用夹具进行夹紧定位，用钻模板套、螺栓夹紧进行加工。

2、关键表面之间的相互位置精度如何保证

轴与中心孔有垂直度要求，为保证其垂直度，可采用一次装夹，外孔与内孔的

同轴度则采用互为基准保证，以外孔或内孔为基准进行加工。

3、热处理、表面处理等特殊工序的安排

由于活塞在活塞内部承受液体压力，受到高压力以及与端盖冲击力的作用，因而活塞的材料和结构必须具有足够的强度。所以在锻后进行正火或退火处理，保证其硬度和刚度，并消除其应力。

5、工序划分，定位夹紧方案

活塞的大体加工可分为两方面：

一、在数控车床上加工各表面及其凹槽、外凹槽、内沟槽等；

二、在钻床上进行钻孔。在数控车床上加工时，只需要用三爪卡盘将其夹紧便可完成加工。在钻床上加工两个均布孔和配钻的M8孔时采用专用夹具进行定位夹紧。

五、零件加工工艺规程制度

活塞杆：

工序1：圆柱钢按50l600下料；

工序2：锻打杆头R50； 工序3：热处理；

锻后对工件进行正火或退火，消除其应力 工序4：铣活塞杆尾部，铣至l576定总长；

切削用量的确定：根据机床实际情况和查《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-

21、表2-22得，刀具选择硬质合金铣刀、以为工件的材料为45，故f=0.15～0.3选f=0.2mm/r，铣削速度V=120～150mm/min 工序5：钻杆头的中心孔；

工序6：粗车外圆及退刀槽，并倒角；

1、加工条件：工件材料为45，b0.6MPa，模锻件。粗车

45、36的外圆，留一定余量。机床为CA6140.2、切削用量的确定：

① 进给量f：根据相关资料查得，刀片材料为铸铁铜合金，刀杆尺寸16×25，f=0.5～0.8mm/r，按CA6140的实际情况，取f=0.56mm/r ② 主轴转速的确定：根据《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-

19、表2-20查得n=362/r/min ③ 切削速度的确定：根据V④ 背吃刀量：查得ap=4mm 工序7：热处理；使其硬度达到HB220～260

dn1000=

453621000=51.2m/min 7

由于活塞杆有一定的强度硬度要求，故粗车后进行热处理，提高其强度硬度。工序8：精车杆身外圆，留少许余量；车M3626h螺纹至图样要求； 精车外圆时：可根据工序6计算，其中f=0.51mm/r，主轴转速v=565r/min,切削速度根据公式Vdn1000计算得v=80m/min,背吃刀量ap=3mm 车M3626h螺纹时: ①、切削速度的确定：查《切削用量手册》表21可知，采用高速钢螺纹刀，粗车螺纹时，背吃刀量ap=0.2mm，走刀次数i=2，所以根据公式

VcCvTapfmxvyvkv，其中CV=11.8,m=0.11, xV=0.7, yV=0.3,螺距t=1，0.6371.75)1.11,KK=0.75 0.611.81.110.75m/min=22m/min 所以粗车螺纹时：Vc0.11600.170.710.311.81.110.75 m/min=37m/min 精车螺纹时：Vc0.110.70.3600.081KM(②、主轴转速的确定： 粗车螺纹时：nn=200r/min 精车螺纹时：n取n=400r/min ③、进给量的确定：粗车螺纹时f=0.51min/r,精车螺纹时f=0.24min/r 工序9：铣杆头的两端面至图样要求。

1、主轴转速的确定：根据《数控加工工艺手册》查得，b900MPa，钻头材料为硬质合金钢，故选f=0.67mm/r，n=420r/min 1000vc100037r/min=326r/min，根据机床实际情况，选D361000vc100022r/min=191r/min,根据机床实际情况，选取D36 8

2、实际切削速度: V

3、背吃刀量：ap=3mm

dn1000=

504201000m/min=65.94m/min 工序10：镗杆头50的孔至图样要求；

查《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》可知，镗50孔时的各个参数：主轴转速n=410r/min,切削速度V量f=0.356min/r 工序11：粗磨杆身45l438；

查《机械加工工艺——磨削加工手册》表5.3-1可知，机床型号为MB1332E，各参数如下：

1、外圆磨削的轴向进给量f：粗磨f=（0.3～0.7）bs，砂轮宽度为45mm，所以进给量f=20mm

2、砂轮转速：n=320r/min

3、砂轮速度：Vsdn1000=

504101000m/min=64.37m/min，进给dsns1000453201000=45m/min

4、背吃刀量：ap=0.32mm 工序12：对活塞杆杆身进行进行电镀处理；

由于活塞杆在活塞杆在钢筒内往复运动，其外圆表面应当耐磨并具有防锈能力，故活塞杆外圆表面有时需进行电镀，增加杆身强度硬度。工序13：精磨杆身45l438；

查《机械加工工艺——磨削加工手册》表5.3-1可知，机床型号为MB1332E，各参数如下：

1、外圆磨削的轴向进给量f：精磨f=（0.1～0.3）bs，砂轮宽度为45mm，所以进给量f=10mm

2、砂轮转速：n=480r/min

3、砂轮速度：Vsdsns1000454801000=68m

4、/min背吃刀量：ap=0.15mm 工序14：对杆身进行抛光处理；

由于活塞杆杆身需要在钢筒内往复运动，与钢筒内壁可能发生摩擦，为了保证杆身在钢筒内的运动，需要对杆身进行抛光处理，提高杆身的表面光洁度，减少摩擦力。工序15：终检。活塞： 工序1：锻造 工序2：转36的内孔

查相关资料得，用钻头钻孔时，其进给量和切屑速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量和切屑速度的关系为：

f=(1.2～1.8)f钻

11v(～)v钻

23式中，f钻、v钻为加工实心孔的切削用量 查表可得：f钻=0.56min/r《切削手册》表2.7 v钻=19.25m/min《切削手册》表2.13及表2.14 由此可计算得： 取f=1.35f钻=0.76 min/r 取v0.4v钻=7.7 m/min 所以ns1000v10007.7=r/min=68r/min D36 10

按机床选取Q36681000m/min=7.69m/min 工序3：热处理

锻后进行热处理，消除应力。

工序4：粗车69所在端面，及车外圆表面至74。

1、背吃刀量ap：单边余量Z=1.5，可以一次切除，2、进给量：查《切削手册》后，选取f=0.5mm/r

3、计算切削速度：查《切削手册》得： VcCvTmapvfxyv=

2421.440.80.810.97600.21.50.15v0.50.35vm/min=116m/min

4、确定主轴转速：ns1000vc1000116=r/min=535.42 r/min，根据机床的69dw实际情况，选取n=560r/min，所以实际的切削速度为：Vm/min=123m/min 工序5：粗车外凹槽及59.8的凹槽

加工材料：正火处理后的45，b=0.60Gpa，模锻件

dn1000=

7056010001、进给量f：查《切削用量简明手册》得：f=0.5～0.7mm/r，根据机床的实际情况，取f=0.51mm/r

2、切削速度：查《切削用量简明手册》的相关资料得，切削速度的计算公式为：VcCvTmapvfxyvKv=

2421.440.81.040.810.970.20.50.356030.51=108.6m/min其中寿命T=60min。

3、主轴转速：n=633m/min dn1000596331000=586.2r/min根据机床实际情况，选ns

4、实际切削速度：根据Vdn1000=

596331000=119m/min 工序6：车45H9的内槽，勾49的内凹槽，并倒角。工序7：调头，粗车69所在端面。

工序8：精车69f8的两外凹槽，精车59.8的外凹槽，车至图样要求。

1、进给量的确定：差各手册可得f=0.1mm/r

2、主轴转速的确定：查表后选n=800r/min

3、切削速度的确定：根据Vdn1000=

598001000m/min=162m/min 工序9：车M3626h的螺纹，并倒角。

1、切削速度的确定：查《切削用量手册》表21得：m=0.11，xv=0.70，Cv=11.8，0.6371.75)=1.11，Kv=0.75，0.611.81.110.75m/min=21.57m/min 所以粗车螺距时：Vc0.11600.080.710.311.81.110.75m/min=36.7m/min 精车螺距时：Vc0.90.70.3600.081yv=0.3，螺距t1=1，KM=（2、主轴转速的确定： 粗车螺纹时：n粗1000Vc100021.57r/min=191r/min D36实际切削速度；Vc=31m/min 精车螺纹时n精1000Vc100036.8=325r/min D36实际切削速度：Vc=63m/min 工序10：钻28均布的两孔。

因为孔的精度要求不是很高，故只需钻一次便可以加工完，查《机械加工工艺手册》可得：采用钻头直径为d0=8mm，b=800Mpa, f=0.12～0.16mm/r,根据机床选f=0.13mm/r，切削速度为V=11mm/min 12

根据Vdn1000得nV1000111000=437.8r/min d3.148工序11：钻M8的螺纹孔，并攻螺纹。无精度要求，可参照工序10完成加工。工序12：终检。

六 关键工序的数控加工程序编制

零件加工走刀路线如上图所示

活塞的数控加工程序： % 00001 N10 G97 S800 M03 T01 M08;N20 G90 G54 X100.0 Z50.0;N30 G73 V12.0 R5.0

N40 G73 P50 Q120 V0.5 W0.1 F0.3 N50 G00 X100.0 Z10.0 N60 G01 X80.0 Z0 N70 G01 X69.0 Z-5.0 N80 G01 X73.0 Z-8.0 N90 G01 X69.0 Z-18.0 N100 G01 X74.0 Z-32.0

N110 G01 X69.0 Z-42.0 N120 G01 X73.0 Z-48.0 N130 G70 P50

Q120 F0.1 N140 G28 X100.0 Z50.0 N150 G00 X80.0 Z10.0 N160 G01 X62.0 Z-21.85 N170 G01 X59.0 Z-28.15 N180 G00 X100.0 Z20.0 N190 M05 M09 N200 M00 N210 M06 T02 N220 G97 S600 M03 M08 N230 G90 G54 X100.0 Z50.0 N240 G00 X50.0 Z10.0 N250 G01 X47.0 Z0 N260 G01 X47.0 Z-1.0 N270 G01 X45.0 Z-4.0 N280 G01 X49.0 Z-0.8 N290 G01 X45.0 Z-14.0 N300 G01 X45.0 Z-15.0 R1.0 N310 G28 X100.0 Z50.0 N320 M05 M09 N330 M00 N340 G97 S600 M03 M08 N350 G90 G54 X100.0 Z50.0 N360 G00 X50.0 Z10.0 N370 G01 X38.0 Z0 N380 G01 X36.0 Z-1.0 N390 G01 X36.0 Z-29.0 N400 G01 X38.0 Z-30.0

N410 G28 X100.0 Z50.0 N420 M05 M09 N430 M00 N440 G97 S800 M03 T03 M08 N450 G90 G54 X100.0 Z50.0 N460 G00 X50.0 Z10.0 N470 G01 X36.0 Z0 N480 G92 X35.1 Z-30.0 N490 X34.5 N500 X33.9 N510 X33.5 N520 X33.4 N530 G28 X100.0 Z50.0 N540 M05 M09 N550 M30 %

F1.5 16

参

考

文

献：

【1】 颜荣庆、李自光、贺尚红主编，《现代工程机械液压与液力系统》，人民交通出版社，2001 【2】杨建明主编，《数控加工工艺与编程》，北京理工大学出版社，2006.8 【3】 吴拓、方琼珊主编，《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》，机械工业出版社,2006.1 【4】 吴新佳，《机械制造工艺装备》，西安电子科技大学出版社，2006.2，简明机械零件设，《计实用手册》，北京机械工业出版社，1999.10 【5】 艾兴、肖诗纲主编，《切削用量手册》，机械工业出版社，1985.01 【6】王先逵主编，《机械加工工艺手册—磨削加工手册》，机械工业出版社,2008.6

第四篇：减速器优化设计论文

1.总体方案设计优化

结构优化的概念较早就已经提出。结构优化设计的任务在于对结构方式和外形尺寸等因素做参考进行优化设计。计算工作量较大，在计算机完全替代人工计算后，使这种方法的应用逐步变得广泛。我们把系统的设计限制来作为优化设计的束条件，将设计变量以及性能变量的一组不等式表示了出来，将可以反映设计要求的数值作为目标的函数，运用数学的方法和手段得到了满足全部条件且使目标函数为最佳的设计变量。这既是总体的设计优化方案思路也是该设计的精髓。

针对不同的设计问题，其最优设计程序通常是基本相同的，首先应当了解结构的技术以及使用的要求，完成基本布局。此后再用一组设计变量来表述结构的尺寸以及物理性能等变量，此后可以写出关于设计变量的荷载函数。并能够建立起结构分析的方法，最终形成设计变量的一种约束方程，也可以说对设计变量值进行限制。在完成最优化方案之前，应当用公式来给出一个判别指标，也就是目标函数作为设计变量的函数。使之最小的一组设计变量也将成为为最优方案。

2.减速器齿轮箱体的优化设计

本论文的优化目的在于在齿轮箱结构满足强度和刚度的基础上，进行减轻重量，并完成合理均匀分布应力的优化工作。我们提出的优化具体设计为：

第一步，针对结构确定设计方案，并通过CAD软件进行建模。

第二步，通过CAD软件和有限元分析软件的连接传递到有限元分析软件中，并获得相关的应力以及位移等参数。

第三步，据实际情况进一步确定优化目的，对设计进行计算结果分析和比较，明确能够修改的结构参数。

第四步，通过修改参数，重新进行分析，并通过这种方法获得结构参数以及相应的响应值。并完成最佳参数的选取，同时得到更加科学合理的结构和尺寸。

我们做出的优化主要是针对箱体的质量的。即在外载荷不变而且不改变结构布局的前提下，对齿轮箱进行优化。将重量当作优化的目标函数，采取结构优化设计技术能够在确保质量的情况下，有效节约成本，提高质量。实现安全性、可靠性、节约型等多个层面的兼顾。因为结构布局和材料是固定不变的，所以箱体结构也是不发生变化的，仅仅是把箱体的具体部位厚度作为设计变量，用箱体工作结构的最大位移作为状态变量，把结构的质量当作目标函数。也可以说是在原设计的基础上，不对其做大的调整和改变，仅仅是对结构最大允许最大范围进行调整，达到箱体最轻的优化设计效果。引入边界条件的方法，考虑边界条件。在边界条件发生改变时，场变量函数并不需要改变，这对于通用程序有大的简化。

3.减速器优化设计的数学模型

3.1目标函数

目标函数为A=min{f(x)} =min{f(x1, x2,…, xn)}其中： A为减速器总的中心距离，也就是各中心距的综合；x为设计变量(包含中心距和螺旋角以及齿数、模数等等)； n为变量的数目。

3.2约束条件

约束条件是用来判别目标函数当中变量的取值可行与否的规定，所以减速器优化设计中提出的任何一个方案都必须满足所有的约束条件的变量所构成。在给出优化设计的约束条件的情况下，需要从各个方面进行周密的考虑。比如设计变量本身的取值要求；齿轮和零件的紧密程度等等。一般来说要充分考虑到以下几个约束条件:

一是离散性约束。其中包括齿数，也就是每个齿轮的齿数需要是整数；模数：要求齿轮模数必须符合模数系列(GB1357-78)的要求；中心距：要以10mm为单位。

二是上下界约束。螺旋角：对于直齿轮应当为零，斜齿轮取8°~15°；总变位系数：因为总变位系数能够影响齿轮承载能力，通常取0~0.8。

三是强度约束。一般是指齿轮的齿面接触强度和轮齿的弯曲强度，依据GB3480-83标准进行。强度是否达标，需要根据实际安全系数进行实践检验。

四是根切约束。为规避根切现象，规定出最小的齿数，其中直齿轮是17，斜齿轮是14到16之间。

五是干涉约束。需要中心距和齿顶圆以及轴径满足没有干涉的关系。针对三级传动的减速器，干涉约束可以看作两个约束；第二级中心距需要比第一级大齿轮齿顶圆半径和三级小齿轮顶圆半径的总和；第三级中心距需要大于第二级大齿轮顶圆半径和第四轴半径的综合。二级齿轮传动以此类推。在完成优化设计后，能够可以获得响应，并直观地显示出参数的变化对函数的影响

4.结语

优化设计是在机械设计的发展和延伸，需要以传统设计为基础，考虑了传统设计所涉及的各个关键因素。目前，在实际应用当中已经发挥了很好的技术和经济成效，有效地减少了用材和成本，提升了设计质量以及效率，对于发挥减速器最佳性能足有重要的作用。

第五篇：打捆机优化设计论文

1摩根高速线材打捆机现状及存在的问题

（1）铰制器用铰直轮材料抗磨强度低，造成打捆线表面质量及直线度差，打捆线因回抽而无法完成打捆。

（2）四台线道小车通过中心板连接在一起，通过液压缸的带动来完成打捆线的穿线工作，由于长时间的运行，1#打捆机4#线道由于重力作用小车容易发生下沉变形，线道小车底部滑道与支撑辊之间脱离，支撑辊无法起到支撑作用，从而造成液压缸活塞杆在前移的过程中由直线运动变为抛物线运动，活塞杆前端下沉疲劳折断产生故障时间。并且由于线道小车下沉，造成打捆头与线道小车穿线困难，造成打捆机顶线或送线不到位。

（3）线道内打捆线的传送运行靠深沟球轴承支撑传动，因此线道内球轴承用量较多，每台线道小车用量约400盘，摩根打捆机所用轴承型号为6301，由于轴承直径小，承载能力差，并且由于打捆线在穿线过程中的冲击作用，轴承损坏频繁，并且由于数量多并且轴承在线道内部，当轴承损坏时很难进行更换，造成打捆线回抽，影响车间的生产。

（4）各线道处常开翻板导槽用橡胶弹簧使用寿命短，当弹簧失效或弹簧座开焊的时候造成翻板关闭不严，打捆线回抽，更换橡胶弹簧或弹簧支座需要拆卸导槽用时较多。

2解决方案的确定

摩根公司经过几年的研究并且结合用户在使用过程中提出的不足，对现在生产的打捆机进行了部分的改造，如升降台的升降采用了曲柄连杆结构，由液压缸来带动升降曲柄的运行从而带动升降台的运行；弧形导卫与双线导槽设计成一体结构，并且将扭簧采用圆柱螺旋压缩弹簧代替。但若对摩根公司早期线材打捆机进行升级改造，升级费用较高，仅单台升级备件费用就高达48万，并且即使升级改造后因新旧线道的兼容性差，使用故障率较高。这就需要有针对性的优化设计来消除设计缺陷形成的隐患，确保打捆机的稳定生产。经对打捆机的认真研究以及对打捆机各类故障的分析，形成了以下优化设计思路。

2.1升降台系统

（1）将法兰轴承座体材质由铸铁改为铸钢，增加座体的抗冲击性能。

（2）将底座球面轴承改为滑动轴承。

（3）在升降台升降液压缸的两侧增加支撑导向机构。

2.2线道系统

（1）更改铰直轮的材质及公差尺寸，延长铰直轮的使用寿命。

（2）更改线道小车支撑辊结构，增加受力面积，确保线道小车的稳定运行。

（3）将轴承6301进行优化改造加工成厚壁轴承，保持轴承外径尺寸不变，去除法兰缘衬套，将轴承内径尺寸做成与法兰缘衬套内径尺寸相同。

（4）更改橡胶弹簧橡胶材质，由普通橡胶改为进口硅胶，增加弹簧的弹性及使用寿命。将弹簧支座由焊接结构改为一体结构，采用线切割加工。

3具体实施措施

3.1升降台系统

（1）针对于升降台内臂、外臂连接法兰轴承经常受冲击损坏的问题，将法兰轴承座体的材质由铸铁改为铸钢，增加轴承座体的抗冲击性。

（2）针对于升降臂与底座连接的球面轴承经常损坏的现象，将球面轴承结构改为滑动轴承结构，滑动轴承材质选用铸铜、外形尺寸为准45×准57×49；轴承座根据滑动轴承的外形尺寸以及原球面轴承的安装尺寸重新设计。

（3）支撑导向机构。支撑导向机构结构图如图1所示。支撑轴通过M64螺纹与升降台拖枕连接在一起，支撑座与升降台底座通过螺栓把合，导向套对支撑轴起到支撑导向作用，通过支撑轴的支撑导向作用来减少升降台的晃动，保证车间的稳定运行。此结构对升降台稳定运行起到关键作用的是支撑导向套，此支撑导向套采用橡胶材质，导向套中间部位打斜口以便于安装。

3.2线道系统

（1）改变铰制器铰制轮的材质，由45#钢改为42Cr-Mo，并且对铰制轮表面采用高能离子注入技术进行表面硬化，提高铰制轮的综合力学性能及耐磨性，同时将铰制轮的外形尺寸由准（69.90～70）mm改为准（70～70.05）mm，通过偏心轴来调整铰制轮与打捆线的相对位置，提高打捆线的表面质量。

（2）1#、4#线道小车在重力的作用下容易发生变形，并且线道小车导向面磨损变形以后，小车支撑辊与小车导向面接触面积变小，支撑辊失去支撑作用造成定位锥头与打捆头定位不好，无法完成打捆线穿线动作。针对此情况对支撑辊进行优化设计，将辊面加长由原来的30mm增加到60mm，内部结构改为双滚针结构，增加了支撑辊的灵活性及抗载荷能力，支撑辊与小车接触良好。

（3）将线道用6301轴承进行优化改造加工成厚壁轴承，保持轴承外径尺寸不变，去除法兰缘衬套，将轴承内径尺寸做成与法兰缘衬套内径尺寸相同，提高轴承的抗冲击性。

（4）橡胶弹簧内部弹性元件材质由普通橡胶改为进口硅橡胶，弹性元件的弹性增加。橡胶弹簧支座由原来的焊接结构改为一体结构，并且使用线切割进行加工，避免了弹簧支座开焊现象的发生。

4结束语

摩根高速线材打捆机优化设计改造以后运行状态明显改善，摩根公司原来的设计缺陷都在一定程度上得到了改善或弥补，特别是升降台系统增加的支撑导向机构，稳定了升降台的运行，达到了优化设计的目的。