摘 要

冲压技术是当前在汽车生产制造中被广泛采用的一种金属压力加工技术，其具有质量精良、生产效率高、能量消耗小、生产成本低等优点。与传统的机械式冲压机相比，液压式冲压机在工作性能上，可以实现速度、力矩与功率的无档位调节，响应操作的换向和变速灵敏，且拥有较宽的速度调节范围；在组成上结构简单，运动部件少，加工制造难度低，同时操控较为容易；从安全性能上看，液压系统采用“柔性”连接，易于调整冲压力的大小，能够有效避免机器过载的发生；从维护修理上看，元件的自润滑性好，具有较强的耐磨性，不易损坏^[1]。液压冲压机在提高冲压件的质量、降低高强度碳钢的冲压成形难度等方面具有明显的优势，因此提升其性能对我国装备制造业的发展来说意义非凡。

本文主要针对于汽车覆盖件100K型冲压机的液压缸和液压系统进行研究，其对于以后如何设计冲压机的液压系统以及提高冲压机的性能具有一定的指导意义。本文主要进行了以下研究工作并得到了如下结论：

（1）根据汽车覆盖件100K型冲压机的工作性能要求，完成了液压缸的分析计算，包括尺寸设计、负载计算、油量需求计算、关键元器件选型及液压系统原理图的设计等。

（2）介绍了主缸液压系统的特点，依据其液压原理图完成了主缸液压系统的建模与仿真。对得到的图像与工作性能要求进行对比分析，得出结论。

本文的研究工作对于大吨位液压冲压机液压系统的设计有一定的指导意义，能够为我国制造大型液压冲压机提供技术支持。

关键词：冲压机、液压系统设计、仿真分析

Abstract

Stamping technology is a kind of metal pressure machining technology which is widely applied in vehicle manufacturing industry, and has the advantages of excellent quality,small energy consumption, low production cost and high production efficiency. Compared with the traditional mechanical punching machine, the hydraulic punching machine has the better virtue that it has a sensitive response to the operation of the commutation and speed ,can achieve speed, torque and power without gear adjustment and it has a wide range of speed regulation, smooth movement, controllable stroke; In terms of composition, simple structure, few moving parts, low difficulty in processing and manufacturing, and easy control; From the safety performance point of view, the hydraulic system USES "flexible" connection, easy to adjust the size of the impact pressure, can effectively avoid the occurrence of machine overload; From the maintenance and repair point of view, the self-lubrication of components is good, with strong wear resistance, not easy to damage, at the same time components are easy to realize serialization, standardization, universalization, with strong interchangeability, easy to occur when the fault maintenance and replacement. Hydraulic stamping machine has obvious advantages in improving the quality of stamping parts and reducing the difficulty of forming high strength carbon steel. Therefore, improving its performance is of great significance to the development of China's equipment manufacturing industry.

This paper mainly focuses on the research on the hydraulic cylinder and hydraulic system of 100K stamping machine for automobile covering parts, which has certain guiding significance for how to design the hydraulic system of the stamping machine and how to improve the performance of the stamping machine in the future. This paper mainly carried out the following research work and obtained the following conclusions:

(1) according to the given working performance requirements of 100K stamping machine for automobile covering parts, the analysis and calculation of hydraulic cylinder was done, including size calculation and devise, load calculation, oil demand calculation, selection of important parts and the design of hydraulic system schematic diagram.

(2) introduced the characteristics of the main cylinder hydraulic system, and completed the modeling and simulation of the main cylinder hydraulic system according to its hydraulic schematic diagram.

The research work in this paper has certain guiding significance for the design of hydraulic system of large-tonnage hydraulic punch, and can provide technical support for the manufacture of large-tonnage hydraulic punch in China.

Key words: Punching machine、hydraulic system design、simulation analysis

目录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2国内外发展现状 1

1.3液压系统的发展趋势 1

1.4液压系统建模理论 2

1.5主要内容及拟采用的技术方案及措施 2

第2章 冲压机双作用缸液压系统设计 4

2.1汽车覆盖件100K型冲压机的介绍 4

2.2冲压机双作用缸液压系统的设计 4

2.2.1双作用缸系统的技术参数 4

2.2.2液压缸的负载分析 4

2.2.3初选系统工作压力 5

2.2.4液压缸的尺寸计算 6

2.2.6液压缸的行程设计 7

2.2.5液压缸的流量计算 7

2.3液压元件的选型和设计 9

2.3.1液压泵流量计算和选型 9

2.3.2液压管道尺寸确定 11

2.4液压油的选择 11

2.5系统性能的验算 12

2.5.1系统工作压力的核算 12

2.5.2系统发热功率的核算 13

第3章 基于AMEsim软件下液压系统建模仿真与分析 16

3.1 AMESim软件概述 16

3.1.1 AMESim软件的组成 16

3.1.2AMESim软件的HCD库 17

3.1.3AMEsim建模过程 17

3.2主缸机构的简介 17

3.3主缸液压系统的原理图 18

3.4主缸液压系统建模仿真与分析 19

3.5基于仿真结果的液压缸性能分析 21

3.5.1快下阶段 21

3.5.2工进阶段 22

3.5.3保压、泄压阶段 23

3.5.4返程阶段 23

第4章 结论与展望 24

4.1结论 24

4.2展望 24

参考文献 25

致谢 27

第1章 绪论

1.1 引言

对于世界上的任何一个的国家而言，其拥有的液压机的数量和技术水平的高低是衡量其工业发展水平高低的一个极为重要的参照。液压冲压机由于其精度高、生产效率高、冲压成品质量优良、元件互换性好、材料废弃率低、自动化程度高、生产成本低以及能量利用率高等显著优点，目前已经成为金属产品成形中主要的液压设备之一，其已经在国内诸多领域如汽车、航天、航空、冶金化工、船舶等得到了广泛的应用以及深度的认可^[1]。

对于汽车行业而言，若以数量计算，在汽车车身上有六成至七成的零件是由冲压技术制造的，伴随着中国经济高速发展和人们生活水平快速提高的进程，汽车已经成为公民外出最倾向选择的交通工具之一，因此汽车的国民平均拥有数量与需求量都在逐年递增。在这种情况下，开展对冲压机的研究，对其性能进行优化是非常必要的。