關(guān)于自動加工車床液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計

1、目目 錄錄1 設(shè)計方案的確定.11.1 設(shè)計思想 .11.2 液壓系統(tǒng)總體方案的確定 .21.3 車床的工作原理 .42 送料液壓缸.52.1 送料機構(gòu)設(shè)計 .5.5.5.62.2 送料液壓缸參數(shù)的確定 .10.10.10.11.11.122.3 送料液壓缸的校核 .123 夾具體液壓缸.133.1 夾緊動作參數(shù)的確定 .14.14.14.14.143.2 松夾動作時參數(shù)的確定 .14.14.15.15.153.3 夾具體液壓缸的壁厚計算 .154 進退刀液壓缸.164.1 車刀進給時切削力計算 .164.2 進退刀液壓缸相關(guān)參數(shù)計算 .18.18.20.20.214.3 進退刀液壓缸壁厚的計

2、算 .214.4 進退刀液壓缸的尺寸校核 .214.5 螺紋直徑的確定 .22.22.235 泵的設(shè)計.235.1 確定泵的實際工作壓力 .235.2 確定泵的流量 .235.3 選取泵 .245.4 確定電機功率 .246 液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計及元件的選擇.246.1 液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計 .256.2 各個動作的實現(xiàn)過程 .256.3 控制元件的選取 .266.4 管道及密封圈的選擇 .277 油箱的設(shè)計.287.1 求容積 .287.2 求油箱的尺寸 .287.3 驗算油液溫升 .281 設(shè)計方案的確定1.1 設(shè)計思想按設(shè)計任務(wù)書的要求，由于是大批量生產(chǎn)且加工時間短，加工一件僅用幾秒，顯然不

3、能用手動加工，否則輔助時間就大大超過加工時間，生產(chǎn)效率極低，而且個人的勞動強度大，為了提高生產(chǎn)率，把個人從反復(fù)的機械的體力勞動中解脫出來，降低他們的勞動強度，因此決定設(shè)計一臺全自動加工專用加工車床，來完成對工件的加工，從而大大減短了輔助時間，提高了生產(chǎn)率。另外，針對加工的零件是童車上的腳踏板軸，負(fù)載小，且精度要求又提高，因此在設(shè)計過程中，以最低的成本為根本點，從節(jié)約材料的角度出發(fā)，盡可能利于一些型剛，廢舊材料，在強度允許的情況下，盡量采用廣泛使用且價格便宜的材料 Q235A。力求達到最低的成本。自動車床區(qū)別于普通車床和數(shù)控車床，它是通過液壓系統(tǒng)控制刀具的運動而實現(xiàn)自動控制，其特點是受人為因素小

4、，一次性加工多道工序，因此具有精度穩(wěn)定，效率高的優(yōu)勢。適應(yīng)大批量單品種的零件加工。金屬切削機床是應(yīng)用液壓技術(shù)較廣泛的領(lǐng)域之一。采用液壓傳動技術(shù)與控制的機床，可在較寬范圍內(nèi)進行無級調(diào)速，具有良好的換向及速度換接性能，易于實現(xiàn)自動工作循環(huán)，對提高生產(chǎn)效率，改進產(chǎn)品質(zhì)量和改善勞動條件，都起著十分重要的作用1。作為自動加工車床來說，采用液壓傳動與控制仍然是它自動化的重要途徑，本論文針對自動加工的液壓系統(tǒng)進行設(shè)計。液壓系統(tǒng)的設(shè)計其實就是液壓站的設(shè)計，它是獨立的液壓裝置，它按驅(qū)動裝置要求供油，并控制油流的方向、壓力和流量，它適合用于主機與液壓裝置分離的各種液壓機械下。在用的時候只要將液壓站與主機上的執(zhí)行機

5、構(gòu)（油缸和油馬達）用油管相連，液壓機械即可實現(xiàn)各種規(guī)定的動作、各種循環(huán)液壓站是由泵裝置、集成塊或閥組合、油箱組合而成2。各部件功能如下：泵裝置上裝有電機和油泵，它是液壓站的動力源，將機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的動力能。集成塊是由液壓閥及通道體組合而成。它對液壓油實行方向、壓力、流量調(diào)節(jié)。閥組合是板式閥裝在立板上，板后管連接，與集成塊功能相同油 箱是鋼板焊的半封閉容器，上還裝有濾油網(wǎng)、空氣濾清器等，它用來儲油、油的冷卻 及過濾。液壓站的工作原理如下：電動機帶動油泵旋轉(zhuǎn)，泵從油泵中吸油后打油，將機械能轉(zhuǎn)換成液壓油的壓力能，液壓油通過集成快（或閥組合）被液壓閥實現(xiàn)了方向、壓力、流量調(diào)節(jié)后經(jīng)過外接管路傳輸?shù)揭?/p>

6、壓機械的油缸或油馬達中，從而控制了液動機方向的變換、力量的大小及速度的快慢，推動各種液壓機械做功。在知道了各部件的功能以及液壓站的工作原理后下面就對液壓系統(tǒng)的總體方案設(shè)計一下。1.2 液壓系統(tǒng)總體方案的確定自動控制機床一般有電氣控制和電氣、液壓聯(lián)合控制及機械控制三種但通常采用電氣液壓聯(lián)合控制方式，它有結(jié)構(gòu)簡單，動作靈活，平穩(wěn)，所用的控制元件少等優(yōu)點，但它也有泄露，靈敏度不夠高等缺點，而所需設(shè)計的車床在這方面上的要求又不是很高，因此決定采用電氣，液壓聯(lián)合控制為所需設(shè)計機床的控制方式。首先，所需設(shè)計的車床是專用機床，所加的工件除在長度方向有系列外，其他方面的大小，要求都一樣，而且其加工工藝簡單，無

7、需變速，可用一固定轉(zhuǎn)速，因此可考慮采用單軸傳動，加以簡化機床的總體結(jié)構(gòu)，這也是符合，全自動加工車床的要求。從電機出發(fā)的扭矩，通過皮帶輪直接傳遞給主軸，由于每件的加工工時極短，如果采用頻頻開起電機的方法來進行控制，顯然不實際，否則電機頻頻起動會導(dǎo)致于被破壞，針對這個問題可用一個電磁摩擦離合器就可以在電機正常運轉(zhuǎn)的情況下，切斷對主軸扭矩的傳遞，為以后的動作做準(zhǔn)備，之后，送聊缸開始工作當(dāng)送料到位夾緊后，又由電磁摩擦離合器接通主軸的扭矩傳遞，開始對工件加工，雖然在送料過程中主軸有可能還處于慣性轉(zhuǎn)動狀態(tài)，但如果工件開始保持較長的一部分在夾頭體內(nèi)，即使在送料過程中也不至于會飛出，避免造成不必要的麻煩，加上

8、把落料架做到適當(dāng)點，那就更安全了。其次要有三個液壓缸參與工作，這就是送料，裝夾進刀三個液壓缸。送料液壓缸可以選用一般的液壓缸，出來有一個擺桿機構(gòu)，還由于加工的工件有三個系列長度，因此在送料機構(gòu)中應(yīng)安裝有一個調(diào)整彈簧，起長度方向的調(diào)節(jié)作用。液壓系統(tǒng)的設(shè)計其實就是液壓站的設(shè)計，液壓控制系統(tǒng)的整個設(shè)計流程實質(zhì)分為兩個部分：一、是系統(tǒng)的工能原理設(shè)計，二是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，它包括液壓能源的選定、液壓裝置的設(shè)計、電氣控制裝置的設(shè)計等。液壓控制系統(tǒng)的功能原理設(shè)計完成之后，可根據(jù)所選擇或設(shè)計的液壓元件和輔件，進行液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計3。所設(shè)計的液壓控制系統(tǒng)圖包括液壓裝置及部件的裝配圖、零件圖及液壓原理圖、系統(tǒng)外形

9、圖、安裝圖、管路布置圖、電路原理圖、零件明細(xì)表、液壓標(biāo)準(zhǔn)液壓元器件及標(biāo)準(zhǔn)件、設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計說明書等技術(shù)文本。液壓裝置設(shè)計是液壓控制系統(tǒng)功能原理設(shè)計的實體，也可以說飛整個液壓系統(tǒng)設(shè)計過程的歸宿。一個液壓控制系統(tǒng)能否可靠有效地運行，在很大程度上取決于液壓裝置設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣，從而使液壓系統(tǒng)設(shè)計過程中成為一個相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，故設(shè)計者必須重視設(shè)計。液壓裝置總體分為兩種類型：一、分散配置型。二集中配置型。分散配置型液壓配置、是將液壓控制系統(tǒng)的液壓泵及其驅(qū)動電動機、執(zhí)行原器件和輔助元件按照機械設(shè)備的布局工作特性和操作要求等分散設(shè)計在主機的適當(dāng)位置，液壓系統(tǒng)各組成元件通過管道連接起來。分散配置型液壓裝置的優(yōu)

10、點是節(jié)省安裝空間。缺點是元件布置零亂，安裝維護復(fù)雜4。集中配置型液壓裝置、是將系統(tǒng)的執(zhí)行器安放在主機上，而將液壓泵及其驅(qū)動電機、輔助元件等安裝在主機之上，按照操作執(zhí)行器的液壓控制安放位置及液壓站的功能，又可進一步將液壓站分為動力型液壓站和復(fù)合型液壓站兩種類型。散裝在主機各適當(dāng)位置上的動力型液壓站，其形態(tài)較為簡單，它主要由液壓泵其驅(qū)動電機、油箱及附件、少數(shù)控制元器件等組成，因此經(jīng)常稱之為液壓站5。器主要功能是為液壓執(zhí)行提供一定壓力、流量。而系統(tǒng)的控制任務(wù)主要有散裝在主機各處的控制閥來承擔(dān)。復(fù)合型液壓站是將系統(tǒng)中液壓泵及其驅(qū)動電機、油箱及附件、液壓控制裝置及其它輔助元器件等安裝在主機之上，系統(tǒng)的執(zhí)

11、行器仍然安裝在主機上。復(fù)合型液壓站不僅具有向執(zhí)行器提供液壓動力的功能，同時還兼具控制調(diào)節(jié)功能。按照液壓控制裝置是否安裝在液壓站上，此種液壓站又可分為整體式液壓站上。分離式液壓站是將液壓泵及電動機和油箱及附件、液壓控制裝置和蓄能器等分散裝成液壓站、液壓閥組等幾部分，各部分之間按照液壓系統(tǒng)原理圖中確定的油路連接起來6。1.3 車床的工作原理從電機輸出的扭矩通過撓性爪型聯(lián)軸器傳遞給主軸，再由主軸傳給液壓泵使之運轉(zhuǎn)，之后機床的運作可分為送料、定位、裝夾、進刀(同時送料機構(gòu)復(fù)位)退刀（同時松夾）現(xiàn)在來分別論述以上運動的實現(xiàn)過程。 1 送料液壓油出來經(jīng)過油管，直角管，直角管接頭和軟管，進入送料缸的活塞桿進

12、出移動，活塞桿縮回時，由于桿的端部用銷軸與擺桿連接因此帶動擺桿向右擺動，擺桿通過連接塊與撥動體連接，此時撥頭體向右運行，從而推動工件實現(xiàn)送料。 2定位在送料過程當(dāng)技術(shù)體運行到一定的位置時，與定位機構(gòu)的連桿碰撞，使連桿壓下，從而經(jīng)過一系列的連桿機構(gòu)，使定位機構(gòu)的擺桿擺下，與工件接觸，阻礙工件向前運行，使工件定位。3 裝夾在定位的同時，撥頭體也壓下行程開關(guān)，給電氣液壓聯(lián)合控制系統(tǒng)一個信號，使夾緊液壓缸進入工作狀態(tài)從而夾緊工件。4 進刀(同時送料機構(gòu)復(fù)位)在夾緊液壓缸夾緊工作后進油口的壓力急劇上升，這時通過壓力繼電器直接給電氣，液壓控制系統(tǒng)一個信號，控制進刀液壓缸實行進刀，送料液壓缸進行復(fù)位，并與之

13、同時控制電磁摩擦離合器工作，使主軸運轉(zhuǎn)。5 退刀（同時松夾）當(dāng)進刀缸的活塞桿運行到規(guī)定的行程時，由于行程開關(guān)擋塊的作用，不可能再向前運行，同樣進油口的壓力急劇升高，壓力繼電器給電-液控制系統(tǒng)一個信號，通過電-液控制系統(tǒng)的作用，使進刀液壓缸進行退刀，同時使電磁摩擦離合器斷電，切斷主軸扭矩的傳遞。與此同時進到缸的活塞退了一定的行程時，活塞桿的端部上的行程擋塊又和微調(diào)手輪上的蓋板發(fā)生碰撞，由于微調(diào)手輪是用螺紋固定于進刀缸的缸蓋上，因此活塞桿不可能在退了，此時進油口的壓力急劇上升，壓力繼電器給電-液控制系統(tǒng)一個信號，使之控制夾緊缸，松夾。 6 送料松夾到一定的程度時，裝夾缸的活塞桿碰上行程開關(guān)，通過電

14、液控制系統(tǒng)，使送料缸又開始送料，把加工完的一個零件頂出落料，從而開始下一個運動的循環(huán)。2 送料液壓缸2.1 送料機構(gòu)設(shè)計 送料機構(gòu)尺寸確定 = =初步確定，滑塊軌道與支點垂直距離AB300mmBC20mmAABBChABBC即 30020h30020()mm即280320mmmm在此區(qū)間，可保證機構(gòu)無工件死點，如果太大，滑塊可能達不到行程。h1L240mm初選，初步設(shè)計機構(gòu)如圖 2-1 所示：285hmm 圖 2-1 送料機構(gòu)圖 四桿機構(gòu)位置確定 128524030020hmmLmmABmmBCmm 圖 2-2 四桿機構(gòu)圖如圖 2-2 所示，,點為滑塊的兩個極限位置，對應(yīng)擺桿的兩個極限位置,。

15、設(shè)兩極CCBB限位置,與豎線夾角為，在中BBOA12Rt OAC = =OACarctanOCAO12028522.8=BAC222arccos2ABACBCABAC =22222230012028520arccos2 300 120285=3.3 126.1BACOAC 219.5OACBAC 22120285309.2320ACmmmm可見滑塊行程在之內(nèi)，又滿足了不出現(xiàn)死點7240mm 求活塞所受的力1）求負(fù)載送料機構(gòu)對速度變化沒有嚴(yán)格要求，若只考慮阻力負(fù)載，為簡化計算，忽略慣性力。阻力負(fù)載= （公式 2-1）fF133Mmf g= =2.73 0.1230.13 9.8 3.9N求活塞桿

16、上的力DEEDF圖 2-3 活塞桿受力圖設(shè)軌道夾角為活塞桿與水平方向夾角,擺桿與豎直線夾角8為BCDEAB圖 2-3 所示，285300BFCOS （公式 2-2）arcsinBFBC 285300cosarcsin20中Rt DEG （公式 2-3）arctanEGDG 100 100cosarctan300 100sin活塞受力分析如圖 2-4 所示圖 2-4 活塞受力圖根據(jù)力平衡方程有= （公式 2-4）fFBCF COScosfBCFF擺桿受力分析如圖 2-5 所示 圖 2-5 擺桿受力圖對點求距得A （公式 2-5）sinsinCBEDABFFAD由圖三可求得2222ABCAOCBC

17、O22 （公式 2-6）300sin3sin100sinsinCBCBDEFFF3sincossinfF3 3.9sin2cossin22）求活塞桿拉力及滑塊位移如圖 2-6 所示圖 2-6 活塞桿拉力圖以滑塊左極限位置為參考位置滑塊位移為120300sin20cosl活塞桿的位移為22(100100cos 26.1 )(300100sin 26.1 )l22100100cos )(300100sin)300sin20cos 22344.1100(1cos )(3sin)取不同的、 、的值列于表 2-1 所示：EDFll表 2-13）求活塞桿的速度因為BCAB 且滑塊勻速運動 ,1,3ADAB

18、且離ED點較遠(yuǎn)可推知活塞桿速度近似為恒速且77.425.8/240/80lVmm st26/mm s4）液壓缸的負(fù)載和速度圖9如圖 2-7 和 2-8 所示 圖 2-7 負(fù)載圖( )26.12520151050-5-10-15-19.5( )1.71.571.030.60.270.0700.070.310.711.23( )51.24098.89-13.8-31.5-43.86-48.6-43.86 -31.5 6.34()EDFN18.57 16.22 12.29 10.910.410.711.712.713.012.511.2()l mm08.3337.261.885.0108.3133.

19、2160.6189.1217.1240()l mm01.79.818.226.735.444.152.861.570.077.4 圖 2-8 速度圖2.2 送料液壓缸參數(shù)的確定選取液壓缸的類型及安裝方式根據(jù)液壓缸拖動的工作機構(gòu)運動要求，選用活塞式液壓缸，液壓缸的安裝連接方式也根據(jù)題目要求選用尾部球頭10。 液壓缸最大工作壓力由圖 2-7 及以上分析知，缸所受的最大負(fù)載為 18.57N，若考慮慣性力，取=25N， maxF根據(jù)已知條件 D 40mmd 22mm工作壓力（最大工作壓力） （公式 2-7）FpA = 422252.85 10(4022 )4ap 缸的流量計算送料時流量 （公式 2-8

20、）12QAV =2226(4022 )1.37/ min4L復(fù)位時的流量=21QAV226401.96 / min4L 缸的壓力計算由圖 1-3 知在時，F(xiàn) 曲線近似于一條接近 18.57N 的直線，在010lmm 時 F 約為 11N。074.4lmm 在時010lmm （公式 2-9）12FA =42218.572.12 10(4022 )4ap=11FA4218.571.48 10404ap在時074.4lmm =22FA422111.26 10(4022 )4ap=21FA42110.88 10404ap 缸的功率的計算在時010lmm 111PQ =341.37 102.12 102

21、9W341211.96 101.48 1029PQW在時074.4lmm =212pQ341.37 101.26 1017.26W=222PQ341.96 100.88 1017.26W附：送料缸的工況圖如圖 2-9 所示圖 2-9 送料液壓缸工況圖 送料液壓缸壁厚設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)最大工作壓力取液壓缸的額定壓力412.85 10ap413 10nappp 液壓缸的材料選用 Q235,故=116100 10aP取5160 10napp1.5ynpp根據(jù) （公式 2-10）2 yP D11.52 p D461.5 3 10400.0092 100 10mm 為了設(shè)計個安裝的方便，取= 一般選活塞桿為

22、實心桿2mm2.3 送料液壓缸的校核活塞桿細(xì)長比 （公式 2-11）424/464lllldJAdd又有 DE 桿長度22lEGDG22(100 100)(300 100sin )COS =22100 (1 cos )(3sin ) =22100 11 2cos6sin100 114cos36sin0.2m取 DE 桿安裝長度為0.15m當(dāng)活塞桿細(xì)長比時，可用戈登-蘭金公式計算臨界載荷12此時lm nkkF (公式 2-12)21( )ckf AFa ln k-柔性系數(shù)，參照12表 4-4 取m85m -材料強度實驗值，見12表 4-14 取cf490cafmp-實驗常數(shù)，見12表 4-14

23、取=aa15000式中-末端條件系數(shù)，見13表 4-13 取n2n 由 4llkd34 0.1522.2722 10=85 2m n 120故lm nk21( )ckf AFa ln k= 28520.0224.9 1041.73 101122.2710000N安全系數(shù)一般取 35 故取 4 ，n=4kFnF51.73 109331.118.57所以桿的穩(wěn)定性足夠3 夾具體液壓缸 活塞結(jié)構(gòu)簡圖110803688圖 3-1 活塞結(jié)構(gòu)圖3.1 夾緊動作參數(shù)的確定 速度分析活塞桿結(jié)構(gòu)尺寸如上圖已知，故只需計算流量夾緊時 (公式 3-1)2136/0.5lvmm s 流量分析22126(11088 )

24、4QVA1.2 / minL 受力分析 夾緊缸的推力(取) （公式 3-2）tFF0.8 460057500.8N所以壓力6122257501.68 10(0.110.088 )4aFPA 功率分析 631111.68 101.2/60 1033.6PQW3.2 松夾動作時參數(shù)的確定 速度分析 2136/0.5lvmm s 流量分析 22216(11080 )1.6 / min4QVAL 受力分析壓力6222257501.28 10(0.110.08 )4aFPA 功率分析 632221.28 101.6/60 1034.13PQW附：夾具體液壓缸的工況圖如圖 3-2 所示圖 3-2 夾具液壓

25、缸工況圖3.3 夾具體液壓缸的壁厚計算根據(jù)工作壓力61.68 10app取額定壓力62 10napp時 5160 10napp1.5ynpp根據(jù)661.5 2 101101.652 2 100 10yp Dmm 取2mm44 0.157.51200.08lm nd286220.084.9 1042.45 1011( )1(7.5)10000ckf AFNa ln k安全系數(shù)462.45 10425.75750KFnF桿的穩(wěn)定性足夠4 進退刀液壓缸刀具切削工件使金屬層變形的過程也就是刀具和工件之間力的相互作用過程。切削力直接影響切削熱的產(chǎn)生，并進一步影響刀具的磨損、刀具使用壽命、加工精度和已加工

26、表面質(zhì)量，切削力又是計算切削功率，制定切削用量，設(shè)計機床夾具的重要參數(shù)，由此下面來對切削力計算13。4.1 車刀進給時切削力計算a）切槽計算切削深度149.863.81.922tmm進刀量10.1/smm s切削力 （公式 4-1）0.720.811ZZPPC ts （公式 4-2）110.730.6711yyPPC ts （公式 4-3）11388,141ZyPPCC10.720.8388 1.90.1956.38ZPN 10 xP b）倒角 2245 ,1,0.1/tmm smm s棒料的線速度： （公式 4-4）min2,1400,3vnr nrpm rmm min2 3.14 1400

27、 326.37/ minvm max2,4.943.1/ minvnR Rmmm計算切削力： 2222222220.750.152 20.90.60.3220.20.42 2285198271ZyxZyxZPyPxPPPPPCt svPCtsvPCt svCCC切削力應(yīng)以最大值為準(zhǔn)220.750.152 2minZZPPCt sv 0.750.15285 1 0.127.32302.5N 220.90.60.322maxyyPPCtsv 0.90.60.3198 10.144.61521.8N220.20.42 2minXxPPCt sv 0.20.4271 1 0.127.32446.3N

28、C)總切削力 12956.38302.51258.8ZZZPPPN 12472.1 1521.81993.9yyyPPPN 120446.3446.3xxxPPPN切削力以最大為準(zhǔn) 故1993.9tyFPN4.2 進退刀液壓缸相關(guān)參數(shù)計算 各個工作階段的負(fù)載計算15靜摩擦負(fù)載： （公式 4-5）()sfsnFGF 2 (120 9.80)2352N動摩擦負(fù)載： （公式 4-6）()dfdnFGF 1.1 (120 9.80)1293.6N慣性負(fù)載：(一般取) （公式 4-7）mGvFgt0.5vt21.5/m s 120 0.560N1）啟動時 23522475.80.95sfmFFN2)加速

29、時()1293.6601424.80.95dfmmFFFN3)快進時1293.61361.70.95dfmFFN4)工進時()1993.9 1293.63460.50.95dtfmFFFN5)快退時1293.61361.70.95dfmFFN表 4-1 液壓缸在各工作段的總機械負(fù)載見下表運動階段計算公式總機械負(fù)載 F/N起動/sfmFF2475.8加速()/dfmmFFF1424.8快進/dfmFF1361.7工進()/dtfmFFF3460.5快退/dfmFF1361.7根據(jù)負(fù)載計算結(jié)果和已知的各階段的速度16，可繪出負(fù)載圖（）和速度圖（）見Flvl下圖，橫坐標(biāo)以上為液壓缸活塞，前進時的曲線

30、，以下為液壓缸活塞退回時的曲線如圖 4-1 和 4-5 所示。 圖 4-1 速度圖 圖 4-2 負(fù)載圖 各個工作階段壓力的確定 由已知條件知50,16Dmm dmm啟動時的工作壓力6112222475.81.4 10(5016 )4aFPA加速時的工作壓力6222221424.80.8 10(5016 )4aFPA快進時的工作壓力6332221361.70.77 10(5016 )4aFPA工進時的工作壓力6442223460.51.96 10(5016 )4aFPA返回時的工作壓力655211361.70.69 10504aFPA 流量分析快進時22121(5016 ) 60.63 / mi

31、n4QAVL工進時22222(5016 ) 20.21 / min4QAVL退刀時23135060.7/ min4QAVL 功率分析快進時361110.63/60 101.4 1014.7PQW工進時362220.21/60 101.96 106.86pQW退刀時3063330.7/60 100.69 108.05PQW附：進退刀液壓缸工況圖如圖 4-3 所示附：進退刀液壓缸工況圖：圖 4-3 進、退刀液壓缸工況圖4.3 進退刀液壓缸壁厚的計算根據(jù)最大工作壓力，取額定壓力6max1.96 10ap62 10nap當(dāng)時616 10nap1.5ynp根據(jù)17661.5 2 10500.752 2

32、100 10yp Dmm 為了方便設(shè)計和安裝去2mm4.4 進退刀液壓缸的尺寸校核細(xì)長桿比344 0.53712016 10lm nd284220.0164.9 1048.67 1011( )13710000ckf AFNa ln k448.67 10253460.5kFnF所以桿的穩(wěn)定性足夠4.5 螺紋直徑的確定進退刀液壓缸活塞桿上，行程檔快處螺紋直徑的計算及固定在缸體的螺桿的直徑的計算 螺紋處直徑的確定直徑 d 的計算 材料選用 45 號鋼 （公式 4-8）1.3tpFd （公式 4-9）spps 662360 1042.35 10/8.5N m3450.6tFN61.3 3460.510

33、42.35 10dmm驗算最大應(yīng)力max221.661.66 3460.557.40.01taFMPd極限360 18022saMP應(yīng)力幅， （公式 4-10）21.57ctak Fd0.2ck 20.2 3460.54.41.57 0.01aaMP （公式 4-11）1TaapS k11,200,3,3TapSk1 200 22.223 3aaMP強度足夠 螺桿直徑的計算直徑的計算受載荷性質(zhì)與螺紋處相同，材料用 35 號鋼 1.3tpFd3460.5tFN 663235 1027.65 10/8.5sppN mS 取61.3 3460.512.727.65 10dmm15dmm驗算最大應(yīng)力

34、max221.661.66 3460.525.50.015taFMPdmax235 117.522saMP應(yīng)力幅 220.2 3460.51.961.571.57 0.015ccaak FMPd 11 14015.563 3TaaaapMPS k強度足夠5 泵的設(shè)計5.1 確定泵的實際工作壓力Bp 前面已算的最大額定壓力為622 10apMP (公式 5-1)2BPPPPPP 總總沿程局部對于油路采用調(diào)速閥系統(tǒng)可初估為，故取P總5（51510aP）1aPMP總 所以66(2 1) 103 10BaPP 5.2 確定泵的流量確定液壓泵的流量，為泄漏系數(shù)取maxBQkQk1.1k 由分析知第五階段

35、流量最大： maxQQQ退松 0.7/ min 1.6 / min2.3 / minLLL （公式 5-2）maxBQkQ =31.1 2.3 102.53 / minL5.3 選取泵根據(jù)液壓泵最大工作壓力和流量63 10appp 2.53 / minPQL選取泵為型 輸出流量為12.5YB 3.8/ minL5.4 確定電機功率 （公式 5-3）310PPPP QN泵的最大工作壓力pp 泵的額定流量PQ 泵的機械效率，取值為 0.863333 103.8/60 100.24100.8100.8PPP QNKW選型電動機18，額定功率為，轉(zhuǎn)速8024Y0.75kw1390 / minr6 液壓

36、控制系統(tǒng)的設(shè)計及元件的選擇確定液壓泵的類型及調(diào)速方式19 參考同類機床，選用單作用葉片泵供油，調(diào)速閥進油節(jié)流調(diào)速的開式回路選用執(zhí)行元件因系統(tǒng)動作循環(huán)要求正向快進和工作，反向快退，且快進和快退的速度相同，因此選用單活塞液壓缸。換向回路的選擇本系統(tǒng)對換向的平穩(wěn)性沒有嚴(yán)格的要求，所以選用電磁換向閥的換向回路，選用了三位四通換向閥。為了提高換向的位置精度，采用死擋鐵和壓力繼電器的行程終點返程控制。組成液壓系統(tǒng)繪原理圖將上述所選定的液壓回路進行組合，并根據(jù)要求作必要的修改補充，即組成如圖 6-1所示的液壓系統(tǒng)圖。6.1 液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計圖 6-1 液壓控制系統(tǒng)原理圖1-送料缸 2-夾具缸 3-進刀缸

37、4-單向調(diào)速閥 5-行程閥6-三位四通換向閥 7-溢流閥 8-單作用葉片泵 9-過慮器6.2 各個動作的實現(xiàn)過程(1)送料當(dāng)按下啟動按鈕 X 后，,1DT 得電也就是電液換向閥左位，壓力油經(jīng)單向調(diào)速閥流入送料液壓缸的有桿腔，使送料液壓缸開始送料。(2)裝夾送料到適當(dāng)位置時碰上行程開關(guān) 2J，行程開關(guān)發(fā)出電信號給控制電磁閥，4DT 得電，液壓油經(jīng)過調(diào)速閥 10 流入夾具缸的有桿腔，從而實現(xiàn)夾緊工動作。(3)進刀（送料機構(gòu)復(fù)位）夾緊缸把工件夾緊到一定程度時碰到行程開關(guān) 3J，壓力繼電器 1YT 分別給信號于2DT,6DT 和 MC 使 2DT 得電送料機構(gòu)開始位置，使 6DT 得電，液壓油經(jīng)過單向

38、調(diào)速閥 4 流入進刀缸的有桿腔，進刀液壓缸開始進刀，與此同時 MC（電磁摩擦離合器動作）接通主軸的扭矩傳動，使主軸運轉(zhuǎn)。(4)碰到擋鐵，刀架停留當(dāng)進刀液壓缸加工工件到一定程度時碰到擋鐵，此時擋鐵的作用刀架停留(5)退刀同時松夾由于擋鐵的作用使刀架停留，此時使壓力繼電器 2YT 給信號于3DT,5DT， 3DT 得電，壓力油經(jīng)過減壓閥 8，單向閥 9，單向調(diào)速閥 4 流入液壓缸的無桿腔，夾緊液壓缸松開為送料液壓缸創(chuàng)造條件，5DT 液壓油經(jīng)過單向調(diào)速閥 4 流入進刀缸的無桿腔，從而實現(xiàn)退刀，MC 失電切斷主軸的扭矩傳遞。6.3 控制元件的選取液壓控制閥（簡稱液壓閥）在液壓系統(tǒng)中的功用是通過控制調(diào)節(jié)

39、液壓系統(tǒng)中油液的流向、壓力和流量，使執(zhí)行器及其驅(qū)動的工作機構(gòu)獲得所需的運動反向、推力（轉(zhuǎn)矩）及運動速度（轉(zhuǎn)速）等。任何一個液壓系統(tǒng)，無論其如何簡單，都不能缺少液壓閥；同一工藝目的的液壓機械設(shè)備，通過液壓閥的不同組合使用，可以組成油路結(jié)構(gòu)截然不同的多種液壓系統(tǒng)方案，因此，液壓閥是液壓技術(shù)中品種與規(guī)格最多、應(yīng)用最廣泛、最活躍的部分（元件） ；一個新設(shè)計或正在運轉(zhuǎn)的液壓系統(tǒng)，能否按照既定要求正?？煽窟\行，在很大程度上取決于其中所采用的各種液壓閥的性能優(yōu)劣及參數(shù)匹配是否合理。控制閥元件的規(guī)格根據(jù)系統(tǒng)最高工作壓力和最大流量，在標(biāo)準(zhǔn)元件的產(chǎn)品樣本中選取如圖6-1 所示。表 6-1 控制元件的選取序號元件名

40、稱最大流量 L/min型號4單向調(diào)速閥1.96L/minQF3-6aB5行程閥0.7L/min24C-10B6電磁換向閥1.96L/min34DYO-B32H-T7順序閥0.7L/minXDIF-B20F8單作用葉片泵3.8L/minYB1-2.59過慮器7.6L/minXU-102006.4 管道及密封圈的選擇管道內(nèi)徑計算 各缸的出油口管道直徑應(yīng)保證滿足該液壓缸通過的最大流量，流經(jīng)液壓缸有桿腔和無桿腔油管的實際最大流量分別為、，按照20表 1-15 的推薦值取油管內(nèi)1.3 / minL1.96 / minL油液的允許流速為。0.6/m s （公式 6-1）max4Qdv有 34 1.37/6

41、0 106.93.14 0.6mm 3max44 1.96/60 108.33.14 0.6Qdmmv無選擇管道直徑,8dmm有10dmm無管道壁厚的計算 （公式 6-2）2 pd-管道內(nèi)最高工作壓力-管道內(nèi)徑d-管道材料的許用應(yīng)力 661.96 10430.422 2 100 10pdmm為了設(shè)計和安裝的合理取mm2密封圈的選擇密封裝置的功能是防止液壓系統(tǒng)中工作介質(zhì)的內(nèi)外泄漏與外界灰塵、金屬屑等異物的侵入以及由此引起的污染，保證液壓系統(tǒng)正常工作。對密封裝置的主要要求有：在一定的壓力、溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能；有相對運動時，密封裝置引起的摩擦系數(shù)小且摩擦力穩(wěn)定；耐磨性好，耐腐蝕、不易老化，

42、壽命長，磨損后在一定程度上能自動補償；結(jié)構(gòu)簡單，制造維護方便，價格低廉。本液壓系統(tǒng)采用的密封圈為 O 型密封圈，它用耐油橡膠壓制而成的圓界面密封件。依靠預(yù)壓縮消除間隙而實現(xiàn)密封，能隨著壓力 P 的增大自動提高密封件與密封表面的接觸應(yīng)力，從而提高密封作用，且能在磨損后自動補償。結(jié)構(gòu)簡單、密封性好、價廉、范圍廣，既可用于外徑或內(nèi)徑密封也可以用于端面密封；高低壓均可用，密封壓力最高可達 100MP 或更高，作往復(fù)運動密封時，最大運動速度達0.5/S。密封圈型號為。10 0.303452.1 92GGB7 油箱的設(shè)計7.1 求容積根據(jù)經(jīng)驗公式，經(jīng)驗系數(shù)PvQ由于是低壓工作，經(jīng)驗系數(shù)2124 故取4液壓泵的最大流量3.8 / minPQ