軸向柱塞泵泵體加工生產線專機及主輔助設備車基準機床及雙頭鏜床液壓系統(tǒng)設計機械CAD圖紙

1、摘 要21世紀的今天，社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展，科學技術高速進步，人們對生產效率的追求是越來越高，尤其是在中國這樣的制造大國。在機械加工行業(yè) ，如果繼續(xù)沿用普通機床加工各類零件，不但生產效率低，勞動強度大，質量不穩(wěn)定，且很難實現(xiàn)大批量生產。目前主要采用自動或半自動生產流水線來解決這一系列的問題。軸向柱塞泵泵體是ZB40柱塞泵的關鍵零件之一。單件，小批量生產沿用普通機床加工，生產效率低，勞動強度大，質量不穩(wěn)定。想要達到年產量1萬臺/年，同時要提高生產率、降低勞動強度、保證生產質量就必須得采用專門的生產流水線來實現(xiàn)。本次設計主要采用液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)流水線生產加工過程的部份自動化。我這次做的工作是車基準機床及

2、雙頭鏜床液壓系統(tǒng)設計。從整個零件的加工過程來看，基準的精確度直接影響著以后工序的加工過程精度，即在加工過和中基準的精度得要非常的重視。本設計過程要鏜的孔在裝配中起著重要的作用，如果加工過程中鏜孔的精度不能達到精度要求，那么就可能出現(xiàn)不能裝配或是裝配后不能正常使用，即成為廢品。因此，因此在本次設計過程中，我采用液壓系統(tǒng)來解決普通機床加工的不足。關鍵詞：(1)、進入液壓缸，（2）、換向閥，（3）、進入液壓缸，（4），向右移動 （5）、的左腔.AbstractIn the 21st century, with the steady development of our socio-economy a

3、nd rapid advance of scientific and technological, people pursuit of efficiency of production become more and more urgent, especially in China, which is a big manufacturing country.In the mechanical processing industry, if we continue to use ordinary machine tool to process various components, it wil

4、l results in low production efficiency, labor intensity and unsteady quality, which is very difficult to achieve mass production. At present, we mainly use the automatic or semi-automatic production lines to solve those issues. Axial piston pump Body Pump is ZB40 one of the key components. Single pi

5、eces and small batch production by using ordinary machine processing result in low productivity, labor intensity and quality instability. Try to achieve annual output of 10,000 units/ year, we should increase productivity, reduce labor intensity and assure quality in a new producing line.This design

6、 focuses on hydraulic pipeline systems, which is used to achieve the production process of automation. My work on this design is to design the standard of lathing and the headed benchmark boring machine hydraulic system. From the entire parts of the machining process, the benchmark precision direct

7、impact on the future operations of the processing accuracy, so the accuracy of the benchmarks needs to be very seriously. The design process should be boring holes in the assembly plays an important role. If processing Boring not achieve the accuracy and precision, it is possible that no assembly or

8、 assembly after normal use, that is to say the products will become as scrap. Therefore, in this design, I mainly use hydraulic system to solve those deficiencies of ordinary Machining. Keys: (1) Directional Valve), (2) Check Valve, (3) Directional Valve (4) Work Table (5) Cylinder.目 錄中文摘要I英文摘要 II第1

9、章 車基準機床液壓系統(tǒng)設計11.1編制車基準端面和車基準外圓的加工工序過程卡片1分析零件圖1確定毛坯尺寸2擬定加工工藝路線3確定工序尺寸及工差4確定切削用量及工時5填寫加工工序卡片91.2后刀架縱向液壓缸設計9負載分析9負載圖和速度圖的繪制10液壓缸主要參數(shù)的確定11液壓缸的強度校核12穩(wěn)定性校核14液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算151.3后刀架橫向液壓缸設計16負載分析17負載圖和速度圖的繪制18液壓缸主要參數(shù)的確定18液壓缸的強度校核19穩(wěn)定性校核21液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算231.4前刀架橫向液壓缸和縱向液壓缸設計241.5夾緊液壓缸設計24夾緊液壓缸負載分析24夾

10、緊液壓缸負載圖和速度圖的繪制25夾緊液壓缸主要參數(shù)的確定26夾緊液壓缸的強度校核27夾緊液壓缸穩(wěn)定性校核28夾緊液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算291.6頂尖液壓缸設計301.7液壓系統(tǒng)圖的擬定30液壓回路的選擇31液壓回路的綜合331.8液壓元件的選擇34液壓泵和電動機34閥類元件及輔助元件35油管和油箱361.9液壓系統(tǒng)的性能驗算37第2章 雙頭鏜床液壓系統(tǒng)設計 382.1編制雙頭半精鏜加工工序過程卡片38分析零件圖38確定毛坯尺寸39擬定加工工藝路線40確定工序尺寸及公差40確定切削用量及工時40填寫加工工序卡片412.2雙頭鏜床左右動力頭液壓缸設計41液壓缸負載分析42液壓缸負載

11、圖和速度圖的繪制43液壓缸主要參數(shù)的確定43液壓缸的強度校核44液壓缸穩(wěn)定性校核46液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算472.3雙頭鏜床夾緊液壓缸設計472.4雙頭鏜床液壓系統(tǒng)圖的擬定48雙頭鏜床液壓回路的選擇48雙頭鏜床液壓回路的綜合擬定502.5雙頭鏜床液壓系統(tǒng)元件的選擇51雙頭鏜床液壓系統(tǒng)液壓泵和電動機51雙頭鏜床液壓系統(tǒng)閥類元件及輔助元件52雙頭鏜床液壓系統(tǒng)油管和油箱532.6雙頭鏜床液壓系統(tǒng)的性能驗算54設 計 總 結 55參 考 文 獻56致 謝57附 表 58第1章 車基準機床液壓系統(tǒng)設計車基準加工示意圖如下:圖1-1 車基準加工示意圖上圖由五個部分組成,在加工過程中共須要設

12、計六個液壓缸實現(xiàn)?，F(xiàn)對這些液壓缸設計如下。1.1 編制車基準端面和車基準外圓的加工工序過程卡片1.1.1 分析零件圖本泵體為灰鑄鐵HT200,壓力鑄造而成,7級精度其加工序加工圖如下：圖1-2車基準加工工序圖本設計要設計加工A端面和B圓柱面。由圖上反應出來的公差可知道，車這兩個面要分兩步進行。即：粗車和半精車。1.1.2 確定毛坯尺寸1.1.2.1 外圓加工總余量外圓 表面粗造度為： 。由機械制造技術基礎表6.3可知，要達到此精度：粗車半精車即可實現(xiàn)(如圖1-2)。由機械加工實用手冊表3.1-26得：基本尺寸在50mm120mm的單邊余量為6mm 即毛坯總余量為：因為是壓力鑄造，且為7級精度。

13、由機械加工實用手冊表2.3-9可知其公差值，由偏差得上下偏差為所以外圓尺寸為圖1-3 余量尺寸鏈外圓加工總余量如下表表1-1基本尺寸ESIS610.3-0.3-55+0.03375+0.022560.3375-0.0775 1.1.2.2 基準端面總加工余量圖1-4基準端面余量尺寸鏈圖由圖1-4得表1-2 基本尺寸ESIS237-197-5531-0.5 由表1-1得 1.1.3 擬定加工工藝路線由圖1-1和1-2可確定其加工工藝路線圖如下：圖1-5 加工工藝路線圖1.1.4 確定工序尺寸及工差1.1.4.1 端面半精車由機械加工實用手冊表3.32-21得半精車工序余量： 粗車端面尺寸偏差為:

14、 ，即：半精車工序余量1.1.4.2 端面粗車其加工余量尺寸鏈圖如下：圖1-6 端面粗車余量尺寸鏈表1-3基本尺寸ESIS30.5-0.5-1.3+0.54+0.351.7+1.04-0.15由表得， ，1.1.4.3 外圓半精車外圓由機械加工工藝手冊第一卷表3.2-2得：半精車加工余量Z=1.8，半精車直徑偏差:-0.35-0.54即：。即粗車后直徑為：1.1.4.4 粗車外圓其加工余量尺寸鏈如圖圖1-7 余量尺寸鏈表1-4基本尺寸ESIS6+0.3375-0.0775-1.8+0.5+0.354.2+0.8775+0.2725由表得：，1.1.5 確定切削用量及工時1.1.5.1 粗車端面

15、已知：，由機械加工工藝手冊表2.4-3得：當車刀刀桿B×H=16×25，工件長度在100400mm, 其,取(1)、計算切削速度由機械加工工藝手冊表8.4-8得公式 (1-1)其中： （壽命選T=60） （2）、確定機床主軸轉速 由機械制造技術基礎式1-3得： (1-2)按機床說明，由機械加工工藝手冊表3.1-18可知跟相接近，即取，如果選則速度損失太大。所以實現(xiàn)切削速度為： (1-3)1.1.5.2 半精車端面已知：由機械加工工藝手冊其,?。?）、計算切削速度由機械加工工藝手冊表8.4-8得公式 (1-4)其中： （壽命選T=60）（2）確定機床主軸轉速 由機械制造技術基

16、礎式1-3得： (1-5)按機床說明，由機械加工工藝手冊表3.1-18可知跟相接近，即取，如果選則速度損失太大。所以實際切削速度為： (1-6)1.1.5.3 車端面的工時由機械加工工藝手冊表2.5-3得公式： (1-7)其中零件加工表面長度（mm）; 、刀具的切入和切出長度（mm）工伯每分鐘轉速（r/min）進給次數(shù)；1.1.5.4 粗車外圓到 已知：由機械加工工藝手冊,取(1) 計算切削速度由機械加工工藝手冊表8.4-8得公式: (1-8)其中： （壽命選T=60） (1-9)(2)、確定機床主軸轉速 由工機械制造技術基礎式3-1得 (1-10)按機床說明，由機械加工工藝手冊表3.1-18

17、可知跟相接近，即取，如果選則速度損失太大。所以實際切削速度為： (1-11)1.1.5.5 粗車外圓工時機械加工工藝手冊表2.5-3得公式： (1-12)其中零件加工表面長度（mm）; 、刀具的切入和切出長度（mm）;工件每分鐘轉速（r/min）;進給次數(shù).1.1.5.6 半精車外圓到 已知：由機械加工工藝手冊其,取(1)、計算切削速度由機械加工工藝手冊表8.4-8得公式 (1-13)其中： （壽命選T=60） (1-14)（2）、確定機床主軸轉速 由機械制造技術基礎式3-1得： (1-15)按機床說明，由機械加工工藝手冊表3.1-18可知跟相接近，即取，如果選則速度損失太大。所以，實標切削速

18、度為： (1-16)1.1.5.7 半精車外圓工時機械加工工藝手冊表2.5-3得公式： (1-17)其中零件加工表面長度（mm）; 、刀具的切入和切出長度（mm）工進時每分鐘轉速（r/min）;進給次數(shù)；即:車外圓基本總工時為： (1-18)1.1.6 填寫加工工序卡片由以上計算數(shù)據(jù)得加工外圓和端面的加工工序卡片如附表1:1.2 后刀架縱向液壓缸設計對縱向液壓缸來說，它要完成的動作循環(huán)圖如下：圖1-9 后刀架縱向液壓缸動作循環(huán)圖它的工作是車基準外圓時提供縱向運動（走刀運動）。刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵HT200，硬度為HB190其快進時速度為機床總工作臺重為：G=1000N（g=10）。

19、往復運動的加減速度時間不超過0.2s.動力滑臺采用燕尾導軌。其靜摩擦系數(shù)0.2，運動摩擦系數(shù)=0.1。其液壓缸示意圖如下：圖1-10 后刀架液壓缸示意圖1.2.1 負載分析縱向液壓缸主要是提供車外圓時的縱向運動，即車削時能夠提供其軸向切削力能滿足要求。YT15在車鑄鐵時軸向切削力由機械加工工藝手冊表2.4-21得 (1-19)其中,.注:在加工過程中加工條件不改變.即不考慮.1.2.1.1 阻力負載: 靜摩擦力: (1-20)動摩擦力: (1-21)慣性負: (1-22) (1-23)由此可得出液壓缸在各個工作階段的負載如下表：表1-5工況負載阻力負載力F(N)推力啟動200222加速1581

20、76快進100111工進19932214快退100111注:1、 液壓缸的機械效率；2、 不考慮動力滑臺上顛覆力矩的作用。1.2.2 負載圖和速度圖的繪制綜上計算數(shù)據(jù),速度圖按已知數(shù)值：， ， ， 快進，工進 ，快退 。其負載圖和速度圖分別如下：圖1-11 縱向液壓缸負載圖和速度圖1.2.3 液壓缸主要參數(shù)的確定由表縱向液壓缸負載圖可知其最負載為2214N，由液壓傳動表11-2可知，當負載時，其工作壓力應取,本設計中取.由<<液壓傳動與控制>>表7-2可知:因為本系統(tǒng)是一般輕載的節(jié)流調速系統(tǒng),背壓在應在 之間，本設計中取。由<<液壓傳動與控制>>

21、表7-3可知,當液壓缸的工作壓力時,活塞桿的直徑，本設計取。由<<液壓傳動與控制>>表7-3,當時,液壓缸往返速率比,即。已知液壓缸有桿腔的 所以由<<液壓傳動與控制>>式7-10得液壓缸無桿腔面積: (1-24)由上式得液壓缸有桿腔面積: (1-25)所以有桿腔的面積為：由此得液壓缸的內徑: (1-26)活塞桿直徑為： (1-27)由<<液壓傳動與控制>>表7-5和7-6(GB2348-80)得：液壓缸內徑，活塞桿直徑。即有桿腔的實際面積為: ，液壓缸無桿腔實際面積為: 。1.2.4 液壓缸的強度校核1.2.4.1 液壓

22、缸軸向尺寸液壓軸向尺寸取決于負載運動的有效長度（活塞在缸內能移動的極限距離）、導向長度、活塞寬度、缸蓋聯(lián)接形式及安裝形式。圖 表示出了液壓缸各主要零件軸向尺寸之間的關系。由<<液壓與氣壓傳動>>書活塞寬度.活塞有效行程取決于機構運動的最大行程.導向滑動面積長度C的值:當D>80mm時，.當時, ,因為D=80mm,這里取。導向長度L可由液壓與氣壓傳動式（4-35）來確定。缸筒長度。圖1-12 液壓缸尺寸圖1.2.4.2 缸筒的壁厚校核選缸筒材料為由<<機械工藝設計手冊>>得 ,活塞桿材料為45鋼，取10mm.由<<液壓傳動>

23、;> 可知道缸筒厚校核時分薄壁和厚壁兩種情況。當時為薄壁。按式（50-20）進行校核<<液壓傳動>>： (1-28)式中，D為缸筒內徑；為缸筒的試驗壓力，當時，?。欢敃r，??；為缸筒的材料的許用應力，為材料抗拉強度，n為安全系數(shù)，一般取5。，n取5。 按下公式進行計算（<<液壓傳動>>式5-21）: (1-29)=10mm>1.047mm 即：合格1.2.4.3 活塞桿徑d按<<液壓傳動>>式5-22進行校核： (1-30)式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；為活塞桿材料的許用應力： (1-31)即合格1.2.4.4

24、液壓缸蓋固定螺栓直徑(45鋼)取，校核按<<液壓傳動>>式（5-23）進行校核。 (1-32)其中，F(xiàn)為液壓缸負載F=2214N；Z為固定螺栓個數(shù)，取Z=6；K為螺紋擰緊系數(shù)，取K=1.4；為材料屈服極限， 本設計?。汉细?.2.5 穩(wěn)定性校核活塞桿的長取200mm，并采用一端固定一端自由。由液壓傳動與控制可知道，受壓活塞桿，當其軸向負載F超過穩(wěn)定臨界力時，會產生縱向彎曲而喪失穩(wěn)定，所以液壓缸的負載應滿足下列條件： (1-33)其中液壓傳動與控制式3-19式中 F-活塞桿最大軸向負載； -活塞桿產生縱向彎曲喪失穩(wěn)定的最小力，即能保持壓活塞桿穩(wěn)定的臨界力； -安全系數(shù)，其

25、值為臨界力 值與活塞桿的材料性質、截面形狀、長度、剛度以及液壓缸安裝方式等因素有關。一般當液壓缸安裝長度與活塞桿直徑之比(見表3-1液壓傳動與控制)時，就易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，就必須進行壓桿穩(wěn)定性校核。這里近力學中有關公式進行校核。由液壓傳動與控制可知： (1-34)由上可知，所以用液壓傳動與控制（3-21）公式進行校核： (1-35)上式中 -安裝長度，其值與安裝方式有關，見液壓傳動與控制表3-1；-活塞的回轉半徑，-活塞桿橫截面慣性矩，對實心活塞桿本設計中：A-活塞桿橫截面積，活塞桿橫截面面積；m-柔性系數(shù)，對剛取m=85;-材料強度試驗值，對鋼取-系數(shù)，對剛。 液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)n

26、，可按液壓傳動與控制表3-1選取 (1-36) (1-37) ，即合格！1.2.6 液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算根據(jù)上述D與d的什，可估算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率如下表：，表1-6工況負載回油腔壓力進油腔壓力輸入流量輸入功率計算式快進啟動22200.059_加速17600.047_恒速11100.02926.390.013工進221400.441.00540.007快退啟動22200.044_加速17600.035_恒速11100.02226.140.011.3 后刀架橫向液壓缸設計后刀架橫向液壓缸主要是提供橫向進給運動.它要實現(xiàn):快進工進快退 圖1-13 橫向液壓缸

27、動作循環(huán)圖它的工作是車基準外圓時提供橫向運動（走刀運動）。刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵HT200，硬度為HB190其快進時速度為機床總工作臺重為：G=1000N（g=10）。往復運動的加減速度時間不超過0.2s.動力滑臺采用燕尾導軌。其靜摩擦系數(shù)0.2，運動摩擦系數(shù)=0.1。其液壓缸示意圖如下：圖1-14 液壓缸示意圖1.3.1 負載分析縱向液壓缸主要是提供車外圓時的縱向運動，即車削時能夠提供其軸向切削力能滿足要求。YT15在車鑄鐵時軸向切削力根據(jù)機械加工過程卡片和機械加工工藝手冊表2.4-21 (1-38)其中,.注:在加工過程中加工條件不改變.即不考慮.1.3.1.1 阻力負載: 靜摩

28、擦力: (1-39)動摩擦力: (1-40)慣性負: (1-42) (1-43)由此可得出液壓缸在各個工作階段的負載如下表：阻力負載: 表1-7工況負載阻力負載力F(N)推力啟動200222加速158176快進100111工進789.13877快退100111注:1、 液壓缸的機械效率2、 不考慮動力滑臺上顛覆力矩的作用。1.3.2 負載圖和速度圖的繪制綜上計算數(shù)據(jù),速度圖按已知數(shù)值：， ， ， 快進，工進 ，快退 。其負載圖和速度圖分別如下：圖1-15 液壓缸負載圖和速度圖1.3.3 液壓缸主要參數(shù)的確定由表圖1-15，可知道其最大負載為877N，由液壓傳動表11-2可知，當負載時，其工作壓

29、力應取,本設計中取.由<<液壓傳動與控制>>表7-2可知:因為本系統(tǒng)是一般輕載的節(jié)流調速系統(tǒng),背壓在應在 之間,本設計中取。由<<液壓傳動與控制>>表7-3可知,當液壓缸的工作壓力時,活塞桿的直徑 ，本設計取。由<<液壓傳動與控制>>表7-3,當時,液壓缸往返速率比,即。 已知液壓缸有桿腔的 所以由<<液壓傳動與控制>>式7-10得液壓缸無桿腔面積: (1-44)由上式得液壓缸有桿腔面積: (1-45)即：所以液壓缸的內徑: (1-46)活塞桿直徑d: (1-47)由<<液壓傳動與控制&

30、gt;>表7-5和7-6(GB2348-80)?。阂簤焊變葟交钊麠U直徑即液壓缸有桿腔的實際面積為: (1-48)液壓缸無桿腔實際的面積為: (1-49)1.3.4 液壓缸的強度校核1.3.4.1 液壓缸軸向尺寸液壓軸向尺寸取決于負載運動的有效長度（活塞在缸內能移動的極限距離）、導向長度、活塞寬度、缸蓋聯(lián)接形式及安裝形式。圖1-16 表示出了液壓缸各主要零件軸向尺寸之間的關系。由<<液壓與氣壓傳動>>書活塞寬度.活塞有效行程取決于機構運動的最大行程.導向滑動面積長度C的值:當D>80mm時，.當時, ,因為D=80mm,這里取。導向長度L可由液壓與氣壓傳動式（

31、4-35）來確定。缸筒長度。圖1-16 液壓缸尺寸圖1.3.4.2 缸筒的壁厚校核選缸筒材料為由<<機械工藝設計手冊>>得 ,活塞桿材料為45鋼，取10mm.由<<液壓傳動>> 可知道缸筒厚校核時分薄壁和厚壁兩種情況。當時為薄壁。按式（50-20）進行校核<<液壓傳動>>： (1-50)式中，D為缸筒內徑；為缸筒的試驗壓力，當時，?。欢敃r，??；為缸筒的材料的許用應力，為材料抗拉強度，n為安全系數(shù)，一般取5。，n取5。 按下公式進行計算（<<液壓傳動>>式5-21）: (1-51)=10mm>

32、0.06547mm 即：合格1.3.4.3 活塞桿徑d按<<液壓傳動>>式5-22進行校核： (1-52)式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；為活塞桿材料的許用應力， (1-53)即合格1.3.4.4 液壓缸蓋固定螺栓直徑(45鋼)取，校核按<<液壓傳動>>式（5-23）進行校核。 (1-54)其中，F(xiàn)為液壓缸負載F=877N；Z為固定螺栓個數(shù)，取Z=6；K為螺紋擰緊系數(shù)，取K=1.4；為材料屈服極限， 本設計取： (1-55)合格1.3.5 穩(wěn)定性校核活塞桿的長取200mm，并采用一端固定一端自由。由液壓傳動與控制可知道，受壓活塞桿，當其軸向負載F超過

33、穩(wěn)定臨界力時，會產生縱向彎曲面喪失穩(wěn)定，所以液壓缸的負載應滿足下列條件： (1-56) 其中液壓傳動與控制式3-19式中 F-活塞桿最大軸向負載； -活塞桿產生縱向彎曲喪失穩(wěn)定的最小力，即能保持活塞桿穩(wěn)定的臨界力； -安全系數(shù)，其值為臨界力 值與活塞桿的材料性質、截面形狀、長度、剛度以及液壓缸安裝方式等因素有關。一般當液壓缸安裝長度與活塞桿直徑之比(見表3-1液壓傳動與控制)時，就易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，就必須進行壓桿穩(wěn)定性校核。這里近力學中有關公式進行校核。由液壓傳動與控制可知： (1-57)由上可知，所以用液壓傳動與控制（3-21）公式進行校核： (1-58)上式中 -安裝長度，其值與安裝方式有

34、關，見液壓傳動與控制表3-1；-活塞的回轉半徑，-活塞桿橫截面慣性矩，對實心活塞桿本設計中：A-活塞桿橫截面積，活塞桿橫截面面積；m-柔性系數(shù)，對剛取m=85;-材料強度試驗值，對鋼取-系數(shù)，對剛。 液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)n，可按液壓傳動與控制表3-1選取 (1-59) (1-60) ，即合格！1.3.6 液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算根據(jù)上述D與d的什，可估算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率如下表：, ,表1-8工況負載回油腔壓力進油腔壓力輸入流量輸入功率計算式快進啟動22200.113_加速17600.082_恒速11100.05710.2080.01工進87700.

35、4470.2180.002快退啟動22200.1507_加速17600.119_恒速11100.07510.3110.0131.4 前刀架橫向液壓缸和縱向液壓缸設計由于前刀架的工作情況和后刀架的工作情況一樣，不同之處只是后架用于粗加工，前刀架用于精加工。在這里，為了節(jié)約成本，前刀架的各參數(shù)都用后刀架的參數(shù)。在此就不再作計算。1.5 夾緊液壓缸設計夾緊液壓液壓缸在本工件加工過程中起著非常重要的作用，它的作用是將工件夾緊。如果不能夾緊，那么加工出來的工件就可能精度達不到或是廢品。所以，在整個加工過程中，夾緊液壓缸是非常的重要。下圖為夾緊液壓缸示意圖。圖1-17P1液壓缸工作壓力；P2 液壓缸回油腔

36、工作壓力；液壓缸無桿腔面積；液壓缸有桿腔的有效面積。它的動作只有夾緊和松開，夾緊的程度由溢流閥來控制。而下一步的工作則是由壓力繼電器來控制，當夾緊到一定程度時，也就是壓力增加到一定時，壓力繼電器會發(fā)出一個信號來控制下一步動作的進行。1.5.1 夾緊液壓缸負載分析夾緊液壓缸的主要工作是將工件夾緊，不讓工件在車削時轉動。其夾緊力應大于或等于主切削力由機械加工工藝基礎式1-15 (1-61)其中： ，由于加工條件不變，即不考濾設機床總工作臺重為:G=500N（g=10）。往復運動的加減速度時間不超過0.2s。其靜摩擦系數(shù)0.2，運動摩擦系數(shù)=0.1.阻力負載: 靜摩擦力 (1-62)動摩擦力 (1-

37、63)慣性負 (1-64) (1-65)由此可得出液壓缸在各個工作階段的負載如表:表2-5工況負載阻力負載力F(N)推力啟動823.3914.8加速429.1476.8快進411.6457.3恒壓 4527.65030.7快退411.6457.3注:1、 液壓缸的機械效率2 、不考慮動力滑臺上顛覆力矩的作用。1.5.2 夾緊液壓缸負載圖和速度圖的繪制負載圖按上面的數(shù)據(jù)繪制，如圖下圖。速度圖按已知數(shù)值：，、（快進和快退行程）。圖1-18 負載圖和速度圖1.5.3 夾緊液壓缸主要參數(shù)的確定由圖1-18可知道其最大負載為5030.7N，由液壓傳動表11-2可知，當負載時，其工作壓力應取,本設計中取.

38、由<<液壓傳動與控制>>表7-2可知:因為本系統(tǒng)是一般輕載的節(jié)流調速系統(tǒng),背壓在應在 之間本設計中取。由<<液壓傳動與控制>>表7-3可知,當液壓缸的工作壓力時,活塞桿的直徑。 本設計取由<<液壓傳動與控制>>表7-3,當時,液壓缸往返速率比,即 已知液壓缸無桿腔的即所以由<<液壓傳動與控制>>式7-10得液壓缸無桿腔面積: (1-66)由上式得液壓缸有桿腔面積: (1-67)所以液壓缸的內徑: (1-68) 活塞桿直徑: (1-69)由<<液壓傳動與控制>>表7-5和7-6

39、(GB2348-80)液壓缸內徑；活塞桿直徑即有桿腔的實際面積為: (1-70)液壓缸無桿腔實際面積為: (1-72)1.5.4 夾緊液壓缸的強度校核液壓缸的壁筒厚、活塞桿直徑d和缸蓋處固定螺栓直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進行強度校核。由<<液壓與氣壓傳動>>書可知活塞寬度.活塞有效行程取決于機構運動的最大行程.導向滑動面積長度C的值:當時, ,因為D=50mm,這里取1.5.4.1 缸筒的壁厚校核選缸筒材料為由<<機械工藝設計手冊>>得 ,活塞桿材料為45鋼由<<液壓傳動>> P75n取5, 按下公式進行計算: (1-73)=

40、9mm>1mm ,合格1.5.4.2 桿徑d (1-74)即合格其中: 1.5.4.3 液壓缸蓋固定螺栓直徑(45鋼)取 (1-75)其中Z=6,F=915.7N,K=1.4, 合格1.5.5 夾緊液壓缸穩(wěn)定性校核活塞桿的長取200mm，并采用一端固定一端自由。由液壓傳動與控制可知道，受壓活塞桿，當其軸向負載F超過穩(wěn)定臨界力時，會產生縱向彎曲而喪失穩(wěn)定，所以液壓缸的負載應滿足下列條件： (1-76)其中式中 F-活塞桿最大軸向負載； -活塞桿產生縱向彎曲喪失穩(wěn)定的最小力，即能保持壓桿穩(wěn)定的臨界力； -安全系數(shù)，其值為 (1-77) (1-78)取n=4,m=85 所以所以用公式： (1-

41、79)其中 材料強度試驗值，對鋼取活塞桿橫截面面積 液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)n，可按液壓傳動與控制表3-1選取 合格1.5.6 夾緊液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算根據(jù)上述D與d的什，可估算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率如下表：，,，,表1-9工況負載回油腔壓力進油腔壓力輸入流量輸入功率計算式快進啟動914.800.1_加速476.800.052_恒速457.3300.4995.2790.043夾緊5030.701.000700快退啟動914.800.182_加速48300.096_恒速457.3300.0921.0590.0321.6 頂尖液壓缸設計在加工過程中，對頂尖來

42、說，只要要求能夠頂?shù)郊纯伞那懊娴脑O計中可知道，后刀架的橫向液壓缸的參數(shù)可以滿足頂尖液壓缸的各工作參數(shù)。所以，這里為了節(jié)約生產成本，就以后刀架橫向液壓缸的各參數(shù)作為頂尖液壓缸的參數(shù)。在此就不再作計算。在這時里，車準的各液壓缸全部計算完畢。1.7 液壓系統(tǒng)圖的擬定從整個系統(tǒng)來看，該系統(tǒng)共由六個液壓缸組成，分別為：頂尖液壓缸、夾緊液壓缸、后刀架橫向液壓缸、后刀架縱向液壓缸、前刀架橫向液壓缸、前刀架縱向液壓缸。在整個過程中，每個液壓缸都有單獨的動作，沒有聯(lián)動1.7.1 液壓回路的選擇1.7.1.1 保壓回路在系統(tǒng)中，要使車的每一個工序都能順利進行，那么工件必須得夾緊。夾緊裝置由頂尖液壓缸和夾緊液壓缸

43、組成，夾緊在整個加工過程中非常重要，因此必須有一個保壓回路來維持夾緊時的壓力。其保壓回路的圖如下:圖1-191.7.1.2 調速回路（速度換接回路）在加工過程中因有快進、工進，它們的速度不同。因而必須有一個調速回路來實現(xiàn)這一過程的速度的控制。在本系統(tǒng)中，由于要求較高，即高速都受用出口節(jié)流高速回路來制控其速度的變化。其圖如下：圖1-201.7.1.3 換向路回在不同的工作情況下，尚油液的流向是不相同的。因此必須有一個換向回路來控制液壓油的流向。在本設計中可以采用三位四通電磁換向閥來實現(xiàn)這一過程的控制。其圖如下：圖1-211.7.1.4 卸載回路因是大批量生產，所以中間裝夾工件時與加工工件之間必然

44、有停，而我們不可能將整個系統(tǒng)的電繁頻起停，這樣會影響其整個統(tǒng)系的使用壽命。因而要設計一個卸載回路來解決加工中的這一問題。其圖如下：圖1-221.7.1.5 換速回路本設計中各個階段的作動都有不同之處，為了達到做完一個過程后能進行下一個程，就必須有一個控制回路來實現(xiàn)。本設計中選用行程開關來實現(xiàn)這一個程。每當在工作時碰到一個行程開關時，行程開關都會發(fā)出一個電信號來控制下一步的工作的進行。其圖如下：圖1-231.7.2 液壓回路的綜合把上面各路回組合畫在一起，即得了綜合回路。其圖如下：圖1-24表1-101.8 液壓元件的選擇1.8.1 液壓泵和電動機1.8.1.1 液壓泵從以上分析和各液壓缸在不同

45、工作階段的壓力流量和功率值的表中可知液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為，如取進油路上的壓力損失為0.2MPa，壓力繼電器調整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力值為0.1MPa。則液壓泵的最大工作壓力應為： (1-80)液壓泵向液壓缸提供的最大流量為，若回路中的泄漏按液壓缸輸入的10%計算，溢流閥的最小穩(wěn)定流量為：則液壓泵的總流量應為: (1-81)根據(jù), 由機械設計手冊表20-5-6選內嚙合齒輪泵：表1-11型 號BB-B額定壓力(MPa)2 .5排 量(mL/r)4125轉 速(r/min)1500容積效率>8090%生產廠家上海機床廠1.8.1.2 電動機液壓泵輸出壓力為；壓力為0.8MP

46、a如取內嚙齒輪泵的總功率為，則液壓泵驅動電機所需的功率為 (1-82)根據(jù)此數(shù)值查閱機械設計手冊電機產品目錄，最后確定選取Y802-2型三相異步電動機:表1-12電動機型號Y802-2額定功率（kw）1.1滿載轉速（r/min）2825額定轉矩2.2重 量（Kg171.8.2 閥類元件及輔助元件根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件的實際流量，可選出這些元件的型號規(guī)格如下表。表格 1-13序號 名 稱通過流量額定流量額定壓力MPa型號規(guī)格1過濾器4680<0.02(壓力損失)XU-80-80J2先導益流閥466316YF3-10B3內嚙合齒輪泵46_BB-B4三向異步電動機_Y802-25二位二通電磁換向閥461801622DF3-E16B6三位四通電磁換向閥10251634DF3-E6B7二位二通電磁換向閥10251622DF3-E6B8調速閥<15016AQF3-E10B9單向閥108016AF3-Ea-10B10三位四通電磁換向閥0601634DF3