畢業(yè)設計（論文）-專用雙面銑床液壓系統(tǒng)設計(含全套CAD圖紙)

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優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763專用雙面銑床液壓系統(tǒng)設計摘 要本次畢業(yè)設計的是專用雙面銑床液壓系統(tǒng)設計，銑床是根據工件加工需要，以液壓傳動為基礎，配以少量專用部件組成的一種機床。在生產中液壓專用銑床有著較大實用性，可以以液壓傳動的大小產生不同性質的銑床。此次設計主要是將自己所學的知識結合輔助材料運用到設計中，鞏固和深化已學知識，掌握液壓系統(tǒng)設計計算的一般步驟和方法，正確合理的確定執(zhí)行機構，選用標準液壓元件，能熟練的運用液壓基本回路，組成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)。在設計過程中最主要的是圖紙的繪制，這不僅可以清楚的將所設計的內容完整的顯示出來，還能看出所學知識是否已完全掌握了。整個設計過程主要分成六個部分：參數的選擇、方案的制定、執(zhí)行元件的設計、圖的編制、銑床液壓系統(tǒng)的設計以及最后有關的驗算。主體部分基本在執(zhí)行元件和液壓系統(tǒng)的設計兩部分中完成的。關鍵詞：專用雙面銑床，液壓傳動，回路，油缸優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763Special double-sided milling machine hydraulic system designAbstractThe graduation project is dedicated sided milling machine hydraulic system design, milling machine is based on the workpiece needs to hydraulic transmission, based on a machine with a small amount of special parts. In the production of special hydraulic milling machine has a large practical, can be the size of the hydraulic drive generating milling different nature. The design is the combination of the knowledge they have learned auxiliary materials applied to the design, to consolidate and deepen the knowledge already learned to master the general procedures and methods of hydraulic system design calculations to determine the correct and reasonable executive body, the choice of standard hydraulic components, can skilled use of hydraulic basic circuit components to meet basic performance requirements of hydraulic systems. In the design process, the most important is to draw drawings, which not only can clearly be designed to display the contents of a complete out, but also to see whether the knowledge has been completely mastered. Throughout the design process is divided into six parts: selection parameters, program development, design elements designed to perform, prepare graphs, milling machine hydraulic system and, finally, the relevant checking. The body portion substantially completed in the design and implementation of the components of the two parts of the hydraulic system.Keywords: Special double-sided milling machines, Hydraulic transmission, Circuit, Cylinder優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763目 錄1 緒論 .............................................................................................................................11.1 選題背景 ..........................................................................................................11.2 國內外專用銑床的發(fā)展和研究狀況 ...............................................................11.2.1 國外研究現狀 ........................................................................................11.2.2 國內研究現狀 ........................................................................................21.3 國內外數控機床技術發(fā)展的趨勢 ...................................................................32 專用雙面銑床工況分析 .............................................................................................42.1 工作參數選定 ...................................................................................................42.2 系統(tǒng)工況分析 ...................................................................................................42.2.1 運動分析 ................................................................................................52.2.2 負載分析 ................................................................................................53 液壓系統(tǒng)總體設計 .....................................................................................................73.1 確定主要參數 ...................................................................................................73.1.1 液壓缸的工作壓力的確定 .....................................................................73.1.2 液壓缸內徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 ...............................................73.1.3 液壓缸工況圖的繪制 ............................................................................93.2 液壓系統(tǒng)方案選型與分析 .............................................................................113.2.1 方案分析 ...............................................................................................113.2.2 方案確定 ...............................................................................................113.3 液壓回路選擇 .................................................................................................113.3.1 工作臺部分 ...........................................................................................113.3.2 定位夾緊部分 .......................................................................................133.3.3 組成液壓系統(tǒng)原理圖 ...........................................................................144 液壓缸的設計 ...........................................................................................................154.1 液壓缸的主要零件確定及其技術要求 ........................................................154.1.1 缸體 ......................................................................................................154.1.2 缸蓋 ......................................................................................................164.1.3 活塞 ......................................................................................................164.2 液壓缸主要尺寸的確定 .................................................................................164.2.1 液壓缸壁厚和外徑的計算 ..................................................................164.2.2 液壓缸工作行程的確定 ......................................................................184.2.3 缸蓋厚度的確定 ..................................................................................18優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397634.2.4 最小導向長度的確定 ..........................................................................184.2.5 缸體長度的確定 ..................................................................................194.2.6 固定螺栓得直徑 .............................................................................19sd4.2.7 液壓缸強度校核 ..................................................................................204.3 液壓缸的結構設計 ........................................................................................214.3.1 缸體與缸蓋的連接形式 ......................................................................214.3.2 活塞桿與活塞的連接結構 ..................................................................224.3.3 活塞桿導向部分的結構 ......................................................................234.3.4 密封裝置 ..............................................................................................234.3.5 緩沖裝置 ..............................................................................................244.3.6 排氣裝置 ..............................................................................................254.3.7 液壓缸的安裝結構 ..............................................................................265 液壓元件的計算和選擇 ...........................................................................................265.1 確定液壓泵和電機的規(guī)格 .............................................................................265.2 油箱的設計 ....................................................................................................275.2.1 液壓油箱有效容積的確定 ...................................................................275.2.2 液壓油箱的外形尺寸 ...........................................................................275.2.3 液壓油箱的結構設計 ...........................................................................275.3 閥類元件和輔助元件的選擇 .........................................................................275.4 其它元件的選擇 .............................................................................................285.4.1 過濾器的選擇 .......................................................................................285.4.2 壓力表及壓力表開關的選擇 ..............................................................295.4.3 液位計的選擇 ......................................................................................295.4.4 油管的選擇 ...........................................................................................306 液壓系統(tǒng)的驗算 .......................................................................................................306.1 壓力損失的驗算 ............................................................................................316.2 發(fā)熱溫升的驗算 .............................................................................................33致 謝 ..........................................................................................................................35參考文獻 ......................................................................................................................36優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397631 緒論1.1 選題背景銑床是一種主要用于金屬切削的機床。于 1818 年由美國數位機械工程師共同發(fā)明的。銑床是用于切削平面，或者用特殊的形狀的銑刀銑出成型表面、螺旋槽或齒輪的齒形等。銑床分為臥式銑床、立式銑床、龍門銑床、仿形銑床、和萬能銑床等。由于銑床具有較高的工作效率以及加工出來的零件精度高等特點，現在已成為各行業(yè)中不可缺少的設備，特別是數控銑床。這種銑床更是用于國防、航空、汽車、拖拉機、造船、機床和工具制造部分發(fā)展品種、推進技術高招的重要設備。銑床擁有量已占機床量得 1/10 以上。而液壓系統(tǒng)優(yōu)點多應用也很廣泛，一般用于液壓傳動。在一般工程機械、加工機械、壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農業(yè)機械、汽車等，發(fā)電廠渦輪調速裝置、測量浮標、升降旋轉舞臺等，軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構等。隨著現代加工行業(yè)在我國的迅速發(fā)展，數控銑床在制造業(yè)仲應用越來越廣泛，所以數控銑床的研制和推廣是加速機械工業(yè)技術革命的有效途徑之一，成為了推動生產發(fā)站內信的重要設備。液壓技術作為實現現代傳動與控制的關鍵基礎技術之一，已成為各行各業(yè)重要的技術基礎。而液壓元件及其控制已發(fā)展成為綜合的液壓工程技術。利用液壓技術可在較寬范圍內進行無級調速，具有良好的換向及轉接功能，易于實現工作循環(huán)等優(yōu)點，完成工件及刀具的夾緊，控制進給速度和驅動主軸作業(yè)。易管現代數控機床、加工中心等先進制造設備中采用機電伺服系統(tǒng)，但采用液壓傳動與控制仍然是現代金屬切削機床自動化的重要途徑。據 1995 年全國第三次工業(yè)普查統(tǒng)計，我國液壓、氣動和密封件工業(yè)鄉(xiāng)及鄉(xiāng)以上年銷售收入在 100 萬元以上的國營、村辦、私營、合作經營、個體、“三資”等企業(yè)共有 1300 余家，其中液壓約 700 家，氣動和密封件各約 300 余家。按1996 年國際同行業(yè)統(tǒng)計，我國液壓行業(yè)總產值 23.48 億元，占世界第 6 位；氣動行業(yè)總產值 4.19 億元，占世界第 10 位。1.2 國內外專用銑床的發(fā)展和研究狀況1.2.1 國外研究現狀在美國、日本和德國等發(fā)達國家，它們將機床改造作為新的經濟增長行業(yè)，優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763生意盎然，正處在黃金時代。由于機床以及技術的不斷進步，機床改造是個“永恒”的課題。在美國、日本、德國，用數控技術改造機床和生產線具有廣闊的市場，己形成了機床和生產線數控改造的新的行業(yè)。在美國，機床改造業(yè)稱為機床再生 (Remanufacturing)業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有 :Bertsche 工程公司、ayton 機床公司、Devlieg-Bullavd(得寶)服務集團、US 設備公司等。美國得寶公司己在中國開辦公司。在日本機床改造業(yè)稱為機床改裝(Retrofitting)業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大限工程集團、崗三機械公司、千代田工機公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。而現在國外現狀偏向于：1）高速高精與多軸加工成為數控機床的主流，納米控制已經成為高速高精加工的潮流。2）多任務和多軸加工數控機床越來越多地應用到能源、航空航天等行業(yè)。3）機床與機器人的集成應用日趨普及，且結構形式多樣化，應用范圍擴大化，運動速度高速化，多傳感器融合技術實用化，控制功能智能化，多機器人協同普及化。4）智能化加工與監(jiān)測功能不斷擴充，車間的加工監(jiān)測與管理可實時獲取機床本身的狀態(tài)信息，分析相關數據，預測機床的狀態(tài)，提前進行相關的維護，避免事故的發(fā)生，減少機床的故障率，提高機床的利用率。5）最新的機床誤差檢測與補償技術能夠在較短的時間內完成對機床的補償測量，與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對機床誤差的補償精度能夠提高 3～4 倍，同時效率得到大幅度提升。6）最新的 CAD/CAM 技術為多軸多任務數 控機床的加工提供了強有力的支持，可以大幅度提高加工效率。7）刀具技術發(fā)展迅速，眾多刀具的設計涵蓋了整個加工過程，并且新型刀具能夠滿足平穩(wěn)加工以及抗振性能的要求。1.2.2 國內研究現狀我國是機床生產大國，又是使用大國。數控機床是機械工業(yè)發(fā)展的關鍵產品，我國的數控機床在機床產品中的比例總體水平低。但是我國是發(fā)展中國家，許多企業(yè)財力薄弱，不可能花費大量的資金添置許多全新的數控機床，同時大量的通用機床不可能全部淘汰。 因此，把普通機床改造為數控機床則不失為是一條提高數控化率的有效途徑，機床改造花費少，改造針對性強，時間短，改造后的機床大多能克服原機床的缺點和存在的問題，生產效率高。所以現在的國內現在偏向于：1）低技術水平的產品競爭激烈，互相靠壓價促銷；2）高技術水平、全功能產品主要靠進口；優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397633）配套的高質量功能部件、數控系統(tǒng)附件主要靠進口；4）應用技術水平較低，聯網技術沒有完全推廣使用；5）自行開發(fā)能力較差，相對有較高技術水平的產品主要靠引進圖紙、合資生產或進口裝。1.3 國內外數控機床技術發(fā)展的趨勢根據銑床行業(yè) 18 家骨干企業(yè)上報的經濟信處統(tǒng)計資料顯示，2008 年銑床行業(yè)的經濟運行情況基本良好，主要經濟指標仍保持增長的態(tài)勢，但相比 2002年以來機床行業(yè)的持續(xù)高速增長，增速明顯減緩。2008 年 1-4 季度完成工業(yè)總產值( 現價 )74.37 億元，比上年增長 15.2%；產品銷售產值 71.48 億元，比上年增長 17.1%；利稅總額 10.7 億元，比上年增長 7.3%。生產情況分析：受金融危機的影響，自 2008 年 8 月份，之后多數企業(yè)的產量出現了下滑，庫存量增加，后續(xù)合同減少。企業(yè)的經營面臨著巨大的挑戰(zhàn)。出口情況分析：由于金融危機對北美、歐洲以及南美等國的貨幣匯率波動的影響較大，匯率的不穩(wěn)定，造成市場需求出現萎縮，國外客戶購買能力下降，使機床出口量持續(xù)下滑。當前市場需求分析：伴隨著國際經濟危機的不斷加深及全球經濟增長的放緩，機床行業(yè)受宏觀經濟形勢的影響，呈現出增長逐步減緩的趨勢。自去年下半年以后，機床市場需求出現了嚴重滑坡。從用戶行業(yè)上看，汽車行業(yè)是機床行業(yè)的主要下游行業(yè)之一，國內汽車行業(yè)受國際、國內整體經濟的影響較大，美國汽車三大巨頭正面臨著前所未有的震蕩，其結果有可能使國際汽車行業(yè)重新洗牌，給國內汽車行業(yè)帶來新的機遇與挑戰(zhàn)，期待今年下半年能夠恢復并帶動機床市場的需求；航空航天業(yè)是國家重點支持的下游行業(yè)，保持著較快的發(fā)展速度，對機床產品需求仍較高；電力設備工業(yè)有望維持正常增長，繼續(xù)拉動中高檔重型數控機床的需求；而船舶、模具、一般機械制造業(yè)，則受宏觀經濟影響很大，下行趨勢已經形成，對機床的需求有所下降。從市場需求看，普通機床和經濟型數控機床產品市場需求急劇下滑，傳統(tǒng)普通產品生產企業(yè)庫存量大幅增加。而中、高檔數控機床，成套設備和大型重型數控機床需求相對集中，這說明行業(yè)產品結構發(fā)生了非常大的變化，單臺產品平均價格走高，市場需求繼續(xù)向高端傾斜，重型機床領域競爭將更加激烈?？偟膩碚f銑床行業(yè)呈現如下發(fā)展趨勢：1）高速度與超精度化 速度和精度是數控機床的兩個重要指標，它直接關系到加工效率和產品的質量。2）高可靠性 隨著數控機床網絡化應用的發(fā)展，數控機床的高可靠性已經成為數控系統(tǒng)制 造商和數控機床制造商追求的目標。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397633）多功能化 在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此數控機床實現了一機多能，以最大限度地提高設備利用率。4）多軸化 隨著 5 軸聯動數控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5 軸聯動控制的加工中心和數 控銑床已經成為當前的一個開發(fā)熱點。5）網絡化 數控機床的網絡化，主要指機床通過所配裝的數控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計算機進行網絡連接和網絡控制。6）柔性化、智能化 數控機床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL 、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網絡集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展，另一方面向注重應用性和經濟 性方向發(fā)展。7）綠色化 21 世紀的金切機床必須把環(huán)保和節(jié)能放在重要位置，即要實現切削加工工 藝的綠色化。目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上。8）體系開放化 向未來技術開放：由于軟硬件接口都遵循公認的標準協議，只需少量的重新 設計和調整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開發(fā)費用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于 長生命周期。9）極端化（大型化和微型化）國防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎產業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數控機床的支撐。2 專用雙面銑床工況分析2.1 工作參數選定選定專用雙面銑床的要求參數如下：要求循環(huán)：工作定位→工件夾緊→工作臺快進→工作臺工進→加工到位后停留→快退→原位停止→工件松開→定位銷拔出；切削推力：25000N；行程：快進行程 400mm，工進行程 50mm；運行速度：V 快進=V 快退=6m/min 、V 工進=0.05-0.10m/min；運動部件重 G=9800N；摩擦系數：靜摩擦系數 fs=0.2，動摩擦系數 fa=0.1；優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763液壓缸機械效率： ；9.0??快速起動時間不大于 0.2s。2.2 系統(tǒng)工況分析2.2.1 運動分析根據設計要求，該專用雙面銑床的工作循環(huán)可分解為：工作臺主缸：快進→工進→加工到位后停留→快退→原位停止夾緊缸：工件夾緊→工件松開定位缸：工作定位→定位銷拔出快進、快退速度為：V 快進=V 快退=6m/min工進速度為：V 工進=0.05-0.10m/min繪制運動部件的速度循環(huán)圖如圖 2-1 所示。圖 2-1 速度循環(huán)圖2.2.2 負載分析液壓缸所受外載荷 F 包括三種類型，分別為工作負載、摩擦阻力負載、慣性負載即：F = Fw+ Ff+ Fa1）工作負載 Fw對于金屬切削機床來說，即為沿活塞運動方向的切削力，在本設計中工進工作負載即為切削推力故：Fw=25000N2）導軌摩擦阻力負載 Ff優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763啟動時為靜摩擦力，啟動后為動摩擦力，對于平行導軌 Ff 可以由下式求的：Ff = f ( G + FRn )G ——運動部件重力 9800N；FRn ——垂直于導軌的工作負載，此設計中為零；f——導軌摩擦系數，取靜摩擦系數為 0.2，動摩擦系數為 0.1。求得Ffs = 0.2×9800N = 1960NFfa = 0.1×9800N = 980N上式中 Ffs 為靜摩擦力，Ffa 為動摩擦力。3）運動部件速度變化時的慣性負載 FaFa = Ggvt?式中 g——重力加速度；——加速或減速時間，本設計中要求不大于 0.2s，取 =0.1s；t? t?—— 時間內的速度變化量。vt故：Fa = × N =1000N980.61?根據上述計算結果，列出各工作階段所受的外負載（見表 2-1），并畫出如圖 2-2 所示的負載循環(huán)圖。表 2-1 工作循環(huán)各階段的外負載序 工作循環(huán) 外負載 F(N)1 啟動、加速 F = Ffs + Fa 29602 快進 F = Ffa 9803 工進 F = Fw+ Ffa 259804 快退啟動加速 F = Ffs + Fa 29605 快退 F = Ffa 980優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖 2-2 負載循環(huán)圖3 液壓系統(tǒng)總體設計3.1 確定主要參數3.1.1 液壓缸的工作壓力的確定執(zhí)行元件的工作壓力可以根據負載循環(huán)圖中的最大負載來選取，也可以根據主機的類型了確定（見表 3-1 和表 3-2）。表 3-1 按負載選擇執(zhí)行元件的工作壓力負載 / KN 50工作壓力/MPa ）取背壓為 。MPap6.02?表 3-3 執(zhí)行元件背壓的估計值系 統(tǒng) 類 型 背壓 p1 （ MPa）優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763簡單的系統(tǒng)和一般輕載的節(jié)流調速系統(tǒng) 0.2~0.5回油路帶調速閥的調速系統(tǒng) 0.5~0.8回油路帶背壓閥 0.5~1.5中、低壓系統(tǒng)0~8MPa采用帶補液壓泵的閉式回路 0.8~1.5中高壓系統(tǒng)＞ 8~16MPa 同上比中低壓系高50%~100%高壓系統(tǒng)＞ 16~32MPa 如鍛壓機等 出算可忽略3.1.2 液壓缸內徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定為了節(jié)省能源宜選用較小流量的油源。利用單活塞缸差動連接滿足快進速度的要求，且往復快速運動速度相等，這樣就給液壓缸內徑 D 和活塞桿直徑 d規(guī)定了 的關系。由此求得液壓缸無桿腔面積為:d2? 24-211 109.62.039.58mNpFAm ??????）（）（?D7.16.16441?md5.827.2??活塞桿直徑可以由 值算出，由計算所得的 D 與 d 的值分別按表 3-4 和/表 3-5 圓整到相近的標準直徑，以便采用標準的密封元件。表 3-4 液壓缸內徑尺寸系列 (GB2348--1980) (mm)8 10 12 16 20 25 3240 50 63 80 （90） 100 （110）125 （140） 160 （180） 200 （220） 250320 400 500 630注：括號內數值為非優(yōu)先選用值表 3-5 活塞桿直徑系列 (GB2348--1980) (mm)4 5 6 8 10 12 14 16 182 22 25 28 32 36 40 45 5056 63 70 80 90 100 110 125 140160 180 200 220 250 280 320 360 400優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763由 GB/T2348-1980 查得標準值為 D=125mm， d=90mm。由此計算出液壓缸的實際有效面積為: 2221 7.145cmA???2222 .590-dD?）（）（?對選定后的液壓缸內徑 D，必須進行穩(wěn)定速度的驗算。要保證液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積 A，必須大于保證最小穩(wěn)定速度的最小有效工作面積 ，minA即A＞ min= iniqv式中 ——流量閥的最小穩(wěn)定流量，一般從選定流量閥的產品樣本中minq查得?！簤焊椎淖畹退俣龋稍O計要求給定。inv如果液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積 A 不大于計算所得的最小有效工作面積，則說明液壓缸不能保證最小穩(wěn)定速度，此時必須增大液壓缸的內徑，以minA滿足速度穩(wěn)定的要求。按最低工進速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度，由式（3-4）可得A = cm2 =10cm2?minqv30.51?式中 qmin 是由產品樣品查得 GE 系列調速閥 AQF3-E10B 的最小穩(wěn)定流量為 0.05L/min。調速閥安裝在進油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積應該選取液壓缸無桿腔的實際面積，即A = A1 = 122.7cm2可見上述不等式滿足，液壓缸能夠達到所需低速。3.1.3 液壓缸工況圖的繪制油缸各工況的壓力、流量、功率的計算如下：（1）計算各工作階段液壓缸所需的流量 min/2.3861.5972-121 LvAq?????）（）（快 進 ~0.0?）（工 進優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763min/5.361.932LvAq???快 退（2）計算各工作階段液壓缸壓力快速進給時液壓缸做差動連接。由于管路中有壓力損失，取此項損失為△P= P2- P1=0.5MPa，同時假定快退時回油壓力損失為 0.5MPa。MPaApFpm 63.01.597120.8421 ?????????）（△快 進 ?m .20...04621 ?工 進 MPaApFpm .11.59.72.84621 ????????△快 退 ?（3）計算各工作階段系統(tǒng)輸入功率 KWqpP43.052.126.8.?????快 退快 退快 退 工 進工 進工 進 快 進快 進快 進根據以上數據，可以計算出液壓缸在一個工作循環(huán)各階段的壓力、流量和功率，如表 3-6 所示，并根據此繪制出其工況圖如圖 3-1 所示。表 3-6 液壓缸在不同階段所需壓力、流量和功率工作階段系統(tǒng)負載/NmF?/回油腔壓力 /MPa2p工作腔壓力 /MPa1p輸入流量 q/L/min 輸入功率 P/W快速前進 1089 1.036 0.636 38.2 240工作進給 28867 0.6 2.64 1.22 32快速退回 1089 0.5 1.22 35.5 430注：取液壓缸機械效率 9.0?m?優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖 3-1 液壓缸的工況圖3.2 液壓系統(tǒng)方案選型與分析3.2.1 方案分析(1)以速度變換為主的液壓系統(tǒng)1）能實現工作部件的自動工作循環(huán)，生產率高；2）快進與工進時，其速度與負載相差較大；3）要求進給速度平穩(wěn)、剛性好，有較大的調速范圍；4）進給行程終點的重復位置精度高，有嚴格的順序動作。（2）以換向精度為主的液壓系統(tǒng)1）要求運動平穩(wěn)姓高，有較低的穩(wěn)定速度；2）啟動與制動迅速平穩(wěn)、無沖擊，有較高的換向頻率（最高可達 150次/min ）；3)換向精度高，換向前停留時間可調。（3）以壓力變換為主的液壓系統(tǒng)1）系統(tǒng)壓力要經常變換調節(jié)，且能產生很大的推力；2）空程時速度大，加壓時推力大，功率利用合理；3）系統(tǒng)多采用高低壓泵組合或恒功率變量泵供油，以滿足空程與壓制時，其速度與壓力的變化。（4）多個執(zhí)行元件配合工作的液壓系統(tǒng)優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397631）在各執(zhí)行元件動作頻繁換接，壓力急劇變化下，系統(tǒng)足夠可靠，避免誤動作；2）能實現嚴格的順序動作，完成工作部件規(guī)定的工作循環(huán)；3）滿足各執(zhí)行元件對速度，壓力及換向精度的要求。3.2.2 方案確定專用雙面銑床的主要部件是動力滑臺。動力滑臺其中的液壓滑臺是利用液壓缸將泵站所提供的液壓能轉變成滑臺運動所需的機械能。它的液壓系統(tǒng)的特點是驅動功率一般屬于中小功率，速度變化范圍大，附在變化也大。為了保證加工元件的表面質量，要求液壓系統(tǒng)的速度穩(wěn)定性要好，所以選擇以速度變換為主的液壓系統(tǒng)作為專用雙面銑床的液壓系統(tǒng)。根據工況分析，所設計雙面銑床對調速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該機床要解決的主要問題。速度的換接、穩(wěn)定性和調節(jié)是該機床液壓系統(tǒng)設計的核心。3.3 液壓回路選擇3.3.1 工作臺部分（1）調速方式的選擇由于機床液壓系統(tǒng)調速是關鍵問題，因此首選調速回路。有工況圖可知：所設計的機床液壓系統(tǒng)功率小，為了防止孔被鉆通時負載突然消失而產生的鉆頭前沖，液壓缸回油腔應有一定的背壓，故可采用回油路調速閥調速回路。（2）調速與速度換接回路這臺機床的液壓滑臺工作進給速度低，傳遞功率也較小，很適宜選用節(jié)流調速方式，由于鉆孔時切削力變化小，而且是正負載，同時為了保證切削過程速度穩(wěn)定，采用調速閥進口節(jié)流調速，為了增加液壓缸運行的穩(wěn)定性，在回油路設置背壓閥，分析液壓缸的 V-L 曲線可知，滑臺由快進轉工進時，速度變化較大，選用行程閥換接速度，以減小壓力沖擊。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖 3-2 調速與速度換接回路從工況圖上可以清楚地看到：整個工作循環(huán)過程中，液壓缸要求交替提供快行程的低壓大流量和慢行程的高壓小流量油液。最大流量與最小流量之比約為 24。而快進、快退所需時間為： svLt 5.81064031 ?????工進時間為： svt165.2?則有： 8.012???t因此該液壓系統(tǒng)運行過程中 88%的時間處于小流量工進狀態(tài)，從降低成本的角度出發(fā)，不宜選用雙聯泵，只需用單個定量泵就可以?，F確定定量泵方案如圖 3-3 所示。圖 3-3 泵供油油源（3）換向回路此雙面銑床快進時采用液壓缸差動連接方式，使其快速往返運動，即快進、快退速度基本相等。滑臺在由停止轉快進，工進完畢轉快退等換向中，速度變化較大，為了保證換向平穩(wěn)，采用有電液換向閥的換向回路，由于液壓缸采用了差動連接，電液換向閥宜采用三位四通閥，為了保證機床調整時可停在任意位置上，現采用中位機能 O 型?？爝M時，液壓缸的油路差動連接，進油路與回油路串通，且又不允許經背壓閥流回油箱。轉為工進后進油路與回油路則要隔開，回油則經背壓閥流回油箱，故須在換向閥處、在進、回路連通的油路上增加一單向閥，在背壓閥后增加一液控順序閥，其控制油與進入換向閥的壓力油連通，于是快進時液壓缸的回油被液控順序閥切斷（快進空行程為低壓，此閥打不開），只有經單向閥與優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763進油匯合，轉工進后（行程閥斷路），由于調速閥的作用，系統(tǒng)壓力升高，液控順序閥打開，液壓缸的回油可經背壓閥回油箱，與此同時，單向閥將回油路切斷，確保液壓系統(tǒng)形成高壓，以便液壓缸正常工作。繪出該部分回路圖。為了控制軸向加工尺寸，提高換向位置精度，采用行程開關做終點轉換控制。圖 3-4 換向回路3.3.2 定位夾緊部分本系統(tǒng)采用了電磁閥換向控制系統(tǒng)動作迅速，由二位二通電磁閥控制。保證工作迅速可靠。油泵也采用變量泵供油，在定位夾緊過程中，壓力較低，流量較大，當定位、夾緊后需要壓力較高。流量較小，排油量隨壓力變化的限壓式變量泵正好滿足這種要求。同時可減少功率損失，降低溫升。夾緊后，系統(tǒng)壓力升高，達到壓力繼電器調定值后，壓力繼電器發(fā)出信號，開始工進。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397633.3.3 組成液壓系統(tǒng)原理圖根據上面選定的基本回路，在綜合考慮設計要求，便可組成完整的液壓系統(tǒng)原理圖，如圖 3-5 所示。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖 3-5 雙面銑床液壓系統(tǒng)圖4 液壓缸的設計液壓缸是液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，用來實現工作機構直線往復運動或小于 360°擺動運動的能量轉換裝置。活塞缸結構簡單、工作可靠，因此在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。在完成了液壓系統(tǒng)的設計后，還必須對主要參數進行計算與校核，確定液壓缸的材料，并對液壓缸各部分的結構進行了設計。4.1 液壓缸的主要零件確定及其技術要求4.1.1 缸體液壓缸缸體的常用材料一般為 20、35、45 號無縫鋼管，鑄鐵可采用HT200—HT350 間的幾個牌號或球墨鑄鐵。由于球墨鑄鐵具有較高的抗拉強度和彎曲疲勞強度，也具有良好的塑性和韌性，其屈服度比鋼高。因此，球墨鑄鐵制造承受靜載荷的構件比鑄鋼節(jié)省材料，重量也輕。所以本設計的液壓缸采用 Q235。鑄件需進行正火消除內應力處理。1）缸體的內徑因為須與活塞配合，防止漏油，所以要盡量減少表面粗糙度，可采用 H8、H9 配合。當活塞采用橡膠密封圈時，Ra 為 0.1～0.4μm ，當活塞優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763用活塞環(huán)密封時，Ra 為 0.2～0.4μm，且均需研磨。 2）缸體內徑 的圓度公差值可按 9、10、11 級精度選取，圓柱度公差應按D8 級精度選取。3）缸體端面的垂直度公差可按 7 級精度選取。4）缸體與缸頭采用螺紋連接時，螺紋應用 6 級精度的米制螺紋。5）當缸體帶有耳環(huán)或軸銷時，孔徑 或軸徑 的中心線對缸體內孔軸線垂Dd直公差值按 9 級精度選取。此液壓缸體的外徑需要與機架配合，應進行加工，且與中心線同軸度的要求。裝卸時需把吊環(huán)螺栓吊起。所以缸體端部選用螺紋連接，螺紋連接徑向尺寸小，質量輕，使用廣泛。裝卸需用專用工具，安裝時應防止密封圈扭曲。4.1.2 缸蓋本液壓缸采用在缸蓋中壓入導向套，缸蓋選用 HT200 鑄鐵，導向套選用鑄鐵 HT200，以使導向套更加耐用。4.1.3 活塞液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵，灰鑄鐵，鋼及鋁合金等。本設計液壓缸活塞材料選用 45 號鋼，需要經過調質處理。1）活塞外徑 D 對內孔 d 的徑向跳動公差值，按 7、8 級精度選取。2）端面 T 對內徑 d 軸線的垂直度公差值，應按 7 級精度選取。3）外徑 D 的圓柱度公差值，按 9、10、11 級精度選取。4）活塞與缸體的密封結構由前可以選用 O 型密封圈。4.2 液壓缸主要尺寸的確定液壓缸工作壓力主要根據液壓設備的類型來確定，對不同用途的液壓設備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。所以設計時，可用類比法來確定。液壓缸的工作壓力 MPa，缸筒內徑 D=125mm，活塞桿外徑3P?d=90mm。4.2.1 液壓缸壁厚和外徑的計算液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。液壓缸的壁厚一般指液壓缸中最薄處的厚度。從材料力學可以知道，承受內壓力的圓筒，其內應力分別規(guī)律因為壁厚的不同而各異。一般計算時可以分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的內徑 D 與其壁厚 的比值 D/ ≥10 的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運?輸機械和工程機械的液壓缸，一般采用無縫鋼管，大多屬于薄壁圓筒結構，其壁厚按薄壁圓筒壁厚公式計算優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763≥ ???2ypD?式中 ——液壓缸壁厚（m） 。?D——液壓缸內徑（m） ?！囼瀴毫?，一般取最大工作壓力的（1.25~1.5）倍（MPa ） 。yp額定壓力 ≤16Mpa,取 =1.5 MPa。nypn1.534.??——缸筒材料的許用應力。 = ，其中 為材料抗拉剛度，??????bnb?n 為安全系數，一般取 n = 5。 的值為：鍛鋼： = 110~120 MPa；鑄鋼： bb b?= 100~110 MPa；無縫鋼管： = 110~110 MPa；高強度鑄鐵： = 60MPa；b灰鑄鐵： = 25MPa。b?在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液壓缸的壁厚往往很小，使得液壓缸的剛度往往不夠，如在切削加工過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或者漏油。因此一般不作計算，按經驗選取，必要時按上式公式進行校核。對于 D/ ＜10 時，應該按材料力學中的厚壁圓筒公式進行壁厚的計算。?對于脆性材料以及塑性材料≥ ???0.4123ypD?????????式中的符號意思與前面相同。液壓缸壁厚算出后，即可以求出缸體的外徑 為1≥ +1D2?式中 值應該按無縫鋼管標準，或者按有關標準圓整為標準值。1D在設計中，取試驗壓力為最大工