畢業(yè)論文終稿-臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計（送全套CAD圖紙 資料打包）

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買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯摘 要本次畢業(yè)設計的是臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計，多軸鉆床俗稱多軸器、多孔鉆或多軸鉆孔器，是一種用于機械領(lǐng)域鉆孔、攻牙的機床設備，常用于機械制造廠和修配廠加工中小型工件的孔。在生產(chǎn)中液壓專用鉆床有著較大實用性，可以以液壓傳動的大小產(chǎn)生不同性質(zhì)的鉆床。此次設計主要是將自己所學的知識結(jié)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(gòu)，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(nèi)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(shù)的選擇、方案的制定、執(zhí)行元件的設計、圖的編制、鉆床液壓系統(tǒng)的設計以及最后有關(guān)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(guān)鍵詞：多軸鉆床，液壓系統(tǒng)，液壓缸買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯AbstractThe graduation project is a combination of horizontal drilling-sided multi-axis machine tool hydraulic system design, known as multi-axis multi-axis drilling, drilling porous or multi-axis drilling, is a field for mechanical drilling, tapping machine tools, commonly used in machinery manufacturing and repair shop machining holes small and medium workpiece.In the production of special hydraulic drilling machine has a greater practicality, the size of the hydraulic drive can generate drilling different nature. The design is to combine the knowledge they have learned in the supplementary material applied to the design, to consolidate and deepen the knowledge already learned to master the general steps and hydraulic system design and calculation methods, the correct determination of reasonable executive body, the choice of standard hydraulic components, energy skilled use of hydraulic basic circuit components to meet basic performance requirements of the hydraulic system. In the design process, the most important is to draw drawings, which not only can clearly designed content will be displayed intact, 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 actuator design, the preparation of graphs, drilling and hydraulic systems related final checking. Basically completed the main part in the design and implementation of the components of the hydraulic system of two parts.Keywords: Multi-axis drilling, Hydraulic systems, Cylinder買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯目 錄摘 要 ...........................................................................................................................................IAbstract.....................................................................................................................................II第 1 章 緒論 ...............................................................................................................................11.1 選題背景 .......................................................................................................................11.2 國內(nèi)外發(fā)展和研究狀況 ................................................................................................11.2.1 國外研究現(xiàn)狀 .....................................................................................................11.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .....................................................................................................11.3 國內(nèi)外發(fā)展的趨勢 ........................................................................................................2第 2 章 工況分析 .......................................................................................................................32.1 設計要求 ........................................................................................................................32.2 系統(tǒng)工況分析 ................................................................................................................32.2.1 運動分析 .............................................................................................................32.2.2 負載分析 .............................................................................................................4第 3 章 液壓系統(tǒng)總體設計 .......................................................................................................63.1 確定主要參數(shù) ................................................................................................................63.1.1 液壓缸的工作壓力的確定 ..................................................................................63.1.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 ............................................................73.1.3 液壓缸工況圖的繪制 .........................................................................................83.2 液壓系統(tǒng)方案選型與分析 ..........................................................................................103.2.1 方案分析 ............................................................................................................103.2.2 方案確定 ............................................................................................................113.3 液壓回路選擇 ..............................................................................................................113.3.1 工作臺部分 ........................................................................................................113.3.2 夾緊部分 ............................................................................................................133.3.3 組成液壓系統(tǒng)原理圖 ........................................................................................13第 4 章 液壓缸的設計 .............................................................................................................154.1 液壓缸的主要零件確定及其技術(shù)要求 .....................................................................154.1.1 缸體 ...................................................................................................................154.1.2 缸蓋 ...................................................................................................................154.1.3 活塞 ...................................................................................................................154.2 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 ...................................................................................174.2.3 缸蓋厚度的確定 ...............................................................................................18買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯4.2.4 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 ...............................................................................................194.3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設計 .....................................................................................................204.3.1 缸體與缸蓋的連接形式 ...................................................................................214.3.2 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) ...............................................................................214.3.3 活塞桿導向部分的結(jié)構(gòu) ...................................................................................224.3.4 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(jié)構(gòu) ...........................................................................................25第 5 章 液壓元件的計算和選擇 .............................................................................................275.1 確定液壓泵和電機的規(guī)格 ..........................................................................................275.2 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(jié)構(gòu)設計 ........................................................................................285.3 閥類元件和輔助元件的選擇 ......................................................................................285.4 其它元件的選擇 ..........................................................................................................295.4.1 過濾器的選擇 ....................................................................................................295.4.2 壓力表及壓力表開關(guān)的選擇 ...........................................................................305.4.3 液位計的選擇 ...................................................................................................305.4.4 油管的選擇 ........................................................................................................30第 6 章 液壓系統(tǒng)的驗算 .........................................................................................................326.1 壓力損失的驗算 .........................................................................................................326.2 發(fā)熱溫升的驗算 ..........................................................................................................34致 謝 .........................................................................................................................................36參考文獻 ...................................................................................................................................37買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯第 1 章 緒論1.1 選題背景多軸鉆床俗稱多軸器、多孔鉆或多軸鉆孔器，是一種用于機械領(lǐng)域鉆孔、攻牙的機床設備，常用于機械制造廠和修配廠加工中小型工件的孔。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(nóng)業(yè)機械、汽車等，發(fā)電廠渦輪調(diào)速裝置、測量浮標、升降旋轉(zhuǎn)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(gòu)等。隨著現(xiàn)代加工行業(yè)在我國的迅速發(fā)展，數(shù)控鉆床在制造業(yè)仲應用越來越廣泛，所以數(shù)控鉆床的研制和推廣是加速機械工業(yè)技術(shù)革命的有效途徑之一，成為了推動生產(chǎn)發(fā)站內(nèi)信的重要設備。液壓技術(shù)作為實現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控制的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之一，已成為各行各業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)。而液壓元件及其控制已發(fā)展成為綜合的液壓工程技術(shù)。利用液壓技術(shù)可在較寬范圍內(nèi)進行無級調(diào)速，具有良好的換向及轉(zhuǎn)接功能，易于實現(xiàn)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(qū)動主軸作業(yè)。易管現(xiàn)代數(shù)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(xiàn)代金屬切削機床自動化的重要途徑。1.2 國內(nèi)外發(fā)展和研究狀況1.2.1 國外研究現(xiàn)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(jīng)濟增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機床以及技術(shù)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(shù)控技術(shù)改造機床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，己形成了機床和生產(chǎn)線數(shù)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。1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國是機床生產(chǎn)大國，又是使用大國。數(shù)控機床是機械工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯品，我國的數(shù)控機床在機床產(chǎn)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(shù)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(shù)控機床則不失為是一條提高數(shù)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(chǎn)效率高。1.3 國內(nèi)外發(fā)展的趨勢根據(jù)鉆床行業(yè) 18 家骨干企業(yè)上報的經(jīng)濟信處統(tǒng)計資料顯示，2008 年鉆床行業(yè)的經(jīng)濟運行情況基本良好，主要經(jīng)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(chǎn)值( 現(xiàn)價 )74.37 億元，比上年增長 15.2%；產(chǎn)品銷售產(chǎn)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(chǎn)情況分析：受金融危機的影響，自 2008 年 8 月份，之后多數(shù)企業(yè)的產(chǎn)量出現(xiàn)了下滑，庫存量增加，后續(xù)合同減少。企業(yè)的經(jīng)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(xiàn)萎縮，國外客戶購買能力下降，使機床出口量持續(xù)下滑?？偟膩碚f鉆床行業(yè)呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢：1）高速度與超精度化 速度和精度是數(shù)控機床的兩個重要指標，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。2）高可靠性 隨著數(shù)控機床網(wǎng)絡化應用的發(fā)展，數(shù)控機床的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制 造商和數(shù)控機床制造商追求的目標。3）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(diào)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(shù)控機床實現(xiàn)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(lián)動數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5 軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù) 控鉆床已經(jīng)成為當前的一個開發(fā)熱點。5）網(wǎng)絡化 數(shù)控機床的網(wǎng)絡化，主要指機床通過所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計算機進行網(wǎng)絡連接和網(wǎng)絡控制。6）柔性化、智能化 數(shù)控機床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點(數(shù)控單機、加工中心和數(shù)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(wǎng)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(jīng)濟 性方向發(fā)展。7）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。臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯第 2 章 工況分析2.1 設計要求設計一臺臥式雙面多軸鉆孔組合機床的液壓系統(tǒng)。要求兩面鉆削頭同時，能實現(xiàn)快進、工進、死擋塊停留、快退、停止的自動循環(huán)。要求參數(shù)如下：軸向切削力：F=45000N ；行程：快進行程 300mm，工進行程 200mm；運行速度：V 快進=V 快退=4m/min 、V 工進=45mm/min ；工作部件重量估計為 G=10000N；摩擦系數(shù)：靜摩擦系數(shù) fs=0.2，動摩擦系數(shù) fa=0.1；液壓缸機械效率： ；9.0??往復運動的加速和減速時間要求不大于 0.2s。2.2 系統(tǒng)工況分析2.2.1 運動分析多軸鉆床俗稱多軸器、多孔鉆或多軸鉆孔器，是一種用于機械領(lǐng)域鉆孔、攻牙的機床設備，常用于機械制造廠和修配廠加工中小型工件的孔。此處設計要求設計的臥式多軸鉆床液壓系統(tǒng)，根據(jù)設計要求，該臥式雙面多軸鉆孔組合機床的工作循環(huán)可分解為：其動力部件實現(xiàn)的工作循環(huán)是：動力部件快進→動力部件工進→保壓停留→動力部件快退→動力部件停止；夾緊部件實現(xiàn)的工作循環(huán)是：夾緊部件快速靠近零件→夾緊部件保壓夾緊→夾緊部件快速返回→夾緊部件停止。快進、快退速度為：V 快進 =V 快退 =4m/min；工進速度為： V 工進 =0.045m/min繪制運動部件的速度循環(huán)圖如圖 2-1 所示。臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯圖 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軸向切削力故：Fw=45000N2）導軌摩擦阻力負載 Ff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 1000N；FRn ——垂直于導軌的工作負載，此設計中為零；f——導軌摩擦系數(shù)，取靜摩擦系數(shù)為 0.2，動摩擦系數(shù)為 0.1。求得Ffs = 0.2×10000N = 2000NFfa = 0.1×10000N = 1000N上式中 Ffs 為靜摩擦力，F(xiàn)fa 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(nèi)的速度變化量。vt臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯故：Fa = × N =680.3N109.84.60?根據(jù)上述計算結(jié)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 2680.32 快進 F = Ffa 10003 工進 F = Fw+ Ffa 460004 快退啟動加速 F = Ffs + Fa 2680.35 快退 F = Ffa 1000圖 2-2 負載循環(huán)圖臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯第 3 章 液壓系統(tǒng)總體設計3.1 確定主要參數(shù)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(jù)負載循環(huán)圖中的最大負載來選取，也可以根據(jù)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 。MPap0.12?表 3-3 執(zhí)行元件背壓的估計值系 統(tǒng) 類 型 背壓 p1 （ MPa）簡單的系統(tǒng)和一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 0.2~0.5回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng) 0.5~0.8中、低壓系統(tǒng)0~8MPa回油路帶背壓閥 0.5~1.5臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯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(nèi)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(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d規(guī)定了 的關(guān)系。由此求得液壓缸無桿腔面積為 :d2? 24-211 1058.320.159.46- mNpFAm ????）（）（?D6.8.344-1???md0.526.0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d/D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(nèi)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(nèi)數(shù)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:臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯2221 7.145cmDA???2222 .590--d）（）（對選定后的液壓缸內(nèi)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(chǎn)品樣本中minq查得?！簤焊椎淖畹退俣?，由設計要求給定。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(nèi)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(chǎn)品樣品查得 GE 系列調(diào)速閥 AQF3-E10B 的最小穩(wěn)定流量為 0.05L/min。調(diào)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/4.251.97.2-121 LvAq????）（）（快 進 i/045.?工 進臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯min/64.231.5932LvAq???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 693.01.597.1200421 ?????????）（△快 進 ?m 5.0..464621 ?工 進 MPaApFpm 23.11.59.72.04621 ????????△快 退 ?（3）計算各工作階段系統(tǒng)輸入功率 KWqpP291.064.32.1575...?????快 退快 退快 退 工 進工 進工 進 快 進快 進快 進根據(jù)以上數(shù)據(jù)，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(jù)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 1111.1 1.036 0.693 25.44 176工作進給 51111.1 1.0 4.65 5.52 257快速退回 1111.1 0.5 1.23 23.64 291注：取液壓缸機械效率 9.0?m?臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯圖 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(xiàn)工作部件的自動工作循環(huán)，生產(chǎn)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(diào)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(diào)。（3）以壓力變換為主的液壓系統(tǒng)1）系統(tǒng)壓力要經(jīng)常變換調(diào)節(jié)，且能產(chǎn)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)1）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，避免誤臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯動作；2）能實現(xiàn)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 方案確定臥式雙面多軸鉆孔組合機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(zhuǎn)變成滑臺運動所需的機械能。它的液壓系統(tǒng)的特點是驅(qū)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(zhì)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)作為臥式雙面多軸鉆孔組合機床的液壓系統(tǒng)。根據(jù)工況分析，所設計雙面鉆床對調(diào)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(diào)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(diào)速方式的選擇由于機床液壓系統(tǒng)調(diào)速是關(guān)鍵問題，因此首選調(diào)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(chǎn)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(diào)速閥調(diào)速回路。（2）調(diào)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(diào)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(diào)速閥進口節(jié)流調(diào)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(zhuǎn)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。圖 3-2 調(diào)速與速度換接回路臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯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 1206451031 ?????工進時間為： svt 7.65.22則有： 9.078621???t因此該液壓系統(tǒng)運行過程中 99.9%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(lián)泵，只需用單個定量泵就可以?，F(xiàn)確定定量泵方案如圖 3-3 所示。圖 3-3 泵供油油源（3）換向回路此雙面鉆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(zhuǎn)快進，工進完畢轉(zhuǎn)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(diào)整時可停在任意位置上，現(xiàn)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(jīng)背壓閥流回油箱。轉(zhuǎn)為工進后進油路與回油路則要隔開，回油則經(jīng)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(jīng)單向閥與進油匯合，轉(zhuǎn)工進后（行程閥斷路），由于調(diào)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(jīng)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。臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯為了控制軸向加工尺寸，提高換向位置精度，采用行程開關(guān)做終點轉(zhuǎn)換控制。圖 3-4 換向回路3.3.2 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，在夾緊過程中，壓力較低，流量較大，當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(diào)定值后，壓力繼電器發(fā)出信號，開始工進。3.3.3 組成液壓系統(tǒng)原理圖根據(jù)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。臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯圖 3-5 雙面鉆床液壓系統(tǒng)圖臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯第 4 章 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(xiàn)工作機構(gòu)直線往復運動或小于 360°擺動運動的能量轉(zhuǎn)換裝置?；钊捉Y(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)構(gòu)進行了設計。4.1 液壓缸的主要零件確定及其技術(shù)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(gòu)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(nèi)應力處理。1）缸體的內(nèi)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，當活塞用活塞環(huán)密封時，Ra 為 0.2～0.4μm，且均需研磨。 2）缸體內(nèi)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(nèi)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(zhì)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(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。1）活塞外徑 D 對內(nèi)孔 d 的徑向跳動公差值，按 7、8 級精度選取。2）端面 T 對內(nèi)徑 d 軸線的垂直度公差值，應按 7 級精度選取。臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯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(jié)構(gòu)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(jù)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 ，缸筒內(nèi)徑 D=125mm，活塞桿外徑MPa5?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(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)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(nèi)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(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒壁厚公式計算≥ ???2ypD?式中 ——液壓缸壁厚（m） 。?D——液壓缸內(nèi)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。nypn1.57.??——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(shù)，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(jīng)驗選取，必要時按上式公式進行校核。臥式雙面多軸鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)設計圖紙預覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯對于 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