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

買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預(yù)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(shè)計(jì)的是臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，多軸鉆床俗稱多軸器、多孔鉆或多軸鉆孔器，是一種用于機(jī)械領(lǐng)域鉆孔、攻牙的機(jī)床設(shè)備，常用于機(jī)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(shí)用性，可以以液壓傳動(dòng)的大小產(chǎn)生不同性質(zhì)的鉆床。此次設(shè)計(jì)主要是將自己所學(xué)的知識結(jié)合輔助材料運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，鞏固和深化已學(xué)知識，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般步驟和方法，正確合理的確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，能熟練的運(yùn)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(shè)計(jì)過程中最主要的是圖紙的繪制，這不僅可以清楚的將所設(shè)計(jì)的內(nèi)容完整的顯示出來，還能看出所學(xué)知識是否已完全掌握了。整個(gè)設(shè)計(jì)過程主要分成六個(gè)部分：參數(shù)的選擇、方案的制定、執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)、圖的編制、鉆床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及最后有關(guān)的驗(yàn)算。主體部分基本在執(zhí)行元件和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(yù)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(yù)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(shè)計(jì)要求 .32.2 系統(tǒng)工況分析 .32.2.1 運(yùn)動(dòng)分析 .32.2.2 負(fù)載分析 .4第 3 章 液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .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(shè)計(jì) .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(jì)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(yù)覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯4.2.4 最小導(dǎo)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(qiáng)度校核 .194.3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .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(dǎo)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(jì)算和選擇 .275.1 確定液壓泵和電機(jī)的規(guī)格 .275.2 油箱的設(shè)計(jì) .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(shè)計(jì) .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(jì)的選擇 .305.4.4 油管的選擇 .30第 6 章 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 .326.1 壓力損失的驗(yàn)算 .326.2 發(fā)熱溫升的驗(yàn)算 .34致 謝 .36參考文獻(xiàn) .37買文檔就送全套 CAD 圖紙 QQ:414951605 或 1304139763圖紙預(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(jī)械領(lǐng)域鉆孔、攻牙的機(jī)床設(shè)備，常用于機(jī)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(diǎn)多應(yīng)用也很廣泛，一般用于液壓傳動(dòng)。在一般工程機(jī)械、加工機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等，行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等，發(fā)電廠渦輪調(diào)速裝置、測量浮標(biāo)、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(jī)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(jī)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(yīng)用越來越廣泛，所以數(shù)控鉆床的研制和推廣是加速機(jī)械工業(yè)技術(shù)革命的有效途徑之一，成為了推動(dòng)生產(chǎn)發(fā)站內(nèi)信的重要設(shè)備。液壓技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代傳動(dòng)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(jìn)行無級調(diào)速，具有良好的換向及轉(zhuǎn)接功能，易于實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)，完成工件及刀具的夾緊，控制進(jìn)給速度和驅(qū)動(dòng)主軸作業(yè)。易管現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床、加工中心等先進(jìn)制造設(shè)備中采用機(jī)電伺服系統(tǒng)，但采用液壓傳動(dòng)與控制仍然是現(xiàn)代金屬切削機(jī)床自動(dòng)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(dá)國家，它們將機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè)“永恒”的課題。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，己形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。在美國，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)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(jī)床公司、Devlieg-Bullavd(得寶)服務(wù)集團(tuán)、US 設(shè)備公司等。美國得寶公司己在中國開辦公司。在日本機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝(Retrofitting)業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大限工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)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(jī)床生產(chǎn)大國，又是使用大國。數(shù)控機(jī)床是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(jī)床在機(jī)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(cái)力薄弱，不可能花費(fèi)大量的資金添置許多全新的數(shù)控機(jī)床，同時(shí)大量的通用機(jī)床不可能全部淘汰。 因此，把普通機(jī)床改造為數(shù)控機(jī)床則不失為是一條提高數(shù)控化率的有效途徑，機(jī)床改造花費(fèi)少，改造針對性強(qiáng)，時(shí)間短，改造后的機(jī)床大多能克服原機(jī)床的缺點(diǎn)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(bào)的經(jīng)濟(jì)信處統(tǒng)計(jì)資料顯示，2008 年鉆床行業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況基本良好，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)仍保持增長的態(tài)勢，但相比 2002年以來機(jī)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(jià) )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(jī)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(jī)對北美、歐洲以及南美等國的貨幣匯率波動(dòng)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(jī)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(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，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(jī)床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的發(fā)展，數(shù)控機(jī)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(jī)床制造商追求的目標(biāo)。3）多功能化 在零件加工過程中有大量的無用時(shí)間消耗在工件搬運(yùn)、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(shí)間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機(jī)床上，因此數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多能，以最大限度地提高設(shè)備利用率。4）多軸化 隨著 5 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5 軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù) 控鉆床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)。5）網(wǎng)絡(luò)化 數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化，主要指機(jī)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(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。6）柔性化、智能化 數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL 、FML)向面(工段車間獨(dú)立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì) 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(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一臺臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)。要求兩面鉆削頭同時(shí)，能實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、死擋塊停留、快退、停止的自動(dòng)循環(huán)。要求參數(shù)如下：軸向切削力：F=45000N ；行程：快進(jìn)行程 300mm，工進(jìn)行程 200mm；運(yùn)行速度：V 快進(jìn)=V 快退=4m/min 、V 工進(jìn)=45mm/min ；工作部件重量估計(jì)為 G=10000N；摩擦系數(shù)：靜摩擦系數(shù) fs=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù) fa=0.1；液壓缸機(jī)械效率： ；9.0往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速和減速時(shí)間要求不大于 0.2s。2.2 系統(tǒng)工況分析2.2.1 運(yùn)動(dòng)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(jī)械領(lǐng)域鉆孔、攻牙的機(jī)床設(shè)備，常用于機(jī)械制造廠和修配廠加工中小型工件的孔。此處設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的臥式多軸鉆床液壓系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床的工作循環(huán)可分解為：其動(dòng)力部件實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：動(dòng)力部件快進(jìn)動(dòng)力部件工進(jìn)保壓停留動(dòng)力部件快退動(dòng)力部件停止；夾緊部件實(shí)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?？爝M(jìn)、快退速度為：V 快進(jìn) =V 快退 =4m/min；工進(jìn)速度為： V 工進(jìn) =0.045m/min繪制運(yùn)動(dòng)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(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(fù)載分析液壓缸所受外載荷 F 包括三種類型，分別為工作負(fù)載、摩擦阻力負(fù)載、慣性負(fù)載即：F = Fw+ Ff+ Fa1）工作負(fù)載 Fw對于金屬切削機(jī)床來說，即為沿活塞運(yùn)動(dòng)方向的切削力，在本設(shè)計(jì)中工進(jìn)工作負(fù)載即為軸向切削力故：Fw=45000N2）導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載 Ff啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦力，對于平行導(dǎo)軌 Ff 可以由下式求的：Ff = f ( G + FRn )G 運(yùn)動(dòng)部件重力 1000N；FRn 垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，此設(shè)計(jì)中為零；f導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取靜摩擦系數(shù)為 0.2，動(dòng)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(dòng)摩擦力。3）運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載 FaFa = Ggvt式中 g重力加速度；加速或減速時(shí)間，本設(shè)計(jì)中要求不大于 0.2s，取 =0.1s；t t 時(shí)間內(nèi)的速度變化量。vt臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(jì)算結(jié)果，列出各工作階段所受的外負(fù)載（見表 2-1），并畫出如圖 2-2 所示的負(fù)載循環(huán)圖。表 2-1 工作循環(huán)各階段的外負(fù)載序 工作循環(huán) 外負(fù)載 F(N)1 啟動(dòng)、加速 F = Ffs + Fa 2680.32 快進(jìn) F = Ffa 10003 工進(jìn) F = Fw+ Ffa 460004 快退啟動(dòng)加速 F = Ffs + Fa 2680.35 快退 F = Ffa 1000圖 2-2 負(fù)載循環(huán)圖臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(shè)計(jì)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(fù)載循環(huán)圖中的最大負(fù)載來選取，也可以根據(jù)主機(jī)的類型了確定（見表 3-1 和表 3-2）。表 3-1 按負(fù)載選擇執(zhí)行元件的工作壓力負(fù)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(jì)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) 0.20.5回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng) 0.50.8中、低壓系統(tǒng)08MPa回油路帶背壓閥 0.51.5臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯采用帶補(bǔ)液壓泵的閉式回路 0.81.5中高壓系統(tǒng) 816MPa 同上比中低壓系高50%100%高壓系統(tǒng) 1632MPa 如鍛壓機(jī)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(dòng)連接滿足快進(jìn)速度的要求，且往復(fù)快速運(yùn)動(dòng)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 ）（）（D6.8.344-1md0.526.0活塞桿直徑可以由 值算出，由計(jì)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(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值為 D=125mm， d=90mm。由此計(jì)算出液壓缸的實(shí)際有效面積為:臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯2221 7.145cmDA2222 .590-d）（）（對選定后的液壓缸內(nèi)徑 D，必須進(jìn)行穩(wěn)定速度的驗(yàn)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。液壓缸的最低速度，由設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)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(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸的最小穩(wěn)定速度，由式（3-4）可得A = cm2 =10cm2minqv30.51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(jìn)油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積應(yīng)該選取液壓缸無桿腔的實(shí)際面積，即A = A1 = 122.7cm2可見上述不等式滿足，液壓缸能夠達(dá)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(jì)算如下：（1）計(jì)算各工作階段液壓缸所需的流量 min/4.251.97.2-121 LvAq）（）（快 進(jìn) i/045.工 進(jìn)臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(jì)算各工作階段液壓缸壓力快速進(jìn)給時(shí)液壓缸做差動(dòng)連接。由于管路中有壓力損失，取此項(xiàng)損失為P= P2- P1=0.5MPa，同時(shí)假定快退時(shí)回油壓力損失為 0.5MPa。 MPaApFpm 693.01.597.1200421 ）（快 進(jìn) m 5.0.464621 工 進(jìn) MPaApFpm 23.11.59.72.04621 快 退 （3）計(jì)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(jìn)工 進(jìn)工 進(jìn) 快 進(jìn)快 進(jìn)快 進(jìn)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出液壓缸在一個(gè)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(fù)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(jìn) 1111.1 1.036 0.693 25.44 176工作進(jìn)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(jī)械效率 9.0m臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(shí)現(xiàn)工作部件的自動(dòng)工作循環(huán)，生產(chǎn)率高；2）快進(jìn)與工進(jìn)時(shí)，其速度與負(fù)載相差較大；3）要求進(jìn)給速度平穩(wěn)、剛性好，有較大的調(diào)速范圍；4）進(jìn)給行程終點(diǎn)的重復(fù)位置精度高，有嚴(yán)格的順序動(dòng)作。（2）以換向精度為主的液壓系統(tǒng)1）要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)姓高，有較低的穩(wěn)定速度；2）啟動(dòng)與制動(dòng)迅速平穩(wěn)、無沖擊，有較高的換向頻率（最高可達(dá) 150次/min ）；3)換向精度高，換向前停留時(shí)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(shí)速度大，加壓時(shí)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(shí)，其速度與壓力的變化。（4）多個(gè)執(zhí)行元件配合工作的液壓系統(tǒng)1）在各執(zhí)行元件動(dòng)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(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯動(dòng)作；2）能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的順序動(dòng)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(jī)床的主要部件是動(dòng)力滑臺。動(dòng)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(yùn)動(dòng)所需的機(jī)械能。它的液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)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(jī)床的液壓系統(tǒng)。根據(jù)工況分析，所設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)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(shè)計(jì)的機(jī)床液壓系統(tǒng)功率小，為了防止孔被鉆通時(shí)負(fù)載突然消失而產(chǎn)生的鉆頭前沖，液壓缸回油腔應(yīng)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(jī)床的液壓滑臺工作進(jìn)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(shí)切削力變化小，而且是正負(fù)載，同時(shí)為了保證切削過程速度穩(wěn)定，采用調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速，為了增加液壓缸運(yùn)行的穩(wěn)定性，在回油路設(shè)置背壓閥，分析液壓缸的 V-L 曲線可知，滑臺由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，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(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(gè)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(jìn)、快退所需時(shí)間為： svLt 1206451031 工進(jìn)時(shí)間為： svt 7.65.22則有： 9.078621t因此該液壓系統(tǒng)運(yùn)行過程中 99.9%的時(shí)間處于小流量工進(jìn)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(gè)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(jìn)時(shí)采用液壓缸差動(dòng)連接方式，使其快速往返運(yùn)動(dòng)，即快進(jìn)、快退速度基本相等?；_在由停止轉(zhuǎn)快進(jìn)，工進(jìn)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(dòng)連接，電液換向閥宜采用三位四通閥，為了保證機(jī)床調(diào)整時(shí)可停在任意位置上，現(xiàn)采用中位機(jī)能 O 型。快進(jìn)時(shí)，液壓缸的油路差動(dòng)連接，進(jìn)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(jìn)后進(jìn)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(jìn)、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(jìn)入換向閥的壓力油連通，于是快進(jìn)時(shí)液壓缸的回油被液控順序閥切斷（快進(jìn)空行程為低壓，此閥打不開），只有經(jīng)單向閥與進(jìn)油匯合，轉(zhuǎn)工進(jìn)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(shí)，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(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(diǎn)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(dòng)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(dāng)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(shí)可減少功率損失，降低溫升。夾緊后，系統(tǒng)壓力升高，達(dá)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(jìn)。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(shè)計(jì)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(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(shè)計(jì)液壓缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，用來實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或小于 360°擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。活塞缸結(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(shè)計(jì)后，還必須對主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)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(jìn)行了設(shè)計(jì)。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HT200HT350 間的幾個(gè)牌號或球墨鑄鐵。由于球墨鑄鐵具有較高的抗拉強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)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(shè)計(jì)的液壓缸采用 Q235。鑄件需進(jìn)行正火消除內(nèi)應(yīng)力處理。1）缸體的內(nèi)徑因?yàn)轫毰c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(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)，Ra 為 0.10.4m，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)，Ra 為 0.20.4m，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(yīng)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(shí)，螺紋應(yīng)用 6 級精度的米制螺紋。5）當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或軸銷時(shí)，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(jī)架配合，應(yīng)進(jìn)行加工，且與中心線同軸度的要求。裝卸時(shí)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(shí)應(yīng)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(dǎo)向套，缸蓋選用 HT200 鑄鐵，導(dǎo)向套選用鑄鐵 HT200，以使導(dǎo)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(shè)計(jì)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(dòng)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(yīng)按 7 級精度選取。臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)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(shè)備的類型來確定，對不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。所以設(shè)計(jì)時(shí)，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MPa5d=90mm。4.2.1 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)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(xué)可以知道，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分別規(guī)律因?yàn)楸诤竦牟煌鳟悺Ｒ话阌?jì)算時(shí)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(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)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(jì)算 2ypD式中 液壓缸壁厚（m） 。D液壓缸內(nèi)徑（m） 。試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.251.5）倍（MPa） 。yp額定壓力 16Mpa,取 =1.5 MPa。nypn1.57.缸筒材料的許用應(yīng)力。 = ，其中 為材料抗拉剛度，bnbn 為安全系數(shù)，一般取 n = 5。 的值為：鍛鋼： = 110120 MPa；鑄鋼： bb b= 100110 MPa；無縫鋼管： = 110110 MPa；高強(qiáng)度鑄鐵： = 60MPa；b灰鑄鐵： = 25MPa。b在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)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(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式公式進(jìn)行校核。臥式雙面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙預(yù)覽請見文檔里的插圖，原稿更清晰，可編輯對于 D/ 10 時(shí)，應(yīng)該按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進(jìn)行壁厚的計(jì)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