畢業(yè)設(shè)計(jì)--濾清器底座擴(kuò)孔、攻絲專機(jī)與液壓設(shè)計(jì)

1、<p>　　濾清器底座擴(kuò)孔、攻絲專機(jī)與液壓設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本論文是擴(kuò)孔攻絲專用機(jī)床及其液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，被加工零件是濾清器底座，專機(jī)對(duì)零件進(jìn)行擴(kuò)孔和攻絲，機(jī)床的結(jié)構(gòu)輪廓是用兩個(gè)擴(kuò)孔動(dòng)力頭和兩個(gè)攻絲動(dòng)力頭及中間的液壓旋轉(zhuǎn)臺(tái)組成，其中動(dòng)力頭前進(jìn)后退使用液壓滑臺(tái)在動(dòng)的?；_(tái)循環(huán)是：快速前進(jìn)→ 工作進(jìn)給 →快速退回 →原位停止。液壓控制系統(tǒng)在機(jī)床中有著重要的作用，對(duì)液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是進(jìn)行專機(jī)設(shè)

2、計(jì)的重要組成部分。</p><p>　　本文對(duì)該專用機(jī)床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要有以下幾點(diǎn)內(nèi)容：</p><p><b>　　對(duì)液壓系統(tǒng)工況分析</b></p><p><b>　　擬定液壓原理圖</b></p><p><b>　　選擇液壓元件</b></p>&

3、lt;p>　　編輯專用機(jī)床液壓系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)文件</p><p>　　關(guān)鍵詞:　專用機(jī)床、液壓系統(tǒng)、液壓元件</p><p>　　Abstract: </p><p>　　This paper designs about reaming tapping machine tools and hydraulic system, the part to be mac

4、hined is a filter base, the special machine is used to ream and tap to parts, outline structure of the machine is consisted of two reaming and tapping power head and a hydraulic rotary table in the middle, in which the p

5、ower head is drived forward and backward by the hydraulic slider. The slide cycle is: fast forward→work feed→quick return→stop in situ. Hydraulic control system plays an important role </p><p>　　Condition an

6、alysis of hydraulic system;</p><p>　　Production of hydraulic schematic diagram;</p><p>　　Selection of the original hydraulic;</p><p>　　Editing technical document of special machine

7、tool hydraulic system;</p><p>　　Key words: Special Machine Hydraulic system Hydraulic components</p><p><b>　　1 引 言</b></p><p>　　1.1 機(jī)床設(shè)計(jì)目的、要求</p><p>　　目

8、的：近年來，中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，拉動(dòng)了汽車零部件的市場(chǎng)需求，濾清器行業(yè)就是一個(gè)例子。濾清器一般分為空氣濾清器、燃油濾清器和機(jī)油濾清器三種（通常被稱為三濾），其功能分別是濾除空氣、燃油、或機(jī)油中的雜質(zhì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起到有效的保護(hù)作用，從而延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。濾清器也是大批量生產(chǎn)的零件，考慮到零件加工的特殊性，為了提高生產(chǎn)效率以及降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，有必要設(shè)計(jì)一種專用的組合機(jī)床對(duì)其進(jìn)行加工。我們的工作就是做出來一臺(tái)組合機(jī)床，對(duì)零件進(jìn)行加工，在

9、生產(chǎn)濾清器時(shí)，組合機(jī)床可多刀、多軸、多面、多工位加工的優(yōu)點(diǎn)就顯得猶為突出。組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造基礎(chǔ)的成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。本設(shè)計(jì)就是在擴(kuò)孔攻絲攻絲組合機(jī)床的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，將PLC控制技術(shù)和液壓控制技術(shù)應(yīng)用到其中，以便進(jìn)一步提高組合機(jī)床的自動(dòng)化程度。</p><p>　　設(shè)計(jì)要求：評(píng)價(jià)機(jī)床性能的

10、優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判定發(fā)的。技術(shù)先進(jìn)合理質(zhì)優(yōu)價(jià)廉才會(huì)受到用戶的歡迎，在國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)上才有競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。</p><p>　　1.2 專用機(jī)床國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況</p><p>　　在我國(guó)近期專用機(jī)床發(fā)展迅速，其科研和生產(chǎn)也都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，進(jìn)行技術(shù)改造，提

11、高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。組合專用機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸

12、臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（PLC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近</

13、p><p>　　由于專用機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)專用機(jī)床及其自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場(chǎng)要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)

14、床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。</p><p>　　在數(shù)屆國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上都有來自世界相當(dāng)多的國(guó)家和地區(qū)的機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查，復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時(shí)，加工的形狀卻日益復(fù)雜。多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形

15、狀復(fù)雜的工件。另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。 然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，操作者可以通過網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)對(duì)機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。</p><p>　　在這些方面我國(guó)專用機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此我國(guó)

16、專用機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。</p><p>　　1.3 題目?jī)?nèi)容及要求</p><p>　　本題目的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一臺(tái)擴(kuò)、攻濾清器兩側(cè)面孔專機(jī)，機(jī)床類型為臥式雙面，液壓驅(qū)動(dòng)，由PLC控制。</p><p>　　1、完成5000字以上的外文翻譯；</p><p>　

17、　2、查閱相關(guān)資料，了解本課題的研究現(xiàn)狀和研究的內(nèi)容；</p><p>　　3、完成開題報(bào)告（課題的意義；研究方法、方案及技術(shù)路線；結(jié)論）；</p><p>　　4、整機(jī)方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化（主要是圖紙工作量）；</p><p>　　繪制零件圖，工序圖，給出總體設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　三圖一卡的完成（尺寸聯(lián)系圖，工序圖，加工示意圖，生產(chǎn)效率

18、計(jì)算卡）。</p><p>　　手繪一張0號(hào)圖紙（尺寸聯(lián)系圖或裝配圖 ）。</p><p>　　各主要功能標(biāo)準(zhǔn)部件的選擇與計(jì)算，同時(shí)完成外協(xié)零、部件圖紙。</p><p>　　設(shè)計(jì)機(jī)床專用夾具、刀具。</p><p>　　5、完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)（液壓站、液壓工作原理圖、液壓元件的選擇與計(jì)算、集成塊設(shè)計(jì)等）</p><p>

19、;　　完成整機(jī)的機(jī)床電氣控制方案（控制原理圖，接線圖，PLC程序編寫）。</p><p>　　7、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，字?jǐn)?shù)不少于1萬。</p><p>　　2 專用機(jī)床的整體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 零件分析</b></p><p>　　被加工零件材料為鋁合金，硬度為35HBS，擴(kuò)攻M16的孔2個(gè)，2個(gè)孔

20、分布在零件兩側(cè)，現(xiàn)設(shè)計(jì)專用機(jī)床，把零件放置在專機(jī)中間，對(duì)零件兩空同時(shí)擴(kuò)孔，然后旋轉(zhuǎn)180度同時(shí)攻絲。</p><p>　　被加工零件的外形如圖3-1所示。</p><p>　　圖2.1 被加工零件外形圖</p><p>　　2.2 加工方案確定</p><p>　　本專機(jī)擴(kuò)孔采用鉆削動(dòng)力頭，主軸與刀具之間采用標(biāo)準(zhǔn)接桿連接，并由主軸前端壓緊螺

21、釘固定接桿。</p><p>　　擴(kuò)孔工序的工作循環(huán)如下：</p><p>　　圖2.2 擴(kuò)孔工序的工作循環(huán)</p><p>　　攻絲采用攻絲動(dòng)力頭，由攻絲靠模裝置實(shí)現(xiàn)加工螺紋內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)。用攻絲靠模裝置加工內(nèi)螺紋的特點(diǎn)是，攻絲主軸系統(tǒng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由攻絲靠模機(jī)構(gòu)得到。</p><p>　　此種攻絲方法，靠模可以經(jīng)磨制得到較準(zhǔn)確的螺距，由于靠模螺

22、桿帶動(dòng)絲錐進(jìn)給比較輕巧，同時(shí)又有攻絲接桿補(bǔ)償攻絲主軸靠模系統(tǒng)與絲錐自行引進(jìn)的進(jìn)給差，因而攻絲時(shí)可得到較高的精度。該靠模裝置除了具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本較低的特點(diǎn)外，還由于每根靠模螺桿都各自具有自己的螺距數(shù)值，因此可用一個(gè)攻絲裝置方便地加工出不同尺寸規(guī)格的螺紋，且可各自選用合理的切削用量，目前應(yīng)用很廣泛。</p><p>　　攻絲工序的工作循環(huán)如下：</p><p>　　圖2.3 攻絲工序的

23、工作循環(huán)</p><p><b>　　2.3 機(jī)床布局</b></p><p>　　工件底面為主要定位面。用3個(gè)支承塊支撐，用短銷和支承釘定位。裝夾方便、平穩(wěn)，故可采用臥式機(jī)床。由于擴(kuò)孔攻絲不在同一工位上，中間需要安裝回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。具體布局如圖3.2。</p><p>　　圖2.4 機(jī)床大體布局</p><p>　　2.

24、4 確定切削用量</p><p>　　2.4.1 選擇切削用量</p><p>　　擴(kuò)孔加工直徑均為Φ14.5，所以可以采用同樣的主軸和刀具使得所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同。</p><p>　　根據(jù)《專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-19查得：</p><p>　　高速鋼擴(kuò)孔鉆加工鋁合金切削速度，進(jìn)給量f=0.1～0.6mm/r.</p>

25、<p>　　對(duì)主軸轉(zhuǎn)速的選取，當(dāng)取切削速度V為30m/min時(shí)，主軸的轉(zhuǎn)速為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　對(duì)進(jìn)給量的選取，考慮到工件為鋁合金，可選用較低的數(shù)值，即取f為0.20mm/r。</p><p>　　攻絲孔徑均為M16，所以可以采用同樣的主軸和刀具使得所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同。</p

26、><p>　　根據(jù)《專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-18查得：</p><p>　　高速鋼絲錐攻絲切削速度</p><p>　　查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得：</p><p><b>　　螺紋間距， </b></p><p><b>　　選</b></p><p>&

27、lt;b>　　切削速度：</b></p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴滿足要求</b></p><p><b>　　每分鐘進(jìn)給量</b></p><p>　　式中：——主軸系統(tǒng)的進(jìn)給量（）；</p><p&

28、gt;　　——絲錐每分鐘自行引進(jìn)量（）；</p><p>　　——絲錐每分鐘轉(zhuǎn)速（）；</p><p>　　——絲錐的螺距（）。</p><p><b>　　∴</b></p><p>　　2.4.2 確定機(jī)床切削扭矩T. 切削力F.切削功率P</p><p><b>　　1、切削扭矩的

29、計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)《專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-24查得：</p><p><b>　　擴(kuò)孔時(shí)</b></p><p>　　式中：D——加工直徑（mm）</p><p>　　——擴(kuò)孔進(jìn)給量（/r）；</p><p><b>　　HB——布氏硬度。</b&

30、gt;</p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　攻絲時(shí)</b></p><p>　　式中：——工件螺距（）；</p><p><b>　　——加工直徑（）。</b></p><p><b>　　∴</b>

31、</p><p><b>　　2、切削力的計(jì)算</b></p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　3、切削功率的計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)《專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-24查得：</p><p><b>　　∴

32、</b></p><p><b>　　考慮到功率損失，∴</b></p><p>　　3 確定機(jī)床三圖一卡</p><p>　　三圖一卡的內(nèi)容主要包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。</p><p>　　3.1 被加工零件工序圖</p><p>　

33、　被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工零件的材料、硬度、重量和本道工序加工前毛坯或半成品狀況的圖紙。因此，它是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，加上必要的說明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。圖上應(yīng)表示出：</p><p>　　1）被

34、加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸。以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。</p><p>　　2）加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向。以便依此進(jìn)行夾具的定位支承（包括輔助定位支承）、限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　3）本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、

35、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)）。</p><p>　　4）必要的文字說明。如被加工零件編號(hào)、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。</p><p>　　圖3.1 被加工零件工序圖</p><p><b>　　3.2 加工示意圖</b></p><p><b&g

36、t;　　3.2.1刀具選擇</b></p><p>　　根據(jù)擴(kuò)孔，攻絲孔的深度及直徑大小，并結(jié)合加工條件及要求，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，擴(kuò)孔時(shí)選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆，其直徑為，攻絲時(shí)選擇的刀具為絲錐，其直徑分別為。</p><p>　　刀具的具體結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示： </p><p>　　3.2.2 選擇攻絲卡頭</p><p>　　

37、攻絲卡頭用于連接絲錐和攻絲主軸（或靠模裝置），其主要作用是：</p><p>　　1)保證絲錐與被加工的螺紋底孔自動(dòng)對(duì)中，并保證絲錐順利引進(jìn)。</p><p>　　2)補(bǔ)償絲錐每分鐘引進(jìn)量與攻絲主軸（或靠模裝置）每分鐘進(jìn)給量之差值，保證絲錐引進(jìn)與攻絲裝置進(jìn)給同步。</p><p>　　因此，要求攻絲卡頭有很好的定心性及補(bǔ)償靈活性，徑向尺寸應(yīng)較小，以適應(yīng)中心距小的螺孔

38、加工。攻絲卡頭的主要形式有：①絲錐“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭；②主軸或攻絲靠?！俺啊边M(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭。其具體結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。</p><p>　　圖3.2 主軸“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭</p><p>　　1—卡頭芯桿；2—銷；3—套罩；4—卡頭體；5—壓力彈簧</p><p>　　3）確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程</p>

39、<p>　　動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指：加工時(shí)動(dòng)力部件從原始位置開始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置又返回到原始位置的動(dòng)作過程。一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等動(dòng)作。</p><p>　　a 、工作行程長(zhǎng)度的確定</p><p>　　工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度（多軸加工時(shí)應(yīng)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之和。如圖3-6所示。</p><p>　　圖3.

40、3 工作進(jìn)給長(zhǎng)度</p><p>　　切入長(zhǎng)度L1應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在之間選擇，誤差大時(shí)取大值。切出長(zhǎng)度根據(jù)《專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-32查得：</p><p>　　擴(kuò)孔時(shí) L2 =10～15mm</p><p>　　攻絲時(shí) L2 =5+L錐</p><p>　　式中：——絲錐前端錐部的長(zhǎng)度。</p><p>

41、　　根據(jù)加工深度，選擇工作行程</p><p>　　b．快進(jìn)、快退長(zhǎng)度</p><p>　　按加工具體情況而定，保證加工所有刀具均退至夾具套內(nèi)，不影響工件裝卸，因此取快進(jìn)長(zhǎng)度為160mm。</p><p>　　c．動(dòng)力部件總行程長(zhǎng)度</p><p>　　動(dòng)力部件的總行程為快退行程長(zhǎng)度與前后備量之和。</p><p>

42、<b>　　∴</b></p><p>　　依此作為選擇標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)或設(shè)計(jì)專用動(dòng)力部件的依據(jù)。</p><p>　　3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的確定</p><p><b>　　1、動(dòng)力部件的選擇</b></p><p>　　確定擴(kuò)孔動(dòng)力頭時(shí)，根據(jù)切削功率，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5-27，選用鉆削

43、頭型號(hào)為。</p><p>　　確定攻絲動(dòng)力頭時(shí)，根據(jù)切削功率，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5-33，選用攻螺紋頭型號(hào)為1TG16.</p><p>　　根據(jù)前面計(jì)算的行程，選擇動(dòng)力滑臺(tái)為型，滑臺(tái)側(cè)底座為型，行程為。二級(jí)進(jìn)給及壓力繼電器型號(hào)為。導(dǎo)軌防護(hù)裝置型號(hào)為。分級(jí)進(jìn)給裝置型號(hào)為。</p><p>　　根據(jù)選定的動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)為。</p><p&

44、gt;　　3、夾具輪廓尺寸確定</p><p>　　綜合考慮工件的輪廓尺寸形狀、結(jié)構(gòu)以及夾具底座與機(jī)床其他部件連接固定尺寸，初步定夾具長(zhǎng)寬高為。</p><p><b>　　4、機(jī)床裝料高度</b></p><p>　　機(jī)床裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。為提高通用部件及支承部件的剛度并考慮自動(dòng)線設(shè)計(jì)時(shí)中間底座內(nèi)要安裝夾具輸

45、送裝置、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一致。在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝料高度可根據(jù)具體情況在之間選取。</p><p>　　由于受工件孔位置、多軸箱最低主軸高度和所選通用部件、中間底座、夾具高度等尺寸的限制（滑臺(tái)與滑座總高，側(cè)底座高度，夾具底座高度，中間底座高度），本設(shè)計(jì)的機(jī)床裝料高度。</p><p>　　5、中間底座輪廓尺寸</p><p

46、>　　中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。根據(jù)選定的動(dòng)力箱滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系，并考慮到毛坯誤差和裝配偏移，中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸，算出的長(zhǎng)度應(yīng)圓整，并按優(yōu)選數(shù)系選用。</p><p>　　圖3.4 中間底座外形圖</p><p>　　中間底座長(zhǎng)度方向尺寸可按下式確定：</p><p>　　式中：——加工終了位置，主軸箱端

47、面至工件端面間的距離，本設(shè)計(jì)中；</p><p>　　——主軸箱厚度，本設(shè)計(jì)；</p><p>　　——工件沿機(jī)床長(zhǎng)度方向的尺寸，本設(shè)計(jì)；</p><p>　　——機(jī)床長(zhǎng)度方向上，主軸箱與動(dòng)力滑臺(tái)的重合長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)；</p><p>　　——加工終了位置，滑臺(tái)前端面至滑座前端面的距離，對(duì)于通用的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)，尺寸的最大范圍為。本設(shè)計(jì)；<

48、/p><p>　　——滑座前端面至側(cè)底座前端面的距離，本設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　∴</b></p><p>　　根據(jù)，查《專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-10（中間底座主要尺寸）：</p><p><b>　　選定中間底座長(zhǎng)為</b></p><p>　　又根據(jù)被加工零件的寬

49、度為，夾具底座寬度為，以及其他聯(lián)系尺寸，選定中間底座寬度為。</p><p>　　∴中間底座的長(zhǎng)寬為。</p><p><b>　　6、確定回轉(zhuǎn)工作臺(tái)</b></p><p>　　回轉(zhuǎn)臺(tái)選用液壓回轉(zhuǎn)，在市場(chǎng)上能買得到</p><p>　　圖3.5 液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)</p><p>　　7、機(jī)床聯(lián)系

50、尺寸圖如下，</p><p>　　圖3.6 機(jī)床尺寸聯(lián)系圖</p><p>　　3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡</p><p>　　根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長(zhǎng)度、切削用量、動(dòng)力部件的快進(jìn)及工進(jìn)速度等，就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡，用以反映機(jī)床的加工過程，完成每一動(dòng)作所需的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床的負(fù)荷率等。</p><

51、;p><b>　　1、理想生產(chǎn)率</b></p><p>　　指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率在內(nèi)）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn)取，則 件／h</p><p><b>　　2、實(shí)際生產(chǎn)率</b></p><p>　　指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 件／h</p

52、><p>　　式中：——生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間（），它可以根據(jù)下式計(jì)算：</p><p>　　式中：、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給行程長(zhǎng)度（）；</p><p>　　、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給速度（）；</p><p>　　——當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時(shí)，動(dòng)力滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀態(tài)下旋

53、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)所需的時(shí)間（）；</p><p>　　、——分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度（）；</p><p>　　——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣?。采用機(jī)械動(dòng)力部件取，液壓動(dòng)力部件??；</p><p>　　——直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間，一般可?。?lt;/p><p>　　——工件裝、卸（包括定位、夾壓及清除鐵屑等）時(shí)間，它取決于工件重量大小、

54、裝卸的方便性及工人的熟練程度。根據(jù)各類組合機(jī)床的統(tǒng)計(jì)，一般取。</p><p><b>　　∴取為</b></p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴ 件／h</b></p><p><b>　　3、機(jī)床負(fù)荷率</b><

55、/p><p>　　當(dāng)時(shí)，計(jì)算二者的比值即為負(fù)荷率。</p><p><b>　　∴</b></p><p>　　根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn)，適宜的機(jī)床負(fù)荷率為。</p><p>　　所以該負(fù)荷率滿足要求。</p><p>　　表3.1 生產(chǎn)率計(jì)算卡</p><p>　　4 液壓

56、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 液壓傳動(dòng)的工作原理和組成</p><p>　　液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，利用液壓能來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式。驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)是由郵箱、過濾器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸及連接這些元件的油管、接頭等組成。</p><p>　　4.1.1 工作原理：</p><p>　　電動(dòng)

57、機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵經(jīng)濾油器從油箱中吸油，液壓被加壓后，從泵的輸出口輸入管路。油液經(jīng)開停閥，節(jié)流閥，換向閥進(jìn)入液壓缸，推動(dòng)活塞而使工作臺(tái)左右移動(dòng)。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。</p><p>　　工作臺(tái)的移動(dòng)速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的有量增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量減少，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減小。由此可見，速度是由油量決定的。</p>&l

58、t;p>　　4.1.2 液壓系統(tǒng)的基本組成</p><p>　　能源裝置——液壓泵。它將動(dòng)力部分所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。</p><p>　　執(zhí)行裝置——液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過他將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。</p><p>　　控制裝置——液壓閥。通過他們的控制和調(diào)節(jié)，事業(yè)流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件

59、的力、速度和方向。</p><p>　　輔助裝置——油箱、管路、蓄能器、管接頭、壓力表開關(guān)等。通過這些元件把系統(tǒng)連接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作血環(huán)。</p><p>　　工作介質(zhì)——液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它賴傳遞能量或信息。</p><p>　　4.2 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p><b>　　(1)優(yōu)點(diǎn) </

60、b></p><p>　　1）傳動(dòng)平穩(wěn) 在液壓傳動(dòng)裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認(rèn)為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)。油液有</p><p>　　吸振能力，在油路中還可以設(shè)置液壓緩沖裝置，故不像機(jī)械機(jī)構(gòu)因加工和裝配誤差會(huì)引起振動(dòng)扣撞擊，使傳動(dòng)十分平穩(wěn)，便于實(shí)現(xiàn)頻繁的換向；因此它廣泛地應(yīng)用在要求傳動(dòng)平穩(wěn)的機(jī)械上，例如磨床幾乎全都采用了液壓傳動(dòng)。</p>

61、;<p>　　2）質(zhì)量輕體積小 液壓傳動(dòng)與機(jī)械、電力等傳動(dòng)方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此慣性小、動(dòng)作靈敏；這對(duì)液壓仿形、液壓自動(dòng)控制和要求減輕質(zhì)量的機(jī)器來說，是特別重要的。</p><p>　　3）承載能力大 液壓傳動(dòng)易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，因此廣泛用于壓制機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)、萬噸輪船操舵機(jī)和萬噸水壓機(jī)等。 </p><p>　　4）液壓元件

62、能夠自動(dòng)潤(rùn)滑 由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動(dòng)裝置能自動(dòng)潤(rùn)滑，因此元件的使用壽命較長(zhǎng)。 </p><p>　　5）容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作 采用液壓傳動(dòng)能獲得各種復(fù)雜的機(jī)械動(dòng)作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺(tái)，可加工出不規(guī)則形狀的零件。</p><p>　　6）簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu) 采用液壓傳動(dòng)可大大地簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而減少了機(jī)械零部件數(shù)目。</p><p&g

63、t;<b>　　(2) 缺點(diǎn) </b></p><p>　　1）液壓元件制造精度要求高 由于元件的技術(shù)要求高和裝配比較困難，使用維護(hù)比較嚴(yán)格。</p><p>　　2）實(shí)現(xiàn)定比傳動(dòng)困難 液壓傳動(dòng)是以液壓油為工作介質(zhì)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間不可避免的要有泄漏，同時(shí)油液也不是絕對(duì)不可壓縮的。因此不宜應(yīng)用在在傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，例如螺紋和齒輪加工機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)。</p

64、><p>　　3）油液受溫度的影響 由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。 </p><p>　　4)不適宜遠(yuǎn)距離輸送動(dòng)力 由于采用油管傳輸壓力油，壓力損失較大，故不宜遠(yuǎn)距離輸送動(dòng)力。 </p><p>　　5）油液中混入空氣易影響工作性能 油液中混入空氣后，容易引起爬行、振動(dòng)和噪聲，使系統(tǒng)的工作性能受到影響。 </p>&

65、lt;p>　　6）油液容易污染 油液污染后，會(huì)影響系統(tǒng)工作的可靠性。</p><p>　　7）發(fā)生故障不易檢查和排除。</p><p>　　4.3 擴(kuò)孔運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　這臺(tái)專用機(jī)床，擴(kuò)孔時(shí)要求系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊→（擴(kuò)孔）工作臺(tái)快進(jìn)→工作臺(tái)工進(jìn)→工作臺(tái)快退→旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180 °→（攻絲）工作臺(tái)快進(jìn)→工作臺(tái)快退→工件松開。運(yùn)動(dòng)

66、部件的重力為25000N，快進(jìn)快退速度為10m/min，工進(jìn)速度為132mm/min，最大行程為400mm，其中工進(jìn)行成為47mm，最大切削力為107N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸的行程為20mm，夾緊力為30000N，加緊時(shí)間為1s。</p><p>　　4.3.1 擴(kuò)孔所用動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖</p><p>　　圖4.1 動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖</p><p>　　

67、4.3.2 擴(kuò)孔所用動(dòng)力滑臺(tái)的工況分析</p><p>　　首先繪出運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖如下， </p><p>　　圖4.2 滑臺(tái)速度循環(huán)圖</p><p>　　液壓缸所受外負(fù)載F包括三種類型，即 F=Fw+Ff+Fa</p><p>　　式中 Fw——工作負(fù)載，即擴(kuò)孔切削力為107N；</p><p>　　F

68、a——運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載；</p><p>　　Ff——導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦阻力，對(duì)于平導(dǎo)軌可由下式求得</p><p>　　Ff = f(G+FRn);</p><p><b>　　G部件重力；</b></p><p>　　FRn垂直與導(dǎo)軌的工作負(fù)載，在此處等于零。</p

69、><p>　　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。則求得</p><p>　　上式中Ffs為靜摩擦阻力，F(xiàn)fa為動(dòng)摩擦阻力。</p><p><b>　　G為重力加速度；</b></p><p>　　為加速或減速時(shí)間，一般</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，列出各個(gè)工作階段所

70、受的外負(fù)載（見下表）并畫出負(fù)載循環(huán)圖。</p><p><b>　　表 4.1 </b></p><p>　　圖4.3 滑臺(tái)負(fù)載循環(huán)圖</p><p>　　4.4 擴(kuò)孔液壓系統(tǒng)的計(jì)算：</p><p>　　4.4.1 初選液壓缸工作壓力</p><p>　　所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，其

71、值為9230N，其它工況時(shí)的負(fù)載都相對(duì)較低，參考課本第10章表2和表3按照負(fù)載大小或按照液壓系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合來選擇工作壓力的方法，初選液壓缸的工作壓力p1=3.0MPa。</p><p>　　表 4.2 按負(fù)載選擇執(zhí)行元件的工作壓力</p><p>　　表 4.3 各類液壓設(shè)別常用工作壓力</p><p>　　4.4.2 液壓缸主要尺寸的確定</p>

72、<p>　　圖4.4 動(dòng)力滑臺(tái)缸的尺寸</p><p>　　由于工作進(jìn)給速度與快速運(yùn)動(dòng)速度差別較大，且快進(jìn)、快退速度要求相等，從降低總流量需求考慮，應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸的差動(dòng)連接方式。通常利用差動(dòng)液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設(shè)置通油孔的有利條件，最好采用活塞桿固定，而液壓缸缸體隨滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的常用典型安裝形式。這種情況下，應(yīng)把液壓缸設(shè)計(jì)成無桿腔工作面積是有桿腔工作面積兩倍的形式，即活塞桿直徑d與

73、缸筒直徑D呈d = 0.707D的關(guān)系。</p><p>　　工進(jìn)過程中，當(dāng)孔被擴(kuò)通時(shí)，由于負(fù)載突然消失，液壓缸有可能會(huì)發(fā)生前沖的現(xiàn)象，因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓(通過設(shè)置背壓閥的方式)，選取此背壓值為p2=0.8MPa。</p><p>　　快進(jìn)時(shí)液壓缸雖然作差動(dòng)連接（即有桿腔與無桿腔均與液壓泵的來油連接），但連接管路中不可避免地存在著壓降，且有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時(shí)取

74、0.5MPa?？焱藭r(shí)回油腔中也是有背壓的，這時(shí)選取被壓值=0.6MPa。</p><p>　　工進(jìn)時(shí)液壓缸的推力計(jì)算公式為</p><p><b>　　，</b></p><p>　　式中：F ——負(fù)載力</p><p>　　m——液壓缸機(jī)械效率</p><p>　　A1——液壓缸無桿腔的有效作用

75、面積</p><p>　　A2——液壓缸有桿腔的有效作用面積</p><p>　　p1——液壓缸無桿腔壓力</p><p>　　p2——液壓有無桿腔壓力</p><p>　　因此，根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計(jì)算為</p><p><b>　　液壓缸缸筒直徑為</b></p&g

76、t;<p>　　由于有前述差動(dòng)液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系，d = 0.707D，因此活塞桿直徑為d=0.707×71=50.2mm，根據(jù)GB/T2348—1993對(duì)液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=70mm，活塞桿直徑為d=50mm。</p><p>　　此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積分別為：</p><p><b

77、>　　m2</b></p><p><b>　　m2</b></p><p>　　4.4.3 計(jì)算在個(gè)工作階段液壓缸所需的流量</p><p>　　工作臺(tái)在快進(jìn)過程中，液壓缸采用差動(dòng)連接，此時(shí)系統(tǒng)所需要的流量為</p><p>　　q快進(jìn) =（A1-A2）×v1=19.7 L/min</

78、p><p>　　工作臺(tái)在快退過程中所需要的流量為</p><p>　　q快退 =A2×v2=18.8L/min</p><p>　　工作臺(tái)在工進(jìn)過程中所需要的流量為</p><p>　　q工進(jìn) =A1×v1=0.51 L/min</p><p>　　夾緊缸在夾緊過程中所需要的流量為</p>

79、<p>　　q夾 =A夾×v夾=（π/4）v夾=（π/4）=9.42 L/min</p><p>　　其中最大流量為快進(jìn)流量為19.7L/min。</p><p>　　4.5 攻絲的運(yùn)動(dòng)分析：</p><p>　　和擴(kuò)孔不一樣，攻絲用的是攻絲動(dòng)力頭，動(dòng)力頭主軸箱帶有靠模，所以沒有工進(jìn)，只有快進(jìn)快退。</p><p>　　

80、4.5.1 運(yùn)動(dòng)分析 </p><p>　　繪制動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖</p><p>　　圖4.5 動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖</p><p>　　4.5.2 工況分析</p><p>　　繪出運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖如下， </p><p>　　圖4.6 攻絲速度循環(huán)圖</p><p>　　液壓缸

81、所受外負(fù)載F包括三種類型，即 F=Fw+Ff+Fa</p><p>　　式中 Fw——工作負(fù)載為零N；</p><p>　　Fa——運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載；</p><p>　　Ff——導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦阻力，對(duì)于平導(dǎo)軌可由下式求得</p><p>　　Ff = f(G+FRn);</p>

82、;<p><b>　　G部件重力；</b></p><p>　　FRn垂直與導(dǎo)軌的工作負(fù)載，在此處等于零。</p><p>　　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。則求得</p><p>　　Ffs = 0.225000 = 5000N</p><p>　　Ffa = 0.125000

83、 = 2500N</p><p>　　上式中Ffs為靜摩擦阻力，F(xiàn)fa為動(dòng)摩擦阻力。</p><p><b>　　Fa==m </b></p><p><b>　　G為重力加速度；</b></p><p>　　為加速或減速時(shí)間，一般</p><p><b>　　F

84、a=N</b></p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，列出各個(gè)工作階段所受的外負(fù)載（見下表）并畫出負(fù)載循環(huán)圖。</p><p>　　表4.4 攻絲外負(fù)載圖</p><p>　　圖4.7 攻絲循環(huán)圖</p><p>　　4.6 攻絲液壓系統(tǒng)的計(jì)算</p><p>　　4.6.1 初選液壓缸工作壓力<

85、/p><p>　　所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，其值為9230N，其它工況時(shí)的負(fù)載都相對(duì)較低，參考課本第10章表2和表3按照負(fù)載大小或按照液壓系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合來選擇工作壓力的方法，初選液壓缸的工作壓力p1=3.0MPa。</p><p>　　液壓缸主要尺寸的確定</p><p>　　圖4.8 攻絲滑臺(tái)液壓缸圖</p><p>　　由于采用單桿雙

86、作用液壓缸的差動(dòng)連接方式。所選方式和前面選擇擴(kuò)孔液壓滑臺(tái)是一樣。所以在這里比在描述。</p><p>　　工進(jìn)時(shí)液壓缸的推力計(jì)算公式為</p><p><b>　　，</b></p><p>　　式中：F ——負(fù)載力</p><p>　　m——液壓缸機(jī)械效率</p><p>　　A1——液壓缸無桿

87、腔的有效作用面積</p><p>　　A2——液壓缸有桿腔的有效作用面積</p><p>　　p1——液壓缸無桿腔壓力</p><p>　　p2——液壓有無桿腔壓力</p><p>　　因此，根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計(jì)算為</p><p><b>　　液壓缸缸筒直徑為</b>&l

88、t;/p><p>　　由于有前述差動(dòng)液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系，d = 0.707D，因此活塞桿直徑為d=0.707×71=50.2mm，根據(jù)GB/T2348—1993對(duì)液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=70mm，活塞桿直徑為d=50mm。</p><p>　　此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積分別為：</p><p>

89、;<b>　　m2</b></p><p><b>　　m2</b></p><p>　　4.6.2 計(jì)算在個(gè)工作階段液壓缸所需的流量</p><p>　　工作臺(tái)在快進(jìn)過程中，液壓缸采用差動(dòng)連接，此時(shí)系統(tǒng)所需要的流量為</p><p>　　q快進(jìn) =（A1-A2）×v1=19.7 L/mi

90、n</p><p>　　工作臺(tái)在快退過程中所需要的流量為</p><p>　　q快退 =A2×v2=18.8L/min</p><p>　　夾緊缸在夾緊過程中所需要的流量為</p><p>　　q夾 =A夾×v夾=（π/4）v夾=（π/4）=9.42 L/min</p><p>　　其中最大流量為快

91、進(jìn)流量為19.7L/min。</p><p>　　上面計(jì)算的分別是一個(gè)擴(kuò)孔和攻絲的液壓系統(tǒng)，由前面對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的描述可知，整個(gè)系統(tǒng)是有兩個(gè)擴(kuò)孔動(dòng)力頭和兩個(gè)攻絲動(dòng)力頭組成的，由于兩個(gè)擴(kuò)孔動(dòng)力頭是同時(shí)進(jìn)行的，快進(jìn)工進(jìn)快退基本上一樣，所以在這里不再單獨(dú)計(jì)算另外一個(gè)擴(kuò)孔滑臺(tái)；同樣兩攻絲的快進(jìn)快退也基本上一樣，所以也不單獨(dú)計(jì)算另外一個(gè)攻絲滑臺(tái)。整個(gè)系統(tǒng)除了有兩個(gè)攻絲的和兩個(gè)擴(kuò)孔的油缸之外還有兩個(gè)位置的零件夾緊，還有旋轉(zhuǎn)臺(tái)的油

92、缸系統(tǒng)，所以選泵的時(shí)候最大工作壓力按各油缸的最大壓力算，流量按各油缸最大流量和計(jì)算。下面來做泵和閥有關(guān)計(jì)算。</p><p>　　4.6.3 計(jì)算液壓泵的最大工作壓力</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)采用雙泵供油方式，大流量液壓泵只需在快進(jìn)和快退階段向液壓缸供油，因此大流量泵工作壓力較低。小流量液壓泵在快速運(yùn)動(dòng)和工進(jìn)時(shí)都向液壓缸供油，而液壓缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，因此對(duì)大流量液壓泵和小流量液

93、壓泵的工作壓力分別進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　根據(jù)液壓泵的最大工作壓力計(jì)算方法，液壓泵的最大工作壓力可表示為液壓缸最大工作壓力與液壓泵到液壓缸之間壓力損失之和。</p><p>　　式中 ——液壓泵最大的工作壓力</p><p>　　——執(zhí)行元件最大的工作壓力</p><p>　　——進(jìn)油管路中的壓力損失，復(fù)雜系統(tǒng)取0.5~1.5MP

94、a</p><p>　　對(duì)于調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路，選取進(jìn)油路上的總壓力損，同時(shí)考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓力繼電器動(dòng)作壓力與最大工作壓力的壓差為0.5MPa，則小流量泵的最高工作壓力可估算為</p><p><b>　　MPa</b></p><p>　　大流量泵只在快進(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油，快退時(shí)液壓缸中的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，如取進(jìn)油路

95、上的壓力損失為0.5MPa，則大流量泵的最高工作壓力為：</p><p>　　上述計(jì)算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力儲(chǔ)備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足。中低壓泵取最小值，高壓泵取最大值。</p><p>　　4.7 擬定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　4.7.1 確定供油方

96、式的選擇</p><p>　　考慮到該機(jī)床速度較高，四個(gè)加工方位，兩個(gè)擴(kuò)孔動(dòng)力頭動(dòng)力滑臺(tái)同時(shí)工作，兩個(gè)攻絲動(dòng)力頭動(dòng)力滑臺(tái)也同時(shí)工作，考慮到同步性要求比較高。從節(jié)省能量減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油。除采用雙聯(lián)泵作為油源外，也可選用限壓式變量泵作油源。但限壓式變量泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，且流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，最后確定選用雙聯(lián)液壓泵供油方案，有利于降低能耗和生產(chǎn)成本。</p><

97、;p>　　表4.5 泵的對(duì)比</p><p><b>　　圖4.9 雙聯(lián)泵</b></p><p>　　4.7.2 調(diào)速方式的選擇</p><p>　　所設(shè)計(jì)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過程中所需要的功率較小，系統(tǒng)的效率和發(fā)熱問題并不突出，因此考慮采用節(jié)流調(diào)速回路即可。雖然節(jié)流調(diào)速回路效率低，但適合于小功率場(chǎng)合，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低

98、。該機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要求有較好的低速穩(wěn)定性和速度-負(fù)載特性，因此有三種速度控制方案可以選擇，即進(jìn)口節(jié)流調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速、限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速。擴(kuò)孔攻絲加工屬于連續(xù)切削加工，加工過程中切削力變化不大，因此擴(kuò)孔鉆削過程中負(fù)載變化不大，采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路即可。由于選定了節(jié)流調(diào)速方案，所以油路采用開式循環(huán)回路，以提高散熱效率，防止油液溫升過高。</p><p>　　4.7.3 速度換接方式的選擇<

99、;/p><p>　　所設(shè)計(jì)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)對(duì)換向平穩(wěn)性的要求不高，流量不大，壓力不高，所以選用價(jià)格較低的電磁換向閥控制換向回路即可。選用三位五通電磁換向閥。為了調(diào)整方便和便于增設(shè)液壓夾緊支路，應(yīng)考慮選用Y型中位機(jī)能。由前述計(jì)算可知，當(dāng)工作臺(tái)從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，進(jìn)入液壓缸的流量大大減小，可選二位二通行程換向閥來進(jìn)行速度換接，以減少速度換接過程中的液壓沖擊。由于工作壓力較低，控制閥均用普通滑閥式結(jié)構(gòu)即可。由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退時(shí)，

100、在回路上并聯(lián)了一個(gè)單向閥以實(shí)現(xiàn)速度換接。為了控制軸向加工尺寸，提高換向位置精度，采用死擋塊加壓力繼電器的行程終點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制。</p><p>　　圖4.10 三位五通換向閥</p><p>　　4.7.4 夾緊回路的選擇</p><p>　　用二位五通電磁閥來控制加緊、松開換向動(dòng)作時(shí)，為了避免工作時(shí)突然斷電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式?？紤]到夾緊時(shí)間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓

101、力瞬時(shí)下降時(shí)仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。</p><p>　　4.7.5 回轉(zhuǎn)臺(tái)液壓系統(tǒng)</p><p>　　在這臺(tái)組合機(jī)床上裝回轉(zhuǎn)臺(tái)是為了讓工件平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)到不同的工位，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在市場(chǎng)上能買到原件，說以在此只介紹一下回轉(zhuǎn)工作臺(tái)液壓裝置實(shí)現(xiàn)步驟：工作臺(tái)的抬起與鎖緊裝置脫開、離合器打開、回轉(zhuǎn)臺(tái)快速慢速回轉(zhuǎn)、回

102、轉(zhuǎn)臺(tái)反向定位、離合器夾緊、回轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊與鎖緊裝置鎖緊?；剞D(zhuǎn)剛的速度一般為3~4m/min。采用雙聯(lián)定量泵是可選用4/16L/min或4/25L/min的規(guī)格。</p><p>　　圖4.11 旋轉(zhuǎn)臺(tái)液壓系統(tǒng)</p><p>　　4.8 液壓元件的選擇：</p><p>　　4.8.1 確定液壓泵和電機(jī)規(guī)格 </p><p><b>

103、　　1、泵的選擇：</b></p><p>　　在整個(gè)擴(kuò)孔工作循環(huán)過程中，液壓油源應(yīng)向液壓缸提供的最大流量出現(xiàn)在快進(jìn)工作階段，為19.7 L/min，若整個(gè)回路中總的泄漏量按液壓缸輸入流量的10%計(jì)算，則液壓油源所需提供的總流量為：</p><p>　　所以兩個(gè)擴(kuò)孔動(dòng)力頭用流量是</p><p>　　工作進(jìn)給時(shí)，液壓缸所需流量約為0.51 L/min，但

104、由于要考慮溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量3 L/min，故小流量泵的供油量最少應(yīng)為3.51 L/min。所以兩個(gè)擴(kuò)孔動(dòng)力頭小流量泵的供油量最少是7.02L/min。</p><p>　　在攻絲工作循環(huán)過程中，液壓油源應(yīng)向液壓缸提供的最大流量也是出現(xiàn)在快進(jìn)工作階段，為19.7 L/min，攻絲總的泄漏量按液壓缸輸入流量的也取10%計(jì)算，則液壓油源所需提供的總流量為：</p><p>　　所以兩個(gè)攻絲

105、動(dòng)力頭用流量是</p><p>　　所以四個(gè)動(dòng)力頭的由油泵提供的流量為</p><p>　　43.34+43.34=86.68L/min。</p><p>　　有上述計(jì)算可知每個(gè)夾緊缸的流量為9.42 L/min，所以兩個(gè)夾緊缸由泵提供的流量為18.84L/min。由前面選擇液壓回轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)選取的雙聯(lián)泵流量為4/16L/min。可知選擇小流量泵流量為4，大流量泵流量為1

106、6.有上述可得到雙聯(lián)泵小流量泵最小流量為4+7.02=11.02L/min。大流量泵最小流量為86.68+18.84+16=111.52L/min</p><p><b>　　選取液壓泵的規(guī)格</b></p><p>　　據(jù)以上液壓最大工作壓力和總流量的計(jì)算數(shù)值，上網(wǎng)或查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第4卷》，例如YUKEN日本液壓泵樣本，確定PV2R型雙聯(lián)葉片泵能夠滿足上述設(shè)計(jì)

107、要求，因此選取PV2R1217/153型雙聯(lián)葉片泵，其中小泵的排量為17.1mL/r，大泵的排量為153mL/r，若取液壓泵的容積效率=0.9，則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速=940r/min時(shí)，小泵的輸出流量為</p><p>　　qp小=17.19400.9/1000=14.467 L/min</p><p>　　該流量能夠滿足液壓缸工進(jìn)速度的需要。</p><p><b&

108、gt;　　大泵的輸出流量為</b></p><p>　　qp大=1539400.9/1000=129.438 L/min</p><p>　　雙泵供油的實(shí)際輸出流量為</p><p>　　該流量能夠滿足液壓缸快速動(dòng)作的需要。</p><p>　　表4.6 液壓泵參數(shù)</p><p><b>　　

109、電機(jī)的選擇</b></p><p>　　由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，這時(shí)液壓泵工作壓力為4.38MPa，流量為143.9L/min。取泵的總效率，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為：</p><p>　　表4.7 電動(dòng)機(jī)型號(hào)</p><p>　　根據(jù)上述功率計(jì)算數(shù)據(jù)，此系統(tǒng)選取Y160M-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速。</p><

110、;p>　　4.8.2 閥類元件和輔助元件的選擇</p><p>　　根據(jù)上述流量及壓力計(jì)算結(jié)果，原理圖中初步擬定的液壓系統(tǒng)原理圖中各種閥類元件及輔助元件進(jìn)行選擇。其中調(diào)速閥的選擇應(yīng)考慮使調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)小于液壓缸工進(jìn)所需流量。通過原理圖中10個(gè)單向閥的額定流量是各不相同的，因此最好選用不同規(guī)格的單向閥。各個(gè)順序閥和減壓閥的所需壓力也是各不相同的，因此最好選用不同規(guī)格的順序閥和減壓閥。</p>

111、;<p>　　在原理圖中溢流閥4、和順序閥3的選擇可根據(jù)調(diào)定壓力和流經(jīng)閥的額定流量來選擇閥的型式和規(guī)格，其中溢流閥4的作用是調(diào)定工作進(jìn)給過程中小流量液壓泵的供油壓力，因此該閥應(yīng)選擇先導(dǎo)式溢流閥，連接在大流量液壓泵出口處的順序閥3用于使大流量液壓泵卸荷，因此應(yīng)選擇外控式。最后本設(shè)計(jì)所選擇方案如表5所示，表中給出了各種液壓閥的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)。</p><p><b>　　輔件元件的選擇 <

112、;/b></p><p>　　根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過閥的實(shí)際流量，選擇各種液壓元件和輔助元件的規(guī)格。</p><p>　　表4.8 閥類元件的選擇</p><p>　　4.8.3 油管確定 </p><p>　　由于本系統(tǒng)液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，油管內(nèi)通油量較大，其實(shí)際流量 </p><p>　　qv ≈19

113、.7 L／min(0.33×/s),取允許流速u=5m／s,則滑臺(tái)系統(tǒng)主壓力油管d用下式計(jì)算</p><p>　　圓整化，取d=10mm。</p><p>　　油管壁厚一般不需計(jì)算，根據(jù)選用的管材和管內(nèi)徑查液壓傳動(dòng)手冊(cè)的有關(guān)表格得管的壁厚δ。</p><p>　　選用12mm×10mm冷拔無縫鋼管。</p><p>　　其

114、它油管按元件連接口尺寸決定尺寸，測(cè)壓管選用4mm×3mm紫銅管或鋁管。管接頭選用卡套式管接頭，其規(guī)格按油管通徑選取。</p><p>　　另外一個(gè)擴(kuò)孔滑臺(tái)系統(tǒng)和兩個(gè)攻絲滑臺(tái)系統(tǒng)學(xué)型號(hào)和這個(gè)一樣，所以整個(gè)系統(tǒng)中主油管的直徑D為19.7+9.422=97.64mm。選取選用108mm×104mm冷拔無縫鋼管</p><p>　　4.8.4 油箱的確定 </p>

115、<p>　　中壓系統(tǒng)油箱的容量，一般取液壓泵公稱流量的5～7倍 </p><p>　　V=7 =7×144L=1008L</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較完整的工業(yè)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)

116、計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。</p><p>　　本課題基于使設(shè)計(jì)出的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方

117、便、效率高、質(zhì)量好提出的要求，著重選擇最佳的工藝方案，合適地確定機(jī)床工序集中程度，合理地選擇組合機(jī)床的通用部件，恰當(dāng)?shù)慕M合機(jī)床的配置型式，合理地選擇切削用量，以及設(shè)計(jì)高效率的夾具、液壓、以及PLC控制就是本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容。具體的工作就是要制定工藝方案，進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定，進(jìn)行組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，組合機(jī)床的部件設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)，使其具有工程意義，實(shí)現(xiàn)其在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值。</p><p>　　雖然組合機(jī)床的應(yīng)

118、用越來越廣泛，隨之，各種各樣組合機(jī)床的設(shè)計(jì)也經(jīng)常見于報(bào)道，經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)資料的查閱和研讀，可以得出結(jié)論，對(duì)各種組合機(jī)床的設(shè)計(jì)的研究方向隨著自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展而趨于這樣一種研究方向，即組合機(jī)床及其自動(dòng)線方向。</p><p>　　我國(guó)組合專用機(jī)床總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)所需的一些高水機(jī)床幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場(chǎng)要求我們不斷開發(fā)

119、新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　因?yàn)檎撐氖窃诶蠋焸兿ば闹笇?dǎo)和嚴(yán)格監(jiān)督下完成的。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德以及平時(shí)平易近人的人格魅力在我腦里印象深刻。從一開始老師就堅(jiān)持一周和我們見面兩至三

120、次，每次都會(huì)細(xì)心的詢問工作進(jìn)展程度，然后就他對(duì)設(shè)計(jì)構(gòu)架的了解給我們解決心中的疑惑，就這樣讓我們對(duì)接下來的任務(wù)更加明確。除了畢業(yè)設(shè)計(jì)老師，還要感謝以前教我們專業(yè)知識(shí)的老師們，是他們耐心講解鞏固了我們的專業(yè)知識(shí)，為論文的完成打下基礎(chǔ)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我們進(jìn)一步加深了專業(yè)知識(shí)的理解，同時(shí)熟悉了做一個(gè)課題的基本步驟和思路，而且了解到要做好一項(xiàng)任務(wù)除了認(rèn)真還要加強(qiáng)交流努力從集體中找到更好的思路，做到事半功倍。總之，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中收獲較多，對(duì)今后