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yf3-10l
溢流阀
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开题报告一前言1课题题目YF3-10L 溢流阀的制造2课题来源我公司是一家外资的溢流阀的零件厂，各种配件都开发，由于加入世界国际贸易组织，对溢流阀需求越来越多质量越来越好，它的功能也越多。为了越快越好的做出产品并推向市场，抢占市场是最有价值和势力的，然而数控加工对溢流阀零配件最好最快的加工方案。我公司设计一系列溢流阀配件并将投入生产,其中 YF3-10L 溢流阀的零件是最主要的一种.3课题类型溢流阀的加工编程、加工工艺和静、动态分析。4课题意义液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的 10%20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件液压泵；执行元件液压缸和液压马达；控制元件各种液压阀；辅助元件油箱、蓄能器等。液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。5国内、外数控的需求和现状分析（1）我国液压阀技术的发展概况我国的液压工业及液压阀的制造，起始于第一个五年计划（19531957 年） ，期间，由于机床制造工业发展的迫切需求，50 年代初期，上海机床厂、天津液压件厂仿造了苏联的各类低压泵、阀。随后，以广州机床研究所为主，在引进消化国外中低压元件制造技术的基础上，自行设计了公称压力为 2.5MPa 和 6.3MPa 的中低压液压阀系统（简称广州型） ，并迅速投入大批量生产。60 年代初期，为适应液压工程机械从中低压向高压方向的发展，以山西榆次液压件厂为主，引进了日本油研公司的公称压力为 21MPa 的中高压液压阀系列，以及全部加工技术和制造、试验设备，并据此发展、设计装 订 线成我国的中高压液压闪系统（简称榆次型） 。1968 年，当时的一机部组织有关单位，在公称压力 21MPa 液压阀的基础上，设计了我国一套公称压力为 31.5MPa 的高压阀系列，并投入批量生产。为使产品实现标准化、通用化、系列化，我国于 1973 年再次组成“液压阀联合设计组” ，在总结国产高压阀设计、生产经验的基础上，借鉴了国外同类产品的结构，性能、工艺特点，又增补了多种规格和新品种，并使国产阀的安装连接尺寸首次符合国际标准。并于 1977 年正式完成了公称压力为 31.MPa 的高压阀新系列的设计。1978 年起，通过全系列图纸的审查、试制、鉴定等工作，并在全国推广使用。1982 年，通过了全系列的定型工作。故上述产品简称为“82 年联合设计型高压液压阀系列” 。为适应高压、大流量的液压传动要求，济南铸锻研究所、上海 704 研究所和北京冶金液压机械厂等单位，自 1976 年开始，还引进、消化和研制了二通插装阀（简称 CV 阀） ，并在 80 年代初期，完成了自己的系列。二通插装阀作为不同于常规阀的另一类液压阀类，也正在开拓着它的使用范围。此外，随着组合机床在机械制造行业中的广泛应用，1975 年，大连组合机床研究引进、消化、吸收和研制了叠加式液压阀。建国以来，我国液压行业及液压阀的制造生产，从无到有，发展很快，取得了巨大的成绩。但与国外同类产品相比，品种和性能指标还有较大差距。为了提高我国液压行业的综合素质，国家机械部制定了以下调整原则：A 类重点发展产品（包括国产的电液伺服阀、比例阀和数字控制阀以及引进、消化德国力士乐公司的压力为 21、35、63MPa，通径为 632mm的三大类液压阀和我国自行开发的叠加阀、插装阀及 GE 系列阀等） ；B 类允许保留和过渡产品（包括目前应用面广、市场需求最大，一时尚无替代产品；国内 70 年代、80 年代开发的，现在已成为主导产品，虽然技术上达不到国际 80 年代水平，但需要保留一段时间的产品。 ）C 类限制发展和逐步淘汰产品。 （指水平低，性能差，耗能耗材的产品，不符合标准的落后产品，不符合标准的老产品，具体指我国 50、60年代设计的广州型中低压系列，及与之相仿的早期产品。 ）（2）国外溢流阀的发展前景液压缸网件。液压站，压力表，电控、气控换向阀，PU 气管，螺堵，油封，台液压缸网湾、日本、德国、美国原装液压、气动元件，气控、电控柜、各种泵类等。 几年液压缸网来,经过公司员工的不断的努力与进取,我公司已占有了一定的国内市场份额,并且在已经达到了相当的液压缸网生产经营规模,享有较高的诚信度。本公司在杭州市中心设有大型的仓库，库中备有大量现货 E，液压油路接头，气动管路接头，管夹等。经液压缸网营各类柱塞泵，叶片泵，齿轮泵，油马达，气马达，溢流阀，节流阀，调速阀，REXROTH（力士乐），VICKE 液压缸网 RS（威格斯），YUKEN（油研），BOSCH（博士）系列液压元件。液压站液压缸网，压力表，电控、气控换向阀，PU 气管，螺堵，油封，台湾、日本、德国、美国原装液压液压缸网、气动元件，气控、电控柜、各种泵类等。 几年来,经过公司员工的不断的努力与进取,我公司已占有了一定的国内市场份额,液压缸网并且在已经达到了相当的生产经营规模,享有较高的诚信度。本液压缸网公司在杭州市中心设有大型的仓库，库中备有大量现货，可供客户看样选型。公司拥有众多的各类工程技术人员可为客户提供各种技术支持。 为液压缸网了能够在激烈的市场竞争中赢得更多的市场份额。液压缸网我公司新近组建了电子商务部，面向地球村上的所有新老客户。公司就在闻名世界的西子湖边，交通便利。公司地址杭州市下城区德胜中路长浜巷 80号液压缸网-25 板框压滤机作为一种固液分离设备，应用于工业生产已有悠久历史，它具有分离效果好、适应液压缸网性广等特点，特别对于粘细物料的分离，有其独特的优越性。 液压缸网作，共谋发展。 TSJ-002 系列液压站是我公司新近开发的最新型产品，它采用美国威格斯恒压变量泵，液压缸网德国力士乐遥控阀，意大利阿托斯比例溢流阀，主阀组采用二通差装结构液压缸网，性能优越，彻底解决了操作迟滞问题，是老井改造液压站的首选，目前在鹤岗矿务局、峰峰矿务局、鸡西矿务局、大同矿务局等液压缸网有多台液压站正稳定运行，深受用户好评。该产品适用于需要往复推、拉 直线（或往复旋转一液压缸网定角度）运动也可用于需上升、下降或夹紧工作物的场所，并可进行远距离高空及危险区 的集液压缸网中或程序控制。已广泛应用于冶金、矿山、煤炭、电力、机械、粮食、水泥、化工、水利、运输等部门， 液压缸网是通用的动力源。该产品与电动推杆、气缸、液压缸相比，具有如下优点： 1、可以带负荷启动，而液压缸网电动推杆却很困难。 2、具有超负荷保护能力，不会损坏电机和机件。 3、同一台电液推杆其推、拉液压缸网力可无极调速，因而驱动力范围广，这是电动推杆和气缸无法可比的。 4、在推力和速度相同的情况下，消耗的电能仅有电动推杆液压缸网的一半。 5、本产品采用全液压传动液压缸网，动作灵敏，运行平稳，能有效缓冲外来的冲击力，行程控制准确是气缸和电动推 杆所不能做到的。 6、电液推杆液压缸网采用机、电、液一体化全封闭结构，工作油路循环于无压的封闭钢桶里，体积小，不漏油，便于 安装液压缸网、维修。在恶劣的工作环境中，不吸尘，不进水，不锈蚀，使用寿命比气缸、电动推杆长久。液压缸网 7、投资小，气缸需建空压站，液压缸需要液压站，而电液推杆不需任何附属设备。该液液压缸网压站为制砖机设计其主要功能为 1 组电机泵供应 8 路执行机构压力油源，8 路执行机构都实现速度可调功能。其中，马达为二级速度控制，8 路液压缸网控制阀都放在一块配流板上，从而减少了泄漏环节。二方案论证1课题的研究方法本课题注重其可行性和实用性，在理论的基础上要实现现实的可运用性，所以课题研究是理论和实践论证的综合，在整体设计、工作过程和原理论证都经过了科学有据的理论数据分析和经验总结，最终表明此溢流阀配件的基本应用、整体设计合理规范、工作过程可行有效、操作简单、应用也广泛等。2设计及制造方案该溢流阀配件的设计是按照国标数控设计与数控工作原理的具体要求而设计，工艺性可保证材料消耗少、工序数目少。其中查阅了数控技术应用的相关书籍和资料，其设计方案经过科学论证。溢流阀的工艺设计也根据规定和实际需要进行了合理编制，所用材料也进行了合理的选择。制造溢流阀的零配件采用先进的数控技术，包括数控车、数控铣、数控特种加工等于一体，可保证减速器各个零部件的尺寸精度。（1）首先根据设计的溢流阀零件图，用 AUTOCAD 画出电子篙，并且表上尺寸和一些文字表明。（2）按照电子图对每一个零件进行加工编程，在次过程中考虑加工工艺和零件材料的选择，要求此溢流阀工作过程中，保证有一定的刚性和韧性。（3）数控车床的夹具是卡盘，一般多不复杂，包括 K11 系列德标普通和钢体三爪自定心卡盘、K11 系列短圆柱三爪自定心卡盘、K11 系列短圆柱自定心卡盘、K72 系列短圆柱四爪单动卡盘、km31 可调精密三爪自定心卡盘等。我们在做溢流阀的零件时，要保证工件的中心一定，所以我们用三爪定心卡盘加工此零件。以防止卡盘与刀具在加工过程中发生碰撞，卡盘的刚性和稳定性要好。（4）最后,对溢流阀分类,结构及其工作原理,并且分析每个类型的主要性能(静态和动态性能)。3可行性分析溢流阀零件的设计是按照国标数控技术与数控工作原理的具体要求而设计，以材料消耗少、工序数目少、结构简单且寿命长、产品质量稳定、操作安全方便为准则，结合实际生产需要进行了图形的绘制，经过反复科学论证和对数控实际参数和工艺的调整和修改，最后实验证明溢流阀的零件可运用于生产，可行有效。三文献综述1课题研究的目的对溢流阀的加工编程和加工工艺及其一些主要性能。2课题研究内容装 订 线装订线本课题主要针对溢流阀的配件而进行的加工，如何完成零件的制造工作，近而加工出精度高的零件。那麽溢流阀的零件如何更好的完成工作，并能保证尺寸精度及使用功能，让其使生产更简单更迅速，又能提高材料的利用率。当然，材料本身要符合设计与制造实际要求，在保证设计方案可行的基础上，要保证制造成本等方面合理可行。3 拟解决关键的问题（1） 由于溢流阀的密封性要求比较高，溢流阀装配的很难达到要求。（2）也是因为密封性，所以溢流阀的零件的精度也比较高，在数控车床上才有可能大到要求。四进度安排第 1 周 进行调研及文献资料的检索与阅读，提出课题总体设计方案，撰写开题报告。 第 2 周 进行系统分析，完成毕业设计详细设计方案。第 3-4 周 完成详细设计，绘制机械总装图、零件图第 5-6 周 完成机械设计的全套图纸（电子版） 。第 78 周 进行图纸设计修改及完善第 9-10 周 撰写毕业设计论文。第 11 周 交毕业设计全套资料五参考文献1 何存兴，张铁华. 液压传动与气压传动（第二版）M. 武汉：华中科技大学出版社，2000-82 赵应樾. 液压控制阀及其修理 M. 上海：上海交通大学出版社，1999-13 成大先. 机械设计手册（第四版 第 4 卷）M. 北京：化学工业出版社，2002-14 沈鸿 . 机械工程手册（第 5 卷）M. 北京：机械工业出版社，1982-35 刘震北. 液压元件制造工艺学M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1992-126 廖念钊，莫雨松，李硕根，杨兴骏. 互换性与技术测量（第四版）M. 北京：中国计量出版社，2000-1装 订 线装订线7 杨培元，朱福元. 液压系统设计简明手册M. 北京：机械工业出版社，1999.128 徐灏. 机械设计手册（第二版 第 3 卷）M. 北京：机械工业出版社，2000-6，9 吴宗泽. 机械设计课程设计手册（第二版）M. 北京：高等教育出版社，199910 范存德. 液压技术手册M. 沈阳：辽宁科学技术出版社，2004-511 陆培文. 实用阀门设计手册M .北京：机械工业出版社，2002-1012 缪亮，何红玉. 巧夺天工 Flash MX 素材采集与课件设计M. 津：天津电子出版社，2003-8摘要液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小等优点。本论文讲了液压控制阀，包括溢流阀、顺序阀、压力阀，重点说明溢流阀。首先先简单的阐述液压控制阀在国内的发展状况和分类，再重点阐述了溢流阀的结构，包括先导和直导两种，并且对各自的静、动性能进行分析极其简单的应用。最后重点讲了溢流阀零件编程和工件的夹紧。因此，加工出来的零件符合设计的要求。关键词：溢流阀 ，数控编程，加工工艺，工装。目录第 1 章 绪论11.1 液压技术的发展历史11.2 我国液压阀技术的发展概况11.3 本课题的目的及研究范围2第 2 章 压力控制阀的分类4第 3 章 溢流阀53.1 溢流阀的结构53.2 溢流阀的主要性能83.3 溢流阀的基本应用133.4 溢流阀的组成部分143.5 溢流阀的零件153.5.1 调节杆及其加工153.5.2 调压螺帽及其加工173.5.3 先导阀芯及其加工203.5.4 先导阀座及其加工213.5.5 主阀座及其加工22总结25参考文献26 毕业设计用纸共 26 页 第 1 页第 1 章 绪论液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的 10%20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件液压泵；执行元件液压缸和液压马达；控制元件各种液压阀；辅助元件油箱、蓄能器等。液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。1.1 液压技术的发展历史液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的 10%20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件液压泵；执行元件液压缸和液压马达；控制元件各种液压阀；辅助元件油箱、蓄能器等。液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。1.2 我国液压阀技术的发展概况我国的液压工业及液压阀的制造，起始于第一个五年计划（19531957 年） ，期间，由于机床制造工业发展的迫切需求，50 年代初期，上海机床厂、天津液压件厂仿造了苏联的各类低压泵、阀。随后，以广州机床研究所为主，在引进消化国外中低压元件制造技术的基础上，自行设计了公称压力为 2.5MPa 和 6.3MPa 的中低压液压阀系统（简称广州型） ，并迅速投入大批量生产。 毕业设计用纸共 26 页 第 2 页60 年代初期，为适应液压工程机械从中低压向高压方向的发展，以山西榆次液压件厂为主，引进了日本油研公司的公称压力为 21MPa 的中高压液压阀系列，以及全部加工技术和制造、试验设备，并据此发展、设计成我国的中高压液压闪系统（简称榆次型） 。1968 年，当时的一机部组织有关单位，在公称压力 21MPa 液压阀的基础上，设计了我国一套公称压力为 31.5MPa 的高压阀系列，并投入批量生产。为使产品实现标准化、通用化、系列化，我国于 1973 年再次组成“液压阀联合设计组” ，在总结国产高压阀设计、生产经验的基础上，借鉴了国外同类产品的结构，性能、工艺特点，又增补了多种规格和新品种，并使国产阀的安装连接尺寸首次符合国际标准。并于 1977 年正式完成了公称压力为 31.MPa 的高压阀新系列的设计。1978 年起，通过全系列图纸的审查、试制、鉴定等工作，并在全国推广使用。1982年，通过了全系列的定型工作。故上述产品简称为“82 年联合设计型高压液压阀系列” 。为适应高压、大流量的液压传动要求，济南铸锻研究所、上海 704 研究所和北京冶金液压机械厂等单位，自 1976 年开始，还引进、消化和研制了二通插装阀（简称 CV 阀） ，并在 80 年代初期，完成了自己的系列。二通插装阀作为不同于常规阀的另一类液压阀类，也正在开拓着它的使用范围。此外，随着组合机床在机械制造行业中的广泛应用，1975 年，大连组合机床研究引进、消化、吸收和研制了叠加式液压阀。建国以来，我国液压行业及液压阀的制造生产，从无到有，发展很快，取得了巨大的成绩。但与国外同类产品相比，品种和性能指标还有较大差距。为了提高我国液压行业的综合素质，国家机械部制定了以下调整原则：A 类重点发展产品（包括国产的电液伺服阀、比例阀和数字控制阀以及引进、消化德国力士乐公司的压力为 21、35、63MPa，通径为 632mm 的三大类液压阀和我国自行开发的叠加阀、插装阀及 GE 系列阀等） ；B 类允许保留和过渡产品（包括目前应用面广、市场需求最大，一时尚无替代产品；国内 70 年代、80 年代开发的，现在已成为主导产品，虽然技术上达不到国际 80 年代水平，但需要保留一段时间的产品。 ）C 类限制发展和逐步淘汰产品。 （指水平低，性能差，耗能耗材的产品，不符合标准的落后产品，不符合标准的老产品，具体指我国 50、60 年代设计的广州型中低压系列，及与之相仿的早期产品。 ）1.3 本课题的目的及研究范围作为工科类院校，特别是机械专业，液压技术是一门必不可少的课程，但由于学科本身内容的复杂程度和教学条件的限制，不能轻易地使教师讲得清楚，学生听得明白。有监于此，本课将重点对溢流阀部分进行加工与设计，主要研究对象为 毕业设计用纸共 26 页 第 3 页溢流阀。在进行加工的同时，对溢流阀部分零件进行编程。最后，针对溢流阀的理论研究进行讨论，内容包括溢流阀的工作原理、结构特点、型号说明、应用情况以及各种阀的比较等，此外还对卡盘进行分类和工具的夹紧。 毕业设计用纸共 26 页 第 4 页压 力 控 制 阀 直 动 式差 动 式三 节 同 心 式二 节 同 心 式滑 阀 式直 动 型先 导 型远 程 调 压 阀普 通 溢 流 阀电 磁 溢 流 阀 三 节 同 心 式二 节 同 心 式卸 荷 溢 流 阀 （ 单 向 溢 流 阀 ）溢 流 阀 单 向 减 压 阀定 差 减 压 阀定 比 减 压 阀溢 流 阀 直 动 型 顺 序 阀先 导 型 顺 序 阀顺 序 阀压 力 继 电 器第 2 章压力控制阀的分类与型号液压系统中，用来控制系统的压力、流量和液流方向的元件均称为液压控制阀，简称液压阀。液压阀品种繁多，规格复杂，按工作原理可划分为以下几种：通断式控制元件（即开关或定值控制阀）：这是常用的一类液压阀，又称普通液压阀。伺服式控制元件：压力伺服阀、流量伺服阀等。比例式控制元件：比例压力阀、比例流量阀和比例方向阀等。在液压传动系统中，液流的压力是最基本的参数之一，执行元件的输出力或输出扭矩的大小，主要由供给的液压力所决定。为了对油液压力进行控制，并实现和提高系统的稳压、保压、减压、调压等性能或利用压力变化实现执行机构的顺序动作等，根据油液压力和控制机构弹簧力相平衡的工作原理，人们设计制造了各种压力控制阀。常见种类如下： 毕业设计用纸共 26 页 第 5 页POOPP(a)(b)(c)(d)A-(c)(d)PT(a)(b)第 3 章 溢流阀3.1溢流阀的结构 溢流阀的基本功用是：当系统的压力达到或超过溢流阀的调定压力时，系统的油液通过阀口溢出一些，以维持系统压力近于恒定，防止系统压力过载，保障泵、阀和系统的安全，此时的溢流阀常称为安全阀或限压阀。 溢流阀的根据结构可分为直动型和先导型两种。一直动型溢流阀图 3-1 直动型溢流阀结构简图（a）锥阀式 (b)球阀式 (c)滑阀式 (d)溢流阀的基本符号1-调压螺栓 2-弹簧 3-阀芯 4-阀体（含阀座） 锥阀式和球阀式又叫座阀式溢流阀，特点是动作灵敏，密封性能好，配合没有泄漏间隙，但导向性差，冲击性较强，阀座阀芯易损坏。滑阀式由于阀口有一段密封搭合量，稳定性较好，不易产生自激振动，但动作反应较慢。下面以锥阀式 DBD 直动型溢流阀为例说时其工作原理： 毕业设计用纸共 26 页 第 6 页图 3-2 锥阀式 DBD 直动型溢流阀（插装式）（a）结构图 （b）局部放大图 （c）简化符号 （d）详细符号1-偏流盘 2-锥阀 3-阻尼活塞 4-调节杆 5-调压弹簧 6-阀套 7-阀座（1）工作原理: 设弹簧预紧力为 Ft,活塞底部面积为 A 则：当 PA Ft 时,阀口打开,PT,稳压溢流或安全保护。 锥阀开启后,由 1得锥阀的力平衡方程为：PAK( + )+G F +Fs Fj0Xf即： P= K( + )+G F +Fs Fj/A 0Xf(3-1)式中 ： K、 分别为弹簧刚度和预压缩量（m）;G 为阀芯自重（水平时不0X考虑）:F 为阀芯与阀套间的摩擦力（N） ；Fs 为稳态液动力（N） ；Fj 为射流力(N)。f此处 Fs=0, Fj=KX(N)P=( K +G F )/A (3-2)0Xf（2） 调压原理：调节调压螺帽改变弹簧预压缩量,便可调节溢流阀调整压力。（3） 特点：从式（3-2）可知这种阀的进口压力 P 不受流量变化的影响,被控力 P 变化很小,定压精度高。但由于 Ft 直接与 PA 平衡,若 P 较高,Q 较大时,K 就相应地较大,不但手调困难,且 Ft 略有变化,p 变化较大,所以一般用于低压小流量场合。二先导式溢流阀先导阀 -直动式锥阀，硬弹簧。（1）组成 : 带有导向圆锥面的锥阀（二级同心式）和软弹簧主阀 滑阀和软弹簧。带有多节导向圆锥面的锥阀（三级同心式）和软弹簧 毕业设计用纸共 26 页 第 7 页KPT遥 控 口进 油 口出 油 口P1a2符 号图 3-3 YF 型三节同心先导溢流阀（板式）1、阀体 2、主阀座 3、主阀芯 4、阀盖（先导阀体）5、先导阀座 6、先导阀锥式阀芯 7、调压弹簧 8、调节杆 9、调压螺栓 10、手轮 11、主阀弹簧先导型溢流阀的先导阀是一个小规格的锥阀式直动溢流阀，其弹簧用于调定主阀部分的溢流压力。主阀的弹簧不起调压作用，仅是为了克服摩擦力使主阀芯及时回位而设置。(2) 工作原理：设 Ac 为先导阀阀座孔面积（m ） ,Fx、Kx 为先导阀弹簧预紧2力、刚度,F t、G、F f、K y为主阀弹簧预紧力、自重、摩擦力。当 P2Ac Fx 时,导阀打开,主阀两端产生压差:p当 p Ft+G+F 时,主阀打开稳压溢流或安全保护。f 毕业设计用纸共 26 页 第 8 页由 1得主阀芯和导阀的力平衡方程分别为： fyFGKAP)(0212Xxc由上两式可得溢流阀进口压力为：（Pa）(3-3)(1)(0012 fycx FKAAP调压原理：调节调压螺帽,改变硬弹簧力,即可改变压力。特点: 溢流阀稳定工作时,主阀阀芯上部压力小于下部压力。 即使下部压力较大,因有上部压力,弹簧可做得较软,流量变化引起阀心位置变化时,弹簧力的变化量较小,压力变化小。 又 调压弹簧调好后,上部压力为常数。 压力随流量变化较小,克服了直动式溢流阀的缺点。 还 先导阀的溢流量仅为主阀额定流量的 1%左右 先导阀阀座孔的面积 AC、开口量 x、调压弹簧刚度 KX都不必很大 先导型溢流阀广泛用于高压、大流量场合。3.2溢流阀的主要性能一静态特性：(1) 压力调节范围定义：调压弹簧在规定范围内调节时，系统压力平稳（压力无突跳及迟滞现象）上升或下降最大和最小调定压力差值。（2）启闭特性定义：溢流阀从开启到闭合全过程的被控压力 p 与通过溢流阀的溢流量 q 之间的关系。 一般用溢流阀处于额定流量、额定压力 Ps 时，开始溢流的开启压力 Pk和停止溢流的闭合压力 P 分别与 Ps 的百分比来表示。B开启压力比： =(Pk/Ps) 100% K闭合压力比： =( P /Ps) 100% B两者越大及越接近,溢流阀的启闭特性越好。一般规定：开启压力比应不小于90%，闭合压力比应不小于 85%，其静态特性较好。(3) 卸荷压力：当溢流阀作卸荷阀用时，额定流量下进、出油口的压力差称为卸荷压力。(4) 最大允许流量和最小稳定流量：溢流阀在最大允许流量（即额定流量）下 毕业设计用纸共 26 页 第 9 页工作时应无噪声。二动态特性（1）压力超调量：最大峰值压力与调定压力的差值。（2）响应时间：指从起始稳定压力与最终稳态压力之差的 10%上升到 90%的时间。(即图 3-4 中 A、B 两点的间的时间间隔)（3）过渡过程时间：指从调定压力到最终稳态压力的时间。(即图 3-4 中 B 点到 C 点间的时间间隔)（4）升压时间：指溢流阀自卸荷压力上升至稳定调定压力所需时间。 （即图 3-5 的t 1）（5）卸荷时间：指卸荷信号发出后由稳态压力状态到卸荷压力状态所需的时间。(即图 3-5 中的t 2)1.05(pn-)9.(-) ptpP0CBAt 1图 3-4 流量阶跃变化时溢流阀的进口压力响应特性 毕业设计用纸共 26 页 第 10 页DC0.9(pn-)1 tpnPBAt 图 3-5 溢流阀升压与卸荷特性三先导型溢流阀的静态特性分析：以本次设计中绘制型溢流阀为例：具体尺寸见相关装配图及零件图。（1）开启过程：设额定排放压力 pn=16MPa，开启压力 pk=14MPa，先导阀弹簧刚度为Kx=2mm、预压缩量为 X0=mm，主阀弹簧刚度y20N/mm、预压缩量y0=40mm 额定流量 qn=120L/min，主阀芯与阀孔间的摩擦力为 Ff，上、下腔的液压力分别为 p2和 p1，而其上下有效作用面积分别为 A2和 A1A2= =1055 mm2； A 1= =1016 mm2)64(2 )5.740(2=1.04 (符合在 1.031.05 之间的条件 )1052主阀芯自重为：G=mg=0.189.8=1.764N，先导阀孔座面积为：Ac= =14.85 mm2235.4稳态时的主阀开度 y=0.4mm，则：A. 当液压系统压力 p1低于先导阀的开启压力 pk时，先导阀保持关闭。根据 1此时主阀芯受力条件为A1 p1 A2 p1+Kyy0+G+Ff (3-4) 毕业设计用纸共 26 页 第 11 页式中 KX、K y分别为先导阀弹簧和主阀弹簧的刚度（N/m） ；X0、y0 分别为先导阀弹簧和主阀弹簧的预压缩量（m） 。此时阀口仍关闭。B. 当系统压力上升到先导阀的开启压力时，先导阀处于即将开启但未开启的状态，主阀芯受力关系仍为式（3-4）C. 当系统压力升高超过先导阀开启压力时，先导阀打开，液压油经由阻尼孔流向先导阀再流回油箱。此时主阀芯上下两腔将产生压力差，但尚未到达足以抬升主阀芯的程度，根据1主阀芯的受力方程为：A1 p1q A2 p2q+Kyy0+G+Ff （3-5）D. 当系统压力上升到主阀开启压力时，通过阻尼孔的流量增大，产生的压力差使主阀芯处于平衡状态：根据 1有力平衡方程：A1 p1n = A2 p2n + Kyy0+G+Ff （3-6）图 3-6 先导型溢流阀示意图E. 当系统压力高于主阀开启压力时，主阀开启，根据 1其受力为= A2 p2+Ky（y 0+y）+G+F f 111sinypDCA（3-7）式中，y 为主阀口的开度（ m） ； 为液体入射角，近似等于维阀半维角1=38.5（ 0） ；D 1=16 为主阀座孔直径（ m）; 根据 7主阀口流量系数1C1=0.77.8(取.8)为。F. 当系统压力升到调定压力时，阀内通过额定流量，根据 1此时主阀芯受力方程为：= A2 p2n+Ky（y 0+y）+G+F f （3-8）111sinnypCA12CPp尾 碟DAxql1c 毕业设计用纸共 26 页 第 12 页到此，溢流阀开启完成。(2) 闭合过程：其过程与开启过程相反，但各关键点相似，不同的是由于摩擦力方向改变，造成阀口的关闭压力比相应的开启压力要小。(3) 静态特性关系式先导型溢流阀在稳态溢流条件下，满足下列关系式：A.根据 1，主阀口出流方程式为（m 3/s） (3-9)112sinpyDCq式中，p1 为受控压力（a） ，油液密度 =900（kg/m 3）,其他参数意义同前。.主阀芯受力平衡方程式：A2 p2K y（y 0+y） +G Ff （） （3-1 112sinypC10）式中，F f开启时取正号，闭合时取负号；其余参数意义同前。C. 通过主阀芯阻尼孔的流量方程式：阻尼孔结构为细长孔，根据 3其流量q= (m3/s) (3-11)(2210 pAC式中阻尼孔截面积 A0= =0.785（m 2）; 根据 3阻尼孔的流量系数 C24=0.82。D. 先导阀口出流方程式根据 1有：q= (m3/s) (3-12)22sinpdxC式中，根据 3先导阀流量系数 C2=0.77，先导阀阀座孔直径 d=4 (mm);x 为先导阀阀口的轴向开度（m） ；先导阀芯的半锥角 =20（ 0） 。2E. 先导阀芯受力平衡方程式根据 1有：Ac p2K x（x 0+x） （） （3-13）22sinxpd式中，各参数意义同前。(4) 溢流阀内泄漏量：根据 10按偏心环状缝隙的流量公式来计算：q= (cm3/s) )(654.03ZbLprDg 毕业设计用纸共 26 页 第 13 页(3-14)式中，主阀芯直径 D=4（cm）主阀芯直径与阀体间的单边配合间隙 r=0.005（cm）公称压力 Pg=16Mpa=16/0.09807163.15（kgf/cm 2）油液动力粘度 )/(1059.018.2226 msN （kgf.s/cm 2）6.)/.(907.52cmskgf主阀芯与阀体的配合长度 =1.5（cm）处均压槽数 Z=7均压槽宽 B=0.05（cm）则： q= =1.7610-3 (cm3/s)05.7.1(026.3453.3溢流阀的基本应用（1） 稳压溢流回路：溢流阀和定量泵、节流阀并联，阀口常开。 （如图 3-7所示）在采用定量泵的液压系统中，溢流阀与节流元件及负载并联，泵的供油量大于节流阀通道的需求量，此时，溢流阀作定压阀使用，阀口常开，使多余的油液回油箱，以保持节流阀进口的系统压力基本为恒定值。（2） 安全限压回路：溢流阀和变量泵组合，正常工作时阀口关闭,过载时打开压力油经阀口回油箱，油压不再升高,起安全保护作用,故又称安全阀。 （如图 3-8所示）图 3-7 稳压溢流回路 图 3-8 安全限压回路 毕业设计用纸共 26 页 第 14 页（3）远程调压回路：将先导式溢流阀的远程控制口 K 接远程调压阀进油口，并 p 远程 p 主调（如图 3-9 所示）（4）系统卸荷回路：溢流阀和二位二通阀组合（先导式） （如图 3-10 所示）将先导式溢流阀的遥控口 K 通过二位二通电磁换向阀直接与油箱连接，当换向阀的P、O 口处于联通状态时，系统卸荷（5）多级调压回路（如图 3-11 所示）（6）形成背压PO图 3-9 远程调压回路 图 3-10 系统卸荷回路低 压高 压 毕业设计用纸共 26 页 第 15 页图 3-11 多级调压回路34 溢流阀的组成部分溢流阀由溢流阀和单向阀组成。当系统压力达到溢流阀的开启压力时，溢流阀开启，泵卸荷；当系统压力降至溢流阀的关闭压力时，溢流阀关闭，泵向系统加载。使泵卸荷时的压力称为卸荷压力，使泵处于加载状态的压力称为加载压力。溢流阀包括调节杆、调压螺帽、先导阀心、先导阀座和主阀座。3 5 溢流阀的零件351 调节杆及其加工 51 . 调节杆的加工编程：O0001 %1 M3 S 600 T0101G0 X18 Z0G1 X-0.5 F80 毕业设计用纸共 26 页 第 16 页G0 X16 Z2G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100G0 X100 Z2M3 S1500 T0101N10 G0 X0 Z2G1 Z0 F100G3 X8 Z-2 R5G1 Z-32 X12X14 Z-33Z-68N20 X16G0 X100 Z100 M5M0M3 S500 T0202G0 X15 Z-46G1 X8 F20G4 P1 G0 X16Z-67G1 X5.3 F20X15 F150Z-64X5.3 F20X15 F150Z-61X5.3 F20X15 F150Z-58X5.3 F20X15 F150Z-56X14X12 Z-57 F20X5Z-67X-0.5 F15 毕业设计用纸共 26 页 第 17 页G0 X100Z100M5M302.工具夹紧应用在数控车床上的卡盘有很多种,包括二爪卡盘、三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘等。此零件加工应用的是三爪自定心卡盘（以下零件都是应用三爪自定心卡盘） 。如图： （1） 将卡盘夹住工件的右边 15mm17mm，先加工直径为 14mm，长度 42mm 的圆柱。然后加工直径为 8mm，长度为 32mm 的圆柱。再加工半径为 5 的球。最后倒角。（2） 拆卸工件，用卡盘夹住左边 32mm，先加工直径为 14mm，长度为 21mm 的圆柱。然后加工直径为 5mm，长度为 10mm 的圆柱。再倒角。换一把切槽刀，最后切直径为 8mm，长度为 4mm 的槽。 毕业设计用纸共 26 页 第 18 页3.5.2 调压螺帽及其加工.2直 纹 081. 调压螺帽的加工编程：O0002%1M3 S600 T0101G0 X45 Z0G1 X-0.5 F100G0 X44 Z2G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100G0 X100 Z2M3 S1500 T0101N10 G0 X40 Z2 G1 Z0 F100 X42 Z-1 Z-18 毕业设计用纸共 26 页 第 19 页N20 X44G0 X100 Z100 M5M30O0002%2M3 S600 T0101G0 X45 Z0 G1 X18 F100G0 X44 Z2 G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100G0 X100 Z2 M3 S1500 T0101N10 G0 X30 Z2G1 Z0 F100X32 Z-1 Z-18 X40X42 Z-19N20 X44G0 X100 Z100M5M0M3 S600 T0404G0 X20 Z2G71 U1 R1 P30 Q40 X-0.5 Z0.1 F100G0 Z5M3 S1500 T0404N30 G0 X24.5 Z2G1 Z0 F100X22.5 Z-1Z-18N40 X20G0 Z2 X100 Z100M5M0M3 S600 T0303 毕业设计用纸共 26 页 第 20 页G0 X22 Z4G76 C1 A60 I0 P0 K0.93 X24Z18 U-0.1 V-0.1 Q0.4 FI.5G0 Z2X100 Z100M5M302. 工具夹紧(1) 将卡盘夹住工件的左端 10mm-13mm，用外圆刀加工直径为 32mm，长度为 18mm 的圆柱。然后倒 C2 的角。换一把内镗刀，加工直径为 22.5mm，长度为 18mm 的孔。再加工直径为 20mm，长度为 10mmd 的内孔。换一把内螺纹刀加工 M241.5，长度为 18mm.。(2) 拆卸工件，将卡盘夹住右端 12mm14mm。用外圆刀加工直径为 42mm，长度为 17mm 的圆柱。3.5.3 先导阀芯及其加工 A0.11. 先导阀芯加工编程:O0003%1M3 S600 T0101G0 X13 Z0 G1 Z-0.5 F100G0 Z12 X2 G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100G0 X100 Z2 M3 S1500 T0101N10 G0 X5 Z2 毕业设计用纸共 26 页 第 21 页G1 Z0 F100Z-10N20 X10G0 X100 Z100M5 M30O0003%2M3 S600 T0101G0 X13 Z0 G1 Z-0.5 F100G0 X12 Z2G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100G0 X100 Z2M3 S1500 T0101N10 G0 X0 Z2 G1 Z0 F100X10 Z-14 N20 X12 G0 X100 Z100M5M302. 工具夹紧（1） 将卡盘夹住工件的左端面，用外圆刀加工角度为 39。换一把切槽刀，加工直径为 5mm，长度为 10mm 的圆柱。在切断长度为 24mm 。3.5.4 先导阀座及其加工 1A1. 先导阀座的加工编程: 毕业设计用纸共 26 页 第 22 页O0004%1 M3 S600 T0101G0 X21 Z0G1 X-0.5 F100G0 X20 Z2 G71 U1 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.5 F100G0 X100 Z2M3 S1500 T0101N10 G0 X12 Z2 G1 Z0 F100X14 Z-1Z-12 X18Z-25N20 X20 G0 X100 Z100M5M0 M3 S500 T0202G0 X18.5 Z-24G1 X-0.5 F15(切断)G0 X100Z100M5M302. 工具夹紧（1） 将卡盘夹住工件的左端 3mm5mm ,用外圆刀加工直径为 18mm，长度为 8mm 的圆柱。在用内镗刀加工直径为 2 mm，长度为 12 的孔。（2） 拆卸工件，卡盘夹住右断 5mm，用外圆刀加工直径为 14mm，长度为12mm 的圆柱。再倒角。用内镗刀加工直径为 4mm，长度为 9mm 的孔。在倒内角。在加工角度 39。长度为 2mm。3.5.5 主阀座及其加工 毕业设计用纸共 26 页 第 23 页技 术 要 求1、 去 毛 刺 ；2、 未 注 倒 角 均 为 C。0.AA1 主阀
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