毕业论文终稿-内径百分表主体铣平面专用机床夹具及进给部件的设计[下载就送全套CAD图纸 答辩通过]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑毕业设计（论文）、1、3、内径百分表主体铣平面专用机床夹具及进给部件的设计教学系机械制造及其自动化指导教师专业班级学生姓名二零一五年10月需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑目录1绪论12铣削头部件设计221机床主要技术参数的确定2211确定工件余量2212选择切削用量2213运动参数2214动力参数主运动驱动电动机功率的确定422进给驱动电动机功率的确定523主轴组件的计算5231主轴直径的选择6232主轴前后支承轴承的选择7233主轴内孔直径7234主轴前端悬伸量9235主轴支承跨距1024主轴结构图1025主轴组件的验算1126主轴组件的润滑和密封14261主轴轴承的润滑14262主轴组件的密封1527主轴组件中相关部件1628主轴组件轴向调节机构223液压滑台进给部件的设计2331液压系统设计要求分析2332负载分析24321工作负载24322摩擦负载24323惯性负载24324液压缸在各阶段的负载值24325负载图与速度图的绘制2533液压缸主要参数的确定2634计算和确定液压缸的主要尺寸2635制定液压回路方案，拟定液压系统原理图3536计算与选择液压元件38361液压泵及驱动电机计算与选定38362液压控制阀和液压辅助元件的选定39363油管的选择40364液压系统的验算424夹具设计4641设计要求4642夹具设计46421定位基准的选择46需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑422切削力及夹紧力的计算4643定位误差的分析4744定向键与对刀装置设计4845夹具设计及操作的简要说明50总结51参考文献53致谢54需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑摘要在生产过程中，通过一定的手段使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程。内径百分表主体机壳体侧面铣削加工工艺装备的设计应该包括确定减速器整体工艺方案的确定，绘制相应的工序图，加工示意图，机床联系尺寸图。被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸，精度，表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准，夹压部位以及被加工零件的材料，硬度和在本机床加工前加工余量，毛坯的图样，工序图是组合机床设计的具体依据，也是制造，使用，调整和检验机床精度的重要文件。机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定的专业部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置型式，主要构成及各部件安装位置，相互联系，运动关系和操作方位的总体布局图。用来检验各部件相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用部件选择是否合适；它为多轴箱，夹具等专用部件设计提供重要依据；它可以看成是机床总体外观简图。由轮廓尺寸，占地面积，操作方法等可以检验是否适应用户现场使用环境。夹具图是对组合机床加工布局的完整描述，夹具图反映了工件加工采用定位的方式，夹具方式等一些重要的参数。工艺方案，工序图，加工示意图，机床联系尺寸图，夹具图，工序卡基本构成了完整的加工工艺装备设计。关键词工序，工艺分析，定位方案，夹具设计需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑ABSTRACTINTHEPRODUCTIONPROCESS,THROUGHCERTAINMEANSOFPRODUCTIONOBJECTRAWMATERIALS,THEBLANK,PARTBECOMEALWAYSSTATEOFQUALITYANDQUANTITYDIRECTLYCHANGEPROCESSISCALLEDPROCESSGENERALREDUCERCASINGBODYSIDEMILLINGTECHNOLOGYANDEQUIPMENTDESIGNSHOULDINCLUDEIDENTIFICATIONOFREDUCEROVERALLTECHNOLOGYSCHEME,DRAWTHEMILLINGSPEEDREDUCERSIDECORRESPONDINGTOTHEPROCESSMAP,DIAGRAMPROCESSING,MACHINETOOLCONTACTSIZEDIAGRAMISPROCESSEDTHECOMPONENTSWORKINGPROCEDURECHARTISFORMULATEDACCORDINGTOTHEPROCESS,SAIDTHECOMBINATORIALMACHINETOCOMPLETETHEPROCESSCONTENT,PROCESSINGPARTSOFTHESIZE,PRECISION,SURFACEROUGHNESSANDTECHNICALREQUIREMENTSFORPROCESSING,POSITIONING,CLAMPINGPARTANDTHEPARTTOBEMACHINEDMATERIALS,HARDNESSANDINTHEPRESENTBEFOREMACHININGALLOWANCE,ROUGHPATTERN,WORKINGPROCEDURECHARTISACOMBINATIONOFMACHINETOOLDESIGNSPECIFICBASIS,BUTALSOMANUFACTURING,USE,ADJUSTMENTANDTESTINGACCURACYOFMACHINETOOLSANDIMPORTANTDOCUMENTTHEPROCESSINGDIAGRAMISINPROCESSPLANNINGANDMACHINEOVERALLPLANINITIALLYIDENTIFIEDONTHEBASISOFDRAWINGMACHINETOOLCONTACTSIZEDIAGRAMISPROCESSEDTHECOMPONENTSWORKINGPROCEDURECHARTANDDIAGRAMPROCESSINGASTHEBASIS,ANDACCORDINGTOTHEPRELIMINARYSELECTEDMAJORGENERALCOMPONENTSANDDETERMININGTHEOVERALLSTRUCTUREOFTHEMAJORCOMPONENTSANDRENDERINGISUSEDTOINDICATETHEMACHINECONFIGURATIONTYPE,MAINCOMPONENTSANDEACHCOMPONENTMOUNTINGPOSITION,MUTUALCONNECTION,MOVEMENTRELATIONANDTHEOPERATIONRANGEOFTHEOVERALLLAYOUTUSEDTOTESTEACHCOMPONENTRELATIVEPOSITIONANDSIZEOFCONTACTCANMEETTHEPROCESSINGREQUIREMENTSANDGENERALCOMPONENTSELECTIONISAPPROPRIATEITISAMULTIPLESPINDLE,FIXTURESANDOTHERSPECIALCOMPONENTSDESIGNEDTOPROVIDEIMPORTANTBASISITCANBEREGARDEDASTHEGENERALAPPEARANCEOFMACHINETOOLBYTHECONTOURSIZE,COVERSANAREAOF,OPERATIONMETHODCANTESTWHETHERADAPTTOTHEUSERAPPLICATIONENVIRONMENTONTHESPOTONTHECOMBINATIONOFMACHININGFIXTUREGRAPHISACOMPLETEDESCRIPTIONOFTHELAYOUT,FIXTUREGRAPHREFLECTSTHEWORKPIECEPROCESSINGUSINGTHEPOSITIONINGMODE,CLAMPSANDSOMEIMPORTANTPARAMETERSPROCESSSCHEME,PROCESSMAP,DIAGRAMPROCESSING,MACHINETOOLFIXTURECONTACTSIZEDIAGRAM,DIAGRAM,WORKINGPROCEDURECARDBASICFORMACOMPLETEPROCESSEQUIPMENTDESIGNKEYWORDSPROCESS,PROCESSANALYSIS,APOSITIONINGSCHEME,FIXTUREDESIGN需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑1绪论内径百分表主体加工工艺装备设计是我们贯彻四年所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下坚实的基础。机械加工工艺师规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品经济效益，生产规模的大小，工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品质量的重要保证。在编制工艺方案是须保证其合理性，科学性和完善性。机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率，改善工人的劳动强度，降低生产的成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，即使工件保证正确的加工位置不变的装置。本次内径百分表主体加工工艺装备设计，通过对图纸的分析，首先应该先制定出合理的整体加工工艺方案，夹具图，最后绘制出机床联系尺寸图，并做相应的设计计算。需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑2铣削头部件设计21机床主要技术参数的确定机床主要技术参数包括主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数，运动参数，动力参数。211确定工件余量内径百分表主体，零件材料为45，硬度190210HB，生产类型为大批量，铸造毛坯。查机械制造工艺设计简明手册表2225,取加工余量为1MM此为单侧加工。212选择切削用量由于被加工零件的铣削宽度为34MM根据组合机床设计简明手册第132133页，选择铣削切削用量。铣削用量的选择与要求的加工表面粗糙度值及其生产率有关系。当铣削表面粗糙度数值要求较低时，铣削速度应选高一些，每齿走刀量应小些。若生产率要求不高，可以取很小的每齿走刀量，一次铣削45MM的余量达到R16M的表面粗糙度。A这时每齿的进给量一般为002003MM。根据本次设计所加工的零件要求，其表面粗糙度数值较高，加工材料为铸铁，查表616得A0204MM/Z,V5080M/MIN,取A02MM/Z。FF213运动参数机床的运动参数包括主运动转速和转速范围、进给量范围、进给量数列以及空行程速度等。此次设计主要确定主运动的运动参数。3131主轴最高，最低转速按照典型工序的切削速度和刀具或工件直径、计算主轴最高转速N、最低转速MAXN。计算公式如下MI需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑N，NMAXINMAX10DVMIAXMIN10DV式中N、N主轴最高、最低转速R/MINAXIV、V最高、最低切削速度M/MINMAXID、D最大、最小计算直径MMIN根据机械制造工艺金属切削机床设计指导第6970页，可查出以下数据查表223取最大，最小切削速度V200300M/MIN，取V250M/MINMAXMAXV1520M/MIN,取V20M/MINININ铣床的D、D可取使用的刀具最大、最小直径，即MAXIND110MM,D75MMAXI则主轴最高转速为N10616R/MINMAXINMAX10DV10257取标准数列值N1000R/MINMAX最低转速为N579R/MINMIAXIN10DV102取标准数列值N56R/MINMI3132主轴转速的合理排列最高、最低转速确定后，还需确定中间转速，选择公比，转速级数Z，则转速数列为NN56R/MIN,NN,NN,NN1MI2MI3MI2ZMI1Z查标准数列，取公比17812需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑转速范围R178NMIAX5610转速级数Z1599取Z6LOGN由于本次设计的要求，主轴转速级数只需设计四级就能满足要求，故取Z4。即N56，N100,N180,N315R/MIN1234214动力参数主运动驱动电动机功率的确定2141切削力的计算由前面已知，本次设计的组合机床的最高转速为N315R/MIN，则此时的切削速4度为V1088M/MIN25根据上表所列，所设计的组合机床属于型，所以取A/D为12525，即1A（12525）D（12525）801002001初取A120。需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑235主轴支承跨距主轴支承跨距L是指主轴前、后支承支承反力作用点之间的距离。合理确定主轴支承跨距，可提高主轴部件的静刚度。可以证明，支承跨距越小，主轴自身的刚度越大，弯曲变形越小，但支承的变形引起的主轴前端的位移量将增大；支承跨距大，支承的变形引起的主轴前端的位移量较小，但主轴本身的弯曲变形将增大。可见，支承跨距过大或过小都会降低主轴部件的刚度。有关资料对合理跨距选择的推荐值可作参考（1）L（45）D；合理1（2）L（35）A，用于悬伸长度较小时；合理（3）L（12）A，用于悬伸长度较大时。合理根据此次设计的组合机床刚性主轴的悬伸量较大，取L25A为宜。即此次设合理计的主轴两支承的合理跨距L25A25120300合理初取L280。24主轴结构图根据以上的分析计算，可初步得出主轴的结构如图27所示需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑锥度724图27主轴结构图25主轴组件的验算主轴在工作中的受力情况严重，而允许的变形则很微小，决定主轴尺寸的基本因素是所允许的变形的大小，因此主轴的计算主要是刚度的验算，与一般轴着重于强度的情况不一样。通常能满足刚度要求的主轴也能满足强度的要求。刚度乃是载荷与弹性变形的比值。当载荷一定时，刚度与弹性变形成反比。因此，算出弹性变形量后，很容易得到静刚度。主轴组件的弹性变形计算包括主轴端部挠度和主轴倾角的计算。251主轴端部挠度主轴端部挠度直接影响加工精度和表面粗糙度，因此必须加以限制，一般计算主轴端部最大挠度。MAX2511支承的简化对于两支承主轴，若每个支承中仅有一个单列或双列滚动轴承，或者有两个单列球轴承，则可将主轴组件简化为简支梁，如下图28所示；若前支承有两个以上滚动轴承，需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑图28主轴组件简化为简支梁可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为固定端梁，如下图29所示图29主轴组件简化为固定端梁此次设计的主轴，前支承选用了一个双列向心短圆柱滚子轴承和两个推力球轴承作为支承，即可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为上图29所示。需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑2512主轴的挠度查材料力学I第188页的表61，对图29作更进一步的分析，如下图210所示根据图210，可得此时的最大挠度MAXBEIFL3其中，F主轴前端受力。此处，FF12131NZLA、B之间的距离。此处，LA12CM图210固定端梁在载荷作用下的变形E主轴材料的弹性模量。45钢的E2110N/CM72I主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D，内孔直径为D时，I。此处，D13364DD218故可计算出，主轴端部的最大挠度18710MMMAXB42513主轴倾角主轴上安装主轴和安装传动齿轮处的倾角，称为主轴的倾角。此次设计的主轴主要考虑主轴前支承处的倾角。若安装轴承处的倾角太大，会破坏轴承的正常工作，缩短轴承的使用寿命。根据图210，可得此时的最大倾角BEIFL2需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑其中，F主轴前端受力。此处，FF12131NZLA、B之间的距离。此处，LA12CME主轴材料的弹性模量。45钢的E2110N/CM72I主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D，内孔直径为D时，I。此处，D13364DD218故可计算出，主轴倾角为2310RADB6查组合机床设计第一册中机械部分的第670页，可知当X00002LMM最大0001RAD最大时，刚性主轴的刚度满足要求。此处的X，即为最大挠度和最大倾角，L为主轴支承跨距。最大最大将已知数据和代入，即可得MAXB初步设计的主轴满足刚度要求。26主轴组件的润滑和密封261主轴轴承的润滑润滑的作用是降低摩擦，减小温升，并与密封装置在一起，保护轴承不受外物的磨损和防止腐蚀。润滑剂和润滑方式决定于轴承的类型、速度和工作负荷。如果选择得合适，可以降低轴承的工作温度和延长使用期限。滚动轴承可以用润滑油或润滑脂来润滑。试验证明，在速度较低时，用润滑脂比用润滑油温升低。所以，此次设计的主轴支承均采用润滑脂。同时，主轴是装在主轴套筒内的，为防止使用润滑油时泄漏，也应采用润滑脂润滑。加润滑脂时，应该注意润滑脂的充填量不能过多，不能把轴承的空间填满，否则会引起过高的发热，并使润滑脂熔化流出而恶化润滑效果。需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑262主轴组件的密封密封对主轴组件的工作性能与润滑影响也较大。机床主轴密封不好，将使润滑剂外流，造成浪费，加速零件的磨损，还会严重地影响到工作环境及机床的外观。2621主轴组件密封装置的功用密封装置的功用是防止润滑剂从主轴组件及传动部件中泄漏，从而避免浪费，保护工作环境，防止冷却液及杂物（如灰尘、脏物、水气和切屑等）从外面进入部件内，以减少机床零件的腐蚀及磨损，延长其使用寿命。2622对主轴组件密封装置的要求对主轴组件密封装置的要求是在一定的压力、温度范围内具有良好的密封性能；由密封装置所形成的摩擦力应尽量小，摩擦系数应尽量稳定；耐腐蚀、磨损小、工作寿命长，磨损后，在一定程度上能自动补偿；结构简单、装卸方便。对具体的主轴组件及传动部件，应根据实际情况选择有效而又经济密封装置。2623主轴组件密封装置的类型主轴组件密封装置的类型，主要有以下几种具有弹性元件的接触式密封装置；皮碗（油封）式密封装置；具有金属和石墨元件的接触式密封装置；挡油圈式和螺旋沟式密封装置；圈形间隙式、油沟式和迷宫式密封装置；立式主轴的密封装置等。2624主轴组件密封装置的选择选用密封装置时，应考虑到主轴组件的下列具体工作条件密封处主轴颈的线速度；所用润滑剂的种类及其物理化学性质；主轴组件的工作温度；周围介质的情况；主轴组件的结构特点；密封装置的主要用途等。综合考虑上述因素，主轴前支承处，为了更好地防止外界的灰尘屑末等杂物进入，故考虑选用迷宫式密封，形成一条长而曲曲折折的通道，径向尺寸不超过03MM，中填润滑脂，轴向尺寸不超过15MM。查机械设计课程设计手册第87页表717，可得此次选用的迷宫式密封装置的结构参数如下图211所示需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑图211迷宫式密封装置的结构参数其中，D80，D130，E127主轴组件中相关部件271轴肩挡圈前支承双列向心短圆柱滚子轴承和推力球轴承之间所用的挡圈，可查机械设计课程设计手册第56页表51，可得此次选用的挡圈的结构参数如下图212所示图212轴肩挡圈的结构参数其中，D95，D80，H6272挡圈两推力球之间用的挡圈为非标准件，径向尺寸依主轴套筒尺寸而定，轴向尺寸可初取为6MM。273圆螺母锁紧靠主轴后支承一边的推力球轴承以及锁紧两推力球轴承内的套筒，分别采用需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑两个圆螺母，为了增加可靠性，再加一止动螺钉。圆螺母具体的参数可查机械设计课程设计手册第60页表56，结构如下图213所示图213圆螺母（GB81288）HTDKD1MC45032需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑其中，锁紧靠主轴后支承一边的推力球轴承用的圆螺母，DPM802，D115，D103，M15，H1036，H10，T475K1MAXMINAX，T4，C15，C1MIN1锁紧两推力球轴承内的套筒用的圆螺母，DPM722，D105，D93，M15，H1036，H10，T475，K1MAXMINAXT4，C15，C1MIN1274套筒两推力球轴承之间用的套筒，根据以上计算，可知，轴向尺寸取为92，径向厚度取为25MM，一端加工出长为26的外螺纹M8015，一端用一紧定螺钉锁紧在主轴上，套筒结构如图214所示；紧定螺钉的结构参数可查机械设计课程设计手册第43页表317，如图215所示；主轴上的小孔的结构参数可查机械设计课程设计手册第61页表58，如图216所示其中，紧定螺钉的参数有M8125，L10，D55，N12,T2P需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑图214两推力球轴承内用套筒结构参数轴上固定螺钉用的孔的参数有D6，C5，H511图215开槽平端紧定螺钉图216轴上固定螺钉用的孔275前、后支承的轴承盖为了保证轴承的正常运转，防止外界杂物进入影响轴承的使用寿命，前、后轴承应安装上轴承盖，并将其固定在套筒上，与主轴配合处采用间隙配合，初步设计如下图217、218所示需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑图217前支承用轴承盖其中，D124，D153图218后支承用轴承盖其中，D64，D153，A5，B55276主轴用套筒及其锁紧部分根据前面的计算和设计，可以直接得到主轴用套筒的结构及参数如图219所示套筒的锁紧部分采用弹性套，当调节螺栓时，弹性套就会随之变形，从而锁紧或松开套筒。主轴需要轴向移动（调节）时，便松开螺栓，弹性套也随之松开套筒，调节完主轴轴向位置后，应拧紧螺栓以锁紧主轴。同时，弹性套和螺栓固定在主轴组件的箱体上，弹性套的结构及其参数如下图220所示锁紧螺栓的结构及其参数可查简明机械设计手册第102页表69，取需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑M24螺栓，图219主轴用套筒的结构及参数结构如下图221所示，参数有L100，B54，C02，D264，D24，D336，E40，F4，AMAXSMINWMINAXK15，K103，R08，S36，L31，L46MININSG图220弹性套结构及参数需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑277主轴尾部的内花键组合铣床的主轴组件和传动装置采用花键连接，查金属切削机床设计简明手册第468页表86，花键采用外径定心方式，其特点是定心精度高，加工方便，外花键的外径可在普通机床上加工至所需的精度。内花键的硬度不高时，可由拉刀保证其外径精度。结构如图222所示，参数可查金属切削机床设计简明手册第468页表87，有D42，N8，D46，B8图221锁紧螺栓的结构及参数图222主轴尾部的内花键结构及参数28主轴组件轴向调节机构主轴组件的轴向调节机构采用一对圆锥齿轮并经丝杠螺母手动调节。它具有传动比小，传动精度高，运动平稳，能自锁等特点。丝杠主要承受轴向力，需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑故采用两推力球轴承作为丝杠的支承，螺母支承的轴和主轴套筒上的孔相配合，实现主轴的轴向调节。该丝杠螺母支承简图如图223所示3液压滑台进给部件的设计液压系统设计是指组成一个新的能量传递系统，以完成一项专门的任务。系统功能原理设计是根据主机的工艺目的或用途、工作循环、负载条件和主要技术要求，通过配置执行元件，负载分析、运动分析及编制执行元件的工况图，对同类主机及其传动系统的分析比较，选择设计参数，确定液压系统的工作压力、流量和执行元件主要几何参数等，拟定液压系统方案和传动系统原理图，并对组成系统的各标准液压元件辅件进行选型，最后对液压系统的主要性能（压力损失、发热温升等）进行验算。31液压系统设计要求分析设计题目设计工作循环为快进工进快退停止。1已知参数设计一滑台的液压系统，实现的工作循环是快进工进快退停止。根据前述说明，假设主要性能参数与性能要求如下轴向切削力12000N,工作台重量12000N，工件和夹具的重量为1500N，快进行程为300MM，工进行程为100MM,快进、快退速度4M/MIN,工进速度201000MM/MIN,往复运动加、减速时间05S,工作台采用平导轨2明确设计要求该液压系统的功率较大，空行程和加压行程速度差异较大，因此要求功率利用合理。且该系统的压制力较大，因此对于工作的平稳性、安全性要求较大。3设计方案根据已知参数和表21所示液压系统工作台的执行元件为单杆活塞缸，需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑活塞杆32负载分析321工作负载工作负载FE液压缸的常见工作负载有重力、切削力、挤压力等。阻力负载为正，超越负载为负。工作台重量12000N，工件和夹具的重量为1500N，轴向切削力力FFL12000N322摩擦负载假设静摩擦系数FS02，动摩擦系数FD010215027FJJGN（）13FDF（）323惯性负载惯性负载FI惯性负载时运动部件在启动和制动过程中的惯性力，其平均值可按下式计算FIG/GV/TN式中G重力加速度，M/S2，G98M/S2V速度变化量，M/S2T启动或制动时间，S一般机械T0105S，324液压缸在各阶段的负载值（1）查液压缸的机械效率，可计算出液压缸在各工作阶段的负载09CM情况，如下表表1所示表1液压缸各阶段的负载情况工况负载计算公式液压缸负载/FN液压缸推力/N12051687982GGVFNT需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑启动FJF27003000加速FDG203878226531快进FDF13501500工进FDL121301347778快退FD载图与速度图的绘制根据工况负载和以知速度和及行程S，可绘制负载图和速度图，如下图（图1V21、图2）所示图1负载图图2（速度图）需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑33液压缸主要参数的确定（1）液压缸的内径和活塞杆的内径表31按负载选择工作压力1负载/KN50工作压力/MPA08115225334455表32各种机械常用的系统工作压力1机床机械类型磨床铣床龙门刨床拉床农业机械工程机械建筑机械液压凿岩机滑台大中型挖掘机重型机械起重运输机械工作压力/MPA082352881010182032初选系统压力P16MPA34计算和确定液压缸的主要尺寸1液压缸缸径的计算内径D可按下列公式初步计算液压缸的负载为推力式（31）6634413781001276FMP式中F液压缸实际使用推力1347778（N）最大负载的情况下；液压缸的供油压力，一般为系统压力（MPA）P本次设计中液压缸已知系统压力16MPA；P故根据实际需要，可能会超载，稍微取大一点，查缸筒内径系列/MMGB/T23481993可以取为40MM。液压气动系统及元件缸内径及活塞杆外径标准编号GB/T23481993表GB/T23481993直径系列直径系列/MMGB/T234819934、5、6、8、10、12、16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、56、63、70、80、90、100、110、125、140、160、180、200、220、250、280、320、360根据下表31由于快进速度和快退速度相等，属于差动连接，可以得到D0707D,代入计算并取标准直得D28107MM，根据标准系列，取D28MM2活塞宽度的确定B活塞的宽度一般取（0610）D需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑即（0610）40（2440）MMB取32MM3缸体长度的确定液压缸缸体内部的长度应等于活塞的行程与活塞宽度的和。缸体外部尺寸还要考虑到两端端盖的厚度，一般液压缸缸体的长度不应大于缸体内径的D2030倍。即缸体内部长度快进行程L1300MM，工进行程L2100MM总行程LL1L2400MM4缸筒壁厚的计算在中、低压系统中，液压缸的壁厚基本上由结构和工艺上的要求确定，壁厚通常都能满足强度要求，一般不需要计算。但是，当液压缸的工作压力较高和缸筒内径较大时，必须进行强度校核。当时，称为薄壁缸筒，按材料力学薄壁圆筒公式计算，计算公式08D为式（32）MAX2PD式中，缸筒内最高压力；MAXP缸筒材料的许用压力。,为材料的抗拉强度，N/BB为安全系数，当时，一般取。08D5N当时,按式（33）计算083该设计采用无缝钢管式（33）MAXA2P根据缸径查手册预取30此时30081732D最高允许压力一般是额定压力的15倍，根据给定参数，所以16PMA161524MPMAXP100110M（无缝钢管），取100A，其壁厚按公式（33）计算为需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑MAXA105362392324PDM满足要求，就取壁厚为5MM。5活塞杆强度和液压缸稳定性计算A活塞杆强度计算活塞杆的直径按下式进行校核D4FD式中，为活塞杆上的作用力；F为活塞杆材料的许用应力，,N一般取140。/BN满足要求B液压缸稳定性计算活塞杆受轴向压缩负载时，它所承受的力F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载KF，以免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作。KF的值与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。若活塞杆的长径比且杆件承受压负载时，则必须进行液压缸稳定性校核。/10LD活塞杆稳定性的校核依下式进行KNF式中，KN为安全系数，一般取K24。A当活塞杆的细长比时/LRMI2KEJFLB当活塞杆的细长比时/KLRI21KKFAALIR式中，L为安装长度，其值与安装方式有关，见表1；KR为活塞杆横截面最小回转半径，AJRK/；为柔性系数，其值见表32；为由液压缸支撑方MI式决定的末端系数，其值见表1；E为活塞杆材料的弹性模量，对钢取需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑21/062MNE；为活塞杆横截面惯性矩；A为活塞杆横截面积；F为由材料强度决定的实验值，为系数，具体数值见表33。表32液压缸支承方式和末端系数的值I支承方式支承说明末端系数I一端自由一端固定1/4两端铰接1一端铰接一端固定2两端固定4表33F、的值M材料28/10NF铸铁561/160080锻铁251/9000110钢491/500085C当时,缸已经足够稳定，不需要进行校核。20LK此设计安装方式中间固定的方式，此缸已经足够稳定，不需要进行稳定性校核。6缸筒壁厚的验算下面从以下三个方面进行缸筒壁厚的验算A液压缸的额定压力值应低于一定的极限值，保证工作安全NP式（34）21035SNDMPA根据式（34）得到需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑223504581NPMPA显然，额定油压16MP，满足条件；NB为了避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力值应与塑性NP变形压力有一定的比例范围式（35）03542NPLP式（36）1LOGPLSD先根据式（36）得到4121123LOGPLSMPA显然，满足条件；C耐压试验压力，是液压缸在检查质量时需承受的试验压力。在规定的TP时间内，液压缸在此压力下，全部零件不得有破坏或永久变形等异常现象。各国规范多数规定当额定压力时16NPMPA（MPA）15TNPD为了确保液压缸安全的使用，缸筒的爆裂压力应大于耐压试验压力EPTPMPA）123LOGEBD式（37）因为查表已知596MPA，根据式（37）得到B8972EPMA至于耐压试验压力应为150T因为爆裂压力远大于耐压试验压力，所以完全满足条件。需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑以上所用公式中各量的意义解释如下式中缸筒内径（）；DM缸筒外径（）；1液压缸的额定压力（）NPMPA液压缸发生完全塑形变形的压力（）；LA液压缸耐压试验压力（）；T缸筒发生爆破时压力（）；EPP缸筒材料抗拉强度（）；BMA缸筒材料的屈服强度（；S缸筒材料的弹性模量（）；EP缸筒材料的泊桑系数钢材037缸筒的加工要求缸筒内径采用H7级配合，表面粗糙度为016，需要进行研磨；DAR热处理调制，HB240；缸筒内径的圆度、锥度、圆柱度不大于内径公差之半；刚通直线度不大于003MM；油口的孔口及排气口必须有倒角，不能有飞边、毛刺；在缸内表面镀铬，外表面刷防腐油漆。8法兰设计液压缸的端盖形式有很多，较为常见的是法兰式端盖。本次设计选择法兰式端盖（缸筒端部）法兰厚度根据下式进行计算式（38）04CPFDDH式中，法兰厚度（M）；密封环内经D40MM（M）；D需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑密封环外径（M）；50MMHDHD系统工作压力（PA）；7MPAPP附加密封力（PA）；值取其材料屈服点353MPA；QQ螺钉孔分布圆直径（M）；55MM0D0D密封环平均直径（M）；45MMCPDCPD法兰材料的许用应力（PA）；/N353/5706MPAS法兰受力总合力（M）F2298564HFDPDQKN所以132MM04CPDDH368956107为了安全取14MM9缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算连接图如下图31缸体端部法兰用螺栓连接1前端盖；2缸筒螺栓强度根据下式计算螺纹处的拉应力MPA式（39）6MAX2104KFDZ需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑螺纹处的剪应力MPA式（310）61MAX032KFDZ合成应力MPA式（311）2N式中,液压缸的最大负载，A，单杆时，双杆是MAXFMAXFAXP2/4AD2/4ADD螺纹预紧系数，不变载荷12515，变载荷254；KKK液压缸内径；缸体螺纹外径；0D螺纹内经；1螺纹内摩擦因数，一般取012变载荷取254；K1K1K材料许用应力，,为材料的屈服极限，N为安全系数，/SS一般取N1215；Z螺栓个数。最大推力为4150FAPXN使用4个螺栓紧固缸盖，即4Z螺纹外径和底径的选择10MM8MM0D1D系数选择选取13012K根据式（39）得到螺纹处的拉应力为6MAX2104KFDZ4623150120938MPA根据式（310）得到螺纹处的剪应力为需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑46301251029848MPA根据式（311）得到合成应力为3676MPAN2由以上运算结果知，应选择螺栓等级为129级；查表的得抗拉强度极限1220MP屈服极限强度1100MP；BS不妨取安全系数N2可以得到许用应力值/N1100/2550MPS证明选用螺栓等级合适。10密封件的选用A对密封件的要求在液压元件中，液压缸的密封要求是比较高的，特别是一些特殊液压缸，如摆动液压缸等。液压缸不仅有静密封，更多的部位是动密封，而且工作压力高，这就要求密封件的密封性能要好，耐磨损，对温度的适应范围大，要求弹性好，永久变形小，有适当的机械强度，摩擦阻力小，容易制造和装拆，能随压力的升高而提高密封能力和利于自动补偿磨损。密封件一般以断面形状分类，有O形、Y形、U形、V形和YX形等。除O形外，其他都属于唇形密封件。BO形密封圈的选用液压缸的静密封部位主要有活塞内孔与活塞杆、支撑座外圆与缸筒内孔、端盖与缸体端面等处。静密封部位使用的密封件基本上都是O形密封圈。C动密封部位密封圈的选用由于O型密封圈用于往复运动存在起动阻力大的缺点，所以用于往复运动的密封件一般不用O形圈，而使用唇形密封圈或金属密封圈。液压缸动密封部位主要有活塞与缸筒内孔的密封、活塞杆与支撑座（或导向套）的密封等。活塞环是具有弹性的金属密封圈，摩擦阻力小，耐高温，使用寿命长，但密封性能差，内泄漏量大，而且工艺复杂，造价高。对内泄漏量要求不严而要求耐高温的液压缸，使用这种密封圈较合适。V形圈的密封效果一般，密封压力通过压圈可以调节，但摩擦阻力大，温升严重。因其是成组使用，模具多，也不经济。对于运动速度不高、出力大的大直径液压缸，用这种密封圈较好。U形圈虽是唇形密封圈，但安装时需用支撑环压住，否则就容易卷唇，而且只能在工作压力低于10MPA时使用，对压力高的液压缸不适用。比较而言，能保证密封效果，摩擦阻力小，安装方便，制造简单经济的密需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑封圈就属YX型密封圈了。它属于不等高双唇自封压紧式密封圈，分轴用和孔用两种。综上，所以本设计选用YX型圈，聚氨酯和聚四氟乙烯密封材料组合使用，可以显著提高密封性能A降低摩擦阻力，无爬行现象；B具有良好的动态和静态密封性，耐磨损，使用寿命长；C安装沟槽简单，拆装简便。这种组合的特别之处就是允许活塞外园和缸筒内壁有较大间隙，因为组合式密封的密封圈能防止挤入间隙内，降低了活塞与缸筒的加工要求，密封方式图如下图32密封方式图35制定液压回路方案，拟定液压系统原理图液压系统的设计是整个机器设计的一部分，它的任务是根据机器的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，在经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。根据对机器的工作情况进行详细的分析，该机床需要快进、工进和快退三步一次进给运动。其工作过程由液压系统来实现。液压滑台是由滑台、滑座及油缸三部分组成，液压滑台是通过电气控制由夜压系统来实现的。滑台的工进速度由节流阀调节，可实现无级调速。电气控制电路一般采用行程、时间原则及压力控制方式。具有一次进给的液压动力滑台电气控制电路如图所示电磁铁YA1YA2YA3转换主令快进SB5工进SB6快退SB7停止SB2351滑台原位停止滑台由油缸YG拖动前后进给，电磁铁YA1、YA2、YA3均为断电状态，滑台原位停止。需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑352滑台快进按下SB0按扭，YA1、YA3电磁铁得电，将电磁阀1HF及2HF推向右端，于是泵压出的压力油经1HF流入滑台油缸左腔，右腔流出的油经1HF、2HF也流入左腔构成差动快速回路使滑台快进。353滑台工进当挡铁压动行程开关SQ1，YA3断电，电磁阀2HF复位，滑台右腔流出的油只能经节流阀流入油箱，滑台转为工进。354滑台快退当滑台工进到终点，YA2得电，使电磁阀1HF推向左，变量泵压出的压力油经1HF流入滑台油缸右腔，左腔流出的油经1HF直接流入油箱，滑台快退。在上述电路中，若需要使滑台工进到终点，延时停留，即工作循环成为快进工进延时停留快退。需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑图32液压滑台液压系统原理图36计算与选择液压元件361液压泵及驱动电机计算与选定（1）、液压泵的选择液压泵的最高工作压力计算由工况图41可以查得液压缸的最高工作压力出现在工进阶段，即由于进油路元件较少，故泵至缸间的进油路压力损失估取为MPA61。则液压泵的最高工作压力为50PPMAPP5160所需的液压泵最大供油量QP按液压缸的最大输入流量估算。取泄漏系数K11则QP111842024L/MIN暂取泵的容积效率V090可算得泵的排量参考值为VG1000QV/NV10002024/150009149ML/R根据以上计算结果查阅产品样本，选用规格相近的25YCY141B压力补偿变量型斜盘式轴向柱塞泵，其额定压力PN32MPA，V25ML/R，N1500R/MIN，容积效率V092，QPVNV251500092345L/MIN，符合系统对流量的要求（2）、电动机的选择固定设备的液压系统，其液压泵通常用电动机驱动。根据算出的功率和液压泵的转速及其使用环境，从产品样本或手册中选定其型号规格额定功率、转速、电源、结构形式（立式、卧式，开式、封闭式需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑的等），并对其进行核算，以保证每个工作阶段电动机的峰值超载量都低于25