卧式双面多轴组合钻床液压系统设计

AutoCAD 轴销两端孔组合钻床液压传动系统设计摘要目前，液压系统被广泛应用在机械、建筑、航空等领域中，成为一种新型的动力源。由于液压元件的制造精度越来越高，再配合电信号的控制，使液压系统在换向方面可以达到较高的频率。不管是在重型机械和精密设备上都能满足要求。液压系统本身有较多的优点，比如：在同等的体积下，液压装置产生的动力更大；由于它的质量和惯性小、反映快，使液压装置工作比较平稳；能够实现无级调速，特别是在运动中进行调速；液压装置自身能实现过载保护；实现直线运动远比机械传动简单。但是液压传动对温度的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度下工作。液压系统应用在机床上，实现对工作台和夹紧工件的循环控制起着重要的作用。本次毕业设计以变速箱壳体专用多轴钻孔机床为研究对象，构建其液压控制回路。实习进给缸的顺序动作及互锁要求。关键词：液压传动；钻孔机床；运用ABSTRACTAt present, the hydraulic system is widely used in machinery, construction, aviation, etc, become a new kind of power supply. Due to the manufacturing precision of hydraulic components increasingly high, coupled with signals of the hydraulic system control and made in reversing aspects can achieve higher frequency. Whether in heavy machinery and precision equipment can meet the requirements.Hydraulic system itself has more advantages, such as: in the same volume, hydraulic device under the power generated larger; Because of its quality and inertia small, reflecting the quickly, make hydraulic equipment work smoothly; Can realize step less speed regulation, especially in sports for speed; Hydraulic device itself can achieve overload protection; Realizing linear motion than mechanical transmission is simple. But hydraulic transmission is more sensitive to temperature changes, not in very high or very low temperatures.Hydraulic system used in machine tools, realize the clamping work piece working platforms and the cycle control play an important role. The graduation design with gearbox shell special multi-axis drilling machine as research object, construct its hydraulic control circuit. The order for cylinder internship into action and interlock requirements.Key words：Hydraulic transmission; Drilling machine; use目 录1.前言 .12.方案的确定 .22.1 整体性分析 .22.2 任务书 .22.3 确定方案 .33.工况分析 .33.1 运动参数分析 .33.2 动力参数分析 .33.3 负载图和速度图的绘制 .44.液压缸尺寸和所需流量 .54.1 液压缸尺寸计算 .54.1.1 工作压力的确定 .54.1.2 计算液压缸尺寸 .54.1.3 缸径、杆径取标准值后的有效工作面积 .54.2 确定液压缸所需流量 .64.3 夹紧缸的有效面积、工作压力和流量确定 .64.3.1 确定夹紧缸的工作压力 .64.3.2 计算夹紧缸的流量 .65.拟定液压系统图 .75.1 确定执行元件类型 .85.1.1 工作缸 .85.1.2 夹紧缸 .85.2 快速运动的实现和供油部分的设计 .85.3 液压系统回路的确定 .86.选择液压元件和确定辅助装置 .96.1 选择液压泵 .96.2 电动机的选择 .96.3 选择阀类元件 .96.4 确定油管尺寸 .106.4.1 油管内径的确定 .107.油箱的设计 .117.1 油箱容量的确定 .117.2 估算油箱的长、宽、高 .117.3 确定油箱壁厚 .117.4 确定液位计的安装尺寸 .117.5 隔板的尺寸计算 .118.液压系统性能的验算 .128.1 回路中压力损失 .128.1.1 工进时压力损失 .128.1.2 快退时压力损失 .138.2 确定液压泵工作压力 .148.3 液压系统的效率 .149.结论 .15参考文献 .17致 谢 .18中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计11 前言液压技术渗透到很多领域，不断在民用工业，在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械，汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的 95%的工程机械，90%的数控加工中心，95% 以上的自动线都采用了液压传动技术。液压传动相对于机械传动来说，是一门新技术。自 1795 年制成第一台水压机起，液压技术就进入了工程领域，1906 年开始应用于国防战备武器。第二次世界大战期间，由于军事工业迫切需要反应快和精度高的自动控制系统，因而出现了液压伺服系统。20 世纪 60 年代以后，由于原子能，空间技术，大型船舰一级计算机技术的发展，不断地对液压技术提出新的要求，液压技术也相应得到了很大发展，渗透到国民经济的各个领域中。在工程机械，冶金，军工，农机，汽车，轻纺，船舶，石油，航空和机床工业中，液压技术得到普遍应用。近年来液压技术已广泛应用于智能机器人，海洋开发，宇宙航行，地震预测及各种电液伺服系统，使液压技术的应用提高到一个崭新的高度。目前， 液压技术正向高压，高速，大功率，高效率，低噪声和高度集成化的方向发展。解放前，我国经济落后，液压工业完全是空白，解放后，我国经济获得迅速发展，液压工业也和其他工业一样，发展很快。20 世纪 50 年代就开始生产各种通用液压元件。当前我国已生产出许多新型和自行设计的系列产品。但是由于过去基础薄弱，所生产的液压元件，在品种与质量等方面和国外先进水平相比，还存在一定差距，我国液压技术也将获得进一步发展，它在各个工业技术的发展，可以预见，液压技术也将获得一步发展，它在各个工业部门中的应用也将会越来越广泛。近年来，我国液压气动密封行业坚持技术进步，加快新产品开发，取得良好成效，涌现出一批各具特色的高新技术产品。北京机床所得直动式电液伺服阀，杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流阀，宁波华液公司的电液比例压力流量阀，均为机电一体化的高新技术产品，并已投入大批量生产，取得了良好的经济效益。尽管我国液压行业各企业加速科技创新，不断提升产品市场竞争力，一批优质产品成功地成为国家重点工程和重点主机配套，取得较好的经济效益和社会效益。但是目前国内的需求和国外先进水平相比还有较大差距，包括产品趋同化，构成不合理，性能低，可靠性差，创新和自我开发能力弱，自行设计水平低，具体表现在产品水平产品体系与市场需求存在较大的结构性矛盾。2 方案的确定2.1 整体性分析中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计2要求此液压系统实现的工作循环是：工件夹紧 工作快进 工作台工进 工作台快退 工作台原位停止 工件松开 液压泵卸荷。滑台的重量为132000N,快进快退的速度 6 米分,滑台工进速度 50 mm/s ,快进行程 100mm,工进行程80mm ,切削负载为 30000N。对于轴销两端孔组合钻床机床而言需要精度高，定位准确。所以整个系统的设计要求定位精度高，换向速度快。在设计阀的时候，考虑这些方面变的尤其重要，要考虑到工作在最低速度时调速阀的最小调节流量能否满足要求。在行程方面，应该比要求的工作行程大点，包括工作行程、最大行程和夹紧缸行程，主要是考虑到在安全方面和实际运用中。在压力方面也要考虑到满足最大负载要求。而且在液压系统能满足要求的前提下，使液压系统的成本较低。2.2 任务书图一2.2 确定方案双杆活塞缸比伸缩缸结构简单，价格便宜，易维护，而且也能满足要求；调速阀的中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计3性能比节流阀稳定，调速较好，用于负载变化大而运动要求稳定的系统中；采用出油口调速回路中油液通过节流阀产生的热量直接排回油箱散热；夹紧缸进油口处串接蓄能器，更好的保证工件的夹紧力，使工件在加工过程中始终在夹紧状态。电液换向阀的信号传递快，配合液压动力的输出力大、惯性小、反映快的优点使控制灵活、精度高、快速性好。3 工况分析3.1 运动参数分析首先根据主机要求画出动作循环图（图二） 。图二 动作循环图左滑台油缸实现：快进、工进、快退动作运动右滑台油缸实现：快进、工进、快退动作运动夹紧油缸实现：松开、夹紧动作运动3.2 动力参数分析计算各阶段的负载工作负载：由已知条件可知切削力=30000N。tF惯性负载：= = =26938.78NmtVgG605.8.91320（参考机床的工作台加速时间，取 =0.05s）t阻力负载：静摩擦阻力 NFfs 26401.0中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计4动摩擦阻力 NFfd1320.0（滑动导轨：铸铁对铸铁启动低速时 ,v0.16m/s）.u表 1 液压缸在各个工作阶段的负载值其中 =0.9m工况 负载组成 负载值（N） 推力（N）/mF夹紧 26939起动 fsF26400 29332加速 fdm40193 44600快进快进 fdF13200 14667工进工进 fdt43200 48000快退 fdF13200 146673.3 负载图和速度图的绘制负载图按上面的数值绘制，如图所示。速度图按已知数值 ，工进的136/minv中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计5速度 。250/minv1467速度0293位 移 /位 移 /图三4 液压缸尺寸和所需流量4.1 液压缸尺寸计算4.1.1 工作压力的确定工作压力可根据负载和主机类型确定，由（书）表 113 得出：4apMP4.1.2 计算液压缸尺寸由于立式组合机床工作台快进和快退速度相同，因此选用单杆活塞式液压缸，并使,快进时采用差动连接，因管路中有压力损失，快进时回油路压力损失取12APa，快退时回油路压力损失亦取 Pa。工进时，为使运动平稳，在液50p 510p压缸回路油路上须加背压阀，背压力值一般为 ,选取背压 Pa。aP)( 52610p根据 ,可求出液压缸大腔面积 为120pAF1A)(035.6.0432. 256210 mP负载图 速度图中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计6)(21.04.3541 mAD根据 GB2348-80 圆整成就近的标准值，得 D=220mm，液压缸活塞杆直径Dd56.120根据 GB2348-80 就近圆整成标准值 d=160mm。4.1.3 缸径、杆径取标准值后