钻镗两用组合机床液压系统的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 钻、镗两用组合机床液压系统的设计 摘要 液压传动是以液压油为工作介质，通过动力元件将原动机的机械能变为液压油的压力能，再通过控制元件，然后借助执行元件将压力能转换成机械能，驱动负载实现直线或回转运动。 液压系统是液压设备的重要组成部分，它与设备主体的关系密切，两者的设计通常需要同时进行。本次设计介绍了液压系统的设计过程，具体讲解了设计的步骤，分析了液压系统的功能设计、需求分析所达到的目的，介绍总体设计方案的拟定方法、液压系统原理图的拟定过程、液压元件的选择方法及液压系统性能验算方法。液压系统设计原则是：深 入调研，充分认识设备应具有的功能，从而分解出液压系统的详细设计需求；同时应注意设备的特殊性，吸取国内外先进技术，力求设计出的系统有质量轻、体积小、效率高、结构简单等优点。 关键词 液压传动 功能设计 液压系统原理图 性能验算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is an of It to of in of of of of to of to a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 引言 . 3 第一章 设计任务 . 5 . 5 求设计 . 5 第二章 工况分析 . 6 . 6 . 6 第三章 计算液压缸尺寸和所需流量 . 8 . 8 . 8 . 10 作压力和流量的确定 . 10 第四章 液压系统图的拟定 . 12 . 12 . 12 . 12 . 12 . 12 . 13 . 13 第五章 选择液压元件 . 15 . 15 . 16 定油管尺寸 . 16 . 17 第六章 计算压力损失和压力阀的调整值 . 19 . 19 . 19 . 20 结论 . 21 致谢 . 22 参考文献 . 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 引 言 制造业的历史可追溯到几百万年前的旧石器时代。猿进化成人的一 个重要的标志就是工具的。社会的制造。可见，工具的制造对人类的影响是极其巨大的。从某种程度上说，工具的先进水平决定着生产力的高低发展与变革，是伴随着劳动工具的发展与变革。制造业是任何一个发达国家的基础工业，是一个国家综合国力的重要体现。而在制造业中，液压系统又是制造业的基础，得到了各个国家的高度重视。尤其在今天以知识为驱动的全球化经济浪潮中，由于激烈的市场竞争，夹具工业的内涵、深度和广度都发生着深刻的变化，各种新的液压系统、制造加工方法不断出现，推动着我们的社会不断的向前发展。 液压系统 是现代工业的基础。它的 技术水平在很大程度上决定了产品的质量和市场的竞争力。随着我国加入“ 伐的日益加快。“入世”将对我国 夹 具工业产生重大而深远的影响，经济全球化的趋势日益明显，同时世界众多知名公司不断进行结构调整，国内市场的国际性进一步显现，该行业的将经受更大的冲击，竞争也会更加剧烈。在如此严峻的行业背景下，我国的技术人员经过不断的改革和创新使得我国的模具水平有了较大的提高，大型、复杂、精密、高效和长寿命的 液压 又上了新台阶。 液压 是每个机制制造方面目前普遍用的，它可以大批量生产，节省人力物资，效率相对高，操作方便，结构合 理，它的成本低廉，适合广大人群所承受的能力。 毕业设计的意义： 毕业设计是学生从学习向工作过度的综合锻炼，也是一次提高和再学习的机会。毕业设计从准备到设计结束几乎要花去一个学期的时间，最后要形成一整套的文档资料。毕业设计也是对学生最后的综合考核，因此，扎实认真高质量的完成毕业设计任务，具有重要意义！ 一步提高我们独立调研能力以及专业业务素质。并通过文献查阅、现场收集资料等工作。锻炼解决 液压系统 的问题的能力。 2. 能巩固深化扩充我们的专业知识，并通过毕业设计中对涉及到的问题的分 析研究，提出我们自己的见解和观点。 立良好的工作思想和细致、严谨、科学的工作态度，为一个未来的工程师奠定基础！ 这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（输出买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订液压设计方案，完成液压结构设计的能力，为未来从事的工作打下良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 设计任务 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原理图，再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。 液压系统完成快进 工进 死挡铁停留 快退 原位停止的工作循环，并完成工作的定位与夹紧。机床的快进速度为 5m/退速度与快进速度相等。工进要求是能在20围内无级调速。最大行程为 500进行程为 300大切削力为120000000N。导轨水平放置。工件所需夹紧力 不得超过 6500N，最小不低于 4000N。夹紧缸的行程为 50松开到夹紧的时间 s，启动换向时间 求设计 1. 设备用途、操作过程、周期时间、工作特点、性能指标和作业环境的要求。 2. 液压系统必须完成的动作、运动形式、执行元件的载荷特性、行程和对速度的要求。 3 动作的顺序、控制精度、自动化程度和连锁要求。 4 防尘、防寒、 噪爆、噪声控制要求。 5 效率、成本、经济性和可靠性要求等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二章 工况分析 参数分析 根据主机要求画出动作循环图，如图 1所示；然后根据动作循环图和速度要求画出速度 2（ a）所示。 力参数分析 启动和加速阶段的负载 静止到快速的启动时间很短，故以加速过程进行计算，但摩擦阻力仍按静摩擦阻力考虑。 式中 静摩擦阻力，计算时，其摩擦系数可取 惯性阻力，可按牛顿第二定律求出： 0/52 0 0 0 02 密封产生的阻力。按经验可取 以 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 故 快速阶段的负载 式中 动摩擦阻力，取其摩擦系数为 密封阻力，取 以 0 . 1 F k2 0 0 0 00 . 1 d m 故 20. 920 00工进阶段的负载 mF q xF d mF g j 式中 动摩擦阻力，取其摩擦系数为 切削力 密封阻力，取 以 0 . 1 F g j1 2 0 0 02 0 0 0 00 . 1 q xF d mF g j 故 5 5 20 0 02 00 0F g j 其余制动负载及快退负载等也可按上面类似的方法计算。 根据上述计算得出的负载，可初步绘制出负载 的工况图，如图 2所示。 图 2 工 况 图买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第三章 计算液压缸尺寸和所需流量 工作压力可根据负载来确定。现按有关要求，取工作压力 P 3 1（如图 3所示） 图 3 液压缸工作示意图 2266 液压缸内径为 1 8 5414D 根据有关要求，取标准值 D=80 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要求快进与快退的速度相等，故用差动连接的方式，所以取 d=6取标准值为 d=55 杆径取标准值后的有效工作面积 无杆腔有效工作面积为 222 活塞杆面积为 222 2 3 有杆腔有效工作面积为 22 6 4 92 3 7 55 0 2 4312 表 4 4 液压缸 内径尺寸系列（ (8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250 320 400 500 630 注：括号内的数值为非优先选用值。 表 4 5 活塞杆直径尺寸系列 （ 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 136 400 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 定液压缸所需的流量 快进流量 m i n/12m i n/10125102 3 7 53 336 k j k 快退流量 m i n/13m i n/10135102 6 4 92 336 工进流量m i n/i n/36 作压力和流量的确定 根据最大夹紧力，参考第四章内容，取工作压力 径、杆径 夹紧缸有效面积 2266 3 6 1 1 5 0 0 夹紧缸直径 61144 取标准值为 0夹紧缸有效面积为 222 活塞杆直径 夹紧缸在最小夹紧力时的工作压力为 M p j 4 6 4 0 0 0 66m i n 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 m i n/买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 四 章 液压系统图的拟 定 据本设计的特点要求，选用无杆腔面积等于两倍有杆腔面积的差动液压缸。 于结构上的原因并为了有较大的有效工作面积，采用单杆液压缸。 为了便于工作台在任意位置停止，使调整方便，所以采用三位换向阀。为了便于组成差动连接，应采用 三位五通换向阀。考虑本设计机器工作位置的调整方便性和采用液压夹紧的具体情况，采用 在组合机床的液压系统中， 进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据钻、镗类 专机工 作时对低速性能和速度负载都有一定要求的特点，采用调速阀进行调速。为了便于实现压力控制，采用进油节流调速。同时为了保证低速进给时的平稳性并避免钻通孔终了时出现前冲现象，在回油路上设有背压阀。 为了保证转换平稳、可靠、 精度高，采用行程控制阀。 点转换控制方式的选择 根据镗削时停留和控制轴向尺寸的工艺要求，本机采用行程开关和压力继电器加死挡铁控制。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 因为快进、快退和工进的速度相差很大，为了减少功率损耗，采用双联泵驱动（也可采用变量泵）。工 进时中压小流量泵供油，并控制液控卸荷阀，使低压大流量泵卸荷；快进时两泵同时供油。 由于夹紧回路所需 压力低于进给系统压力，所以在供油路上串联一个减压阀。此外为了防止主系统压力下降时影响夹紧系统的压力，所以在减压阀后串接一个单向阀。 夹紧缸只有两种工作状态，故采用二位阀控制。这里采用二位五通带钢球定位的电磁换向阀。 为了实现夹紧后才能让滑台开始快进的顺序动作，并保证进给系统工作时夹紧系统的压力始终不低于所需的最小夹紧压力，故在夹紧回路上安装一个压力继电器。当压力继电器动作时，滑台进给；当夹 紧压力降到压力继电器复位值时，换向阀回到中位，进给停止。 根据以上分析，绘出液压系统原理图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 松开夹紧9111212345678104两用组合机床液压系统原理图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 五 章 选择液压元件 泵的工作压力可按缸的工作压力加上 管路和元件的压力损失来确定，所以要等到 系 统 压 力 损 失 后 ， 才 能 最 后 确 定 。 采 用 调 速 阀 调 速 ， 初 算 时 可 取p 。考虑背压，现取 泵的工作压力初定为 M p 13 式中 : P 液压 缸的工作压力； p 系统的压力损失。 快速快退时泵的流量 由于液压缸采用差动连接方式，而有杆腔有效面积 3，故在速度相同的情况下，快退所需的流量大于快进的流量，故按快退考虑。 快退时缸所需的流量 3 ，故快退时泵应供油量为 m 式中 ， 般取 ,此处取 工进时泵的流量 工进时缸所需的流量 ，故工进时泵应供流量为 m 考虑到节流调速系统中溢流阀的性能特点，需加上溢流阀的最小溢流量（一般取3L/所以 m q g 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据组合机床的具体情况，从产品样本中选用 4/10 型双联叶片泵。此泵在快速进退时（低压状态下双泵供油）提供的流量为 k m 4104m a 高压状态下小流量的泵供油 )提供的流量为 gj m m 退的实际速度 当泵的流量规格确定后，应验算快进、快退的实际速度，与设计要求相差太大则要重新计算。 m a a 各类阀可按通过该阀的最大流量和实际工作压力选取。阀的调整压力值必须在确定了管路的压力损 失和阀的压力损失后才能确定，阀的具体选取可参考各种产品样本手册。 定油管尺寸 可按公式： 4泵的 流量最大为 14l/在系统快进时，部分油管的流量可达 28 l/按 28 l/ m/s,则 0284 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 可按标准选取内径 d=12厚为 1紫铜管。安装方便处也可选内径 d=12径 D=18管。 本设计为中压系统，邮箱有效容量可按泵每分内公称流量的 75 倍来确定。 邮箱有效容量为 b 701455 一般连接形式有法兰连接、螺纹连接、外半环连接和内半环连接。根据它们的优缺点，选用法兰连接：结构简单、成本低，容易加工、便于装拆，能承受高压。 一般连接形式有整体式结构、螺纹连接、半环连接、锥销连接。 根据各自特点选择整体 式结构连接。 活塞杆导向部分的结构包括活塞杆与端盖、导向套的结构，以及密封、防尘和锁紧装置等。导向套的结构可以做成端盖整体式直接导向，也可以做成与端盖分开的导向套结构。后者导向套磨损后便于更换，所以应用较普遍。导向套的位置可安装在密封圈的内侧，也可以装在外侧。一般油压机常采用装在外侧的结构，在高压下工作时，使密封圈有足够的油压将唇边张开，以提高密封性能。活塞杆处的密封形式有 O 形、 V 形、 Y 形和 了清除活塞杆处外露部分沾附的灰尘，保证油液清洁及减少磨损，在端盖外侧 增加防尘圈。常用的有无骨架防尘圈和 可用毛毡圈防尘。 活塞及活塞杆处的密封圈的选用应根据密封的部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。根据表 2择 液压缸带动工作部件运动时，因运动件的质量较大，运动速度较高，则在到达行程终点时，会产生液压冲击，甚至使活塞与缸筒端盖之间产生机械碰撞。为防止这种现象买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的发生，在行程末端设置缓冲装置。环状间隙式节流缓冲装置：活塞 端部的缓冲柱塞向端盖方向运动进入圆柱形油腔时，将封闭在柱塞与端盖间的油液从环状间隙中挤出去，由于间隙很小，因而起节流缓冲作用。圆柱形缓冲柱塞，间隙大小不变，缓冲柱塞长度一般为10毫米左右，这种结构制造容易，但在缓冲开始时会出现压力的峰值，采用圆柱形缓冲柱塞，缓冲时有明显的渐减过程，锥的参数参照表 2 对于运动速度稳定性要求较高的机床液压缸和大型液压缸，则需要设置排气装置，如排气阀等。排气阀一般安装在液压缸两端的最高处。双作用液压缸需装设两个排气阀，当液压缸需要排气时，打开 相应的排气阀，空气连同油液经过锥部缝隙和小孔排出缸外，直接连续排油时（不冒气），就将排气阀关死。 液压缸的安装连接结构包括液压缸的安装结构、液压缸进出油口的连接等。 （ 1） 液压缸的安装形式 根据安装位置和工作要求不同有长螺栓安装、脚架安装、法兰安装、轴销和耳环安装等。 （ 2） 液压缸进、出油口形式及大小的确定： 液压缸的进出油口，可布置在端盖或缸体上。对于活塞杆固定的液压缸，进、出油口可设在活塞杆端部。如果液压缸无专用的排气装置，进出油口应设在液压缸的最高处，以便空气能首先从 液压缸排出。进、出油口的形式一般选用螺孔或法兰连接。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 六 章 计算压力损失和压力阀的调整值 根据计算慢上时管道内的油液流动速度约为 s，通过的流量为 值较小，主要压力损失为调整阀两端的压降；此时功率损失最大；而在快下时滑台及活塞组件的重量由背压阀所平衡，系统工作压力很低，所以不必验算。所以有快进做依据来计算卸荷阀和溢流阀的调定压力，由于供油流量的变化，快进时液压缸的速度为 p /7 首先要判别管中的流态，设系 统采用 压油。室温为 20时，动力粘度421 . 0 1 0 / ，所以 34R e / 8 . 1 5 7 2 5 1 0 / 1 . 0 1 0 2 0 3 9 2 3 2 0 ，管中为层流，则阻力损失系数 7 5 / R e 7 5 / 2 0 3 9 0 . 0 3 7 ，若取进、回油管长度均为 2m，油液的密度为 38 9 0 /K g m ，则其进油路上的沿程压力损失为221 32 8 9 00 . 0 3 1 8 . 1 5 7 0 . 0 8 7 62 2 5 1 0 2lp v P a M P 局部压力损失包括管道安装和管接头的压力损失和通过液压阀的局部压力损失，前者视管道具体安装结构而定，一般取沿程压力损失的 10；而后者则与通过阀的流量大小有关，若阀的额定流量和额定压力损失为则当通过阀的流量为 q 时的阀的压力损失为 2 因为 2560L/以通过整个阀的压力相比 14可以忽略不计。 同理，快上时回油路上的流量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12212 4 1 . 0 3 3 4 . 3 6 / 5 . 2 4 / m i n 1 6 4 . 8 4 / m i ， 则回油路油管中的流速 3 2 61 6 4 . 8 4 1 0 / 6 0 2 5 1 0 / 5 . 6 /4v m s m s 。 由 此 可 计 算 出 34R e / 5 . 6 2 5 1 0 / 1 . 0 1 0 1 4 0 0 2 3 2 0 （ 层 流 ），7 5 / R e 0 4 ,所以回油路上沿程压力损失为 : 22 32 9 0 00 . 0 5 4 5 . 6 0 . 0 6 12 2 5 1 0 2lp v P a M P 同上面的计算所得可求出 21213 4 . 3 60 . 0 8 7 6 0 . 0 8 7 6 1 0 % 0 . 0 6 1 0 . 0 6 1 1 0 %5 0 . 2 40 . 1 4 2Ap p p M P a 力阀的调定值 1 1 . 6 3 0 . 1 4 2 1 . 7 7 2p Fp p M P a M P 溢流阀的调节器定压力应大于以取溢流阀定压力为 压阀的调定压力以平衡滑台自重为根据，即 541000 1 . 9 1 0 0 . 1 95 0 . 2 4 1 0p p a P a M P a 背 , 取 0 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结论 毕业论文是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次液压系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态