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M1432A万能外圆磨床液压系统设计【7张图/19700字】【优秀机械毕业设计论文】

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M1432A万能外圆磨床液压系统设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

A0-四零件图.dwg

A0-总体尺寸布局图.dwg

A0-操纵箱箱体.dwg

A0-操纵箱装配图.dwg

A1-液压系统图.dwg

A1-液压缸.dwg

A3-开停阀阀芯.dwg

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关键词：: m1432a 万能磨床液压系统设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,40页,19700字左右.
开题报告一份.
任务书一份.

图纸共7张,如下所示
A0-总体尺寸布局图.dwg
A0-操纵箱装配图.dwg
A0-四零件图.dwg
A0-操纵箱箱体.dwg
A1-液压缸.dwg
A1-液压系统图.dwg
A3-开停阀阀芯.dwg

摘要

在全面了解磨床结构、工作原理、液压系统的基础上，论文对磨床总体尺寸进行布局及对液压系统进行设计。M1432A型万能外圆磨床主要以磨削圆柱形或圆锥形（包括阶梯形）的外圆表面和内孔，成品的尺寸精度可达1～2级，表面光洁度可达T8～T10。对机床液压系统有着较高、较复杂的要求。用液压系统实现工作台的自动往复运动、砂轮架的快速进退、尾架顶尖的伸缩以及必要的联锁动作。
本系统在结构上采用了将开停阀、先导阀、换向阀、节流阀、抖动缸等组合一体的操纵箱。使结构紧凑、管路减短、操纵方便，又便于制造和装配修理。此操纵箱属行程制动换向回路，具有较高的换向位置精度和换向平稳性。而且采用活塞杆固定式双杆液压缸，还对液压系统的回路做了进一步的设计和改进。

关键词：磨床；液压缸；万能型外圆磨床；液压系统；操纵箱

ABSTRACT

Based on understanding grinder structure, work principle, and the hydraulic system, the paper carries on the overall size layout of the grinder and the design of the hydraulic system. M1432A multifunction cylindrical grinding is mainly used to grind the cylindrical surface and the hole inside of cylinder and cone (including stepped appearance). The size precision of the final product may achieve 1~2grade. The finish degree of surface may achieve T8-T10. So it required higher and more complex requirement to the hydraulic pressure system of machine tool. Through hydraulic system, the automatically reciprocating motion of working table, the advance and retreat of grinding wheel rack, the expansion and contraction of tail stock center, as well as the essential interconnection movement can be realized.
In the paper, the system adopt the control box which is composed of the opening and stopping valve, pilot valve, directional control valve, throttle valve, the vibration cylinder and so on. It makes the structure compact, the pipeline short, and the operation convenient, and it is convenient to manufacture, assemble and repair. This control box is a type of travel braking changeover circuit; it has higher commutation position precision and the commutation stability. Moreover, the system adopts the piston rod stationary type double pole hydraulic cylinder, and we also make the further design and change to the loop of hydraulic system.

Key words:Grinder；Hydraulic Cylinder；Multi-purpose Cylindrical Grinder； Hydraulic System；Control Box

摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1 选题的背景目的及其意义 1
1.1.1背景 1
1.1.2目的及其意义 2
1.2 国内外磨床研究状况和相关领域中已有的研究成果 2
1.3 对选题的研究设想、研究方法 3
1.4预期结果和意义 5
第2章机床总体方案的确定 6
2.1 总体设计 6
2.1.1 主要技术指标设计 6
2.1.2 总体方案设计 6
2.1.3 总体方案综合评价和选择 6
2.1.4 总体方案的设计修改和优化 6
2.2 详细设计 7
2.3 机床整体综合评价 7
2.4 本章小结 7
第3章总体尺寸布局设计 8
3.1 纵向尺寸关系图的确定与绘制 8
3.1.1 确定纵向尺寸的基准线 8
3.1.2 确定砂轮对称中心线位置 8
3.1.3 确定工作台对称中心线位置 9
3.1.4 确定上、下工作台长度 9
3.1.5 确定油压筒用活塞杆的固定形式和长度 9
3.1.6 确定后床身上面的垫导板导轨尺寸位置 10
3.1.7 确定横进给丝杆中心位置 10
3.1.8 确定手摇台面机构的手轮中心位置 11
3.1.9 确定齿条长度及齿轮位置 11
3.2 横向尺寸关系图的确定与绘制 11
3.2.1 确定横向尺寸的基准线 11
3.2.2 确定上下工作台厚度和宽度 11
3.2.3 确定头尾架顶尖中心位置 13
3.2.4 确定头尾架顶尖中心至床身面的高度 13
3.2.5 确定横进给机构手轮中心的高度 13
3.2.6 确定油压套中心位置 13
3.2.7 确定工作台回转中心位置 13
3.2.8 确定后床身有关的几个尺寸 13
3.2.9 确定最大最小极限位置 14
3.2.10 确定砂轮架横向行程长度 14
3.2.11 确定滑鞍长度 15
3.2.12 确定垫板长度 15
3.3 本章小结 16
第4章 M1432A万能外圆磨床液压系统 17
4.1 设计步骤 17
4.2 液压系统总体布局及其原理 17
4.2.1 工作台往复运动 17
4.2.2 砂轮架快速进退 19
4.2.3 尾架顶尖的液动夹紧 19
4.3 液压系统的工作原理 19
4.3.1 工作台的往复运动 19
4.3.2 砂轮架的快速进退 20
4.3.3 尾架顶尖的液动夹紧 21
4.4 液压系统中的换向机构及其性能 21
4.4.1 采用先导阀 21
4.4.2 选用行程控制式制动 22
4.4.3 使换向阀分段变速移动 22
4.4.4 使先导阀快跳 23
4.5 液压系统的特点 23
4.6 液压系统的计算 24
4.6.1 计算工作台的负载 24
4.6.2 选择油缸的工作压力和确定油泵的供油压力 25
4.6.3 计算工作台油缸直径 25
4.6.4 计算各油缸的流量和油泵流量 26
4.6.5 计算油泵的电动机功率 26
4.6.6 计算油管内径 26
4.6.7 油池的容积计算 27
4.7 本章小结 27
第5章工作台液压操纵箱及液压缸的设计 28
5.1 工作台液压系统的功能 28
5.2 工作台液压系统的工作原理 28
5.3 操纵箱的系统的特点 28
5.4 液压缸的典型结构 29
5.5 液压缸的组成 29
5.6 本章小结 32
结论 33
参考文献 34
致谢 35

毕业设计（论文）任务书
学生姓名姜长志系部机电工程学院专业、班级机械设计制造及其自动化08—12
指导教师姓名张荣沂职称教授从事
专业机械工程是否外聘 □是□否
题目名称 M1432A万能外圆磨床液压系统设计
一、设计（论文）目的、意义
1、设计目的：
　　磨床是金属切削行业的一个重要分支，随着工业的发展，对机械零件的加工精度及表面粗糙度的要求日益提高，磨削加工显得更加重要。尤其在汽车、电力、船舶、冶金、军工、航空航天等行业。为了进一步改进M1432A万能外圆磨床液压系统的工作性能，对M1432A万能外圆磨床的总体布局及磨床液压系统系统进行设计，使其更加安全，平稳，有效地工作。
2、设计意义：
　　由于电子技术、计算机技术与机床技术相结合，强烈要求分析设计内容完善化、目标最优化、使机床加工高速化、并且具有高可靠性和良好的经济效益。因此，研究高质量、高效率、安全可靠的M1432A万能外圆磨床液压系统具有重要的现实意义，完成M1432A万能外圆磨床液压系统设计。优化设备结构，节约设备成本，提高我们的设备设计能力和设计水平。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
1.设计内容：完成M1432A万能外圆磨床总体尺寸布局设计，M1432A万能外圆磨床液压系统设计。
2.技术要求：
设计过程中所需的技术参数有：
工作台负载：2.8kN
工作台行程速度：0.1～0.5m/min
工作台停留时间：0～5s
油泵电动机功率：0.45kW
吸油管： 20 24的油管
压油管； 12 15的油管
1. 设计计算的正确性；
2. 主要构件的结构具有经济性、合理性；
3. 设计的工艺性，装配的可行性，主要装配精度的合理性，主要参数的可检查性；
三、设计（论文）完成后应提交的成果
（一）计算说明部分
设计说明书字数在1.5万字以上（说明书一式一份）。
（二）图纸部分
1、M1432A万能外圆磨床总体尺寸布局图0号一张；
2、M1432A万能外圆磨床液压系统设计图1号一张；
3、M1432A万能外圆磨床工作台液压系统的操纵箱图0号一张；
4、M1432A万能外圆磨床工作台液压缸图1号一张；
5、零件图3-8张。
四、设计（论文）进度安排
2月27日～3月11日查阅资料；
3月12日～3月18日消化资料；
3月19日～4月1日撰写开题报告；
4月2日～4月20日　　方案设计、写说明书草稿；
4月21日～5月5日画草图、写说明书草稿；
5月6日～5月27日　　画CAD图、整理说明书；
5月28日～6月10日打印说明书；
6月11日～6月15日准备答辩。
五、主要参考资料
1. 机械设计手册（第2卷） 2002年版化学工业出版社成大先主编
2．实用机床设计手册辽宁科学技术出版社李洪主编
3．《机械最优设计技术》2002年4月，孟兆明著，化学工业出版社
4．机械精度设计与检测基础哈尔滨工业大学出版社刘品徐晓希
5. 电力拖动基础机械工业出版社彭鸿才主编
6. 金属切削机床概论机械工业出版社贾亚州主编
7. Stetigventile, Regelungssysteme. REXROTH. Elektronik-Komponenten RD00155-1, 1998
六、备注

M1432A万能外圆磨床液压系统设计[4A0]

内容简介：: 本科学生毕业设计能外圆磨床液压系统设计院系名称：机电工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化 08 学生姓名：姜长志指导教师：张荣沂职称：教授黑龙江工程学院二一二年六月毕业设计（论文）任务书学生姓名姜长志系部机电工程学院专业、班级机械设计制造及其自动化 08 12 指导教师姓名张荣沂职称教授从事专业机械工程是否外聘是否题目名称能外圆磨床液压系统设计一、设计（论文）目的、意义 1、设计目的：磨床是金属切削行业的一个重要分支，随着工业的发展，对机械零件的加工精度及表面粗糙度的要求日益提高，磨削加工显得更加重要。尤其在汽车、电力、船舶、冶金、军工、航空航天等行业。为了进一步改进能外圆磨床液压系统的工作性能，对能外圆磨床的总体布局及磨床液压系统系统进行设计，使其更加安全，平稳，有效地工作。 2、设计意义：由于电子技术、计算机技术与机床技术相结合，强烈要求分析设计内容完善化、目标最优化、使机床加工高速化、并且具有高可靠性和良好的经济效益。因此，研究高质量、高效率、安全可靠的能外圆磨床液压系统具有重要的现实意义，完成能外圆磨床液压系统设计。优化设备结构，节约设备成本，提高我们的设备设计能力和设计水平。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）容：完成能外圆磨床总体尺寸布局设计，能外圆磨床液压系统设计。设计过程中所需的技术参数有：工作台负载：作台行程速度：作台停留时间： 0 5s 油泵电动机功率：油管： 20 24 的油管压油管； 12 15 的油管 1. 设计计算的正确性； 2. 主要构件的结构具有经济性、合理性； 3. 设计的工艺性，装配的可行性，主要装配精度的合理性，主要参数的可检查性；三、设计（论文）完成后应提交的成果（一）计算说明部分设计说明书字数在字以上（说明书一式一份）。（二）图纸部分 1、能外圆磨床总体尺寸布局图 0 号一张； 2、能外圆磨床液压系统设计图 1 号一张； 3、能外圆磨床工作台液压系统的操纵箱图 0 号一张； 4、能外圆磨床工作台液压缸图 1 号一张； 5、零件图 3。四、设计（论文）进度安排 2 月 27 日 3 月 11 日查阅资料； 3 月 12 日 3 月 18 日消化资料； 3 月 19 日 4 月 1 日撰写开题报告； 4 月 2 日 4 月 20 日方案设计、写说明书草稿； 4 月 21 日 5 月 5 日画草图、写说明书草稿； 5 月 6 日 5 月 27 日画、整理说明书； 5 月 28 日 6 月 10 日打印说明书； 6 月 11 日 6 月 15 日准备答辩。五、主要参考资料 1. 机械设计手册（第 2 卷） 2002 年版化学工业出版社成大先主编 2实用机床设计手册辽宁科学技术出版社李洪主编 3机械最优设计技术 2002 年 4 月，孟兆明著，化学工业出版社 4机械精度设计与检测基础哈尔滨工业大学出版社刘品徐晓希 5. 电力拖动基础机械工业出版社彭鸿才主编 6. 金属切削机床概论机械工业出版社贾亚州主编 7. 1998 六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日 s 1432A 08012黑龙江工程学院本科生毕业设计毕业设计开题报告题目名称 : 能外圆磨床液压系统设计院系名称 : 机电工程学院专业班级 : 机械设计制造及自动化 08 学生姓名 : 姜长志导师姓名 : 张荣沂开题时间 : 能外圆磨床液压系统设计指导委员会审查意见：签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计在国民经济各部门、人民的日常生活中，使用者各种机器设备、仪器工具，这些机器、机械、仪器设备和工具大部分是由一定的形状和尺寸的金属零件所组成的。生产这些零件并将它们装配成机器、机械、仪器和工具的工业，称为机械制造工业。在机械零件的制造过程中，采用铸造、锻压、焊接、冲压等制造方法，可以获得低精度零件。对于精度要求高、表面粗糙度小的零件，主要依靠切削加工的方法获得，尤其是加工精密零件时，需经过多道工序的切削加工才能完成。因此，机械加工设备是机械制造业的主要加工设备。在一般的机器制造厂中，金属切削机床所负担的加工工作量，余额占总工作量的 40% 60%。金属切削机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。机床是在人类认识和改造自然的过程中产生，又随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展、不断完成的。最原始的机床是木制的，所有运动由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在 18 世纪中叶开始发展起来的。 18 世纪发明了机动刀架，并以蒸汽机为动力，对机床进行驱动或通过多轴对机床进行集群驱动，才形成了现代机床的雏形。 19 世纪至 20 世纪初，随着电动机的问世，电动机取代了蒸汽机，经过了多轴对机床进行集群驱动、单独电动机驱动的封闭齿轮箱的发展过程，才使机床具备了现代的结构形式。上世纪 40 年代，随着高速钢的和硬质合金工具的使用以及液压技术的应用，使机床在传动、机构、控制等方面得到很大的改进，加工精度和生产率得到显著提高。自上世纪 50 年代以来，计算机技术开始应用于机床中，先后出现了数控机床、加工中心柔性制造系统等。计算机集成制造的出现，表明机械制造业正在走向一个新的变革时代。电火花加工、电解加工、超声波加工、电子束加工等各种机械加工设备，表明特种加工设备也有了长足的发展。机床设计是设计人员根据不同使用部门的要求，运用有关的科学技术知识，进行创造性的劳动。随着生产的发展，使用的要求也不断地提高，而科学技术的发展和工艺水平的提高，从而使机床的设计和制造获得了迅速的发展。毕业设计是培养学生设计能力的重要实践环节，通过设计掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养学生分析和解决实际问题的能力，使学生成功的走向工作岗位。我设计的题目为：能外圆磨床液压系统设计，通过本次设计毕业设计对普通机床组成、控制、结构运动、设计加以了解；通过机床设计掌握普通机床设计的基本方法 ,并且对专用机床的设计作进一步了解；通过机床设计培养和锻炼自身的工程素质和工程实践能力。 2、课题研究现状内外数控机床研究现状 20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从 1952 年美国第台数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。黑龙江工程学院本科生毕业设计数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有 10 20 万台，产值上百亿美元。世界制造业在 20 世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。 90 年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从 90 年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从 2000 年至今已接受个月以后的订货合同，生产任务饱满。我国数控机床制造业在 80 年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在 90 年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到 50，库存超过个月。从 1995 年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在 1999 年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从 2000 年月份的上海数控机床展览会和 2001 年月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。数控技术经过 50 年的个阶段和代的发展：第阶段：硬件数控（第代： 1952 年的电子管第代： 1959 年晶体管分离元件第代： 1965 年的小规模集成电路。第阶段：软件数控（第代： 1970 年的小型计算机第代： 1974 年的微处理器第代： 1990 年基于个人（第代的系统优点主要有：（）元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到万小时以上；（ 2）提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如接网卡、声卡、打印机、摄影机等）；（ 3）对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本司，年生产万套以上系统，占世界市场约 40左右，其次是德国的西门子公司约占 15以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲亚，法国的，日本的三菱、安川。展趋势制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，机械制造是制造业的核心。数控技术的应用使得传统的制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国民生计起着越来与重要的作用。当前数控技术及其装备的发展的趋势： 1、高速、精密化 2、可靠性 3、数控机床设计、功能多样化 4、智能化、网络化、柔性化、集成化 5、开放性 6、复合性 7、串行总线计算机数控系统 8、重视新技术标准、规范的建立。械装备设计的方法机械制造装备设计的步骤设计类型而不同。创新设计可分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶段。品规划阶段产品规划阶段的任务是明确设计任务，通常应在市场调查与预测的基础上识别产品需求，进行可行性分析，制定设计任务书。在产品规划阶段将综合运用技术预测、市场学、信息学等理论和方法来解决设计中出现的问题。求分析产品设计是为了满足市场的要求，而市场的需求往往是不具体的，有时是模糊的、黑龙江工程学院本科生毕业设计潜在的，甚至是不可能实现的。需求分析的任务是使这些需求具体化和恰到好处。明确设计任务的要求。需求分析的任务本身就是设计工作的一部分，是设计工作的一部分，是设计工作的开始，而且自始至终指导设计工作的进行。需求分析一般包括对销售市场和原材料市场的分析查研究调查研究包括市场调研、技术调研和社会环境调研三个部分测定性预测和定量预测行性分析制设计任务书案设计阶段 a、对设计任务的抽象 b、建立功能结构 c、寻求原理与求解方法 d、初步设计方案的形成 e、设计方案的评价与赛选术设计阶段 1、确定结构原理方案 2、总体设计 3、结构设计艺设计阶段件图设计在零件图中包含了为制造零件所需的全部信息，这些信息包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度、材料和热处理要求、其他特殊技术要求等。善装配图在绘制零件图时，更加具体地从结构强度、工艺性和标准化等方面进行零件的结构设计，不可避免地要对技术设计阶段提供的装配图做些修改写技术文档解决问题基本内容；能外圆磨床总体尺寸布局设计根据设计过程中所需的技术参数，使主要构件的结构具有经济性，合理性。保证设计的工艺性，装配的可行性，主要装配精度的合理性，主要参数的可检查性。课题将要解决的主要问题体结构布局的设计能外圆磨床主轴部件直接影响工件的精度和表面粗糙度，应具有高的回转精度、刚度、抗振性及耐磨性，是总体布局的关键部分。装在头架主轴上的零件如皮带轮、砂轮压紧盘、砂轮等都应仔细平衡，四根三角皮带的长度也应一致，否则易引起砂轮主轴的振动，直接影响磨削表面的表面粗糙度。压系统的设计液压系统传递比较平稳，而且代价不高。液压系统是由很多元器件组成，元器件的选择要根据液压系统的性能指标进行选择。阀的规格用阀进、出油口的名义通径示，单位为 mm。阀口的实际尺寸不一定完全相同。目前仍在使用的某些按旧标准生产的阀，其性能参数主要有额定压力、额定流量、额定压力损失、最小稳定流量等数值参数。阀类元件的规格应按阀所在的回路的最大工作压力和通过该阀的最大流量从产品样本上选定。选用阀类元件时应考虑其结构形式、特性、压力等级、连接方式、集成方式及操纵方式等。选择压力控制阀时，应考虑压力阀的压力调节范围、流量范围、流量变化范围、所要求的压力灵敏度进和平稳度等。特别是溢流阀的额定流量必须满足液压泵最大流量的要求。选择流量控制阀时，应考虑流量阀的流量调节范围、流量压力特性、最小稳定流量、压力补偿要求或温度补偿要求，对滤油器过滤精度的要求，阀进、出口压差大小及阀内泄漏的大小等。机床设计工作大体的可分为三个步骤：查研究调查研究的内容一般包括有：学习有关机床设计的方针、政策，明确设计要求；到使用单位调查了解所涉及机床所要承担的生产任务和加工工艺，了解使用单位的对机床的要求；到制造单位调查，了解制造厂的设备条件、技术能力和生产经验；收集国内外同类型机床的技术文献和图纸资料，并注意调查它的结构性能、使用和制造情况等，尤其注意了解新技术在同类机床上应用的情况，以及在设计新机床时将要进行那些科学试验。案拟定在调查研究的基础上，通常可拟定出多个方案进行比较分析。每个方案所包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总体布局、主要部件的结构草图、试验结果及技术经济分析等在制定方案时应注意以下几点：处理好使用和制造之间的关系：应首先满足使用要求，其次是尽可能便于制造。注意倾听各方面意见，经过分析比较，去粗取精，最后形成一个比较使用方案。实验是检验真理的唯一标准，设计必须以生产实践和科学实验为依据，凡是未经实践考验的方案，必须经过实验证明可考后采用与设计。继承性和创造性的相结合，尽量采用先进技术，迅速提高生产力。作图设计首先，绘制能外圆磨床总装配图及液压系统传动图。一般应画出机床的总体尺寸参数图，在图中确定各部件的轮廓尺寸和各部件有联系的相关尺寸，同时画出机床的头架装配图，并进行必要的计算。其次，进行液压元器件的选择，绘制液压系统图。明书的撰写黑龙江工程学院本科生毕业设计 4、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明 1.机械设计手册成大先化学工业出版社 2002 2.实用机床设计手册李洪辽宁科学技术出版社 3.机械最优设计技术孟兆明化学工业出版社 4.机械精度设计与检测技术刘品哈尔滨工业大学出版社 5.电力拖动基础彭鸿才机械工业出版社 6.金属切削机床理论贾亚州机械工业出版社 5、毕业论文进程安排 27 日 3 月 11 日查阅资料 2 3 月 12 日 3 月 18 日消化资料 19 日 4 月 1 日撰写开题报告 2 日 4 月 20 日方案设计，写说明书草稿 5 4 月 21 日 5 月 5 日画草图，写说明书草稿 6 5 月 6 日 5 月 27 日画，整理说明书 7 5 月 28 日 6 月 10 日打印说明书 8 6 月 11 日 6 月 15 日准备答辩黑龙江工程学院本科生毕业设计指导教师（签名）：年月日所在院（系）审查意见：负责人签字 (盖公章 ) 毕业设计开题报告题目名称 : 能外圆磨床液压系统设计院系名称 : 机电工程学院黑龙江工程学院本科生毕业设计专业班级 : 机械设计制造及自动化 08 学生姓名 : 姜长志导师姓名 : 张荣沂开题时间 : 指导委员会审查意见：签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘要在全面了解磨床结构、工作原理、液压系统的基础上，论文对磨床总体尺寸进行布局及对液压系统进行设计。万能外圆磨床主要以磨削圆柱形或圆锥形（包括阶梯形）的外圆表面和内孔，成品的尺寸精度可达 1 2 级，表面光洁度可达机床液压系统有着较高、较复杂的要求。用液压系统实现工作台的自动往复运动、砂轮架的快速进退、尾架顶尖的伸缩以及必要的联锁动作。本系统在结构上采用了将开停阀、先导阀、换向阀、节流阀、抖动缸等组合一体的操纵箱。使结构紧凑、管路减短、操纵方便，又便于制造和装配修理。此操纵箱属行程制动换向回路，具有较高的换向位置精度和换向平稳性。而且采用活塞杆固定式双杆液压缸，还对液压系统的回路做了进一步的设计和改进。关键词：磨床；液压缸；万能型外圆磨床；液压系统；操纵箱黑龙江工程学院本科生毕业设计 on on of of is to of of 2of 8So it to of of of of as as be In is of so It it is to is a of it we to of 龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要 . I . 1 章绪论 . 1 题的背景目的及其意义 . 1 景 . 1 的及其意义 . 2 内外磨床研究状况和相关领域中已有的研究成果 . 2 选题的研究设想、研究方法 . 3 期结果和意义 . 5 第 2 章机床总体方案的确定 . 6 体设计 . 6 要技术指标设计 . 6 体方案设计 . 6 体方案综合评价和选择 . 6 体方案的设计修改和优化 . 6 细设计 . 7 床整体综合评价 . 7 章小结 . 7 第 3 章总体尺寸布局设计 . 8 向尺寸关系图的确定与绘制 . 8 定纵向尺寸的基准线 . 8 定砂轮对称中心线位置 . 8 定工作台对称中心线位置 . 9 定上、下工作台长度 . 9 定油压筒用活塞杆的固定形式和长度 . 9 定后床身上面的垫导板导轨尺寸位置 . 10 定横进给丝杆中心位置 . 10 黑龙江工程学院本科生毕业设计定手摇台面机构的手轮中心位置 . 11 定齿条长度及齿轮位置 . 11 向尺寸关系图的确定与绘制 . 11 定横向尺寸的基准线 . 11 定上下工作台厚度和宽度 . 11 定头尾架顶尖中心位置 . 13 定头尾架顶尖中心至床身面的高度 . 13 定横进给机构手轮中心的高度 . 13 定油压套中心位置 . 13 定工作台回转中心位置 . 13 定后床身有关的几个尺寸 . 13 定最大最小极限位置 . 14 定砂轮架横向行程长度 . 14 定滑鞍长度 . 15 定垫板长度 . 15 章小结 . 16 第 4 章能外圆磨床液压系统 . 17 计步骤 . 17 压系统总体布局及其原理 . 17 作台往复运动 . 17 轮架快速进退 . 19 架顶尖的液动夹紧 . 19 压系统的工作原理 . 19 作台的往复运动 . 19 轮架的快速进退 . 20 架顶尖的液动夹紧 . 21 压系统中的换向机构及其性能 . 21 用先导阀 . 21 用行程控制式制动 . 22 换向阀分段变速移动 . 22 先导阀快跳 . 23 压系统的特点 . 23 黑龙江工程学院本科生毕业设计压系统的计算 . 24 算工作台的负载 . 24 择油缸的工作压力和确定油泵的供油压力 . 25 算工作台油缸直径 . 25 算各油缸的流量和油泵流量 . 26 算油泵的电动机功率 . 26 算油管内径 . 26 池的容积计算 . 27 章小结 . 27 第 5 章工作台液压操纵箱及液压缸的设计 . 28 作台液压系统的功能 . 28 作台液压系统的工作原理 . 28 纵箱的系统的特点 . 28 压缸的典型结构 . 29 压缸的组成 . 29 章小结 . 32 结论 . 33 参考文献 . 34 致谢 . 35 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章绪论题的背景、目的及其意义磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。景磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。十八世纪 30 年代，为了适应钟表、自行车、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工，英国、德国和美国分别研制出使用天然磨料砂轮的磨床。这些磨床是在当时现成的机床如车床、刨床等上面加装磨头改制而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动，要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件。 1876 年在巴黎博览会展出的美国布朗首次具有现代磨床基本特征的机械。它的工件头架和尾座安装在往复移动的工作台上，箱形床身提高了机床刚度，并带有内圆磨削附件。 1883 年，这家公司制成磨头装在立柱上、工作台作往复移动的平面磨床。 1900 年前后，人造磨料的发展和液压传动的应用，对磨床的发展有很大的推动作用。随着近代工业特别是汽车工业的发展，各种不同类型的磨床相继问世。例如 20世纪初，先后研制出加工气缸体的行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床和带电磁吸盘的活塞环磨床等。自动测量装置于 1908 年开始应用到磨床上。到了 1920 年前后，无心磨床、双端面磨床、轧辊磨床、导轨磨床，珩磨机和超精加工机床等相继制成使用； 50 年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床； 60 年代末又出现了砂轮线速度达 60 80 米/秒的高速磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床； 70 年代，采用微处理机的数字控制和适应控制等技术在磨床上得到了广泛的应用 1。黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。磨床是各类金属切削机床中品种最多的一类，主要类型有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床等。外圆磨床是使用的最广泛的，能加工各种圆柱形和圆锥形外表面及轴肩端面的磨床。万能外圆磨床还带有内圆磨削附件，可磨削内孔和锥度较大的内、外锥面。不过外圆磨床的自动化程度较低，只适用于中小批单件生产和修配工作。内圆磨床的砂轮主轴转速很高，可磨削圆柱、圆锥形内孔表面。普通内圆磨床仅适于单件、小批生产。自动和半自动内圆磨床除工作循环自动进行外，还可在加工中自动测量，大多用于大批量的生产中。平面磨床的工件一般是夹紧在工作台上，或靠电磁吸力固定在电磁工作台上，然后用砂轮的周边或端面磨削工件平面的磨床；无心磨床通常指无心外圆磨床，即工件不用顶尖或卡盘定心和支承，而以工件被磨削外圆面作定位面，工件位于砂轮和导轮之间，由托板支承，这种磨床的生产效率较高，易于实现自动化，多用在大批量生产中。工具磨床是专门用于工具制造和刀具刃磨的磨床，有万能工具磨床、钻头刃磨床、拉刀刃磨床、工具曲线磨床等，多用于工具制造厂和机械制造厂的工具车间。砂带磨床是以快速运动的砂带作为磨具，工件由输送带支承，效率比其他磨床高数倍，功率消耗仅为其他磨床的几分之一，主要用于加工大尺寸板材、耐热难加工材料和大量生产的平面零件等。专门化磨床是专门磨削某一类零件，如曲轴、凸轮轴、花键轴、导轨、叶片、轴承滚道及齿轮和螺纹等的磨床。除以上几类外，还有珩磨机、研磨机、坐标磨床和钢坯磨床等多种类型。的及意义磨床是金属切削行业的一个重要分支，随着工业的发展，对机械零件的加工精度及表面粗糙度的要求日益提高，磨削加工显得更加重要。尤其在汽车、电力、船舶、冶金、军工、航空航天等行业，国产数控磨床正在发挥着越来越大的作用。内外磨床研究状况和相关领域中已有的研究成果随着生产的发展，社会需求也在发生变化。在机械制造业中，多品种、小批量生产的需求日益增加，因此出现了与之相适应的先进制造系统。机床是核心装备。前期的以说是 “以机床为主的系统 ”设计，即根据现有机床的特黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 点来构成是传统的机床（包括数控机床）设计时并未考虑到它在的应用，因此在功能上制约了发展。发展对机床提出了新的要求，要求机床设计向 “以系统为主的机床设计 ”方向发展，即在机床设计时就要考虑到它如何更好地适应先进制造系统的要求，例如要求具有时、空柔性，与物流的可亲性等等，这就机床设计的方法学提出了新的要求。国产数控磨床正在发挥着越来越大的作用。 “十一五 ”期间，经过调整和整合期后的磨床行业，将会迎来新一轮的发展期。 2003 年和 2004 年两年的磨床市场交易量 (内销、进口、出口量的总和 )为 64756台，其中内销量占进口量为出口量为市场交易额为中内销额占进口额占出口额占从而可知，进口量占磨床市场交易量的而进口额占磨床市场交易额的可见进口磨床的技术档次或附加值远远高出内销磨床。目前汽车制造厂曲轴线上的磨床主要依赖进口，而国产磨床基本供汽车零配件厂使用 5。选题的研究设想、研究方法机床的设计方法是根据其设计类型而定。通用机床采用系列化设计方法。机床是用来完成工件表面加工的，应该具备完成一定工艺范围（包括加工方法、工件类型、加工表面形状、尺寸等）的加工功能，因此，也可以把工艺范围称之为机床的加工功能。对于专用机床，工艺范围较窄，相应的功能也较少。而普通机床，工艺范围较宽，功能较强，特别是多品种，小批量生产需求的增加，要求扩大机床的功能。机床功能的增加，将使机床的结构复杂程度增加，制造难度、制造周期及制造成本增加。对于生产率，就机床本身而言，功能增加，可能会使生产率下降，但就机械制造系统（或工件的制造全过程）而言，机床功能的增加，将会减少工件的装卸次数，减少安装、搬运等辅助时间，会使总的生产率提高。机床的功能主要根据被加工对象的批量来选择。大批量生产用的专用机床的功能设置较少，只要满足特定的工艺范围要求就行了，以获得提高生产率、缩短机床制造周期及降低机床成本等效果。单件小批量生产用的通用机床则应扩大机床的功能。随着多品种小批量生产的发展，对机床的柔性要求越来越高。机床的柔性，是指其适应加工对象变化的能力，包括空间上的柔性和时间上的柔性。所谓空间柔性也就是功能柔性，指的是在同一时期内，机床能够适应多品种小批量的加工，即机床的运黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 动功能和刀具数目多，工艺范围广，一台机床具备有几台机床的功能，因此在空间上布置一台高柔性机床，其作用等于布置了几台机床。所谓时间上的柔性也就是结构柔性，指的是在不同时期，机床各部分重新组合，构成新的机床功能，即通过机床重构，改变其功能，以适应产品更新变化快的要求。又如，有的单件或小批量业线上，经过识别装置对下一个待加工的工件进行识别，根据其加工要求，在作业线上就可自动进行机床功能重构，有些重构几秒钟内即可完成，这就要求机床的功能部件具有快速分离与组合的功能。可亲性就是指机床与物流系统之间进行物料（工件、刀具、切屑等）交接的方便程度。对于单机工作形式的普通机床，是由人进行物料交接的，要求机床的使用、操作、清理、维护方便。对于自动化柔性制造系统，机床与物流系统（如输送线）是自动进行物料交接的，要求机床结构形式开放性好，物料交接方便。机床的刚度将影响机床的加工精度和生产率，因此机床应有足够的刚度。刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。为保证能加工出一定精度的工件，作为工作母机的机床必须具有更高的精度要求。机床精度分为机床本身的精度，即空载条件下的精度（包括几何精度、运动精度、传动精度、定位精度等）和工作精度（加工精度）。噪声损坏人的听觉器官和生理功能，是一种环境污染。设计和制造过程中要设法降低噪声。和自动化机床的生产率用单位时间内机床所能加工的工件数量来表示。机床的切削效率越高，辅助时间越短，则它的生产率越高。对用户而言，使用高效率的机床，可以降低工件的加工成本，机床的自动化程度越高，则它的生产率越高，加工精度的稳定性越好，越容易适应自动化制造系统的要求。成本概念贯穿在产品的整个生命周期内，包括设计、制造、包装、运输、使用维护和报废处理等的费用，是衡量产品市场竞争力的重要指标，应在尽可能保证机床性能要求的前提下，提高其性能价格比。黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 为了快速响应市场需求变化，生产周期（包括设计和制造）是衡量产品市场竞争力的重要指标，应尽可能缩短机床的生产周期。这就要求机床设计应尽可能采用现代设计方法，如块化设计等。应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内，完成规定的加工功能时，无故障运行的概率要高。机床的外观造型与色彩，要求简洁明快、美观大方、宜人性好。应根据机床功能、结构、工艺及操作控制等特点，按照人机工程学的要求进行设计 6。期结果和意义压系统最终实现，能在 4m/间无级调速，工作台换向平稳，起动制动迅速，换向精度高。缩短辅助时间，砂轮架具有快速进退动作，为避免惯性冲击，控制砂轮架快速进退的液压缸设置有缓冲装置。架顶尖的伸缩采用液压传动。切入磨削或加工工件略大于砂轮宽度时，为了提高生产率和改善表面粗糙度，工作台可作短距离 (1 3频繁往复运动 (100 150 次 / (1)工作台的液动与手动联锁，以免液动时带动手轮旋转引起工伤事故。 (2)砂轮架快速前进时，可保证尾架顶尖不后退，以免加工时工件脱落。 (3)磨内孔时，为使砂轮不后退，传动系统中设置有与砂轮架快速后退联锁的机构，以免撞坏工件或砂轮。 (4)砂轮架快进时，头架带动工件转动，冷却泵启动；砂轮架快速后退时，头架与冷却泵电机停转。从而使万能外圆磨床更加稳定的工作。黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 第 2 章机床总体方案的确定体设计要技术指标设计主要技术指标设计是后续设计的前提和依据。设计任务的来源不同，如工厂的规划产品，或根据机床系列型谱进行设计的产品，或用户订货等，具体的要求不同，但所要进行的内容大致相同。主要技术指标包括：即机床的工艺范围，包括加工对象的材料、质量、形状及尺寸等。包括加工对象的种类、批量、及所要求的生产率。加工对象所要求的精度（用户订货设计）或机床的精度、刚度、热变形、噪声等性能指标。即确定机床的加工空间和主参数。机床的驱动方式有电动机驱动和液压驱动方式。电机驱动方式中又有普通电机驱动、步进电机驱动和伺服电机驱动。驱动方式的确定不仅与机床的成本有关，还将直接影响运动方式的确定。无论是订货还是工厂规划产品，都应确定成本及生产周期方面的指标。体方案设计总体方案设计包括：能外圆磨床总体尺寸关系，包括纵向尺寸关系 (正视图 )，横向尺寸关系图 (侧视图 )，和顶视图。能外圆磨床液压系统，包括工作台液压系统，砂轮架液压系统 ,尾架液压系统。将开停阀、先导阀、换向阀、节流阀、抖动缸等组合一体的操纵箱。体方案综合评价和选择在总体方案设计阶段，对其各种方案进行综合评价，从中选择较好的方案。体方案的设计修改和优化对所选择的方案进行进一步的修改或优化，确定最终方案。上述设计内容，在设计过程中要交叉进行。黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 细设计包括确定结构原理方案、装配图设计、分析计算或优化。包括零件图设计、商品化设计、编制技术文档等。床整体综合评价上述步骤可反复进行，直到达到技术结果满意为止。在设计过程中，设计和评价反复进行，可以提高一次设计成功率。章小结本章介绍了机床以及液压系统的总体设计方案，进行了主要技术指标的设计、总体方案综合评价、机床整体综合评价。根据任务书中的要求，做出自己的设计方案和理念。黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 第 3 章总体尺寸布局设计向尺寸关系图的确定与绘制定纵向尺寸的基准线画出床身对称中心线（ OO），它是纵向尺寸的基准线（图齿条向尺寸图定砂轮对称中心线位置1所以砂轮对称中心线位置偏于床身对称中心线的右侧，其偏离值根据头、尾架纵向尺寸的大小而定。为避免头架伸出床身太多，考虑头架处磨内孔时要安放夹具，尾架处磨长工件时要砂轮修整器，故只取 1 4 3 0 3 1 5 1 1 5l L L 尾头定1 105l 中：头架纵向尺寸；黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 尾架纵向尺寸。由图 1 ()2a o b o L L L 尾顶尖头得 2 1 ( ) 4 7 92l a o L L L L 尾头顶尖头中：头、尾架最大顶尖距而 0 . 0 7 5 1 0 0 0 7 5 1 0 7 5L L L 顶尖中： L 最大磨削长度 L =1000 定工作台对称中心线位置通常工作台对称中心线放在床身对称中心线同一位置（图定上、下工作台长度上工作台长度应考虑除了能容纳头、尾架最大顶尖距和头、尾架长度外，其二端需有畅流的水槽和压板的弧形边。按经验推荐，后者一般为前者 1/10 左右。上工作台长度 0 . 1 ( )L L L L L L L 尾尾上台顶尖头顶尖头1 8 2 0 1 8 2 2 0 0 2 取 2000L 上台样在确定下工作台长度（ L 下台）时，需考虑上、下工作台间压板及二头装导轨防护罩的位置，故定 0 . 0 5 0 . 1 5L L L下台上台上台 =2195 确定油压筒用活塞杆的固定形式和长度确定工作台最大行程作行程顶尖故定 1100L 工作行程此能确定油压筒长度 L L L油压筒工作行程活塞1185 中：活塞长度，定为 85 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 确定活塞杆的固定在床身上，即活塞杆固定，如图（ 45L 左盖： 4 1 1 8 1 2 0 5 . 52l L L L 工作行程活塞盖 4 1205l 中：油压筒端盖厚度。这样床身的长度（以初步确定： 42 2 2 8 5 6L l L 床支架 2900L 床中：活塞杆支架长度。定后床身上面的垫导板导轨尺寸位置从砂轮对称中心线引出后床身垫板 V 开导轨中心线位置5l，再根据已确定的砂轮架垫板导轨参数 l 中心，绘制 l 5 的大小决定于下列二个因素。在可能情况下， l 5尽可能取小些，避免主轴悬伸过长，这对提高砂轮主轴刚性有利，查文献 2得： 5 3 11 1 2 3 02l B B = 5 0 2 5 5 7 = 1 3 2 0 . 3 0 . 4 l5 中心符合 l 的要求式中：3BV 形导轨中心线到垫板侧面的距离，通常 : 311 (1 2 3 02 )75 1 2 5 02=50 轮

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