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台式钻床的改造和设计【5张图/15800字】【优秀机械毕业设计论文】

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台式钻床的改造和设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

A1-装配图.dwg

A3-控制柜门.dwg

A3-液压系统图.dwg

A3-电路原理图.dwg

A3-立柱.dwg

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关键词：: 台式钻床改造以及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。42页，15800字。
申报表一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。

图纸共5张，如下所示
A1-装配图.dwg
A3-控制柜门.dwg
A3-液压系统图.dwg
A3-电路原理图.dwg
A3-立柱.dwg

摘要
本文主要介绍了台式钻床的改造和设计，通过导入液压进给系统和PLC控制系统将台式钻床改造为自动钻床，并可通过PLC实现自动控制。该钻床在钻削过程中可以用液压油缸来实现自动进给和快速退回；主运动可以由液压马达来实现。本设计采用设计方法有：传统的设计方法与现代研究方法相结合；计算机辅助设计；模块化设计等。液压台钻设计的主要特点：
1、考虑到液压台式钻床的使用环境及工况特点，从结构紧凑、加工及制造简单、使用和维护安全方便、经济性好等方面着手，将总设计分为液压系统、电气控制系统和机械传动系统三大模块来进行；在整体布局上分为上装和下装两大部分。
2、为了减少布局空间，将台钻下装部分设计成箱体控制柜的形式，底座油箱置于下层，上层为液压及电气集成控制区，将驱动电机用联接法兰联成一体，将所有的液压控制阀集成安装在一个大的阀块体上，大大减小了台钻的整体布局。
3、本设计在可以实现在钻孔加工时的自动进给和快退；钻孔深度半自动控制及速度显示装置，在很大程度上减轻了劳动强度，提高生产效率。
4、由于液压传动技术和电气控制技术的诸多特点，在元件的选择、设计上突显其优越性，大大降低了生产成本。
关键词: 模块化设计;联接法兰;集成控制

Abstract
This thesis mainly illustrates the improving and design of Bench-type drilling machine. The drill press can be move forward automatically and downward fleetly by the hydraulic oil jar. Hydraulic motor can achieve the central locomotion. The first mean of my graduation design integrate the traditional design and modern design commutatively, the second is CAD, and the third is the design of modularity, and so on. The characteristic of the design of the hydraulic pressure drill shows as follows:
1.Considering the working characteristic of the hydraulic pressure drill press, I take measures at the aspects of the compact configuration ,making simple, using conveniently、 maintenance safely and economic. I divide it into three module .They are hydraulic pressure system, electrical control system and machine drive system. Seeing form the whole layout, I divide it into upside chest and base chest.
2. For reducing the room, I design the base chest into the form of the control tank. The pedestal oil box located the under layer, the super stratum is the integration control area of the hydraulic pressure and electrical control. Join the drive electromotor with the hydraulic pressure pump by the link flange .All the hydraulic pressure control clique install on the assemble piece. It will reduce the collectivity area.
3. The design can realize downwards and forward movement automatically and fleetly. Bore deepness semiautomatic control equipment, velocity display device reduce the worker’s laboring intensity, increase productivity consumedly.
4. Because of the characteristics of the hydraulic pressure system and electrical control system, they display the advantage of the selection of the element and whole design, and reduce the produce cost consumedly.

Key words: the design of module; link flange; integration control

目录
摘要
Abstract
第1章引言
1.1.1金属切削机床国内现状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3
1.1.2液压传动技术在金属切削机床中的应用与发展┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3
1.1.3钻削机床┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8
1.2.1本毕业设计的研究意义和内容安排┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈9
1.2.2设计研究的意义┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈9
1.2.3本论文的内容安排┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈10
第2章液压台式钻床设计
2.1整体方案的设计与选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11
2.2液压传动系统的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13
2.2.1液压传动系统的设计要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13
2.2.2分析液压系统的工况┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13
2.2.3液压油缸(实现上下进给进动)的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14
2.2.4液压马达(实现主轴的旋转)的设计与选用┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17
2.2.5拟定液压系统的原理图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20
2.2.6液压油泵的设计及液压元件的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20
2.2.7液压系统性能的验算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24
2.2.8液压系统工作介质的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24
2.3电气控制系统的设计 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
2.3.1电气控制系统的设计要求 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
2.3.2电气控制系统的设计 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈26
2.3.3选择电气元件 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27
2.3.4制定电气元件明细表 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈29
第3章机械传动部分的设计 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈29
3.1底座油箱及工作台的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈29
3.2 立柱组件的设计 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈31
3.3 悬臂组件的设计 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈32
3.4 进给油缸组件的设计 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈34
3.5 液压马达及钻夹头组件设计 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈35
3.6 钻孔深度控制装置的设计 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈36
3.7钻床主轴转速的显示装置的设计 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈37
总结 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈39
参考文献 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈41
致谢┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈42

题目来源、教师准备情况、主要培养学生哪些能力
1）、意义
液压传动技术是一门新兴的技术，是研究以有压液体为能源介质实现各种机械的传动与控制的学科。由于液压传动技术相对于电气传动、机械传动具有单位功率的重量轻、结构尺寸小、反应速度快及大范围内能实现无级调速且高速性好等特点，它的发展非常迅速，现已广泛应用于机械制造、电子、工程机械、交通运输、军事器械、冶金、宇宙航天、海洋开发等新的技术领域。
由于液压传动技术的诸多突出特点，液压技术应用于机电产品制造行业已非常广泛，液压设备在制造行业中占据着相当重要的位置，若将液压技术与传统的钻削设备相结合，将大大减轻钻削机床的重量，减小其结构尺寸，而且能实现无级变速和传递较大的功率。因此，将液压技术应用于钻床设备中对机械加工制造行业和国民经济的发展有着重要的意义。

2）、本毕业设计课题是设计一台液压台式钻床，其结构紧凑、体积小、使用和维护方便安全可靠，能实现自动进给和快退，同时有钻孔深度半自动控制装置，大大减轻了劳动强度，提高了劳动效率。
毕业设计过程使我们能将大学四年所学的知识综合运用起来，较全面地了解液压传动技术和台式钻床的知识，为以后走上社会能够解决更多的实际问题。

题目内容及要求
主要内容：
设计一台液压台式钻床，从该机床的主运动和进给运动均采用液压的方式来考虑其设计，设计的重点是液压传动与控制系统、电气系统和机械传动系统设计，要求完成方案设计和整体设计，完成设计说明书，完成总装图和主要零部件的工作图以及相关技术文件。
1）、台钻整体结构的布局的选择和设计计算；
2）、液压系统的设计（液压系统图设计、电动机选择、液压泵和液压马达的选择、液压缸的设计、各种阀类的选择）
3）、底座油箱、工作台、立柱及悬臂组件的设计、
4）、钻床总装配图一张，液压系统图一张、绘制所有零件图（Auto CAD），设计说明书打印。

台式钻床的改造和设计

内容简介：: 台式钻床的改造和设计目前，我国中、小型企业的产品质量和生产效率都需要有一个新的提高但是加工手段却远远不能满足需要许多中小型企业都结合自己的实际对设备的技术状态进行改进，通过强化自身以求自我发展安装上多轴箱就会成为多轴的钻床，改造成多轴钻床后，能大大地缩短加工时间，提高生产效率。多轴加工应用：据统计，一般在车间中普通机床的平均切削时间很少超过全部工作时间的 15%。其余时间是看图、装卸工件、调换刀具、操作机床、测量以及清除铁屑等等。使用数控机床虽然能提高 85%，但购置费用大。某些情况下，即使生产率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通机床低。故必须更多地缩短加工时间。不同的加工方法有不同的特点，就钻削加工而言，多轴加工是一种通过少量投资来提高生产率的有效措施。多轴加工优势：虽然不可调式多轴头在自动线中早有应用，但只局限于大批量生产。即使采用可调式多轴头扩大了使用范围，仍然远不能满足批量小、孔型复杂的要求。尤其随着工业的发展，大型复杂的多轴加工更是引人注目。例如原子能发电站中大型冷凝器水冷壁管板有 15000 个 20 孔，若以摇臂钻床加工，单单钻孔与锪沉头孔就要时，另外 1 还要划线工时时。但若以数控八轴落地钻床加工，钻锪孔只要时，划线也简单，只要时。因此，利用数控控制的二个坐标轴，使刀具正确地对准加工位置，结合多轴加工不但可以扩大加工范围，而且在提高精度的基础上还能大大地提高工效，迅速地制造出原来不易加工的零件。有人分析大型高速柴油机 30 种箱形与杆形零件的 2000多个钻孔操作中，有 40%可以在自动更换主轴箱机床中用二轴、三轴或四轴多轴头加工，平均可减少 20%的加工时间。 1975 年法国巴黎机床展览会也反映了多轴加工的使用愈来愈多这一趋势。多轴加工的设备：多轴加工是在一次进给中同时加工许多孔或同时在许多相同或不同工件上各加工一个孔。这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。它可以采用以下一些设备进行加工：立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴钻床、多轴组合机床心及自动更换主轴箱机床。甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。现在就这方面的现状作一简介。多轴头：从传动方式来说主要有齿轮传动与万向联轴节传动二种。这是大家所熟悉的。前者效率较高，结构简单，后者易于调整轴距。从结构来说有不可调式与可调式二种。前者轮辐六轴专用钻床 2 轴距不能改变，多采用齿轮传动，仅适用于大批量生产。为了扩大其赞许适应性，发展了可调式多轴头，在一定范围内可调整轴距。它主要装在有万向 1）万向轴式也有二种 :具有对准装置的主轴。主轴装在可调支架中，而可调支架能在壳体的 T 形槽中移动，并能在对准的位置以螺栓固定。（ 2）具有公差的圆柱形主轴套。主轴套固定在与式件孔型相同的模板中。前一种适用于批量小且孔组是规则分布的工件（如孔组分布在不同直径的圆周上）。后一种适用于批量较大式中小批量的轮番生产中，刚性较好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。多轴头可以装在立钻式摇臂钻床上，按钻床本身所具有的各种功能进行工作。这种多轴加工方法，由于钻孔效率、加工范围及精度的关系，使用范围有限。多轴箱：也象多轴头那样作为标准部件生产。美国司标准齿轮箱、多轴箱等设计的不可调式多轴箱。有 32 种规格，加工面积从 300 300 毫米到 600 1050 毫米，工作轴达 60 根，动力达瓦。厂生产的可调多轴箱调整方便，只要先把齿轮调整到接近孔型的位置，然后把与它联接的可调轴移动到正确的位置。因此，这种结构只要改变模板，就能在一定范围内容易地改变孔型，并且可以达到比普通多轴箱更小的孔距。根据成组加工原理使用多轴箱或多轴头的组合机床很适用 3 于大中批量生产。为了在加工中获得良好的效果，必需考虑以下数点：（ 1）工件装夹简单，有足够的冷却液冲走铁屑。（ 2）夹具刚性好，加工时不形变，分度定位正确。（ 3）使用二组刀具的可能性，以便一组使用，另一组刃磨与调整，从而缩短换刀停机时间。（ 4）使用优质刀具，监视刀具是否变钝，钻头要机磨。（ 5）尺寸超差时能立即发现。多轴钻床：这是一种能满足多轴加工要求的钻床。诸如导向、功率、进给、转速与加工范围等。巴黎展览会中展出的多轴钻床多具液压进给。其整个工作循坏如快进、工进与清除铁屑等都是自动进行。值得注意的是，多数具有单独的变速机构，这样可以适应某一组孔中不同孔径的加工需要。动更换主轴箱机床为了中小批量生产合理化的需要，最近几年发展了自动更换主轴箱组合机床。 (1) 自动更换主轴机床自动更换主轴机床顶部是回转式主轴箱库，挂有多个不可调主轴箱。纵横配线盘予先编好工作程序，使相应的主轴箱进入加工工位，定位紧并与动力联接，然后装有工件的工作台转动到主轴箱下面，向上移动进行加工。当变更加工对象时，只要调换悬挂的主轴箱，就能适应不同孔型与不同工序的需要。 (2) 多轴转塔机床轮辐六轴专用钻床 4 转塔上装置多个不可调或万向联轴节主轴箱，转塔能自动转位，并对夹紧在回转工作台的工件作进给运动。通过工作台回转，可以加工工件的多个面。因为转塔不宜过大，故它的工位数一般不超过 4 6 个。且主轴箱也不宜过大。当加工对象的工序较多、尺寸较大时，就不如自动更换主轴箱机床合适，但它的结构简单。 (3) 自动更换主轴箱组合机床它由自动线或组合机床中的标准部件组成。不可调多轴箱与动力箱按置在水平底座上，主轴箱库转动时整个装置紧固在进给系统的溜板上。主轴箱库转动与进给动作都按标准子程序工作。换主轴箱时间为几秒钟。工件夹紧于液压分度回转工作台，以便加工工件的各个面。好果回转工作台配以卸料装置，就能合流水生产自动化。在可变生产系统中采用这种装置，并配以相应的控制器可以获得完整的加工系统。 (4) 数控八轴落地钻床大型冷凝器的水冷壁管板的孔多达 15000 个，它与支撑板联接在一起加工。孔径为 20 毫米，孔深 180 毫米。采用具有内冷却管道的麻花钻， 5 7 巴压力的冷却液可直接进入切削区，有利于排屑。钻尖磨成 90供自动定心。它比普通麻花钻耐用，且进给量大。为了缩短加工时间，以 8 轴数控落地加工。 5 多轴加工趋势：多轴加工生产效率高，投资少，生产准备周期短，产品改型时设备损失少。而且随着我国数控技术的发展，多轴加工的范围一定会愈来愈广，加工效率也会不断提高。生产任务：在一批铸铁连接件上有同一个面上有多个孔加工。在普通立式钻床上进行孔加工，通常是一个孔一个孔的钻削，生产效率低，用非标设备，即组合机床加工，生产效率高，但设备投资大。但把一批普通立式普通单轴钻床改造为立式多轴钻床，改造后的多轴钻床，可以同时完成多个孔的钻、扩、铰、等工序。 of t s in a is 辐六轴专用钻床 6 of In to a of a we of to in in in 5% of is so NC 5%, of In if of is be to is a to 7 of it is in to of is to is In as is in 5000 20 if is 42.5 51.1 if NC as 71.6 is as .9 of of so of on of 辐六轴专用钻床 8 to of 0 of of ,000 40% be of or be 0% of 975 is in a a of or in of or of a on or in NC is to of It be or 9 of be to by or of NC of a of or of or in to a is of is is is to is is to in to to a in a It is in a (1) of a on in an in in (2) 轮辐六轴专用钻床 10 a of of of to of of as in to a of of is a a be on to of of of As as as a s 32 of 00mm 00up 0, up 2.5 11 to as as be to to as as be to a of to of of or a of is to In to to to (1) is (2) (3) of a to of (4) of to to (5) be is a 辐六轴专用钻床 12 to of as at of as It is of so to In to of in of of (1) of at is a to of so to 13 as as (2) to or to in to be a of be so it is of is it (3) of It of or a of by in to in 辐六轴专用钻床 14 is on of a so by we In by a (4) 8NC as 5,000, 0 80 a 5-7 is to a 90 a of To NC in 15 is a of s of be A of In of on a a is of is in of to 轮辐六轴专用钻床 16 编号本科生毕业设计台式钻床的改造和设计生姓名袁贺晓专业机械电子工程学号 0952244 指导教师张广杰学院机电工程学院二一三年六月 = 论文题目台式钻床的改造和设计作者姓名袁贺晓所属院、专业、年级机电工程学院指导教师姓名、职称张广杰预计字数开题日期选题的根据： 1）说明本选题的理论、实际意义 2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解 1）、意义液压传动技术是一门新兴的技术，是研究以有压液体为能源介质实现各种机械的传动与控制的学科。由于液压传动技术相对于电气传动、机械传动具有单位功率的重量轻、结构尺寸小、反应速度快及大范围内能实现无级调速且高速性好等特点，它的发展非常迅速，现已广泛应用于机械制造、电子、工程机械、交通运输、军事器械、冶金、宇宙航天、海洋开发等新的技术领域。由于液压传动技术的诸多突出特点，液压技术应用于机电产品制造行业已非常广泛，液压设备在制造行业中占据着相当重要的位置，若将液压技术与传统的钻削设备相结合，将大大减轻钻削机床的重量，减小其结构尺寸，而且能实现无级变速和传递较大的功率。因此，将液压技术应用于钻床设备中对机械加工制造行业和国民经济的发展有着重要的意义。 2）、本毕业设计课题是设计一台液压台式钻床，其结构紧凑、体积小、使用和维护方便安全可靠，能实现自动进给和快退，同时有钻孔深度半自动控制装置，大大减轻了劳动强度，提高了劳动效率。毕业设计过程使我们能将大学四年所学的知识综合运用起来，较全面地了解液压传动技术和台式钻床的知识，为以后走上社会能够解决更多的实际问题。主要内容：设计一台液压台式钻床，从该机床的主运动和进给运动均采用液压的方式来考虑其设计，设计的重点是液压传动与控制系统、电气系统和机械传动系统设计，要求完成方案设计和整体设计，完成设计说明书，完成总装图和主要零部件的工作图以及相关技术文件。 1）、台钻整体结构的布局的选择和设计计算； 2）、液压系统的设计（液压系统图设计、电动机选择、液压泵和液压马达的选择、液压缸的设计、各种阀类的选择） 3）、底座油箱、工作台、立柱及悬臂组件的设计、 4）、钻床总装配图一张，液压系统图一张、绘制所有零件图（设计说明书打印。研究方法： 1、通过收集资料、查阅相关文献、参考国内外对液压技术应用于机床设备的研究，根据设计任务书选择合理设计方案。 2、综合所学的理论基础知识，通过图书馆书籍和网上资料完成对该型台钻液压系统和机械部分的计算和设计。 3、采用逆推的方式从末端向前端一步一步进行分析和计算，并结合传统设计方法与现代研究方法相结合。 4、利用应用软件完成装配图，零件图及液压系统图的绘制。 5、通过向老师请教、与同学交流、并结合现有的台钻的技术资料的方法。完成期限和采取的主要措施：第一周、收集资料、查找相关文献。第二周、确实设计方案，做好开题报告。第三周至第五周、查找资料、计算、完成总体设计。第六周至第七周、通过老师指导，对设计进行修改。第八周、整理内容，完成设计图纸。第九周、答辩主要参考资料： 1王懋瑶 . 液压传动与控制教程 M 天津大学出版社 ,1999. 2徐灏 . 机械设计手册第二版第五卷 M机械工业出版社 ,2000. 3张维纪 . 金属切削原理及刀具 M浙江大学出版社 ,2002. 4齐占庆 . 机床电气控制技术第三版 M机械工业出版社 ,1999. 5戴曙 . 金属切削机床 M 机械工业出版社 ,2005. 6濮良贵机械设计第七版 M高等教育出版社 ,2004. 7大连理工大学工程画教研室 M. 北京 :高等教育出版社 ,2002. 8北京科技大学，东北大学工程力学 M北京：高等教育出版社， 1997: 2587, 1509吴常德北京：机械工业出版社， 2002. 10周士昌 70 例 M 机械工业出版社 ,2002. 外文翻译本设计是一台液压台式钻床，该钻床在钻削过程中可以用液压油缸来实现自动进给和快速退回；主运动可以由液压马达来实现。本设计采用设计方法有：传统的设计方法与现代研究方法相结合；计算机辅助设计；模块化设计等。液压台钻设计的主要特点： 1、考虑到液压台式钻床的使用环境及工况特点，从结构紧凑、加工及制造简单、使用和维护安全方便、经济性好等方面着手，将总设计分为液压系统、电气控制系统和机械传动系统三大模块来进行；在整体布局上分为上装和下装两大部分。 2、为了减少布局空间，将台钻下装部分设计成箱体控制柜的形式，底座油箱置于下层，上层为液压及电气集成控制区，将驱动电机用联接法兰联成一体，将所有的液压控制阀集成安装在一个大的阀块体上，大大减小了台钻的整体布局。 3、本设计在可以实现在钻孔加工时的自动进给和快退；钻孔深度半自动控制及速度显示装置，在很大程度上减轻了劳动强度，提高生产效率。 4、由于液压传动技术和电气控制技术的诸多特点，在元件的选择、设计上突显其优越性，大大降低了生产成本。主要介绍了台式钻床的改造和设计，通过导入液压进给系统和制系统将台式钻床改造为自动钻床，并可通过现自动控制。设计过程按照机床的一般设计步骤先进行总体方案的确定，然后再分别对进给系统、传动系统和控制系统进行具体设计。设计的目标在于通过导入液压进给系统和制系统，改造后的钻床能实现自动化连续生产、改善产品的加工质量、提高劳动生产效率；降低工作人员劳动强度和工作量；钻床系统能够工作平稳，满足工作要求；经济因素合理。设计的重点在于进给系统液压缸的设计和制系统的设计。进给液压缸系统的设计主要包括液压缸结构设计和控制油路的设计；制系统设计主要是根据工作要求和控制需要，选择电气元件和编写控制程序来实现对自动钻床的控制。改造后的钻床，能实现自动化控制，是典型的机电一体化产品。外文 My is a be by of my is of so of of as of I at of I it I it 2. I of is of by on It 3. s 4. of of of of We to by LC be We by in of as By LC of of of of is of of LC of of LC is to to of be It is a 题目名称台式钻床的改造和设计题目类别设计类题目性质结合实际专业机械电子工程参加本题目学生人数论文类虚拟题目题目来源、教师准备情况、主要培养学生哪些能力 1）、意义液压传动技术是一门新兴的技术，是研究以有压液体为能源介质实现各种机械的传动与控制的学科。由于液压传动技术相对于电气传动、机械传动具有单位功率的重量轻、结构尺寸小、反应速度快及大范围内能实现无级调速且高速性好等特点，它的发展非常迅速，现已广泛应用于机械制造、电子、工程机械、交通运输、军事器械、冶金、宇宙航天、海洋开发等新的技术领域。由于液压传动技术的诸多突出特点，液压技术应用于机电产品制造行业已非常广泛，液压设备在制造行业中占据着相当重要的位置，若将液压技术与传统的钻削设备相结合，将大大减轻钻削机床的重量，减小其结构尺寸，而且能实现无级变速和传递较大的功率。因此，将液压技术应用于钻床设备中对机械加工制造行业和国民经济的发展有着重要的意义。 2）、本毕业设计课题是设计一台液压台式钻床，其结构紧凑、体积小、使用和维护方便安全可靠，能实现自动进给和快退，同时有钻孔深度半自动控制装置，大大减轻了劳动强度，提高了劳动效率。毕业设计过程使我们能将大学四年所学的知识综合运用起来，较全面地了解液压传动技术和台式钻床的知识，为以后走上社会能够解决更多的实际问题。题目内容及要求主要内容：设计一台液压台式钻床，从该机床的主运动和进给运动均采用液压的方式来考虑其设计，设计的重点是液压传动与控制系统、电气系统和机械传动系统设计，要求完成方案设计和整体设计，完成设计说明书，完成总装图和主要零部件的工作图以及相关技术文件。 1）、台钻整体结构的布局的选择和设计计算； 2）、液压系统的设计（液压系统图设计、电动机选择、液压泵和液压马达的选择、液压缸的设计、各种阀类的选择） 3）、底座油箱、工作台、立柱及悬臂组件的设计、 4）、钻床总装配图一张，液压系统图一张、绘制所有零件图（设计说明书打印。实践环节安排实习长春第一机床厂实验金工实习基地计算机应用计算机绘图 30 学时中、外文参考资料： 1王懋瑶 . 液压传动与控制教程 M 天津 : 天津大学出版社 1999. 2徐灏 . 机械设计手册第二版第五卷 M 北京 :机械工业出版社 2000. 3张维纪金属切削原理及刀具 M 浙江 :浙江大学出版社 2002. 4齐占庆机床电气控制技术第三版 M 北京 :机械工业出版社 1999. 5戴曙金属切削机床 M 北京 : 机械工业出版社 2005. 6濮良贵机械设计第七版 M 北京 :高等教育出版社 2004. 7大连理工大学工程画教研室 M 北京 :高等教育出版社 2002. 8北京科技大学，东北大学工程力学 M 北京：高等教育出版社 1997: 2587,1509吴常德 . 计算机绘图实例导航北京：机械工业出版社 2002. 10周士昌 70 例 M 北京 : 机械工业出版社 2002. 11 王忠发机械设计 M. 北京 :北京理工大学出版社 1998 二 113 一 136 12 郑铭等低压电器选用及维修手册 M 机械工业出版社 1995 教研室主任审批签字分院院长审批签字注：题目类别和题目性质请用符号填在相应栏内。外文翻译本设计是一台液压台式钻床，该钻床在钻削过程中可以用液压油缸来实现自动进给和快速退回；主运动可以由液压马达来实现。本设计采用设计方法有：传统的设计方法与现代研究方法相结合；计算机辅助设计；模块化设计等。液压台钻设计的主要特点： 1、考虑到液压台式钻床的使用环境及工况特点，从结构紧凑、加工及制造简单、使用和维护安全方便、经济性好等方面着手，将总设计分为液压系统、电气控制系统和机械传动系统三大模块来进行；在整体布局上分为上装和下装两大部分。 2、为了减少布局空间，将台钻下装部分设计成箱体控制柜的形式，底座油箱置于下层，上层为液压及电气集成控制区，将驱动电机用联接法兰联成一体，将所有的液压控制阀集成安装在一个大的阀块体上，大大减小了台钻的整体布局。 3、本设计在可以实现在钻孔加工时的自动进给和快退；钻孔深度半自动控制及速度显示装置，在很大程度上减轻了劳动强度，提高生产效率。 4、由于液压传动技术和电气控制技术的诸多特点，在元件的选择、设计上突显其优越性，大大降低了生产成本。主要介绍了台式钻床的改造和设计，通过导入液压进给系统和制系统将台式钻床改造为自动钻床，并可通过现自动控制。设计过程按照机床的一般设计步骤先进行总体方案的确定，然后再分别对进给系统、传动系统和控制系统进行具体设计。设计的目标在于通过导入液压进给系统和制系统，改造后的钻床能实现自动化连续生产、改善产品的加工质量、提高劳动生产效率；降低工作人员劳动强度和工作量；钻床系统能够工作平稳，满足工作要求；经济因素合理。设计的重点在于进给系统液压缸的设计和制系统的设计。进给液压缸系统的设计主要包括液压缸结构设计和控制油路的设计；制系统设计主要是根据工作要求和控制需要，选择电气元件和编写控制程序来实现对自动钻床的控制。改造后的钻床，能实现自动化控制，是典型的机电一体化产品。外文 My is a be by of my is of so of of as of I at of I it I it 2. I of is of by on It 3. s 4. of of of of We to by LC be We by in of as By LC of of of of is of of LC of of LC is to to of be It is a 1 长春理工大学光电信息学院毕业设计（论文）登记表分院机电工程分院专业机械电子工程班级 09523 学生姓名袁贺晓指导教师张广杰设计（论文）起止日期 2013 年 3 月 2 6 月 21 教研室主任题目名称（包括主要技术参数）及要求台式钻床的改造和设计 1）、液压传动技术是一门新兴的技术，是研究以有压液体为能源介质实现各种机械的传动与控制的学科。由于液压传动技术相对于电气传动、机械传动具有单位功率的重量轻、结构尺寸小、反应速度快及大范围内能实现无级调速且高速性好等特点，它的发展非常迅速，现已广泛应用于机械制造、电子、工程机械、交通运输、军事器械、冶金、宇宙航天、海洋开发等新的技术领域。由于液压传动技术的诸多突出特点，液压技术应用于机电产品制造行业已非常广泛，液压设备在制造行业中占据着相当重要的位置，若将液压技术与传统的钻削设备相结合，将大大减轻钻削机床的重量，减小其结构尺寸，而且能实现无级变速和传递较大的功率。因此，将液压技术应用于钻床设备中对机械加工制造行业和国民经济的发展有着重要的意义。 2）、本毕业设计课题是设计一台液压台式钻床，其结构紧凑、体积小、使用和维护方便安全可靠，能实现自动进给和快退，同时有钻孔深度半自动控制装置，大大减轻了劳动强度，提高了劳动效率。毕业设计过程使我们能将大学四年所学的知识综合运用起来，较全面地了解液压传动技术和台式钻床的知识，为以后走上社会能够解决更多的实际问题。论文开题报告（设计方案论证）液压传动技术是一门新兴的技术，是研究以有压液体为能源介质实现各种机械的传动与控制的学科。由于液压传动技术相对于电气传动、机械传动具有单位功率的重量轻、结构尺寸小、反应速度快及大范围内能实现无级调速且高速性好等特点，它的发展非常迅速，现已广泛应用于机械制造、电子、工程机械、交通运输、军事器械、冶金、宇宙航天、海洋开发等新的技术领域。由于液压传动技术的诸多突出特点，液压技术应用于机电产品制造行业已非常广泛，液压设备在制造行业中占据着相当重要的位置，若将液压技术与传统的钻削设备相结合，将大大减轻钻削机床的重量，减小其结构尺寸，而且能实现无级变速和传递较大的功率。因此，将液压技术应用于钻床设备中对机械加工制造行业和国民经济的发展有着重要的意义。设计一台液压台式钻床，从该机床的主运动和进给运动均采用液压的方式来考虑其设计，设计的重点是液压传动与控制系统、电气系统和机械传动系统设计，要求完成方案设计和整体设计，完成设计说明书，完成总装图和主要零部件的工作图以及相关技术文件。 1）、台钻整体结构的布局的选择和设计计算； 2）、液压系统的设计（液压系统图设计、电动机选择、液压泵和液压马达的选择、液压缸的设计、各种阀类的选择） 3）、底座油箱、工作台、立柱及悬臂组件的设计、 4）、钻床总装配图一张，液压系统图一张、绘制所有零件图（设计说明书打印。 2 1王懋瑶 . 液压传动与控制教程 M 天津 : 天津大学出版社 1999. 2徐灏 . 机械设计手册第二版第五卷 M 北京 :机械工业出版社 2000. 3张维纪金属切削原理及刀具 M 浙江 :浙江大学出版社 2002. 4齐占庆机床电气控制技术第三版 M 北京 :机械工业出版社 1999. 5戴曙金属切削机床 M 北京 : 机械工业出版社 2005. 6濮良贵机械设计第七版 M 北京 :高等教育出版社 2004. 7大连理工大学工程画教研室 M 北京 :高等教育出版社 2002. 8北京科技大学，东北大学工程力学 M 北京：高等教育出版社 1997: 2587,. 9吴常德 . 计算机绘图实例导航北京：机械工业出版社 2002. 10周士昌 70 例 M 北京 : 机械工业出版社 2002. 11 王忠发机械设计 M. 北京 :北京理工大学出版社 1998二 113一 136 12 郑铭等低压电器选用及维修手册 M 机械工业出版社 1995 4 拟采取的研究路线 ,：设计了一种集可编程控制器，机械，光电，气动为一体的机电一体化半自动产品。本产品主要面向广大的发展中国家的 V 带生产厂家，将现代技术与丰富的人力资源有机结合，在不降低检测精度的前提下，尽量采用成熟技术、标准控制设备等，以实现“组装化”设计，达到高可靠性，易于安装、调试、操作、维修等目的 ,本产品以为核心控制部件，适应性广、工作可靠。（ 5）进度安排： 3 月 2 日 3 月 15 日查阅文件，书籍材料。 3 月 16 日 3 月 29 日翻译英文材料。 3 月 30 日 4 月 26 日写课题论文，写初稿。 4 月 27 日 5 月 17 日完善论文，定稿。 5 月 18 日 6 月 7 日绘制设计草图、打印。 6 月 8 日 6 月 21 日整理，熟悉文件。 3 记事：指导教师审阅意见：年月日 1 摘要本文主要介绍了台式钻床的改造和设计，通过导入液压进给系统和制系统将台式钻床改造为自动钻床，并可通过现自动控制。该钻床在钻削过程中可以用液压油缸来实现自动进给和快速退回；主运动可以由液压马达来实现。本设计采用设计方法有：传统的设计方法与现代研究方法相结合；计算机辅助设计；模块化设计等。液压台钻设计的主要特点： 1、考虑到液压台式钻床的使用环境及工况特点，从结构紧凑、加工及制造简单、使用和维护安全方便、经济性好等方面着手，将总设计分为液压系统、电气控制系统和机械传动系统三大模块来进行；在整体布局上分为上装和下装两大部分。 2、为了减少布局空间，将台钻下装部分设计成箱体控制柜的形式，底座油箱置于下层，上层为液压及电气集成控制区，将驱动电机用联接法兰联成一体，将所有的液压控制阀集成安装在一个大的阀块体上，大大减小了台钻的整体布局。 3、本设计在可以实现在钻孔加工时的自动进给和快退；钻孔深度半自动控制及速度显示装置，在很大程度上减轻了劳动强度，提高生产效率。 4、由于液压传动技术和电气控制技术的诸多特点，在元件的选择、设计上突显其优越性，大大降低了生产成本。关键词 : 模块化设计 ;联接法兰 ;集成控制 2 be by of my is of so of of as of I at of I it I it 2. I of is of by on It 3. s 4. of of of of of 3 目录摘要 1 章引言属切削机床国内现状 3 压传动技术在金属切削机床中的应用与发展 3 削机床 8 毕业设计的研究意义和内容安排 9 计研究的意义 9 论文的内容安排 10 第 2 章液压台式钻床设计体方案的设计与选择 11 压传动系统的设计 13 压传动系统的设计要求 13 析液压系统的工况 13 压油缸 (实现上下进给进动 )的设计 14 压马达 (实现主轴的旋转 )的设计与选用 17 定液压系统的原理图 20 压油泵的设计及液压元件的选择 20 压系统性能的验算 24 压系统工作介质的选择 24 气控制系统的设计 25 气控制系统的设计要求 25 气控制系统的设计 26 择电气元件 27 定电气元件明细表 29第 3 章机械传动部分的设计 29 座油箱及工作台的设计 29 柱组件的设计 31 臂组件的设计 32 给油缸组件的设计 34 压马达及钻夹头组件设计 35 孔深度控制装置的设计 36 4 床主轴转速的显示装置的设计 37 总结 39 参考文献 41 致谢 42 5 第 1 章引言状（ 1）金属切削机床在国民经济中的地位金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以有“工作母机”之称。在现代机械制造工业中，加工机器零件的方法多种多样，如铸造、锻造、焊接、切削加工和各种加工等。切削加工是将金属毛坯加工成具有较高精度的形状、尺寸和较高表面质量零件的主要加工方法。在加工精密零件时，目前主要还是依靠切削加工来达到所需的加工精度和表面质量。因此，金属切削机床是机器零件的主要设备。它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的 40% 60%。所以机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。机床“母机”的属性决定了它在国民经济中的重要地位。机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术与优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，是国民经济各各部门赖经发民的基础。可见，金属切削机床在民工经济现代化建设中起着重大的作用。（ 2）金属切削机床的发展金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。最原始的机床是依靠双手的往复运动，在工件上钻孔。最初的加工对象是木料。为加工回转体，出现了依靠人力使工件往回转的原始车床。在原始加工阶段，人既是提供机床的动力，又是操纵者。当加工对象由木材逐步过渡到金属时，车圆、钻孔等都要求增 6 大动力。于是就逐渐出现了水力、风力、和畜力等驱动的机床。随着生产发展的需要， 1516 世纪出现了铣床和磨床。到 18 世纪，出现了刨床。18 世纪末，蒸汽机的出现，提供了新型巨大的能源，使生产技术发生了革命性的变化，加工过程出现专业分工，出现了各类型的机床。 19 世纪末，机床已采用了天轴能很低。 20 世纪以来齿轮变速箱的出现并在机床上得到普遍应用，使机床技术有了迅速的发展。机械发展的这个阶段，机床的动力已由自然力代替了人力，工业革命以来，人只需操纵机床，生产力已不受人的体力的限制。近年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等到的发展并应用于机床领域，登机床的发展进入了一个新时代。人只需规定电脑的工作程序，由电脑去操作机床。自动化、精密化、高效化和多样化成为这一时代机床发展的特征，用以满足社会生产多种多样越来越高的需求，推动社会生产力的不断向前发展。新技术的发展和客观需求的多样化，决定了机床必须多品种；技术的加速更新和产品更新换代的加快，使机床主要面对多品种的中小批生产。因此现代机床不仅要保证加工精度、效率和高度自动化，还必须有一定的灵活性，使之能够很方便地适应加工任务的改变。提高机床的精密度不仅只是现代机床技术发展的基础，也是当前发燕尾服某些新、高技术产品的迫切需要。 19501980 年的 30 年间，普通机械加工的精度已达到了 5密加工精度提高了近两个数量级，而超精密加式则已进入了纳米时代。不断提高劳动生产率和自动化程度是机床发展的基本方向。近年来， 7 数控机床已成为机床发展的主流。数控机床无需人工操作，而是靠数控程序完成加工循环。因此调整方便，适应灵活多样的产品，使得中小批生产自动化成为可能。同时，数控机床在防护罩封闭的条件下自动加工，不用怕切屑飞溅在操作者身上。可用大流量切削液喷射冷却，从而实现高速切削，充分发挥刀具的切削性能。工序集中，一次装夹完成尽可能多的工序，这对于重大型及形状复杂的零件的加工非常有利。屏幕模拟，即在加工前先输出加工程序，在荧光屏上模拟每一道工序，检查合格后再加工，这样可以避免编程错误和操作者在操作过程中因个人情绪所带来的影响。显然，机床发展到数控化阶段，不公机床的动力无需人力，而且机床的操作也由机器完成了。人的工作只是编制加工程序和调整刀具等到，为机床的自动加工准备好条件，然后则由电脑控制机床自动完成加工过程。 80 年代是数控机床、数控系统大发展的时代。到 80年代末，全世界数控机床在加工设备中所占的比例明显提高。例如，美国通用电器公司，数控机床已占 70%；从 1982 年起，日本的机床工业产值连年独占鳌头，数控机床产量连续多年处于世界的首位。在机床数控化过程中，机械部件的成本在机床系统中的比重不断下降，电子硬件与软件的比重不断上升。到 90 年代，机械部分成本下降为30%，而电子硬件和软件的成本却上升为 70%。随着计算机技术的迅速发展， 32 位微处理器的出现，开辟了机床数控技术革命性发展的新时代。它显著提高了数控机床的速度、加工精度以及功能。我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的。在半封建半殖民地的中国，基本上没有机床制造工业。直至解放前夕，全国只有少数几个机 8 械修配厂生产结构简单的少量机床。 1949 年机床年产量仅 1500 多台，解放后 40 多年来，我国机床工业获得了高速发展。目前我国已形成了布局比较合理、比较完整的机床工业体系。机床的产量不断上升，机床产品除满足国内建设的需要以外，而且有一部分已远销国外。我国已制定了完整的机床系列型谱。生产工艺的机床品种也日趋齐全。现在已经具备了成套装备现代化工厂的能力。目前我国已能生产从小型仪表机床到重型机床的各种机床，也能生产出各种精密的、高度自动化的以及高效率的机床和自动线。我国机床的性能也在逐步提高，有些机床已接近世界先进水平。我国的数控技术也有了新的发展，目前我国已能生产 100多种数控机床，并研制出六轴五联动的数控系统，可用于更加复杂型面的加工。我国的机床工业已经取得了很大的成就，但与世界先进水平相比，还有较大的差距。我国的机床大部分高精度和超精密机床的性能还不能满足要求，精度保持性也不理想，特别是高效自动化和数控化机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。到 1990 年底，我国数控机床的产量仅是全部机床产量的产值数控化率仅为而同期日本机床产值数控化率为80%，德国为我国数控机床基本上是中等规格的车床、铣床和加工中心等。精密、大型、重型、或小型数控机床，还远远不能满足需要。在技术水平和性能方面的差距了很明显。国外已做到 1519 轴联动，分辨率达我国目前只能到 56 轴联动，分辨率为别是先进数控系统的开发和研制还需作进一步的努力。液压传动与控制技术的应用、发展和特点 9 液压传动与控制是以液体作为介质来实现种机械量的输出的。它是一门新的学科，虽然发展历史不长，但发展的速度非常快。从 1795 年制成了第一台压力机起，液压技术进入了工程领域； 1906 年开通应用于国防战备武器。从上个世纪 60 年代起，由于原子能、空间技术、大型船舰及电子技术的发展，不断地对液压技术提出了新的要求，从民用到国防，由一般的传动到精确度很高的控制系纺，液压传动控制技术具有许多突出的优点，近些年来被广泛应用于机械制造、电子、工程机械、交通运输、军事器械、冶金、石油化工、航空、航海、轻工、农机等各个方面，也被应用于宇宙航行、海洋开发、核能建设等新的技术领域中。与机械传动、电力传动等方式相比，液压传动具有如下诸多优点： 1) 单位功率的重量轻、结构尺寸小。因此，飞机上的操舵装置、起落架、炮塔瞄准系统、导弹发射系统与控制均采用液压。 2) 反应速度快。因此，液压传动与控制可在高速状态下启动、制动和换向。 3) 大范围内实现无级调速，而且调速性能好。 4) 能传递较大的力或转矩。 5) 易于实现功率放大。即以微小的信号输入而得到较大的功率输出。 6) 操纵、控制调节比较方便、省力，晚实现自动化。尤其与机械、电气控制结合起来，能实现复杂的顺序动力和远程控制。 7) 液压系统易于实现过载保护。由于用油作为传动介质，帮能自动润滑，元件使用寿命较长。 8) 液压元件已标准化，系列化、通用化，便于设计和选用。而且液压 10 元件的布置更换方便，成本较低。当然，液压传动也存在一些不足： 1) 液压传动装置以液体作为传动介质，无法避免泄漏。 2) 液压传动装置由于在能量转换过程中存在着机械摩擦损失、压力损失和泄漏损失等，不宜作远距离传输。 3) 液压传动装置对油温比较敏感，不易在低温和高温条件下工作。 4) 液压元件制造精度要求高，使用维护要求严；而且液压传动装置在出现故障时不易追查原因，不易迅速排除。钻削机床钻削机床又称为钻床，是孔加工用机床，主要用来加工外形较复杂，没有对称回转轴线的工件上的孔，如箱体、机架等零件上的各种孔。在钻床上加工时，不件不动，刀具作旋转主动力，同时沿轴向移动，作进给运动。钻床可完成钻孔、扩孔、铰孔、刮平面以及攻螺纹等工作。钻床可分为台钻、立式钻床、摇臂钻和深孔钻等本毕业设计的研究意义和内容安排意义液压传动技术是一门新兴的技术，是研究以有压液体为能源介质实现各种机械的传动与控制的学科。由于液压传动技术相对于电气传动、机械传动具有单位功率的重量轻、结构尺寸小、反应速度快及大范围内能实现无级调速且高速性好等特点，它的发展非常迅速，现已广泛应用于机械制造、电子、工程机械、交通运输、军事器械、冶 11 金、宇宙航天、海洋开发等新的技术领域。由于液压传动技术的诸多突出特点，液压技术应用于机电产品制造行业已非常广泛，液压设备在制造行业中占据着相当重要的位置，若将液压技术与传统的钻削设备相结合，将大大减轻钻削机床的重量，减小其结构尺寸，而且能实现无级变速和传递较大的功率。因此，将液压技术应用于钻床设备中对机械加工制造行业和国民经济的发展有着重要的意义。本设计是一台液压台式钻床，是一种以传统台式钻床为基础，并结合现代液压传动与控制技术、电气控制技术为一体的钻削加工设备，考虑其结构的紧凑性、制造加工简单、使用维护安全方便、经济性好等，在方案设计时采用模块化设计，将整个设计分为液压传动与控制系统、电气控制系统及机械传动系统三大模块来进行。由于液压传动技术的诸多特点，使得液压台钻与传统台钻相比有结构紧凑、运动平稳、安全可靠，而且可以频繁换向等优越性，同时，在元件的选择和设计上由于液压元件已标准化、通用化和系列化，大大简化了设计过程。整个设计过程从开始到完成持续了两个多月，这次设计让我对大学四年的学习、工作和生活来了一次总结，在设计过程中，我结合在中联重科的工作经历，让我在将理论知识与实践的结合过程中又上了一个新台阶，让我较全面地了解液压传动技术和台式钻床的知识，为以后走上社会能够解决更多的实际问题。 12 第 2 章液压台式钻床设计整体方案的设计与选择、拟定设计方案由传统台式钻床可以得出两种待选方案： 1、分析两种选择方案 A 两执行元件（进给油缸、主运动马达）由一个动力源（液压泵）驱动，油箱、电机、泵及控制阀类组合在一起置于底座箱内，工作台和立柱置于底座箱上，悬臂可以绕立柱在 360 度范围内旋转，同时悬臂在上下推进螺旋副的作用下可以沿立柱上下移动。液压泵由电动机驱动输出液压油，液压油分两路，一路输送给液压油缸，从而实现钻削时的上下进给运动；一路送给液压马达，以实现钻削时的主轴旋转运动。设计原理图如下： 13 2压台式钻床结构原理图 B 两执行元件（进给油缸和液压马达）由一个动力源（液压马达）分两路驱动，立柱和油缸做成一体，活塞杆与悬臂做成一体，电动机、液压泵、油箱采用外置的液压站式，其设计原理图如下示： 14 2压台式钻床结构原理图 1、放油塞 2、油箱 3、工作台 4、回油管 5、进给油缸安装座 6、进给油缸 7、钻夹头 8、液压马达 9、悬臂 10、输油软管 11、活塞杆 12、注油空气塞 13、电动机 14、滤油器 15 隔板从以下三个方面考虑： A 结构的紧凑性台式钻床应力求体积小，重量轻、结构紧凑， a 方案明显比 b 方案结构布局要紧凑，而且其结构简单。 B 工作环境方面台钻常置于加工场所，铁屑、灰尘较多， a 方案将电动机、液压元件等置于控制柜中，这样大大减少铁屑等对其影响，较 C 实用性台式钻床属于轻、小功率机床，采用一泵驱动控制两执行元件较 b 方案 15 实用，而且大了布局空间。综合以上分析，本毕业设计采用第一种方案。液压传动系统的设计确定液压系统工作要求本设计的要求用电动机来驱动液压泵，泵输出的压力油经两路分别驱动进给液压油缸和主运动液压马达。主轴的最大行程为 100作进给量在 20进退时 00mm/动换向时间为大钻孔直径为析液压系统的工况为了分析液压系统的工作情况，下面先以一种传统台钻的工况为参考背景，采用逆向反推的方法来设计。例：一传统台钻的最大钻孔直径为动电动机的转速为4801500r/数为 5 级，主轴最大行程为 100工作进给出快速进给为 500mm/动换向时间为动比为 . 我们先以上例的相关参数来计算其主轴在钻削削力 1、由 T=9550.P/d: 550 80= 值取削力最大，电动机转速取小值，由 i=n1/ 钻床主轴此时的转矩 d/ 16 2、力计算：由公式 M=2P+z ：由于横刃上切削力产生的扭矩较小，可以忽略不计，上式中：2P=, ( 周力成消耗主要功率的扭矩向力 ,此处取经验值 50N. 综合上述计算，初步确定液压台钻的圆周力轴向力 50N。实现上下进给运动 )的设计计算前先设悬置于油缸活塞杆下端的液压马达及主轴组件的净重为10 G=100N，下面以钻削 45 号钢材料为例来估算油缸在进行工进时的总的机械载荷 F 工： F 工 = 惯 +F 封 +F 回上式中： 50N； F 惯为活塞上的惯性力， F 惯 =（ G/g） ( v/ t)=( (F 封为密封阻力，由公式（ 11 F 封 = P 摩 N), 式中的 P 摩选油缸工作压力 P= (式中的 : 在此处取调速阀最小稳定流量为 25/ 处取 20mm/I 从以上可知 5/2=算说能满足最小稳定速度要求。 B、计算油缸工作时的压力、流量和功率 18 考虑到本毕业设计的为液压台式钻床，属于轻、小功率机床设备。所以从经济、实用的角度来考虑其工作状况：起动（ 1）计算工作压力根据有关资料，系统的背压在工进时背压取快速时背压由活塞杆下端的重力 G 引起，由公式计算得出：工作进给时 P=F/ 2/ 101010 1 106 =速退回时 P=F/106 2= 2）计算液压缸的输入流量根据工进时 V 工 s, 快退时 V 快 s 由公式计算得出：工作进给时 Q= V 工 10速退回时 Q= V 快 10(3) 计算液压缸的输入功率工作进给时 P 工进 =P Q = 1000 W 快速退回时 P 快退 =P Q = 1000 以上计算结果列于下表： 19 表作阶段工作压力 (输入流量 (L/输入功率 (W) 工作进给快速退回液压马达 (实现主轴的旋转 )的设计与选用本设计 (液压台式钻床 )的主运动 (钻削运动 ,主轴的旋转 )拟用液压马达来实现，液压马达是一种将液体压力能转换成机械能（旋转运动）的能量转换装置，即输入具有一定压力的压力油，输出转矩 M 和角速度 w 连续回转运动。液压马达种类较多，下面我先来简单介绍一下几种常用的液压马达： a、齿轮马达齿轮马达结构简单、制造容易、成本低、体积小、重量轻、工作可靠，但负载转矩不大，速度平稳性要求不高，噪声限制不严，常用于钻床及通风设备。 b、叶片马达转速较高，扭矩较小，动作灵敏，常用于磨床回转工作台，机床操纵机构。 c、柱塞马达负载大，有变速要求，负载转矩较小，低速平稳性要求高。适应于起重机铰车、铲车等。从前面设计要求和计算中知，在钻削时转矩 =处采用液压马达来实现，即 T 马 =面我们来计算液压马达的 20 排量 q 和所需的流量 Q 马。（ 1）、计算液压马达所需的排量 q q=2 T 马 106/( p 上式中：口压力差，此值属未定值，根据工况要求，初步估算为 p= 般情况下为处取可得： q=2 T 马 p = 106/( 106 =15 (ml/r) （ 2）计算压马达所需的流量 Q 马按液压马达在工作中的最大转速来计算其所需的最大流量 Q 马马 q 000 (l/上式中： q （ ml/r） ( 此值属未定值，一般，钻床的转速在 290处取 500r/故 Q 马 15 1500 /1000 =22.5(l/由于液压台式钻床属于轻、小功率机床设备，出于要求设计实用、经济性好及生产制造的方便性，现初步拟定选齿轮液压马达，再根据上述计算的参数，现选择齿轮液压马达。由于本设计中液压马达在输出转矩的同时还需承受轴向进给载荷，所以在安装使用前还须对其结构作适当的改制，具体的改制内容将在装配图中体现。相关技术参数如下表示： 21 表磁铁动作表型号排量（ ml/r) 压力（转速（额定最低输出转矩 /量 /5 16 2800 500 号 A B S dd d D 1 L 0 109 0 6 L1 a H b z a W 4 3 36 44 m:2 30 7 作进给 + + 快速退回 + +/- 紧急卸荷 + 电磁铁动作 22 定液压系统的原理图 2液压系统工作原理图 11. 压力继电器 16. 二位二通电磁换向阀压油泵的选用及及液压元件的选择（ 1）、确定液压泵的实际工作压力 pB p 工 + p 总上式中： p 工于液压马达和进给油缸为并联方式，所以在此取大值，即： p 工 = p 总 p 沿 + p 局之和，由于两执行元件的进口油路均设有调速阀，故 p 总可以估算为（处取 p 总 = 因此，液压泵的实际工作压力 p 工 + p 总 = 。 23 （ 2）、确定液压泵的流量 K 式中： K 压油缸和液压马达）进油量均为最大时， Q 快退 + Q 马 l/代入上式： K l/按压力为流量为 l/同时考虑到液压台钻的实用性、经济性等要求，可选择 0 型齿轮泵。 0 型齿轮泵的相关技术参数如下表示：表号公称排量 (ml/r) 压力（额定最大转速（ r/额定最大容积效率（ %）外形尺寸（（长 x宽重量（ 0 16 8 12 2500 3000 90 128 2 B 2 0 105 85 86 68 140 114 59 122 44 32.5 b W D d1 d2 e 0 16 5 32 6 3 8 20 3.5 3）液压泵驱动电机的选择考虑到齿轮式液压泵为定量泵，故先求出最大工进、快速退回时所需的功率，按最大所需功率选取电动机功率。尺寸型号尺寸型号 24 A 、最大工进时所需的功率，由下式得： Q 马 / (6 10000000 n) 上式中： Q 马 22.5 l/故： 1000000 (6 10000000 B 、快速退回时所需的功率，由下式得： P 退回 = Q 马 / (6 10000000 n) ， Q 马 22.5 l/般情况下，在主轴快退时，液压马达可以停转，即 Q 马 0，但在计算电机功率时，应该考虑在主轴快退时，液压马达继续运转。故： P 退回 =1000000 (6 10000000 综上所分析和计算可以查电动机的产品样本，选择三相异步电动机，其额定功率为 W,满载转速为 2840r/ （ 4）液压控制元件的选择 25 控制元件的规格应该根据系统最高工作压力和通过该阀的最大流量，在标准元件的产品样本中选取。 1)方向阀进给油路按 P=Q=取三位四通电磁换向阀；液压马达控制油路按 P=Q=取 2)单向阀，按 P=Q=取 S 型管式直通单向阀 3)调速阀，在进给油路，按 P= Q=取 2 在液压马达控制油路按 P= Q=22.5/取25L。 3)压力继电器，按液压系统设计的要求，工作进给时，力继电器将动作；当液压马达的进油口压力超过力继电器将动作。本设计中选取按工作压力选压力继电器。 4) 溢流阀，一般将压力调至流量为 26l/选溢流阀。 5）滤油器，取 6）压力表，液压油缸进油口处压力表选压马达进油口处压力表。 7）液位计，由于液压台钻比较简单，从经济实用的角度考虑，选择（ 5）油管及其他辅助装置的选择 1、查径、臂厚、连接螺纹及推荐流量表 26 （或计算）。在液压泵之后按流量 l/表取通径为 10泵之前稍粗一些，选 12余油管取通径为 8 2、确定油箱的容量一般取泵流量的 3，由于液压台钻属于轻、小功率设备，所以这里取 3 倍，其有效容积： V = 3 x Q 泵 = 3 x 7L 压系统性能的验算由于该液压系统较简单，此项验算从略；加之属于小功率设备，且为间歇式工作方式，所以不必进

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