机械毕业设计---回转工作台设计.doc

昆 明 学 院 2012 届毕业设计（论文）设计（论文）题目 专用钻床设计 子课题题目 回转工作台设计 姓 名 王发云 学 号 20080410126 所 属 系 自动控制欲机械工程系 专业年级 08机械设计制造及其自动化5班 指导教师 苏永旭 年 月摘要21世纪的世界制造业正在进行着一场深刻的战略性重组，美国、欧洲和日本等制造业发达国家在努力保持本国高新技术垄断地位的同时，正以降低生产成本和提高市场竞争力为最终目标，在全球范围内进行着新一轮制造业资源的优化配置和制造机械装备的革新。在工业生产中，在普通立式钻床上进行多孔加工时，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，也是一种很不错的选择。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。但是组合机床设备投资大。如果把普通话立式单轴钻床改造成立式多轴钻床，再将其工作台改造成旋转工作台，它能对工件进行多刀、多面、多工位同时加工，就可以同时完成多个孔的钻削，实现一次装夹，多工位加工，达到产品图样的设计要求。这样的改造将使得生产效率高，投资少，生产准备周期短，产品质量稳定，劳动强度低，产品改型时设备损失小。关键词：组合机床、多孔加工、多工位加工、旋转工作台目录第一章 设计任务书及要求第二章 总体设计 2.1机械运动方案设计 2.2机械总体结构设计第三章 回转工作台设计 3.1回转工作台概述 3.2回转工作台方案设计 3.2.1齿轮传动设计3.2.2传动轴的设计第四章 液压系统的设计 4.1液压传动回路的设计 4.2液压缸的选择 4.3进给油缸的选择参考文献致谢第一章 设计任务书及要求专用机床由于其专用性在我国得到广泛应用，在专用机床上可以完成特定形状工件的加工。而近年来发展的专用机床由于加入设计了多轴箱、回转工作台等，使得其柔性化、自动化程度更高。可多工位对工件进行加工而受到制造企业的亲睐。被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等各个生产部门中，在国民经济中占有较重要的地位。一、 设计任务如下图所示：对图示零件的15H7孔加工，在四个工位上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作的专用加工设备。机床的执行机构有两个：一是装有工件的回转工作台的间歇转动；二是装有三把专用刀具的主轴箱的往复移动（刀具的转动由专用电机驱动）。设计该专用机床的四工位回转工作台，要求转位及控制准确、定位可靠，并保证加工零件的精度要求。2、设计要求1）主要部件不易损坏、轴有一定刚度；2）机械传动平稳，支撑部件有足够刚度，无明显震动；3）机床生产率能达每小时30件以上合格产品；4）外观造型新颖，尺寸比例得当；5）工业生产水平达到国家规定标准；6）结构简单，减轻自重，减少制造成本；7）便于拆卸，维修。3、设计关键1 选择合适的主轴及主轴箱、合适的夹具和工作台的液压转动装置。2 设计适合中型工厂生产的零部件。3 必须保证产品的精度和经济性。4、设计规范性1 零部件尽量采用标准件。2 技术参数符合优先数系。第二章 总体设计2.1机械运动方案设计如下图所示，此机床的自动工作循环：如下：（1）卸工件装工件 刀具复位自锁销脱开回转 台旋转、缓冲回转台 反靠回转台夹紧 刀具起动、快进 刀具工进及终端 延时停留。（2）装有四个工位的回转工作台的转动；装有专用电机驱动的刀架上的三把专用刀具的主轴箱的移动；（3）刀具以最大速度接近工件，然后均匀钻孔，扩孔和铰孔，最后退刀快速返回，刀具退出后，回转工作台旋转90度，完成一个工作循环。（4）回转工作台设计示意图工位：第一工位：钻孔 第二工位：扩孔 第三工位：铰孔 第四工位：装卸要确保刀具与工件接触时卡盘不动，刀具退出工件到下次接触工件前完成卡盘旋转动作。几个动作必须协调一致，并按照一定规律运动。2.2机械总体结构设计随着人类生活的物质要求不断提高和人类社会的不断发展，越来越复杂的零件被设计运动到各个领域。所以对加工它们的机床提出了更高的要求。液压式回转工作台实现工件的多工位加工，满足工件的加工要求。2.2.1、回转工作台的设计参数及工作原理在液压式回转工作台总体设计关键是要确定工作台的参数，回转工作台最主要的参数为工作台尺寸等，根据确定的零件的典型零件进行选择。工作台尺寸是回转工作台的主参数，主要取决于典型零件的外廓尺寸、装夹方式等。应选比典型零件稍大一些的工作台，以便留出安装夹具所需的空间，还应考虑工作台的承载能力，承载能力不足时应考虑加大工作台尺寸，以提高承载能力。回转工作台的设计参数包括：回转工作台台面尺寸、工作台总高度、工作台承重、进给速度、回转速度范围、快速回转速度、电机功率、回转台分度精度及测量系统等。转台的内部机械传动机构，有台面、台座、蜗轮、蜗杆、定位元件及手轮等相关元件组成。其中，传动机构的关键部件就是蜗轮与蜗杆，蜗杆在台座的一侧有预留的孔道，安装时直接旋入即可，蜗轮一般与台面采用螺栓连接，而且之间不能又相互运动。注意在装配蜗轮蜗杆机构时，首先应该安放蜗轮与台面的连接体，再旋入蜗杆。假设当使用电机驱动时，电机轴每转动40 转，蜗轮轴转动1 转，即蜗杆蜗轮副的传动比为40：1。如果使用手柄，手柄转40 圈，分度主轴转过一圈。因此分度手柄转一圈，主轴转：360o/40=9。于是就知道手柄的转数n 与工作台的旋转角度 的关系式：工作台转角以“度”为单位是：n=/9转；工作台转角以“分”为单位是：n=/（960）转；工作台转角以“秒”为单位是：n=/（96060）转。2.2.2、设计的回转工作台组成部分回转盘、工作台体、定位机构、夹紧装置和自锁装置回转工作台的工作循环为：转位时, 抬起回转盘, 然后回转盘正转（ 顺时针）, 在反靠前进入慢转,反靠时, 回转盘反向转动, 使定位钠紧靠定位失和定位块座, 以实现反靠定位。然后夹紧回转盘, 回转油缸的活塞退回原位, 就完成一个转位的循环。工作台定位： 花盘上的定位销压下浮动定位块后，花盘反转（反靠），由定位销及浮动定位块的侧面靠紧定位。定位后，浮动定位块触动其后部的微动开关，发出已定位信号。工作台自锁：油缸内弹簧顶起自锁销,将定位销靠紧在浮动定位块上。油缸通压力油、压下自锁销、解除自锁。液压传动装置： 1）、油缸左（或右）腔进油 齿条移动 齿轮转动端齿离合器（合上时） 输出轴。2）、打开端齿离合器，使油缸复位，为下次转动作准备考虑到回转工作台的分度和定位。回转工作台的分度和定位有液压和机械两种传动方式，大型回转工作台的转盘直径有800、900、1000、1120、1250、1400毫米六种规格，工位数为2、3、4、5、6、8、10、12八种，小型回转工作台的转盘直径有500、600、700、800毫米四种规格，工位数为3、4、5、6、8、9、10、12八种。 由零件图可知，工件总长：145 、宽：70 、选择28的面作为基准面装夹，为尽量保证装夹后夹具和工件不要超过回转工作台尺寸。所以此次设计的回转工作台尺寸宜选用900规格。根据所加工零件的尺寸确定的工作台相关参数如下：表21 液压式回转工作台相关参数中心高430mm中心套孔直径30mm工作台台面直径900mm主轴连接尺寸494mmT型槽宽度22mm分度角度90使用压力2.5MPa使用流体液压油分度方向顺时针最大载重量3000kg分度精度0.2重复精度0.2mm执行机构主要有旋转卡盘和带钻头的移动刀架两部分。两个运动在工作过程中要保持相当精度的协调。因此，要进行进刀机构设计、卡盘旋转机构设计和减速机构设计。而进刀机构设计归根结底主要就是圆柱凸轮轮廓线的设计，卡盘的设计主要是间歇机构的设计。执行过程中要满足相应的运动速度，因此要对原动机的输出进行减速。由设计任务书我们知道：切削深度38mm，当刀具顶端离工件表面50mm位置时，移动进给45mm(2mm刀具切入量，38mm孔深，10mm刀具切出量)，然后快速返回。设计任务要求效率为30件/小时，即1件/2min。按此可理解为刀架一个来回时间为2min.。在装上工件之后，进刀机构完成快速进刀、加工、退刀工序，退刀后卡盘必须旋转到下一个工位。而在加工和退刀这段时间内卡盘必须固定，由于卡盘的工作位置有四个，还要满足间歇和固定两个动作，所以选用单销四槽轮机构解决运动机构的协调。具体步骤见第三章回转工作台设计。 第三章 回转工作台设计3.1回转工作台概述1 、用途回转工作台是数控铣床、数控镗床、加工中心等数控机床不可缺少的重要附件(或部件)。它的作用是按照控制装置的信号或指令作回转分度或连续回转进给运动，以使数控机床能完成指定的加工工序。常用的回转工作台有分度工作台和数控回转工作台。回转工作台是多工位组合机床的一种输送部件，它将被加工工件从一个工位转换到另一个工位。通常一个工位用作装夹工件，其他几个工位同时对工件进行加工，因此，机床的生产率较高，一台组合机床相当于一条圆形自动线，而且占地面积较小，其结构比自动线简单。因此，回转台式多工位组合机床在组合机床中占有相当大的比重。近年来国外发展了行星传动分度回转工作台。被加工工件在一个工位上装加后，工件可绕着工作台轴线作圆周方向输送，输送到各工位后，根据工艺要求，在工作台分度转位的过程中，使工件绕夹具轴线回转，被加工工件的各面可以依次朝外接受各工位上的动力部件加工。这样的一台多工位组合机床，除了可以从被加工工件的顶面和朝向动力部件面进行加工外，还可对多达五个面进行加工，扩大了组合机床的应用范围。目前这种回转工作台在我国尚未形成通用部件。2、分类 （1） 按传动方式可分为：机械传动，液压传动，气压传动，气、液联合传动和行星传动的回转工作台。（2） 按定位方式可分为：圆柱销或菱形销定位，圆锥销定位，反靠定位，齿盘定位和钢球定位等几种。不同的定位方式其结构不同，能达到的定位精度也不同。定位精度是分度回转工作台的主要技术性能指标。设计组合机床时，应根据被加工工件的精度要求，按经济合理的原则选择分度回转工作台的定位方式。 分度定位精度高，定位刚性好，分度所需时间短，精度保持时间长，工作安全可靠是对回转工作台的要求。在上述定位方式中，钢球定位的回转工作台，具有分度精度高，定位刚度好等优点，目前我国尚未形成通用部件。我国现在回转工作台通用部件中，以齿盘定位回转工作台技术性能最优。（3）按应用范围分可分为：一、通用转台 通用转台按结构不同又分为水平转台、立卧转台和万能转台。 1）水平转台：在圆台面上有工件定位用的中心孔和夹紧用的T型槽 。台面外圆周上刻有360的等分刻线。台面与底座之间设有蜗杆-蜗轮副（见蜗杆传动）,速比为90:1或120:1，用以传动和分度,蜗杆从底座伸出的一端装有细分刻度盘和手轮。转动手轮即可驱动台面，并由台面外圆周上的刻度（以度为单位）与细分刻度盘读出旋转角度。分度精度一般为60。水平转台的蜗杆伸出端也可用联轴器与机床传动装置联接，以实现动力驱动。 2）立卧转台：底座有两个相互垂直的安装基面，使台面既可水平也可垂直放置。 3）万能转台：台面可以在090范围内倾斜任意角度, 使工件在空间的任何角度都能准确调整。二、精密回转工作台 精密转台用于在精密机床上加工或角度计量。常见的有光学转台、数显转台和超精密端面齿盘转台。 1）光学转台：主轴上装有玻璃或金属精密刻度盘，经光学系统将刻度细分、放大，通过目镜或光屏读出角度值。 2）数显转台：转台主轴上装有精密圆光栅或圆感应同步器，由数字显示装置读出角度值。上述两种精密转台的分度精度最高可达1。 3）超精密端面齿盘转台：利用一对经过精密对研的1440齿、720齿或360齿的端面齿盘分度定位,其分度精度最高可达0.01，作精密角度计量用。3、发展趋势 目前回转工作台已广泛应用于组合机床、数控机床和加工中心上，它的总发展趋势主要体现为：1）在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台； 2）在性能上将研制以钢为材料的涡轮，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力；3）在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台近些年来，随着数控技术的不断进步、自动化程度的普遍提高，组合机床、数控车床、数控铣床的生产和应用日益广泛，对高精度、高效率的分度装置的需求也越来越大。随着我们制造业的发展，为了适应不同的产品加工要求，扩大加工范围，分度工作台也将在一定范围内得到运用。3.2回转工作台方案设计3.2.1直齿圆柱齿轮的传动设计1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1） 选用7级精度（GB1009588）2） 材料的选择，由机械设计第七版表101选择校齿轮材料为40Cr,调质硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢，调质硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。3） 选小齿轮齿数为Z1=20，大齿轮齿数为。2 按齿面接触强度设计 由机械设计第七版公式（109a）进行计算即：1) 确定公式内的各计算数值（1） 试选载荷系数为=1.3。（2） 计算小齿轮传递的扭矩 （3） 由机械设计第七版表107选取齿宽系数=1。（4） 由机械设计第七版表106查得材料的弹性影响系数（5） 由机械设计第七版图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限；（6） 计算应力循环次数，由于机床回转工作台的旋转速度较低，因此循环次数也较低。（7） 由机械设计第七版图109查得接触疲劳系数，。（8） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数s=1由机械设计第七版式（1012）得 2） 计算：（1） 试算小齿轮分度圆直径 ，代入 中较小的值 （2） 计算齿宽b （3） 计算齿宽与齿高之比 模数 齿高 （5） 计算载荷系数 根据和7级精度，由机械设计第七版图108查得动载系数 直齿轮，假设.由机械设计第七版表103查得 由机械设计第七版表102查得使用系数； 由机械设计第七版表表104查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时， 将数据代入后得 由b/h=17.68，查机械设计第七版图1013得5；故载荷系数 （6） 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由机械设计第七版式（1010a）得 （6） 计算模数m 3 按齿根弯曲强度设计由机械设计第七版式（105）得弯曲强度的设计公式为 1） 确定公式内的各计算数值 （1） 由 机械设计第七版 图1020c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 。 （2） 由机械设计第七版图10 18查得弯曲疲劳寿命系数为，。 （3）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由 机械设计第七版式（1012）得 （4）计算载荷系数K （5）查取齿形系数 由机械设计第七版表105查得，（6） 查取应力校正系数 由机械设计第七版表105查得 ，。（7） 计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大2) 设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，所取模数应当大于0.99，为了符合设计要求，使精度更高，特选模数为1，小齿轮齿数为40，大齿轮齿数为100。这样设计的齿轮即满足了齿面接触疲劳强度和弯曲疲劳强度，又符合了设计要求确保了精度。4 几何尺寸计算1) 计算分度圆直径 2）计算中心距 4） 计算齿宽厚度取B1=20mm,B2=25mm.5验算 合适6，结构设计及绘制齿轮零件图：名 称代号备注(mm)模 数mm=1压 力 角分度圆直径d齿 顶 高齿 根 高全 齿 高h齿顶圆直径齿根圆直径中 心 距a齿数比 图3-2小直齿轮3.2.2锥齿轮传动的设计1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）由于回转工作台所要求的精度不高故选用8级精度（GB1009588）2) 材料的选择，由机械设计第七版表101选择校齿轮材料为40Cr,调质硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢，调质硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。3） 选小齿轮齿数为Z1=20，大齿轮齿数为2按齿面接触疲劳强度确定传动的主要参数和尺寸。根据机械设计（北京理工大出版社）式（69）计算小锥齿轮分度圆直径 式中：（1） 取减速传动的齿数比；（2） 取齿宽系数；（3） 按机械设计（北京理工大出版社）表53查得使用系数 由机械设计（北京理工大出版社）图511（a），根据和齿轮悬臂支撑，查得。（4） 选小齿轮齿数为Z1=20，大齿轮齿数为；计算分锥角 ，（5） 计算当量齿数和重合度 由当量齿数、，按机械设计（北京理工大出版社）表5-4查得，。则重合度 （6） 由机械设计（北京理工大出版社）图512按8级精度和重合度查得齿轮载荷分配系数（7） 由机械设计（北京理工大出版社）式（530）计算接触疲劳许用应力 由机械设计（北京理工大出版社）图522查得由机械设计（北京理工大出版社）表58查得 由机械设计（北京理工大出版社）式（533）计算计算两齿轮的接触应力循环次数，设齿轮的寿命为15000小时，由于齿轮的转速较低取100r/min则 由机械设计（北京理工大出版社）表57可知，当时，查得寿命系数。两轮的接触疲劳许用应力为 将上述各数值代人上式得 锥齿轮模数，取标准模数m=1.5mm（8） 计算锥齿轮的主要几何尺寸： 分度圆直径 锥距R 齿宽3 校正齿面接触疲劳强度：（1）由齿轮尺寸计算值。小锥齿轮的平均分度圆直径 mm平均速度 根据和8级齿轮精度查机械设计（北京理工大出版社）图511（a）可查得 （2）由于两轮齿数没有变动，故其和值也无变动。 至此，可以看出由于值小于假设值，使齿轮齿面接触疲劳强度有较多的余量。若结构尺寸许可余量。若结构尺寸许可，就不必重新计算。4 校核齿根弯曲疲劳强度：校核应满足机械设计（北京理工大出版社）式（611）条件：式中（1）齿形系数根据当量齿数由机械设计（北京理工大出版社）图62查得和（2）重合度系数（3）齿间载荷分布系数（4）弯曲疲劳许用应力根据机械设计（北京理工大出版社）式（534） 由机械设计（北京理工大出版社）图523查得。由机械设计（北京理工大出版社）表58查得。由于两齿轮的弯曲应力循环次数均大于循环次数，故寿命系数=1。根据当量齿数、由机械设计（北京理工大出版社）图524查得相对应力修正系数，两轮的弯曲疲劳许用应力为 将上述各值代入机械设计（北京理工大出版社）式（611）得 5 确定锥齿轮的所有结构尺寸，和零件图：名称代号小齿轮大齿轮齿数齿数比2分锥角当量圆柱齿轮齿数当量圆柱齿轮齿数比4大端模数m1.51.5齿顶高1.51.5齿根高1.81.8分度圆直径d齿顶圆直径齿根圆直径锥距R齿宽b1010齿宽系数0.30.3齿顶角齿根角顶锥角根锥角分度圆弧齿厚s2.355图3-4 小锥齿轮 图3-5 大锥齿轮3.2.2轴1的设计方案1.材料的选择对此回转工作台未提出特殊要求，功率不大，因此，选择常用的材料45钢，正火处理由机械设计（北京理工大出版社）表121查得，。2初步估算轴的直径 由机械设计（北京理工大出版社）表122按45钢查得C=110， 安装齿轮处的轴头直径 在这里取d=10mm.3.轴的结构设计为了装拆轴承齿轮方便，将轴设计成阶梯状。对于同一个轴上的两个轴承，通常选用同一型号，现暂取圆锥滚子轴承7302E内经为15mm，宽度是14.25mm,与轴承相配合的轴径取15mm,由机械设计手册中查得该轴承定位端面的轴肩直径应取为21mm。在这里齿轮与轴采用间隙配合，而轴承与齿轮之间应采用过盈配合的方式，齿轮与轴均采用平键连接的方式，其轴向固定采用轴肩，轴环，套筒及轴端挡圈。根据以上所述，现画出轴的结构草图：4、按疲劳强度的安全系数校核 （1）作轴的受力简图：（2）求作用在轴上的力轴传递的转矩T=5082N/mm齿轮上的圆周力： 齿轮上的径向力： （3）求轴承支反力 在zy平面内 由图可知 以B点为基点作受力分析 得 在zx面内 由图可知 以B为基点作扭矩分析 将数代入得（4）画弯矩图，和及合成弯矩图（5）画出扭矩图截面所受的弯矩M=7798.5（6）确定危险截面，并计算其应力由图可知第二个截面所受的弯矩和转矩较大 ，因此应校核这个平面。弯曲应力 扭转剪应力轴的材料为45钢，调质处理。由机械设计第七版表151查得，以上所述均小于查表所得值，均符合设计要求。6 轴零件图如下图所示：（二） 轴2的设计方案1 材料的选择对此回转工作台未提出特殊要求，功率不大，因此，选择常用的材料45钢，正火处理由机械设计（北京理工大出版社）表121查得，。2初步估算轴的最小直径 由机械设计（北京理工大出版社）表122按45钢查得C=110， 安装齿轮处的轴头直径 在这里取d=10mm. 3 。轴的结构设计 为了装拆轴承齿轮方便，将轴设计成阶梯状。对于同一个轴上的两个轴承，通常选用同一型号，现暂取圆锥滚子轴承7302E内经为15mm，宽度是14.25mm,与轴承相配合的轴径取15mm,由机械设计手册中查得该轴承定位端面的轴肩直径应取为21mm。在这里齿轮与轴采用间隙配合，而轴承与齿轮之间应采用过盈配合的方式，齿轮与轴均采用平键连接的方式，其轴向固定采用轴肩，轴环，套筒及轴端挡圈。轴的结构设计草图如下所示： 4。轴的校核 根据轴的弯曲疲劳强度和轴的扭转强度进行校核轴完全符合设计要求。5轴具体零件图如下图所示：3.3 液压系统的设计 由于机床的回转工作台的分度受到液压系统的控制，因此在这里做一些简单的介绍 液压系统是组合机床及其自动线的重要组成部分。液压系统与机械、电气相配合，实现机床或自动线的自动工作循环，液压系统设计的是否合理，直接影响机床和自动线的工作性能。因此，对组合机床及其自动线的液压系统的设计方法和原则加以探讨是很必要的。当然液压系统的性能的优劣，不仅与液压系统有关，而且与所有的液压元件有密切的关系。液压系统应能满足工作部件对力、速度和方向的要求。在一个工作循环的每个工步中，对力、速度和方向这三个参数不仅有量的要求，而且有质的要求。要使一个液压系统实现所要求的工作循环，保证所要求的工作性能，方法是多种多样的。所以应根据具体情况确定液压系统的具体方案。3.3.1 液压传动的回路 一个复杂的液压系统，往往是由一些简单的液压回路组合而成的。所以在设计液压系统时，往往要根据对液压装置的动作和性能的要求，选用一些经过实践考验的基本回路，在设计一些专用的回路和专用元件，就能组成一个完整的系统。现根据设计所要求将所设计的液压回路如下所示： 液压油通过液压泵进入液压回路通过单项阀进入换向阀从而实现对回转工作台的控制。而换向阀的换向是靠挡铁来实现的，详细论述见总体设计方案。（一） 液压缸的选择 一个液压系统，不仅要将输入的机械能转化为液体的压力能，还必须将液体的压力能重新转化为有效的输出功。实现后一个转换的装置称为液动机。 液动机按其运动方式可分为往复式（如油缸）和旋转时（如液压马达）两大类。在组合机床液压系统中，油缸的应用最为广泛，液压马达正被越来越广泛的应用。 按运动方式的不同，油缸可分为往复式油缸和回转式油缸。往复式油缸按液压力作用的方式可分为双作用式和单作用式；按其结构又可分为双活塞杆式、单活塞杆式、复合式和伸缩套筒式等。 在组合机床液压系统中，油缸用于实现动力头或滑台的工作进给、工件的加紧、自动线中零件或随行夹具的输送、鼓轮的回转、回转台和转位台的回转等。动力头或滑台的工作进给、工件的加紧、零件或随行夹具的输送大多采用双作用单活塞杆式油，而鼓轮的回转、回转台和转位台的回转等，大多采用齿条式油缸。 1。进给油缸的选择 根据设计的特点为了实现对回转工作台的精确分度，比较了多种由缸，对其性能和特点有了一定的了解，最后决定选用一种步进式油缸。这种油缸的特点是，不但传动轴可以转动，而且缸套也可以根据需要传动，所以这种油缸可以实现同方向的，步进式的传动。这种油缸的工作原理为如图所示，当油从A孔通入压力油时，摆动快2带动传动轴顺时针转动。当摆动快2碰到定位快5后，转动停止。传动轴转角为180度，经齿轮变速，回转工作台相应的回转一个工位。当回转工作台加紧后，定位活塞4撤除定位。这时。由B孔通入压力油，由于工作台加紧，传动轴不能转动，所以定位快5带动缸套3顺时针转动，转动180度后停止，在用活塞4定位，为传动轴的下次回转做好准备。具体如图所示： 油缸的钢筒一般用无缝钢管（2045号钢）制成。在工作压力较低时时，也可以采用高强度铸铁。活塞、油缸盖、支架的材料一般采用高强度铸铁。活塞杆的材料为45号钢。油缸筒内壁应经珩磨或滚压加工，光洁度应达到9级以上，钢孔的几何形状应准确，活塞杆的工作表面必须经高频淬火后进行磨削加工，光洁度应达7级以上。油缸的活塞和缸孔之间是靠密封件来密封的，因而配合较松，所以对尺寸精度的要求也比滑阀副低。缸孔与活塞的配合一般为，活塞杆导向孔与活塞杆的配合为。油缸常用于驱动具有较高速度和较大质量的部件，所以惯性力较大，在停止时易于产生冲击。为了消除或减少冲击，需要采取适当的制动和缓冲措施。有些制动和缓冲装置是设置在油缸内的。在油缸中实现制动和缓冲的方法主要有：1 应有环状间隙实现制动缓冲；2 应用节流阀和单向阀实现制动缓冲；3 多油孔式缓冲。 由于所设计工作台所要求的动力不大，在这里选步进式油缸的功率不应太大，否则将会带来很大的冲击和振动，选活塞直径D=40mm，活塞杆直径取20毫米，油缸的压力取32公斤力/厘米，油缸流量Q=0.32升/分 则回转油缸的输出扭矩为 角速度的计算公式为： 弧度/秒 2 定位、加紧液压系统 （1）。对组合机床和自动线的定位、加紧装置的动作要求 一般定位、加紧装置均要求先定位，后加紧。因为未定好位就加紧就不可能保证加工精度并会损坏定位装置。因此，液压系统应保证定位、加紧的顺序性。在加工过程中应保证工件不能有移动，以避免损坏刀具或破坏工件，因此，应保证有足够的加紧力；但对于一些易变形的工件（例如壳体件），又要求加紧力不要过大（尤其是在精加工时），否则就会影响加工质量，所以加紧力应调节适当。为了使动力部件在工件被加紧后再开始切削加工，所以在定位、加紧液压系统中一般都采用压力继电器发出加紧信号。在加工完毕、工件被松开之后，夹具的压板应确保在松开位置，以便于工件的装卸，避免工件在自动线输送带上移动时与夹具压板相碰，所以在工件被松开后，加紧油缸的松开腔应保持一定的压力。在工件被松开后一般也采用压力继电器发出信号。应保证加紧力的稳定，尤其是在加紧过程中，加紧力的波动是不允许的。当定位、加紧液压系统与其他系统共用一个油泵时，应考虑其他系统的工作对定位、加紧液压系统工作的响应。（2）定位、加紧液压系统中元件的选择和确定1）油泵的选择和确定泵的流量规格应按定位、加紧油缸的直径和定位、加紧所要求的时间来确定。当采用双联定量泵时，不应使高压泵的流量过大。因为高压泵的流量太大势必使得在整个切削过程中（工件处于加紧状态）精溢流阀排出的油过多，既消耗了功率又增加了油箱的发热。2） 压力阀的选择和确定溢流阀用来调节高压泵输出油的压力，以便得到合适的加紧力。当被加工件易于变形时，加紧力应经仔细计算。在组合机床中，加紧力一般为3040公斤力/厘米，个别的可达50公斤力/厘米。溢流阀和顺序阀等阀类的调节压力应合理，使它们在工作过程中不发生相互干扰。顺序阀所调节的压力，应能保证在可靠地定位之后，再开始加紧。一般顺序阀的压力可调节为1015工件力/厘米。控制低压泵卸荷的顺序阀的调节压力应满足下述二项要求：a. 此阀的调节压力应比溢流阀的调节压力低。当工件被装夹后，系统中的压力升至溢流阀的调节压力时，顺序阀必须可靠地完全打开，使低压泵排出的油通畅地流回油箱；b. 此阀的调节压力应比控制定位、加紧顺序动作的顺序阀的调节压力高。当定位动作结束后，控制定位、加紧顺序的顺序阀开始工作时，卸荷用顺序阀应可靠的关闭，使低压泵排出的油能全部流入加紧油缸。当这种顺序阀的调节压力与控制定位、加紧顺序的顺序阀的调节压力相近时，会产生当控制定位、加紧顺序的顺序阀工作时卸荷用顺序阀关不稳、有泄油现象，这就会拖长加紧时间，影响加紧工作的正常进行。定位加紧液压系统如下所示： 参考文献1 朱耀祥主编. 组合夹具 第1版. 北京：机械工业出版社，1990.12 机床设计手册编写组编. 机床设计手册第三及第四册 .第1版.北京：机械工业出版社，1996.103 王宛山、刑敏主编. 机械制造手册. 第1版.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002.34 冯辛安主编. 机械制造装备设计.