转塔车床液压系统设计与PLC控制设计【3张CAD图纸+毕业论文】

转塔车床液压系统设计与PLC控制设计

41页 10000字数+论文说明书+任务书+3张CAD图纸【详情如下】

PLC外部接线图.dwg

液压系统图.dwg

电气接线图.dwg

转塔车床液压系统设计与PLC控制设计论文.doc

毕业设计（论文）题目：

转塔车床液压系统设计与PLC控制

毕业设计（论文）内容：

主要设计内容包括液压原理图设计，工况参数计算，液压元件选择，液压缸机械结构设计，PLC选型，控制方案选择，PLC硬件电路设计，PLC梯形图设计与仿真等。主要技术参数：（1）前刀架：横向最大行程100mm，纵向最大行程60mm。快速进退速度4m/min，工进速度8~180mm/min。（2）后刀架：横向最大行程100mm，让刀最大行程8mm，快速进退速度4m/min，切断面速度8~200mm/min。（3）转塔刀架：纵向最大行程350mm，刀架微抬0.25mm，快速进退3~3.5m/min，工进速度8~500mm/min。

毕业设计（论文）专题部分：

（1）转塔车床的结构原理和工作要求分析。

（2）工况分析，工艺参数确定。

（3）液压原理图设计。

（4）液元件选择，性能验算，动态性能仿真。

（5）控制方案选择，PLC选型，PLC硬件电路设计。

（6）梯形图设计与仿真，有条件时在液压实验台上验证。

起止时间：

指导教师： 

摘 要

    本论文针对目前市场上大部分类型转塔车床的现状、发展的动态以及发展的方向，和其在现代工业生产中的重要作用，运用到了液压元件的基本理论，对其主要关键的结构液压系统箱进行了原理分析和优化。根据设计本转塔车床液压系统的实际需要，对车床液压系统开展研究，并且对液压系统中的结构元件和液压控制系统的结构进行了优化设计。介绍了一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构的螺旋摆动式液压缸增力机构的结构。以及主要的设计步骤和参数的确定。

关键词：转塔车床；液压缸 参数；优化设计

Abstract

In this paper according to the present most type on the market the present situation of the capstan lathe, the dynamic development and the direction of development, and its important role in the modern industrial production, using the basic theory of hydraulic components, hydraulic system about the structure of the main key box on the principle analysis and optimization. According to the design of the hydraulic system of the practical need of turret lathe, the lathe hydraulic system research, and the structure components in the hydraulic system and the structure of the hydraulic control system, the optimization design. Introduces a mounted on a three jaw chuck oscillating hydraulic cylinder and flat screw mechanism of institution of spiral swing hydraulic cylinder structure. As well as the determination of main design steps and parameters.

Key words:  capstan lathe; hydraulic cylinder; parameter optimal design

目 录

第一章 概论 1

1.1 液压技术的历史发展 1

1.3研究的对象和研究的方法 2

第二章 液压系统的组成 3

2.1液压系统组件的设计步骤 3

2.2技术参数的确定 3

2.3主传动系统方案的确定 6

2.4液压系统结构设计 7

2.5拟定液压传动系统图 8

第三章 液压缸的设计 10

3.1液压缸的分类 10

3.1.1 液压缸的设计和计算 10

3.2 缸体 11

3.3 工作状况分析 11

3.4 液压缸的计算 19

3.5 液压泵的计算 20

3.6液压阀参数的选择 25

3.7辅助元件的选择和计算 25

第四章 PLC控制 27

4.1梯形图程序设计 27

4.2 电气系统图、程序及PLC外部接线图 27

4.2.1 控制线路分析 27

4.2.2 主电路及接线图分析 29

4.3 程序分析及设计 32

第五章 结论 33

致 谢 35

第一章 概论

1.1 液压技术的历史发展

    液压技术相对于机械传动来说是一个比较新的技术，可是从1650年巴斯卡提出静压传递远离，1795年英国的约瑟夫布拉默利用这一原理在英国制成了世界上第一台水压机，使液压技术开始进入工程领域算起，已有两三百年的历史了。到了20世纪30年代才普遍地用于机械、机床及工程领域。在第二次世界大战期间，由于军事工业的需要响应迅速、精度高、功率大的液压传动系统和伺服机构，用来装备各种飞机、坦克、大炮和军舰，从而提高它们的使用性能，所以各种高压元件得到了进一步的发展，同时出现了伺服阀。这里意义重要的是美国马塞诸塞州理工学院的布莱克本、李等人对于高压场合的液压问题以及伺服控制问题进行了深入的研究，最后在1958年布莱克本、李等人研制出了电液伺服阀。当前液压技术在高速、高压、大功率、高效率、低噪声、经久耐用及高度集成化等各项要求方面都取得了重大进展，在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也有了许多新成就。

1.2 国内数控车床的现状和发展前景

最近几年来，我国数控车床生产一直保持速度较快的增长。直到2002年产量居世界第四。但是我们与发达国家相比，我们国家的机械车床数控化率暂时还不是很高，现在而言生产产值数控化率不到30％ ；消耗值数控化率还不到50％ ，而发达国家大多在70％ 左右。国产数控车床到2000年可供品种为700多种，接近数控车床品种的50％ ，其中占产量70％ 的是经济型数控车床。最高转速一般在2000r／min，个别转速达8000r／min， 坐标定位精度一般在0．01mm，重复定位精度在0．005mm，工作精度圆度在0．01—0．005mm 之间， 表面粗糙度Ra0．8—1．61xm。长城车床厂CK7815C液压系统最高转速3 500r／min，快速行程X轴9m／min，z轴12m／min，定位精度X轴0．016mm，z轴0．025mm， 工作精度圆度0．007mm，表面粗糙度Ra<1．6 m。国产数控系统MTBF可靠性大都超过1万小时，但国际上先进企业数控系统MTBF已达8万小时。国产数控车床、加工中心MTBF有少数厂达500h，但国际先进水平已达800h。用户对国产加工中心刀库机械手、数控车床刀架仍不放心，其定位精度、特别是重复定位精度也有待提高。此外，外观、漏油等老问题也与工业发达国家产品有差距。

 目前， 我国的功能部件生产企业规模普遍较小，布局分散，有些还依附于主机厂或研究所。从整体上看，我国功能部件生产发展缓慢，品种少，产业化程度低，从精度指标和性能指标都还不过硬。滚珠丝杠、数控刀架、数控系统、电液压系统等数控车床功能部件虽已形成一定的生产规模，但仅能满足中低档数控车床的配套需要。衡量数控车床水平的高级数控系统、高速精密电液压系统、高速滚动功能部件和数控动力刀架等还依赖进口。理顺功能部件生产企业的体制，做大做强一批功能部件生产企业已迫在眉睫。

1.3研究的对象和研究的方法

 本课题研究对象是数控车床，本着高效节能、机电一体化、计算机辅助设计及计算机控制、系统集成化与控制技术集结于一身的目的，着重研究液压缸和液压泵，对其进行受力分析和优化设计，是设计一个高效、节能车床的前提。

4.3 程序分析及设计

  梯形图程序根据车床液压系统工艺流程图和PLC的I／O地址分配情况进行设计。

梯形图设计说明：

  车床液压系统加工过程为顺序控制，其工作循环从模具闭合开始一步一步依次进行，每一工序都执行部分命令，使相应的电磁铁运作，并由行程或工艺过程时问来判断该工序是否完成，同时，只有上一步工序完成后才能进入下一步工序。

  各工序对应的辅助继电器控制支路一般包括下列触点：手动起动按钮、手动停止按钮、该工序原位行程开关、该工序终端行程开关、上一工序辅助继电器常闭触点、相应工序的互锁触点。

第五章 结论

    本论文经过对转塔车床液压系统的液压元件的选型、工作条件、计算，先从理论上找出液压系统的各个特点，分析各种特点的实现方式，找出相应的解决问题的方法，提出相应的理论论证，再从实际着手，根据所提出的理论依据对液压系统进行实际的特点、性能分析，将理论的分析结果体现在具体的液压各部分结构的选型上，通过对理论和实际结合的论证，总结出适合转塔车床工作的液压系统综合结构，在控制系统上，针对控制器的特点分析各种方式控制的优缺点，结合挤压特点，找出适合车床液压系统控制特点的程序控制方式，通过程序的理论计算、试运行，调试等方法，在车床真正实现对车床液压系统的有效的最优控制方式。

参考文献

［1］张勤 徐钢涛主编.液压与气压传动技术［M］.北京：高等教育出版社.2009

［2］李立斌主编.工程力学［M］.北京.机械工业出版社：2008

［3］徐钢涛主编.机械设计基础［M］.北京.高等教育出版社：2007

［4］吴宗泽 罗圣国主编.机械设计课程设计手册［M］.北京：高教出版社.2006

［5］周文森主编. 简明电工手册［M］.北京：机械工业出版社.1994

［6］徐灏 邱宣怀 蔡春源主编.机械设计手册.第一二三四卷［M］.北京：机械设计工业出版社.1991

[7] Zhang Qin Xu Gang editor. Hydraulic and pneumatic transmission technology [M]. Beijing: higher education press. 2009

[8] li-bin editor. Engineering mechanics [M]. Beijing. Machinery industry press, 2008

[9] Xu Gang editor. Mechanical design foundation [M]. Beijing. Higher education press, 2007

[10] zong-ze wu Luo Shengguo editor. Mechanical design course design manual [M]. Beijing: higher education press. 2006

[11] Zhou Wensen editor. Concise electrician handbook [M]. Beijing: mechanical industry publishing house. 1994

[12] Xu Hao Qiu Xuanhuai Cai Chunyuan editor. Mechanical design manual. DiYiErSanSi volume [M]. Beijing: the mechanical design industry press. 1991

致 谢

    经过这最近两个月的学习与努力，最终完成了本次的毕业设计任务。通过这次的学习，收获甚是丰富。一方面培养了我对设计工程的设计能力，另一方面还为以后的工作打下基础，不断积累经验和提高自身的技能。懂得了只有把从课本中学到的理论知识和中和设计资料的综合利用，才可以在设计过程中少犯错误。

    毕业设计综合的考核了学生的专业知识、搜集信息及整合的能力。自己的论文虽不是最佳的，但自己还是满意的，应该给自己以肯定的态度。毕业设计，可视为一次任务，也可看成是对自身的检测。毕业设计总避免不了一些不足，还请阅批这多给予批评和建议。最后，真诚的感谢王老师对我的指导和帮助。因存在着这样或那样的问题，设计书中难免会有疏漏和欠缺的地方，恳请王老师批评指正，以便在今后的工作和学习中不犯同样或类似的错误。