毕业设计（论文）-专用双面铣床液压系统设计(含全套CAD图纸)

优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763专用双面铣床液压系统设计摘要本次毕业设计的是专用双面铣床液压系统设计，铣床是根据工件加工需要，以液压传动为基础，配以少量专用部件组成的一种机床。在生产中液压专用铣床有着较大实用性，可以以液压传动的大小产生不同性质的铣床。此次设计主要是将自己所学的知识结合辅助材料运用到设计中，巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法，正确合理的确定执行机构，选用标准液压元件，能熟练的运用液压基本回路，组成满足基本性能要求的液压系统。在设计过程中最主要的是图纸的绘制，这不仅可以清楚的将所设计的内容完整的显示出来，还能看出所学知识是否已完全掌握了。整个设计过程主要分成六个部分参数的选择、方案的制定、执行元件的设计、图的编制、铣床液压系统的设计以及最后有关的验算。主体部分基本在执行元件和液压系统的设计两部分中完成的。关键词专用双面铣床，液压传动，回路，油缸优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763SPECIALDOUBLESIDEDMILLINGMACHINEHYDRAULICSYSTEMDESIGNABSTRACTTHEGRADUATIONPROJECTISDEDICATEDSIDEDMILLINGMACHINEHYDRAULICSYSTEMDESIGN,MILLINGMACHINEISBASEDONTHEWORKPIECENEEDSTOHYDRAULICTRANSMISSION,BASEDONAMACHINEWITHASMALLAMOUNTOFSPECIALPARTSINTHEPRODUCTIONOFSPECIALHYDRAULICMILLINGMACHINEHASALARGEPRACTICAL,CANBETHESIZEOFTHEHYDRAULICDRIVEGENERATINGMILLINGDIFFERENTNATURETHEDESIGNISTHECOMBINATIONOFTHEKNOWLEDGETHEYHAVELEARNEDAUXILIARYMATERIALSAPPLIEDTOTHEDESIGN,TOCONSOLIDATEANDDEEPENTHEKNOWLEDGEALREADYLEARNEDTOMASTERTHEGENERALPROCEDURESANDMETHODSOFHYDRAULICSYSTEMDESIGNCALCULATIONSTODETERMINETHECORRECTANDREASONABLEEXECUTIVEBODY,THECHOICEOFSTANDARDHYDRAULICCOMPONENTS,CANSKILLEDUSEOFHYDRAULICBASICCIRCUITCOMPONENTSTOMEETBASICPERFORMANCEREQUIREMENTSOFHYDRAULICSYSTEMSINTHEDESIGNPROCESS,THEMOSTIMPORTANTISTODRAWDRAWINGS,WHICHNOTONLYCANCLEARLYBEDESIGNEDTODISPLAYTHECONTENTSOFACOMPLETEOUT,BUTALSOTOSEEWHETHERTHEKNOWLEDGEHASBEENCOMPLETELYMASTEREDTHROUGHOUTTHEDESIGNPROCESSISDIVIDEDINTOSIXPARTSSELECTIONPARAMETERS,PROGRAMDEVELOPMENT,DESIGNELEMENTSDESIGNEDTOPERFORM,PREPAREGRAPHS,MILLINGMACHINEHYDRAULICSYSTEMAND,FINALLY,THERELEVANTCHECKINGTHEBODYPORTIONSUBSTANTIALLYCOMPLETEDINTHEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTHECOMPONENTSOFTHETWOPARTSOFTHEHYDRAULICSYSTEMKEYWORDSSPECIALDOUBLESIDEDMILLINGMACHINES,HYDRAULICTRANSMISSION,CIRCUIT,CYLINDER优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763目录1绪论111选题背景112国内外专用铣床的发展和研究状况1121国外研究现状1122国内研究现状213国内外数控机床技术发展的趋势32专用双面铣床工况分析421工作参数选定422系统工况分析4221运动分析5222负载分析53液压系统总体设计731确定主要参数7311液压缸的工作压力的确定7312液压缸内径D和活塞杆直径D的确定7313液压缸工况图的绘制932液压系统方案选型与分析11321方案分析11322方案确定1133液压回路选择11331工作台部分11332定位夹紧部分13333组成液压系统原理图144液压缸的设计1541液压缸的主要零件确定及其技术要求15411缸体15412缸盖16413活塞1642液压缸主要尺寸的确定16421液压缸壁厚和外径的计算16422液压缸工作行程的确定18423缸盖厚度的确定18优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763424最小导向长度的确定18425缸体长度的确定19426固定螺栓得直径19SD427液压缸强度校核2043液压缸的结构设计21431缸体与缸盖的连接形式21432活塞杆与活塞的连接结构22433活塞杆导向部分的结构23434密封装置23435缓冲装置24436排气装置25437液压缸的安装结构265液压元件的计算和选择2651确定液压泵和电机的规格2652油箱的设计27521液压油箱有效容积的确定27522液压油箱的外形尺寸27523液压油箱的结构设计2753阀类元件和辅助元件的选择2754其它元件的选择28541过滤器的选择28542压力表及压力表开关的选择29543液位计的选择29544油管的选择306液压系统的验算3061压力损失的验算3162发热温升的验算33致谢35参考文献36优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605论11选题背景铣床是一种主要用于金属切削的机床。于1818年由美国数位机械工程师共同发明的。铣床是用于切削平面，或者用特殊的形状的铣刀铣出成型表面、螺旋槽或齿轮的齿形等。铣床分为卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、和万能铣床等。由于铣床具有较高的工作效率以及加工出来的零件精度高等特点，现在已成为各行业中不可缺少的设备，特别是数控铣床。这种铣床更是用于国防、航空、汽车、拖拉机、造船、机床和工具制造部分发展品种、推进技术高招的重要设备。铣床拥有量已占机床量得1/10以上。而液压系统优点多应用也很广泛，一般用于液压传动。在一般工程机械、加工机械、压力机械、机床等，行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等，发电厂涡轮调速装置、测量浮标、升降旋转舞台等，军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等。随着现代加工行业在我国的迅速发展，数控铣床在制造业仲应用越来越广泛，所以数控铣床的研制和推广是加速机械工业技术革命的有效途径之一，成为了推动生产发站内信的重要设备。液压技术作为实现现代传动与控制的关键基础技术之一，已成为各行各业重要的技术基础。而液压元件及其控制已发展成为综合的液压工程技术。利用液压技术可在较宽范围内进行无级调速，具有良好的换向及转接功能，易于实现工作循环等优点，完成工件及刀具的夹紧，控制进给速度和驱动主轴作业。易管现代数控机床、加工中心等先进制造设备中采用机电伺服系统，但采用液压传动与控制仍然是现代金属切削机床自动化的重要途径。据1995年全国第三次工业普查统计，我国液压、气动和密封件工业乡及乡以上年销售收入在100万元以上的国营、村办、私营、合作经营、个体、“三资”等企业共有1300余家，其中液压约700家，气动和密封件各约300余家。按1996年国际同行业统计，我国液压行业总产值2348亿元，占世界第6位；气动行业总产值419亿元，占世界第10位。12国内外专用铣床的发展和研究状况121国外研究现状在美国、日本和德国等发达国家，它们将机床改造作为新的经济增长行业，优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个“永恒”的课题。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，己形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国，机床改造业称为机床再生REMANUFACTURING业。从事再生业的著名公司有BERTSCHE工程公司、AYTON机床公司、DEVLIEGBULLAVD得宝服务集团、US设备公司等。美国得宝公司己在中国开办公司。在日本机床改造业称为机床改装RETROFITTING业。从事改装业的著名公司有大限工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。而现在国外现状偏向于1）高速高精与多轴加工成为数控机床的主流，纳米控制已经成为高速高精加工的潮流。2）多任务和多轴加工数控机床越来越多地应用到能源、航空航天等行业。3）机床与机器人的集成应用日趋普及，且结构形式多样化，应用范围扩大化，运动速度高速化，多传感器融合技术实用化，控制功能智能化，多机器人协同普及化。4）智能化加工与监测功能不断扩充，车间的加工监测与管理可实时获取机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床的状态，提前进行相关的维护，避免事故的发生，减少机床的故障率，提高机床的利用率。5）最新的机床误差检测与补偿技术能够在较短的时间内完成对机床的补偿测量，与传统的激光干涉仪相比，对机床误差的补偿精度能够提高34倍，同时效率得到大幅度提升。6）最新的CAD/CAM技术为多轴多任务数控机床的加工提供了强有力的支持，可以大幅度提高加工效率。7）刀具技术发展迅速，众多刀具的设计涵盖了整个加工过程，并且新型刀具能够满足平稳加工以及抗振性能的要求。122国内研究现状我国是机床生产大国，又是使用大国。数控机床是机械工业发展的关键产品，我国的数控机床在机床产品中的比例总体水平低。但是我国是发展中国家，许多企业财力薄弱，不可能花费大量的资金添置许多全新的数控机床，同时大量的通用机床不可能全部淘汰。因此，把普通机床改造为数控机床则不失为是一条提高数控化率的有效途径，机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原机床的缺点和存在的问题，生产效率高。所以现在的国内现在偏向于1）低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销；2）高技术水平、全功能产品主要靠进口；优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；4）应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；5）自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口装。13国内外数控机床技术发展的趋势根据铣床行业18家骨干企业上报的经济信处统计资料显示，2008年铣床行业的经济运行情况基本良好，主要经济指标仍保持增长的态势，但相比2002年以来机床行业的持续高速增长，增速明显减缓。2008年14季度完成工业总产值现价7437亿元，比上年增长152；产品销售产值7148亿元，比上年增长171；利税总额107亿元，比上年增长73。生产情况分析受金融危机的影响，自2008年8月份，之后多数企业的产量出现了下滑，库存量增加，后续合同减少。企业的经营面临着巨大的挑战。出口情况分析由于金融危机对北美、欧洲以及南美等国的货币汇率波动的影响较大，汇率的不稳定，造成市场需求出现萎缩，国外客户购买能力下降，使机床出口量持续下滑。当前市场需求分析伴随着国际经济危机的不断加深及全球经济增长的放缓，机床行业受宏观经济形势的影响，呈现出增长逐步减缓的趋势。自去年下半年以后，机床市场需求出现了严重滑坡。从用户行业上看，汽车行业是机床行业的主要下游行业之一，国内汽车行业受国际、国内整体经济的影响较大，美国汽车三大巨头正面临着前所未有的震荡，其结果有可能使国际汽车行业重新洗牌，给国内汽车行业带来新的机遇与挑战，期待今年下半年能够恢复并带动机床市场的需求；航空航天业是国家重点支持的下游行业，保持着较快的发展速度，对机床产品需求仍较高；电力设备工业有望维持正常增长，继续拉动中高档重型数控机床的需求；而船舶、模具、一般机械制造业，则受宏观经济影响很大，下行趋势已经形成，对机床的需求有所下降。从市场需求看，普通机床和经济型数控机床产品市场需求急剧下滑，传统普通产品生产企业库存量大幅增加。而中、高档数控机床，成套设备和大型重型数控机床需求相对集中，这说明行业产品结构发生了非常大的变化，单台产品平均价格走高，市场需求继续向高端倾斜，重型机床领域竞争将更加激烈。总的来说铣床行业呈现如下发展趋势1）高速度与超精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品的质量。2）高可靠性随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为数控系统制造商和数控机床制造商追求的目标。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605多功能化在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此数控机床实现了一机多能，以最大限度地提高设备利用率。4）多轴化随着5轴联动数控系统和编程软件的普及，5轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点。5）网络化数控机床的网络化，主要指机床通过所配装的数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。6）柔性化、智能化数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是从点数控单机、加工中心和数控复合加工机床、线FMC、FMS、FTL、FML向面工段车间独立制造岛、FA、体CIMS、分布式网络集成制造系统的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。7）绿色化21世纪的金切机床必须把环保和节能放在重要位置，即要实现切削加工工艺的绿色化。目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上。8）体系开放化向未来技术开放由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期。9）极端化（大型化和微型化）国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。2专用双面铣床工况分析21工作参数选定选定专用双面铣床的要求参数如下要求循环工作定位工件夹紧工作台快进工作台工进加工到位后停留快退原位停止工件松开定位销拔出；切削推力25000N；行程快进行程400MM，工进行程50MM；运行速度V快进V快退6M/MIN、V工进005010M/MIN；运动部件重G9800N；摩擦系数静摩擦系数FS02，动摩擦系数FA01；优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763液压缸机械效率；90快速起动时间不大于02S。22系统工况分析221运动分析根据设计要求，该专用双面铣床的工作循环可分解为工作台主缸快进工进加工到位后停留快退原位停止夹紧缸工件夹紧工件松开定位缸工作定位定位销拔出快进、快退速度为V快进V快退6M/MIN工进速度为V工进005010M/MIN绘制运动部件的速度循环图如图21所示。图21速度循环图222负载分析液压缸所受外载荷F包括三种类型，分别为工作负载、摩擦阻力负载、惯性负载即FFWFFFA1）工作负载FW对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，在本设计中工进工作负载即为切削推力故FW25000N2）导轨摩擦阻力负载FF优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763启动时为静摩擦力，启动后为动摩擦力，对于平行导轨FF可以由下式求的FFFGFRNG运动部件重力9800N；FRN垂直于导轨的工作负载，此设计中为零；F导轨摩擦系数，取静摩擦系数为02，动摩擦系数为01。求得FFS029800N1960NFFA019800N980N上式中FFS为静摩擦力，FFA为动摩擦力。3）运动部件速度变化时的惯性负载FAFAGGVT式中G重力加速度；加速或减速时间，本设计中要求不大于02S，取01S；TT时间内的速度变化量。VT故FAN1000N98061根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载（见表21），并画出如图22所示的负载循环图。表21工作循环各阶段的外负载序工作循环外负载FN1启动、加速FFFSFA29602快进FFFA9803工进FFWFFA259804快退启动加速FFFSFA29605快退FFFA980优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图22负载循环图3液压系统总体设计31确定主要参数311液压缸的工作压力的确定执行元件的工作压力可以根据负载循环图中的最大负载来选取，也可以根据主机的类型了确定（见表31和表32）。表31按负载选择执行元件的工作压力负载/KN50工作压力/MPA）取背压为。MPAP602表33执行元件背压的估计值系统类型背压P1（MPA）优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763简单的系统和一般轻载的节流调速系统0205回油路带调速阀的调速系统0508回油路带背压阀0515中、低压系统08MPA采用带补液压泵的闭式回路0815中高压系统816MPA同上比中低压系高50100高压系统1632MPA如锻压机等出算可忽略312液压缸内径D和活塞杆直径D的确定为了节省能源宜选用较小流量的油源。利用单活塞缸差动连接满足快进速度的要求，且往复快速运动速度相等，这样就给液压缸内径D和活塞杆直径D规定了的关系。由此求得液压缸无杆腔面积为D2242111096203958MNPFAM）（）（D71616441MD58272活塞杆直径可以由值算出，由计算所得的D与D的值分别按表34和/表35圆整到相近的标准直径，以便采用标准的密封元件。表34液压缸内径尺寸系列GB23481980MM810121620253240506380（90）100（110）125（140）160（180）200（220）250320400500630注括号内数值为非优先选用值表35活塞杆直径系列GB23481980MM45681012141618222252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763由GB/T23481980查得标准值为D125MM，D90MM。由此计算出液压缸的实际有效面积为22217145CMA2222590DD）（）（对选定后的液压缸内径D，必须进行稳定速度的验算。要保证液压缸节流腔的有效工作面积A，必须大于保证最小稳定速度的最小有效工作面积，MINA即AMININIQV式中流量阀的最小稳定流量，一般从选定流量阀的产品样本中MINQ查得。液压缸的最低速度，由设计要求给定。INV如果液压缸节流腔的有效工作面积A不大于计算所得的最小有效工作面积，则说明液压缸不能保证最小稳定速度，此时必须增大液压缸的内径，以MINA满足速度稳定的要求。按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度，由式（34）可得ACM210CM2MINQV3051式中QMIN是由产品样品查得GE系列调速阀AQF3E10B的最小稳定流量为005L/MIN。调速阀安装在进油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应该选取液压缸无杆腔的实际面积，即AA11227CM2可见上述不等式满足，液压缸能够达到所需低速。313液压缸工况图的绘制油缸各工况的压力、流量、功率的计算如下（1）计算各工作阶段液压缸所需的流量MIN/238615972121LVAQ）（）（快进00）（工进优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763MIN/5361932LVAQ快退（2）计算各工作阶段液压缸压力快速进给时液压缸做差动连接。由于管路中有压力损失，取此项损失为PP2P105MPA，同时假定快退时回油压力损失为05MPA。MPAAPFPM63015971208421）（快进M2004621工进MPAAPFPM11597284621快退（3）计算各工作阶段系统输入功率KWQPP430521268快退快退快退工进工进工进快进快进快进根据以上数据，可以计算出液压缸在一个工作循环各阶段的压力、流量和功率，如表36所示，并根据此绘制出其工况图如图31所示。表36液压缸在不同阶段所需压力、流量和功率工作阶段系统负载/NMF/回油腔压力/MPA2P工作腔压力/MPA1P输入流量Q/L/MIN输入功率P/W快速前进108910360636382240工作进给288670626412232快速退回108905122355430注取液压缸机械效率90M优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图31液压缸的工况图32液压系统方案选型与分析321方案分析1以速度变换为主的液压系统1）能实现工作部件的自动工作循环，生产率高；2）快进与工进时，其速度与负载相差较大；3）要求进给速度平稳、刚性好，有较大的调速范围；4）进给行程终点的重复位置精度高，有严格的顺序动作。（2）以换向精度为主的液压系统1）要求运动平稳姓高，有较低的稳定速度；2）启动与制动迅速平稳、无冲击，有较高的换向频率（最高可达150次/MIN）；3换向精度高，换向前停留时间可调。（3）以压力变换为主的液压系统1）系统压力要经常变换调节，且能产生很大的推力；2）空程时速度大，加压时推力大，功率利用合理；3）系统多采用高低压泵组合或恒功率变量泵供油，以满足空程与压制时，其速度与压力的变化。（4）多个执行元件配合工作的液压系统优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605在各执行元件动作频繁换接，压力急剧变化下，系统足够可靠，避免误动作；2）能实现严格的顺序动作，完成工作部件规定的工作循环；3）满足各执行元件对速度，压力及换向精度的要求。322方案确定专用双面铣床的主要部件是动力滑台。动力滑台其中的液压滑台是利用液压缸将泵站所提供的液压能转变成滑台运动所需的机械能。它的液压系统的特点是驱动功率一般属于中小功率，速度变化范围大，附在变化也大。为了保证加工元件的表面质量，要求液压系统的速度稳定性要好，所以选择以速度变换为主的液压系统作为专用双面铣床的液压系统。根据工况分析，所设计双面铣床对调速范围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题。速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。33液压回路选择331工作台部分（1）调速方式的选择由于机床液压系统调速是关键问题，因此首选调速回路。有工况图可知所设计的机床液压系统功率小，为了防止孔被钻通时负载突然消失而产生的钻头前冲，液压缸回油腔应有一定的背压，故可采用回油路调速阀调速回路。（2）调速与速度换接回路这台机床的液压滑台工作进给速度低，传递功率也较小，很适宜选用节流调速方式，由于钻孔时切削力变化小，而且是正负载，同时为了保证切削过程速度稳定，采用调速阀进口节流调速，为了增加液压缸运行的稳定性，在回油路设置背压阀，分析液压缸的VL曲线可知，滑台由快进转工进时，速度变化较大，选用行程阀换接速度，以减小压力冲击。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图32调速与速度换接回路从工况图上可以清楚地看到整个工作循环过程中，液压缸要求交替提供快行程的低压大流量和慢行程的高压小流量油液。最大流量与最小流量之比约为24。而快进、快退所需时间为SVLT581064031工进时间为SVT1652则有8012T因此该液压系统运行过程中88的时间处于小流量工进状态，从降低成本的角度出发，不宜选用双联泵，只需用单个定量泵就可以。现确定定量泵方案如图33所示。图33泵供油油源（3）换向回路此双面铣床快进时采用液压缸差动连接方式，使其快速往返运动，即快进、快退速度基本相等。滑台在由停止转快进，工进完毕转快退等换向中，速度变化较大，为了保证换向平稳，采用有电液换向阀的换向回路，由于液压缸采用了差动连接，电液换向阀宜采用三位四通阀，为了保证机床调整时可停在任意位置上，现采用中位机能O型。快进时，液压缸的油路差动连接，进油路与回油路串通，且又不允许经背压阀流回油箱。转为工进后进油路与回油路则要隔开，回油则经背压阀流回油箱，故须在换向阀处、在进、回路连通的油路上增加一单向阀，在背压阀后增加一液控顺序阀，其控制油与进入换向阀的压力油连通，于是快进时液压缸的回油被液控顺序阀切断（快进空行程为低压，此阀打不开），只有经单向阀与优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763进油汇合，转工进后（行程阀断路），由于调速阀的作用，系统压力升高，液控顺序阀打开，液压缸的回油可经背压阀回油箱，与此同时，单向阀将回油路切断，确保液压系统形成高压，以便液压缸正常工作。绘出该部分回路图。为了控制轴向加工尺寸，提高换向位置精度，采用行程开关做终点转换控制。图34换向回路332定位夹紧部分本系统采用了电磁阀换向控制系统动作迅速，由二位二通电磁阀控制。保证工作迅速可靠。油泵也采用变量泵供油，在定位夹紧过程中，压力较低，流量较大，当定位、夹紧后需要压力较高。流量较小，排油量随压力变化的限压式变量泵正好满足这种要求。同时可减少功率损失，降低温升。夹紧后，系统压力升高，达到压力继电器调定值后，压力继电器发出信号，开始工进。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763333组成液压系统原理图根据上面选定的基本回路，在综合考虑设计要求，便可组成完整的液压系统原理图，如图35所示。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图35双面铣床液压系统图4液压缸的设计液压缸是液压传动系统中的执行元件，用来实现工作机构直线往复运动或小于360摆动运动的能量转换装置。活塞缸结构简单、工作可靠，因此在液压系统中得到了广泛的使用。在完成了液压系统的设计后，还必须对主要参数进行计算与校核，确定液压缸的材料，并对液压缸各部分的结构进行了设计。41液压缸的主要零件确定及其技术要求411缸体液压缸缸体的常用材料一般为20、35、45号无缝钢管，铸铁可采用HT200HT350间的几个牌号或球墨铸铁。由于球墨铸铁具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳强度，也具有良好的塑性和韧性，其屈服度比钢高。因此，球墨铸铁制造承受静载荷的构件比铸钢节省材料，重量也轻。所以本设计的液压缸采用Q235。铸件需进行正火消除内应力处理。1）缸体的内径因为须与活塞配合，防止漏油，所以要尽量减少表面粗糙度，可采用H8、H9配合。当活塞采用橡胶密封圈时，RA为0104M，当活塞优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763用活塞环密封时，RA为0204M，且均需研磨。2）缸体内径的圆度公差值可按9、10、11级精度选取，圆柱度公差应按D8级精度选取。3）缸体端面的垂直度公差可按7级精度选取。4）缸体与缸头采用螺纹连接时，螺纹应用6级精度的米制螺纹。5）当缸体带有耳环或轴销时，孔径或轴径的中心线对缸体内孔轴线垂DD直公差值按9级精度选取。此液压缸体的外径需要与机架配合，应进行加工，且与中心线同轴度的要求。装卸时需把吊环螺栓吊起。所以缸体端部选用螺纹连接，螺纹连接径向尺寸小，质量轻，使用广泛。装卸需用专用工具，安装时应防止密封圈扭曲。412缸盖本液压缸采用在缸盖中压入导向套，缸盖选用HT200铸铁，导向套选用铸铁HT200，以使导向套更加耐用。413活塞液压缸活塞常用的材料为耐磨铸铁，灰铸铁，钢及铝合金等。本设计液压缸活塞材料选用45号钢，需要经过调质处理。1）活塞外径D对内孔D的径向跳动公差值，按7、8级精度选取。2）端面T对内径D轴线的垂直度公差值，应按7级精度选取。3）外径D的圆柱度公差值，按9、10、11级精度选取。4）活塞与缸体的密封结构由前可以选用O型密封圈。42液压缸主要尺寸的确定液压缸工作压力主要根据液压设备的类型来确定，对不同用途的液压设备，由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。所以设计时，可用类比法来确定。液压缸的工作压力MPA，缸筒内径D125MM，活塞杆外径3PD90MM。421液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指液压缸中最薄处的厚度。从材料力学可以知道，承受内压力的圆筒，其内应力分别规律因为壁厚的不同而各异。一般计算时可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径D与其壁厚的比值D/10的圆筒称为薄壁圆筒。起重运输机械和工程机械的液压缸，一般采用无缝钢管，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒壁厚公式计算优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605PD式中液压缸壁厚（M）。D液压缸内径（M）。试验压力，一般取最大工作压力的（12515）倍（MPA）。YP额定压力16MPA,取15MPA。NYPN1534缸筒材料的许用应力。，其中为材料抗拉刚度，BNBN为安全系数，一般取N5。的值为锻钢110120MPA；铸钢BBB100110MPA；无缝钢管110110MPA；高强度铸铁60MPA；B灰铸铁25MPA。B在中低压液压系统中，按上式计算所得液压缸的壁厚往往很小，使得液压缸的刚度往往不够，如在切削加工过程中的变形、安装变形等引起液压缸工作过程卡死或者漏油。因此一般不作计算，按经验选取，必要时按上式公式进行校核。对于D/10时，应该按材料力学中的厚壁圆筒公式进行壁厚的计算。对于脆性材料以及塑性材料04123YPD式中的符号意思与前面相同。液压缸壁厚算出后，即可以求出缸体的外径为11D2式中值应该按无缝钢管标准，或者按有关标准圆整为标准值。1D在设计中，取试验压力为最大工作压力的15倍，即153MPAYP45MPA。而缸筒材料许用应力取为100MPA。B应用公式得，2YP451206/M下面确定缸体的外径，缸体的外径12521406MM1D优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976315312MM。在液压传动设计手册中查得选取标准值155MM。在根据内径1DD和外径重新计算壁厚，MM15MM。112D52422液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度，可以根据执行元件机构实际工作的最大行程来确定，并且参照表41中的系列尺寸来选取标准值。表41液压缸活塞行程参数系列（MM）255080100125160200250320400500630800100012501600200025003200400040639011014018022028036045055070090011001400180022002800390024026030034038042048053060065075085095010501200130015001700190021002400260030003800注液压缸活塞行程参数依、次序优先选用。由已知条件知道最大工作行程为450MM,参考上表系列，取液压缸工作行程为450MM。423缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效的厚度T按强度要求可以用下面两式进行进似计算。无孔时2043YPTD有孔时20YTD式中缸盖有效厚度（M）。T缸盖止口内径（M）。2D缸盖孔的直径（M）。0D在此次设计中，利用上式计算可取T40MM424最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面中点到缸盖滑动支撑面的距离H称为优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763最小导向长度（图32）。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度（间隙引起的挠度）增大，从而影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一定得最小导向长度。对于一般的液压缸，最小导向长度H应满足以下要求20LDH式中液压缸的最大行程。液压缸的内径。为了保证最小导向长度H，如果过分增大和B都是不适宜的，必要时可1L以在缸盖和活塞之间增加一个隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小导向长度H决定，即12CLB在此设计中，液压缸的最大行程为450MM，液压缸的内径为125MM，所以应用公式的MM85MM。0LD20L4512活塞的宽度B一般取得B（0610）D；缸盖滑动支撑面的长度，根据1L液压缸内径D而定。当D80MM时，取；16L当D80MM时，取。0D活塞的宽度B（0610）D5490MM，取70MM425缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应该大于内径的2030倍。缸体长度L400100MM500MM。426固定螺栓得直径SD液压缸固定螺栓直径按照下式计算S52SKFDZ式中F液压缸最大负载。Z固定螺栓个数。K螺纹拧紧系数，K11215。根据上式求得优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763103MM52SKFD压缸强度校核1）缸筒壁厚校核。YPDD02当时，壁厚应满足。Y04113P当时，壁厚应满足前面已经通过计算得D125MM,15MM。则有10，D83所以为厚壁缸。15MM1112MM，Y04P1232504513可见缸筒壁厚满足强度要求。2）活塞杆稳定性的验算活塞杆受轴向压缩负载时，它所承受的轴向力F不能超过使它稳定工作所允许的临界负载，以免发生纵向弯曲，从而破坏液压缸的正常工作。的值KFKF与活塞杆材料性质、截面的形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。活塞杆的稳定性的校核依照下式（稳定条件）进行KFN式中安全系数，一般取24。KNK当活塞杆的细长比时KLR12KF2EJL当活塞杆的细长比时，且20120时，则KLR1212KF2KFALR式中安装长度，其值与安装方式有关。L优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763活塞杆截面最小回转半径，。KRKRJA柔性系数。1由液压缸支承方式决定的末端系数。2E活塞杆材料的弹性模量，对刚取E。12206/NMJ活塞杆横截面惯性矩，A为活塞杆横截面积。F由材料强度决定的实验值。根据验算，液压缸满足稳定性要求。43液压缸的结构设计液压缸主要尺寸确定以后，就进行各部分的结构设计。主要包括液压缸缸体与缸盖的连接结构、活塞杆与活塞的连接结构、活塞杆导向部分的结构、密封装置、缓冲装置、排气装置、以及液压缸的安装连接结构等。由于工作条件的不同，结构形式也各不相同。设计时根据具体情况进行选择。431缸体与缸盖的连接形式缸体与缸盖常见连接方式有法兰连接式、半环连接式、螺纹连接式、拉杆连接式、焊接式连接等。图41常见的缸筒和缸盖结构图41所示为常见的缸盖和缸筒连接形式。图41A为法兰式连接结构，这种连接结构简单、成本低廉，容易加工，便于装卸，强度较大，能够承受高压。但是外形尺寸较大，常用于铸铁制的缸筒上。图41B为半环式连接结构，这种连接分为外半环连接和内半环连接两者形式。它们的缸筒壁部由于开了环形槽而削弱了强度，为此有时要增加壁厚。它容易加工和装卸、重量较轻，半环连接是一种应用较为普遍的连接结构，常用于无缝钢管和锻钢制的缸筒上。图41C、F为螺纹连接形式，这种连接分为外螺纹连接和内螺纹连接两者形式。它的缸筒端部结构复杂，外径加工必须要求同时保证内外径同心，装卸优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763要使用专用工具，它的外形尺寸和重量都比较小，结构紧凑，常常用于无缝钢管和锻钢制的缸筒上。图41D为拉杆式连接形式，这种连接结构简单，工艺性好、通用性强、易于装拆，但是端盖的体积和重量都非常大，拉杆在受力后容易拉伸变长，从而影响密封效果，仅适用于长度不大的中低压缸。图41D为焊接式连接，这种连接形式强度高，制造简单，但是焊接时容易引起缸筒的变形。缸体端部与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。通过综合考虑，在此设计中，缸体端部与缸盖采取法兰连接的形式。432活塞杆与活塞的连接结构活塞和活塞杆的结构形式有很多，常见的有一体式、锥销式连接外、还有螺纹式连接和半环式连接等多种形式，如图42所示。半环式连接结构复杂，装卸不便，但是工作可靠。图42活塞杆与活塞的结构此外，活塞和活塞杆也有制成整体式结构的，但是它只能适应于尺寸较小的场合。活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆则不论是空心的还是实心的，大多用钢料制造。经过综合考虑，在此设计中，活塞杆与活塞的连接采取螺纹连接的形式，如图43所示。图43活塞杆与活塞的连接形式这种连接方式结构简单，便于拆卸，成本低廉，但是在震动的过程中容易优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763松动，所以加了防松装置，应用范围较广。433活塞杆导向部分的结构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。导向套的结果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导向结构。后者导向套磨损后便于更换，所以应用比较普遍。导向套的位置可以安装于密封圈的内侧，也可以安装于密封圈的外侧。机床和工程机械中一般采用装在内测的结构，有利于导向套的润滑；而压油机常采用装在外测的结构，在高压下工作时，使得密封圈由足够的油压将唇边张开，以提高系统的密封性能。活塞杆处的密封形式由O型、V型、Y型和型密封圈。为了清除活塞杆X处外漏部分粘附的灰尘，保证油液清洁以及减少磨损，在端盖外侧增加防尘圈。此设计经过综合考虑，采取端盖直接导向。434密封装置液压缸中常见的密封装置有间隙密封，摩擦环密封，密封圈密封等。间隙密封依靠运动件间的微笑间隙来防止泄露。为了提高这种装置的密封能力，常在活塞的表面制造出几条微小的环形槽，用以增大油液通过间隙时的阻力。它结构简单，摩擦阻力小，可以耐高温，但是泄露大，加工要求高，磨损后无法恢复原有能力，只有在尺寸小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。摩擦环密封依靠活塞上的摩擦环（尼龙或者其他高分子材料制成）在“O”形圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄露。这种材料密封效果好，摩擦阻力较小并且稳定，可以耐高温，磨损后有自动补偿能力，但是加工要求高，装拆不方便，适用于缸筒和活塞之间的密封。油缸主要采用密封圈密封，密封圈有O形、V形、Y形及组合式等数种，其材料为耐油橡胶、尼龙、聚氨脂等。它利用橡胶或者塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄露。它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。（1）O形密封圈（如图44）O形密封圈的截面为圆形，主要用于静密封。与唇形密封圈相比，运动阻力较大，作运动密封时容易产生扭转，故一般不单独用于油缸运动密封。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图44O形密封圈（2）V形密封圈（如图45）V形圈的截面为V形，如图所示，V形密封装置是由压环、V形圈和支承环组成。当工作压力高于10MPA时，可增加V形圈的数量，提高密封效果。安装时，V形圈的开口应面向压力高的一侧。图45V形密封圈（3）Y形密封圈（如图46）Y形密封圈的截面为Y形，属唇形密封圈LIPSEAL。它是一种摩擦阻力小、寿命较长的密封圈，应用普遍。Y形圈主要用于往复运动的密封。根据截面长宽比例的不同，Y形圈可分为宽断面和窄断面两种形式，图所示为宽断面Y形密封圈。图46Y形密封圈对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把脏物带入液压缸，使油液受到污染，使密封件磨损，因此常需要在活塞杆密封处增添防尘圈，并且放在向着活塞杆外伸的一段。435缓冲装置液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，由于运动部件具有很大的动能，因此当活塞运动到液压缸终端时，会与端盖碰撞，而产生冲击和噪声。这种机械冲击不仅引起液压缸的有关部分的损坏，而且会引起其它相关机械的损伤。为了防止这种危害，保证安全，应采取缓冲措施，对液压缸运动速度进行控制。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763当活塞移至端部，缓冲柱塞开始插入缸端的缓冲孔时，活塞与缸端之间形成封闭空间，该腔中受困挤的剩余油液只能从节流小孔或缓冲柱塞与孔槽之间的节流环缝中挤出，从而造成背压迫使运动柱塞降速制动，实现缓冲。液压缸中常用的缓冲装置有节流口可调式（如图47）和节流口变化式（如图48）两种。图47节流口可调式缓冲装置图48节流口变化式缓冲装置在此设计中，为了适当的减轻加工难度，决定采取如图48所示的缓冲装置。这种缓冲装置可以调节。436排气装置排气装置在液压缸中是十分必要的，这是因为油液中混入的空气或者液压缸长期不使用，外界侵入的空气都积聚在液压缸内的最高部位处，影响液压缸运动平稳性，低速时引起爬行现象、启动时造成冲击、换向时降低精度等。液压缸中的排气装置通常有两种形式一种是在缸盖的最高部位处开排气孔，用长管道接向远处排气；另外一种是在液压缸缸盖最高部位安装排气塞。两种排气装置都是在液压缸排气时打开（让它全行程往复移动多次），排气完毕后