粗镗活塞销孔专用机床及夹具的设计（全套图纸）

毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305I本次设计题目为粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计。本文主要介绍零件所用夹具以及加工零件所用专用机床的设计过程并提供具体的设计参数。本文主要分为三部分，第一部分为绪论部分，主要对夹具以及专用机床进行简要的介绍；第二部分为概述部分，本部分主要是对设计对象即零件进行具体分析；第三部分为具体设计部分，本部分为本文的重点，本部分主要展示各个参数的计算过程以及部分结构的设计原理，具体为机床动力选择，机床刀具及相关参数计算，夹具设计计算，机床液压滑台设计计算，组合机床联系尺寸的确定等。本文只对组合机床的联系尺寸进行计算设计，对于具体结构不进行设计。关键词：活塞，夹具，组合机床开题报告粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计MicrosoftWord9AutoCAI图形文翻译MicrosoftWord9毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305I重庆大学本科学生毕业设计(论文)ABSTRACTmachinesusedinthedesigmachinesforabriefintroduction;secondpartisanoverviewofpartofthiscomponentispartofthedesignobjectsthatcarryoutspecifiparametersofthispartofthemaindisplaypartofthestructurecalculationprocessandthedesignprinciple,thespecificpowerforthemachinetoolselection,andrelatedparametercalculation,calculationoffixturedesign,machinedesignandcalculationofhydraulicslider,combinationdeterminethesizeofmachinetocontactandsoon.Thislinkonlycombinationmachinesizecalculationdesign,theconcreteKeywords:Pistons,fixtures,machinetool毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)目录 IABSTRACT Ⅱ 11.1机床夹具及其发展趋势 11.2专用机床简介及其特点 3 42.1毕业设计(论文)的内容和要求 42.2零件的工作条件和技术要求 42.3活塞主要技术条件分析 52.4活塞的材料及毛坯制造 52.5活塞销孔的机械加工工艺过程的分析 6 73.1夹具的初步设计方案 73.2机床的初步设计 73.3夹具设计的计算 3.4机床的液压滑台系统的具体设计 3.5V带传动的设计 3.6组合机床联系尺寸的确定 毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ363963051重庆大学本科学生毕业设计(论文)机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求,加工前必须将工件装好(定位)、夹牢(夹紧)。夹具通常由定位元件(确定工件在夹具中的正确位置)、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置(使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类)、连接元件以及夹具体(夹具底座)等组成。随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求相应提高。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20%左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用，就新技术而言，一些更细化的要求被提出1)能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2)能装夹一组具有相似性特征的工件；3)能适用于精密加工的高精度机床夹具；4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动6)提高机床夹具的标准化程度。为了适应不同行业的需要和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。夹具的通用性直接影响其经济性，采用模块、组合式的夹具系统，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济使用才有推广的价值。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ363963052重庆大学本科学生毕业设计(论文)1绪论(1)、高精。随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm,夹具支承面的垂直度达到(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内；夹具重复安装的定位精度高达±5μm;瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达2～5μm。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。(2)、高效。为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1～2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。(3)、模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。(4)、通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统.一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。3重庆大学本科学生毕业设计(论文)1绪论1.2专用机床简介及其特点机床是将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为”工作母机”或”工具机”,习惯上简称机床。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40%-60%,机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。专用机床是一种专门适用于特定零件和特定工序加工的机床，而且往往是组成自动生产线式生产制造系统中，不可缺的机床品种。组合机床是专用机床的一种，它以标准化部件为基础，配以少量的专用部件组成。专用机床一般采用多轴、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。因此专用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。专用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。毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ363963054重庆大学本科学生毕业设计(论文)2概述2.1毕业设计(论文)的内容和要求：(1)进一步熟悉机床专用夹具设计的基本知识，熟悉机械制造工艺方面的知识，(2)绘制出活塞销孔零件图、加工示意图、被加工零件工序图、组合机床联系尺寸图和夹具结构图等。(1)设计方案和计算正确。(2)对机械制造工艺即夹具设计方面的知识和机床设计进行更全面了解。2.2零件的工作条件和技术要求：工作条件：1)高温—导致热负荷大：活塞在气缸内工作时，活塞顶面承受瞬变高温燃气的作用，燃气的最高温度可达2000～2500℃,因而活塞顶的温度也很高。温度分布不均匀，有很大的热应力；2)高压—冲击性的高机械负荷：高压包括两方面①活塞组在工作中受周期性变化的气压力直接作用，气压力Pz(MPa)一般在膨胀冲程开始的上止点后10°~20°达到最大。②活塞组在气缸里作高速往复运动，产生很大的往复惯性力。3)高速滑动：内燃机在工作中所产生的侧向力是较大的，特别是在短连杆内燃机中；4)交变的侧压力：活塞上下行程时活塞要改变压力面，侧向力方向不断变化，造成了活塞在工作时承受交变的侧向载荷。设计要求：1)选用热强度好，散热性好，膨胀系数小，耐磨、有良好减磨性和工艺性的材料2)形状和壁厚合理，吸热少，散热好，强度和刚度符合要求，尽量避免应力集中，与缸套有最佳的配合间隙3)密封性好，摩擦损失小4)重量轻。毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ363963055重庆大学本科学生毕业设计(论文)2概述技术要求：1、活塞裙椭圆度为0.08—0.13。2、裙椭圆长轴应与活塞销孔中心线垂直，垂直度公差为100:0.035。3、环槽侧面粗糙度小于0.4xm。4、椭圆长轴如下表分组出厂：组别裙部椭圆长轴A101.490—101.505mmB101.505—101.520mmC101.520—101.535mm2.3活塞主要技术条件分析：销孔尺寸公差IT6级以上。当销孔直径小于50mm时销孔圆度误差不大于0.0015mm,圆柱度误差不大于0.003mm。销孔内圆表面粗糙度Ra≤0.2μm活塞销孔轴心线到顶面的距离定为56±0.08mm。销孔轴心线对裙部轴心线的垂直度在100mm长度上公差为0.35mm。销孔轴心线在裙部轴心线的对称度为0.2mm(具体请参考零件图附件)。2.4活塞的材料及毛坯制造：材料普遍采用硅铝合金，柴油机活塞则多用铜镍镁铝合金。硅铝的主要化学成分是(国标108号铝):Si含量10.5%--13.0%,Cu含量1.0%--1.8%,Mg含量0.4%--1.0%,Mn含量0.3%--0.9%,Fe含量0.2%--0.7%,其余是铝。硅铝合金材料与铸铁材料相比有以下优点：(1)导热性好，使活塞顶面降温快，可以提高发动机的压缩比，不至于引起混合气体自燃，可以提高发动机的效率；(2)重量轻，惯性力小；(3)切削性能好；(4)铸造流动性好，可以得到精确的毛坯。毛坯制造：由于是大批量生产，为了提高毛坯的精度，铸出活塞销孔及燃烧室，减少机加工余量，故而毛坯的铸造是采用金属模铸造。毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ363963056重庆大学本科学生毕业设计(论文)2概述内燃机活塞毛坯制造方法包括以下步骤：1、配置活塞材料，制作与活塞油道形状吻合的合金型芯，所述合金型芯的熔点低于活塞材料的固熔处理温度；2、将所述合金型芯对应放置于冷压模具型腔，然后放入活塞材料，冷压成形形成活塞坯料；3、将所述的活塞坯料顶部朝下烧结形成烧结毛坯；4、将所述的烧结毛坯放入对应模具中，挤压形成活塞精坯；5、进行固熔处理及时效处理，固熔处理时将所述活塞精坯顶部向上放置，使合金芯熔化后流出，形成活塞的冷却油道。固溶温度约是660度，时效280度。2.5活塞销孔的机械加工工艺过程的分析：零件名称：解放牌汽车活塞材料：铝合金HB95~140年产量：25~30万件铝活塞的毛坯一般都铸出锥形销孔(便于拔模)。由于销孔是许多工序施加夹紧力的部分，所以在粗车止口工序之后即对销孔进行粗镗，以便在其后的工序，夹紧力能较均2技术要求及检变要求：1销孔圆度误差不大于0.0015mn,圆柱度误差不大于0.003mm2销孔内圆表面粗糙度Ra不大于0.2μm3销孔轴心线在裙部轴心线的对称度为0.2mm4活塞销孔轴心线到顶面的跑离定为56土0.08nm 毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ363963057重庆大学本科学生毕业设计(论文)3粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计3粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计3.1夹具的初步设计方案：作为夹具部分的设计主要是考虑定位基准的选择。基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所要依据的那些点、线、面。定位基准的选择会直接影响到零件表面间的位置精度，并且会对加工工序的安排产生重要影响，从而直接影响到零件的加工精度。根据粗基准，精基准的选择原则：遵循基准统一、基准重合、互为基准、自为基准粗基准的选取原则：以不加工的表面作为粗基准；选择要求加工余量均匀的表面作为粗基准；选择余量最小的表面作为粗基准；选择平整、光洁、尺寸足够大的表面作为粗基准；粗基准应尽量避免重复使用。精基准的选取原则：基准重合；基准统一；应尽量选择尺寸较大的表面作为精基准。活塞属于薄壁型零件，故而在外力作用下易变形，同时活塞主要的尺寸及位置精度都要求很高，所以应该采用统一的定位基准来加工零件，由于薄壁件的原因，假设采用外圆定位则极易产生变形。因此采用活塞止口与端面作为统一的基准。采用止口和端面作为基面有下列优点：(1)用这种定位方法可以加工裙部、头部、顶面、销孔等主要及其他次要表面，而且在一道工序中，一次安装就可以车削外圆、顶面、环槽，实现了工序的集中。既可提高生产率，又能保证这些表面的位置精度。(2)活塞裙部在半径方向刚性差，利用止口和端面定位可以沿活塞轴向夹紧，就不至于引起严重的变形，,同时又可以进行多刀切削提高生产效率。利用止口和活塞销可以限制5个自由度，最后一个转动自由度则有削边销来进行限3.2机床的初步设计：根据零件加工工序的需要选择具有固定式夹具的主轴箱横向进给的卧式单工位专用机床：1、动力部件的选择：选定机床的动力部件主要分为两部分。第一部分是传递主运动的部件，主要包括动力源和主轴箱。第二部分则主要为传递进给运动部件，主要包括液压滑台。毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ363963058重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.2机床的初步设计(1)液压滑台液压滑台是组合机床的重要通用部件之一，用于实现进给运动，液压滑台由滑台，滑座，油缸三部分组成。其主要元件有液压泵、电液换向阀、顺序阀、背压阀、液压缸。滑台与滑座配置双矩形导轨，优点是结构简单，制造、检验、修理都很方便；导轨面较宽，承载能力强，并且刚度较高，预选台面宽行程进给力油缸内径/活塞直径油泵流量(升/快进流量(升/最小进给量工进速度40~1000(2)动力源动力源是为刀具提供切削主运动的驱动装置，在机床中与主轴相配套。通过查阅《组合机床设计》中关于传动装置选择的相关内容可知，由于零件材料是采用铝合金，针对铝及其合金等轻金属进行粗镗削，应当选择采用皮带轮传动装置。带传动的特点是运转平稳，噪声小，并有吸振、缓冲作用，过载时带与带轮之间将发生打滑而不致损坏其他零件，即有过载保护功能。带传动结构简单，制造、安装过程及维护均较方便，所以广泛应用于各种机器中。带传动的缺点是效率低(一般平带传动0.96;V带传动0.95),外形尺寸大，带的寿命较短，不宜于易燃易爆场合。带传动工作时由于有弹性滑动，所以不能保证准确的传动比。(3)主轴箱主轴箱安装于液压滑台上。本次设计将采用自行设计的主轴箱和皮带轮传动装置。查《组合机床设计》表3-11得。粗镗的镗刀的材料高速钢，切削速度v(m/min)在100~150范围内选取，初步定为110。每转进给量f(mm/转)毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)9重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.2机床的初步设计1000mm/min)的限制要取合适的值。由公式n=1000v/πD得：n=1000×120/π×27=1297.4(r/min)mm/r)vr=f×n取滑台的进给速度为1000,则f=vrmm/r)3、确定切削力，切削扭矩，切削功率：切削力Fc,切削扭矩M,切削功率N,刀具耐用度T的计算公式：(1)切削力Fc=9.81×Crc×apf*Krc查《机械制造技术》得KMFc=1KcoFc=1.0Kkorc=1.0KlsFc=1.0Kerc=1.0∴K=KFc×Kcorc×KKor×KF×KOFC=1×1.0×1.0×1.0×1.0×1.0=450.4(N)(2)切削功率：Pc=Fc×Vc/60×103=450.4×120/60000=0.895(kW)(3)快速运动速度的确定：由HY2OA液压滑台技术性能可知快进速度为12米/分。(4)选择刀具结构及切削扭矩：镗杆直径及镗刀截面尺寸：查《组合机床设计》p60表3-16得由镗孔直径D=27(mm),取镗杆直径=22(mm),镗刀截面主轴直径d=25(mm)毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.3夹具设计的计算查《组合机床设计》p59表3-15得，取系B=7.3(5)电动机的选用：根据上面算出的转速为1297.4(r/min)和功率为0.895×2=1.79(kW)。现决定选用型号为Y100L2-4的电动机。其额定功率为3(kW),转速为1400(r/min)。3.3夹具设计的计算[3]:Wk-实际所需夹紧力(N)r`-螺杆端部与工件间的当量摩擦半径(mm),参见表1-2-20∵螺杆端部的结构形式为点接触p1螺杆端部与工件的摩擦角(°)r₂-螺纹中径之半(mm),初选M10,P=1,查表1-2-21得r=4.675α-螺纹升角(°),初选M10,P=1,查表1-2-21得α=1°57`p`2-螺旋副当量摩擦角。当选用三角螺纹时，由表1-2-22查得p`2=9°50`ηo-除螺旋外机构的效率，其值为0.85~0.95,取0.90由表1-2-24中，初选螺纹公称直径为10(mm)的螺栓，查得其许用夹紧力为3924(N),加在螺母上的夹紧扭矩为9.320(N·mm)M10的许用夹紧力=3924>450.4(N)∴M10的螺栓满足强度要求。2、扳手和螺栓的选用：当用扳手扳动M10螺栓上的六角螺母时，查表1-2-25得，柄长度L=120(mm),作用力为45(N),而夹紧力为3550(N),远大于毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.4机床的液压滑台系统的具体设计3.4机床的液压滑台系统的具体设计工进长度的确定：工进长度=切入长度+加工孔长度+切出长度取切入长度为7(mm),加工孔长度为102(mm),∴工进长度=7+102+8=117(mm)切出长度取8(mm)。快进长度，初定为283(mm)快退长度=快进长度+工进长度=283+117=400(mm)“滑台式后带“A”表示滑座导轨为铸铁导轨。又∵球墨铸铁的密度为7300kg/m³∴可根据滑座的外形尺寸和密度来估算其重力。估算液压滑台的重力N₁估算主轴箱和动力源的重力N=9.8×200×472×388×7300×10即运动部件的重力N=N,+N=3257.64(N)取N=4000(N)1、液压缸所受的外负载：F包括三种类型：F-工作负载F=6300(N)Fa-运动部件速度变化时的惯性负载Fa=G×△v/gX△t一般取△t=0.05(s)Fa=4000×12/9.8/0.05/60=1632.65(N)F-导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力在本设计中取静摩擦系数为0.18,动摩擦系数为0.1∴工作循环各阶段的外负载为：毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.4机床的液压滑台系统的具体设计2、拟定液压系统原理图：(1)、确定供油方式：考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进，快退时负载较小，速度较高。从节省能量，减少发热考虑，泵源系统宜选用变量泵供油。现采用限压式变量叶片泵。(2)、调速方式的选择：在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据镗削类专用机床的特点，决定采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速。这种调速回路具有效率高、发热少和速度刚性好的特点。(3)、速度换接方式的选择：本系统采用行程阀切换的速度换接回路，它的特点是可提高系统的换接(4)、最后把所选择的液压回路组合起来，即可组成图纸所示的液压系统原理图。其工作原理如下：按下启动按钮，电磁铁1YA通电吸合控制油路有泵16经电磁先导阀13的左位，单向阀11,进入液动阀14的左端油腔，液动阀14左位接入系统。液动阀14右端回油经过节流器和阀13回油箱。阀14处于左位。主油路从泵16—单向阀15—液动阀14左位—行程阀9(常态)—液压缸左腔。回油路从液压缸的右腔—阀14的左位—单向阀3—阀9—液压缸的左腔。压下行程阀9,则油路不能通过而只能通过调速阀6,此时系统的压力升高，压力的升高使顺序控制阀2打开而且也会另限量叶片泵的流量减少，直到与经过调速阀6流量相同为止。液压的有杠腔的油液则通过液动阀14,经顺序阀2和背压阀1回油路。(两侧的压力差使单向阀3关闭)3)死档铁停留：滑台工进终了，滑台体前端顶上固定在滑座体上的死档铁，滑台不能前进，而油路系统还在供油，迫使油缸大腔油压升高，压力继电器5发出信号，使2YA通电，1YA断电，实现滑台快退。压力继电器7延时的过程就是滑台在死挡铁停留的时间。4)滑台快退及原位停止：毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.4机床的液压滑台系统的具体设计2YA的通电使阀14接入系统，进油路有泵16—阀15—液动阀14右路—液压缸右腔。回油：液压缸的左腔—单向阀7—阀14右位一回油缸。由于此时空载，系统的压力很低，泵输出的流量最大，滑台快退。当滑台快退到原位时，档块压下原位的行程开关，使电磁铁都断电，阀13和14都处于中位，滑台停止运动。泵通过阀14的中位卸荷。3、液压系统的计算和选择液压元件：(1)液压缸主要尺寸的确定：1)工作压力P的确定：工作压力P可根据负载大小及机器的类型来初步确定，现参阅《液压系统设计简明手册》p10表2-1取液压缸工作压力为4(Mpa)。2)计算液压缸内径D和活塞杠直径d:液压滑台的参数定D/d为50/35按最低工作速度验算液压缸的最小稳定速度式中A为液压缸节流腔的有效工作面积，qmin是由产品样本查得GE系列的最小稳定流量为50(mL/min),vmin=4(cm/min)∴A>(qmin/vmin)=50/4=12.5(cm)²由于调速阀是安装在油路上的，故液压缸节流腔有效工作面积应选液压缸无杠腔的实际面积。即A=(π/4)×D≥(π/4)×5=19.63(cm)∴液压缸能选到所需流速。3)计算在各工作阶段液压缸所需的流量：=11.5(L/min)=2(L/min)0.035)×12=12(L/min)(2)确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格：1)泵的工作压力的确定：毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.4机床的液压滑台系统的具体设计pp=p₁+P式中po—液压泵的最大工作压力p—执行元件最大工作压力0.2~0.5(Mpa),复杂系统取0.5~1.5(Mpa)。本设计中取0.5(Mpa)。p=p+P=4+0.5=4.5(Mpa)上述计算所得的p。是系统的静态压力，考虑到系统有各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力储备量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力pn应满足pn≥(1.25~1.6)po。本设计中pu=1.25po=5.625(Mpa)2)泵的流量的确定：液压滑台的技术性能参数可知油泵的流量为q=12(L/min)3)选择液压泵的规格：根据以上算得的po和qo,再查阅《液压系统设计简明手册》p81,现选用YBX-16限压式变量叶片泵，该泵的基本参数为：每转排量qo=16m(L/r),泵的额定压力p=6.3(Mpa),电动机转速nu=1450(r/min),容积效率ηv=0.85,总效率η=0.74)与液压泵匹配的电动机的选定：首先分别算出快进与工进两种不同工况时的功率，取两者较大值为选择电动机规格的依据，由于在慢进时泵输出的流量减少，泵的效率急剧降低，一般当流量在0.2~1L/min范围内，可取η=0.03~0.14。同时还应该注意到，为了使所选择的电动机在经过泵的流量特性曲线最大功率点时不致停转，需进行验算，即pg×qo/η≤2pnpe—限压式变量泵的限定压力qo—压力为pε时，泵的输出流量首先计算快进时的功率，快进时的外负载为400N,进油路的压力损失定po=400/((π/4)×0.035)×10+0.^3=0.40(Mpa)快进时所需电动机的功率为：毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.4机床的液压滑台系统的具体设计P=pp×qo/n=0.40×11.5/60/0.7=0.11(kW)工进时所需电动机功率为：P=po×q/n=4.5×2/60/0.7=0.22(kW)查阅电动机产品样本，选用Y90S-4型电动机，其具体参数为：功率满载时额定电额电流(A)功率因数(COS中)根据产品样本可查得YBX-16的流量压力特性曲线。再由已知的快进时的流量为11.5(L/min),工进时的流量为2(L/min),压力为4.5(Mpa),作出泵的实际工作时的流量压力特性曲线，查得该曲线拐点处的流量为24(L/min),压力为2.9(Mpa),该工作点处对应的功率为P=2.9×24/60/0.7=1.66(kW)≤2×1.1=2.2(kW)∴所选的电动机在拐点处能正常工作。(3)液压阀的选择：本设计均用GE系列阀，根据拟定的液压系统图。按通过各元件的最大流量来选择液压元件的规格。名称对应零件号备注背压阀1液控顺序阀2单向阀AF3-EA1OB节流阀压力继电器5调速阀6AQF3-E10B行程阀9电磁先导阀液动换向阀8液压泵毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.4机床的液压滑台系统的具体设计滤油器XU-B32X100(4)液压油箱容积的确定：本设计为中压系统。液压油箱有效容量按泵的流量的选用容量为160L的油箱。5~7倍来确定。现3.5V带传动的设计[5]:V带传动由于传动带的横截面为梯形，带轮上有相应的轮槽，其两侧面为工作面，根据楔形摩擦原理，在相同的初拉力或相同的正压力Fọ作用下，V带的传动较平带传动能产生较大的摩擦力，从而提高了V带传动的工作能力。通过V带传动适用于较小中心距和较大传动比的场合，其结构较为紧在已知电动机型号为Y100L2-4,额定功率为(3kW),转速n=1420(r/min),传动比i=1.0521、确定计算功率Pca:其中K₄为工作情况系数，P为电动机额定功率，已知P=3(kW)由《机械设计》p136表7-7,查得K=1.2故Pca=1.2×3=3.6(kW)2、选取窄V带带型：根据Pca、ni,由图7-14确定选用SPA型窄V带型。3、确定带轮基准直径：为了减小带的弯曲应力应采用较大的带轮直径，但这使带轮的轮廓尺寸增大。一般取dεdmin(表7-3),比规定的最小直径略大些。大带轮直径可以按d₂=(nin₂)d₁计算。大小带轮直径一般均应按照带轮基准直径系列圆整(表7-8)。仅当传动比要求较精确时，才考虑滑动率∑来计算大轮直径，即d₂=(ninz)d(12),这时候d₂可不按表7-8圆整。由表7-3取主动轮基准直径d=75(mm)毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.5V带传动的设计根据式d₂=i×d₁=1.052×75=78.90(mm)根据表7-8,取d₂=80(mm)4、验证带的速度v由P=Fv1000可知，当传递的功率一定时，带速愈高，则所需的有效圆带的根数可以减少。但带速过高，带的离心力显著增大，减小了带与带轮的接触压力，从而降低了传动的工作能力。同时，带速过高，使带在单位时间内绕过带的次数增加，应力变化频繁，从而降低了带的疲劳寿命。且当带的速度达到一定值后，不利因素将使基本额定功率降低。所以带速一般在v=5~25ms内为宜，在v=20~25ms范围内最有利。如带速过高(Y、Z、A、B、C型v>25m/s;D、E型v>30m/s)时，应重新选择较小的带轮基准直径。按式v=πXd₁×ni/60/1000验算带的速度5(m/s)<v=πX75×1400/60/1000=5.5735<25(m/s)∴带的速度合适。5、确定窄V带的基准长度和传动中心距：根据结构功能要求初定中心距ao。中心距小则结构紧凑，但使小带轮上的包角较小，降低带传动的工作能力，同时由于中心距小，V带的长度短，在一定速度下，单位时间内的应力循环次数增多而导致使用寿命的降低，所以中心距不宜取的太小。但也不宜太大，太大除了有相反的利弊外，速度较高时还易引起带的颤动。根据0.7×(d₁+d₂)<ao<2×(d₁+d₂),初步确定中心距ao=300(mm)计算带所需的基准长度L`a=2×ao+(π/2)×(d₁+d₂)+(d₂-d)/(4×ao)=2×300+(π/2)×(75+80)+(80-75)/(4×300)由表7-2选带的基准长度La=800(mm)计算实际中心距aa=ao+(La-L`a)/2=300+(800-844)/26、带轮上的包角αi:小带轮上的包角6可按照以下式计算毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.5V带传动的设计a₁=180°-(d₂-d₁)/a×60°为了使带传动有一定的工作能力，一般要求(,=90)。如〈,小于此值，可适当加大中心距a;e120(特殊情况允许若中心距不可调时，可加张紧轮。从上式可以看出，(也与传动比有关，d₂与d₁相差越大，即i越大，则〈,越小。通常为了在中心距不过大的条件下保证包角不致过小，所以传动比不宜过大。普通V带传动一般推荐iδ7,必要时可到10。a₁=180°-(d₂-d)/a×57.3°=180°—(80-75)/256×57.3°=178.8°>120°∴主动轮上的包角合适。7、计算窄V带的根数Z:由式Z=Pca/(P₁+△P₁)/K其中Ka-包角系数K₁-长度系数P₁-单根V带的基本额定功率△P₁-单根V带的基本额定功率的增量由n=1400(r/min),d₁=75(mm),i=1.052查表7-4得：P₁=0.68(kW)P₁=0.04(kW)查表7-5得K。=0.995,查表7-6得K=0.86则Z=3.6/(0.68+0.04)/0.995/0.86=5.84取Z=6根8、确定初拉力Fo:适当的初拉力是保证能够传动正常工作的重要因素之一。初拉力小，则摩擦力小，易出现打滑。反之，初拉力过大，会使V带的拉应力增加而降低寿命，并使轴和轴承的压力增大。对于非自动张紧的带传动，由于带的松弛作用，过高的初拉力也不易保持。为了保证所需的传递功率，又不出现打滑，并考虑离心力的不利影响时，单根V带适当的初拉力F₀为Fo=500×(Pca/V/Z)×(2.5/Kα-1)+qv由表7-3,得q=0.07kg/m故Fo=500(3.6/5.5375/6)×(2.5/0.995-1)+0.07×5.53759、计算作用在轴上的压轴力Fo:传动带的紧边拉力和松边拉力对轴产生压力，它等于紧边和松边拉力的毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305重庆大学本科学生毕业设计(论文)3.5V带传动的设计向量和。但一般多用初拉力Fo,近似的用下式求得F₀(N)式中〈,为小带轮上的包角Z为V带根数故Fo=2×Z×F₀×sin(a=1007.95(N)对带轮的主要要求就是重量轻、加工工艺性好、质量分布均匀、与普通V带接触的槽面应光洁，以减轻带的磨损。对于铸造和焊接的带轮，内应力要小。带轮常用的材料有灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料等。灰铸铁应用最广。在vδ30m/s时，用HT200;在ve25~40m/s时