數(shù)控機床液壓系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、數(shù)控機床液壓系統(tǒng)畢業(yè)論文題目 ：數(shù)控機床液壓系統(tǒng)設計摘 要本論文針對目前國內(nèi)外數(shù)控車床的現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)和發(fā)展方向及其在現(xiàn)代工業(yè)中的重要作用，運用液壓元件的基本理論，對其主關鍵結(jié)構液壓系統(tǒng)箱進行了原理分析和優(yōu)化設。根據(jù)設計的實際需要，對車床液壓系統(tǒng)開展研究，并對液壓系統(tǒng)的結(jié)構元件和液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構進行了優(yōu)化設計。并介紹了一種在三爪卡盤上加裝擺動式液壓缸和平面螺旋機構的螺旋擺動式液壓缸增力機構的結(jié)構。敘述了主要的設計步驟和參數(shù)的確定。關鍵詞：數(shù)控車床 液壓油泵 液壓油缸 液壓控制閥 三爪卡盤 性能分析 參數(shù) 優(yōu)化設計AbstractThe present paper in view of the

2、 present domestic and foreign numerical control lathe present situation, the development tendency and the development direction and in the modern industry vital role, the utilization hydraulic unit basic theory, has carried on the static analysis and the optimized design to its important structure l

3、athe bed, then achieved the instruction designs and enhances the numerical control lathe technical performance the goal.According to the design actual need, the method of hydraulics systems used in the actual project the related theory and the realization principle has carried on the elaboration, an

4、d has carried on the lathe bed champing and drive module design as well as the optimized design.The research process mainly divides into hydraulic system analysis and hydraulic control of the optimization designs, obtained the lathe bed static stress and the strain, and has carried on the optimized

5、design to the lathe bed structure, has carried on a more scientific appraisal to the product.Key word：Numerical control lathe ;Hydraulic pumps ;Hydraulic cylinders ;control valves;performance analysis ;Optimized design 目 錄 摘 要IAbstractII第一章 概 論11.1 液壓技術的歷史發(fā)展11.2 國內(nèi)數(shù)控車床的現(xiàn)狀和發(fā)展前景11.3研究的對象和研究的方法3第二章 液壓系

6、統(tǒng)的組成42.1液壓系統(tǒng)組件的設計步驟42.2 技術參數(shù)確定42.3主傳動系統(tǒng)方案的確定52.4液壓系統(tǒng)結(jié)構設計52.5擬定液壓傳動系統(tǒng)圖6第三章 液壓站的設計93.1液壓缸的參數(shù)及設計93.1.1液壓缸的分類93.1.2液壓缸的主要參數(shù)93.1.3 液壓缸的設計和計算113.2 液壓缸主要零件的材料和技術要求113.2.1 缸體113.2.2 活塞113.2.3活塞桿123.2.4活塞桿直徑的計算 123.3 液壓泵133.3.1液壓泵概述133.3.2液壓泵的安裝方式133.3.3液壓泵的選擇133.3.4電動機與液壓泵的連接方式143.4 液壓油箱143.4.1液壓油箱的作用143.4.

7、2液壓油箱的外形尺寸153.4.3液壓油箱的結(jié)構設計153.5集成化設計163.6化的工作要求16第四章 三爪卡盤的設計174.1夾具的特點174.2夾具的基本結(jié)構和原理204.3三爪卡盤螺旋擺動式液壓缸增力機構的結(jié)構和原理214.4主要參數(shù)確定與結(jié)構計算224.5夾具在安裝和操作時應注意的事項234.6誤差分析25第五章 液壓系統(tǒng)性能驗算及維護275.1性能驗算275.2系統(tǒng)維護27小結(jié)體會28致謝29參考文獻30第一章 概 論1.1 液壓技術的歷史發(fā)展 液壓傳動相對于機械傳動來說是一門新技術，但從1650年巴斯卡提出靜壓傳遞遠離，1795年英國的約瑟夫·布拉默利用這一原理在英國制

8、成了世界上第一臺水壓機，使液壓技術開始進入工程領域算起，已有兩三百年的歷史了。到了20世紀30年代才較普遍地用于機械、機床及工程領域。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)迫切需要響應迅速、精度高、功率大的液壓傳動系統(tǒng)和伺服機構，以裝備各種飛機、坦克、大炮和軍艦，提高它們的使用性能，因此各種高壓元件獲得了進一步的發(fā)展，并出現(xiàn)了伺服閥。這里值得一提的是美國馬塞諸塞州理工學院的布萊克本、李等人對于高壓場合的液壓問題以及伺服控制問題進行了深入的研究，大約于1958年他們研制出了電液伺服閥。當前液壓技術在高速、高壓、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用及高度集成化等各項要求方面都取得了重大進展，在完善比例控制

9、、伺服控制、數(shù)字控制等技術上也有了許多新成就。 由于伺服閥造價高、抗污染能力弱，后來又發(fā)展了比例閥和比例泵。我國路甬祥博士在比例技術上的5項發(fā)明，是20世紀80年代液壓技術的新突破。1.2 國內(nèi)數(shù)控車床的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 近年來，我國數(shù)控車床生產(chǎn)一直保持兩位數(shù)增長。2002年產(chǎn)量居世界第四。但與發(fā)達國家相比，我國車床數(shù)控化率還不高，目前生產(chǎn)產(chǎn)值數(shù)控化率不到30 ；消耗值數(shù)控化率還不到50 ，而發(fā)達國家大多在70 左右。國產(chǎn)數(shù)控車床到2000年可供品種為700多種，接近數(shù)控車床品種的50 ，其中占產(chǎn)量70 的是經(jīng)濟型數(shù)控車床。最高轉(zhuǎn)速一般在2000rmin，個別轉(zhuǎn)速達8000rmin， 坐標定位精

10、度一般在001mm，重復定位精度在0005mm，工作精度圓度在0010005mm 之間， 表面粗糙度Ra08161xm。長城車床廠CK7815C液壓系統(tǒng)最高轉(zhuǎn)速3 500rmin，快速行程X軸9mmin，z軸12mmin，定位精度X軸0016mm，z軸0025mm， 工作精度圓度0007mm，表面粗糙度Ra<16 m。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)MTBF可靠性大都超過1萬小時，但國際上先進企業(yè)數(shù)控系統(tǒng)MTBF已達8萬小時。國產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心MTBF有少數(shù)廠達500h，但國際先進水平已達800h。用戶對國產(chǎn)加工中心刀庫機械手、數(shù)控車床刀架仍不放心，其定位精度、特別是重復定位精度也有待提高。此外，外觀、

11、漏油等老問題也與工業(yè)發(fā)達國家產(chǎn)品有差距。 目前， 我國的功能部件生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小，布局分散，有些還依附于主機廠或研究所。從整體上看，我國功能部件生產(chǎn)發(fā)展緩慢，品種少，產(chǎn)業(yè)化程度低，從精度指標和性能指標都還不過硬。滾珠絲杠、數(shù)控刀架、數(shù)控系統(tǒng)、電液壓系統(tǒng)等數(shù)控車床功能部件雖已形成一定的生產(chǎn)規(guī)模，但僅能滿足中低檔數(shù)控車床的配套需要。衡量數(shù)控車床水平的高級數(shù)控系統(tǒng)、高速精密電液壓系統(tǒng)、高速滾動功能部件和數(shù)控動力刀架等還依賴進口。理順功能部件生產(chǎn)企業(yè)的體制，做大做強一批功能部件生產(chǎn)企業(yè)已迫在眉睫。圖1-1 CNC-6130數(shù)控機床實例1.3研究的對象和研究的方法 本課題研究對象是數(shù)控車床，本著高效

12、節(jié)能、機電一體化、計算機輔助設計及計算機控制、系統(tǒng)集成化與控制技術集結(jié)于一身的目的，著重研究液壓缸和液壓泵，對其進行受力分析和優(yōu)化設計，是設計一個高效、節(jié)能車床的前提。第二章 液壓系統(tǒng)的組成2.1液壓系統(tǒng)組件的設計步驟 液壓系統(tǒng)包括主泵動力站、和安裝在主泵站上的控制件、附件等。因為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行裝置帶動工件或刀具直接參加工件表面形成運動，所以它的工件性能對加工質(zhì)量和生產(chǎn)率產(chǎn)生直接的影響，是車床上最重要的部件之一。2.2 技術參數(shù)確定 車床技術參數(shù)包括主參數(shù)和一般技術參數(shù)，一般技術參數(shù)又包括車床的尺寸參數(shù)，運動參數(shù)和動力參數(shù)。 主參數(shù)（或稱主要規(guī)格）是車床最重要的一個或兩個技術參數(shù)，它表示車床的

13、規(guī)格和最大工作能力。運動參數(shù)是車床執(zhí)行件如夾具、刀架、工作臺的運動速度，可分為主參數(shù)和進給運動參數(shù)兩大類。主運動參數(shù)：變速范圍Rn= nmax/ nmin=3500/160=21.875dmax =k×d=0.5×135=67.5mm, dmin=Rd×dmax=0.25×67.5=16.875 mmvmax=nmax×3.14×dmin /1000=3500×3.14×16.875/1000=185m/minvmin= nmin×3.14×dmax/1000=160×3.14

14、5;67.5/1000=33.9 m/minnmax、nmin:液壓系統(tǒng)最高、最低轉(zhuǎn)速（r/min）；vmax vmin：最高、最低切削速度（m/min）；dmax、dmin：最大、最小計算直徑d：加工工件直徑（mm）;2.3主傳動系統(tǒng)方案的確定主傳動變速方式可分為無極變級和有級變速兩種，本車床采用無極變速的變速方式。 無級變速是指在一定速度（或轉(zhuǎn)速）范圍內(nèi)能連續(xù)、任意地變速?？蛇x用最合適的切削速度，沒有速度損失，生產(chǎn)率高；一般可在運轉(zhuǎn)中變速，減少輔助時間；操縱方便；傳動平穩(wěn)等優(yōu)點。這次設計采用了交流調(diào)速電動機，交流調(diào)速電動機通常采用變頻調(diào)速方式進行調(diào)速。調(diào)速效率高，性能好，調(diào)速范圍較寬，恒功

15、率調(diào)速范圍可達5甚至更大。額定轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min等。2.4液壓系統(tǒng)結(jié)構設計液壓系統(tǒng)組件的主要功能是夾持工件或刀具（包括砂輪）轉(zhuǎn)動進行切削加工、傳遞運動、動力及承受切削力等，并保證刀具或工件具有準確定的運動軌跡。液壓系統(tǒng)組件是車床的執(zhí)行件，他它帶動工件或刀具直接參與表面成形運動，其工作性能對車床的加工質(zhì)量及生產(chǎn)率有直接影響，它是車床的一個重要組件。根據(jù)車床主參數(shù)、尺寸參數(shù)、運動參數(shù)、動力參數(shù)，并且遵循旋轉(zhuǎn)精度；剛度；抗振性；熱穩(wěn)定性；耐磨性等基本要求的原則確定液壓系統(tǒng)總體結(jié)構。2.5擬定液壓傳動系統(tǒng)圖圖2-1液壓傳動系統(tǒng)框圖機床的液壓系統(tǒng)的采用限壓式變量葉片泵供油，工作

16、壓力調(diào)到4MPa,壓力由壓力表15顯示。泵輸出的壓力油經(jīng)過單向閥進入個子系統(tǒng)支路，其工作原理如下。(1)卡盤的夾緊與松開 在要求卡盤處于正卡（卡爪向內(nèi)夾緊工件外圓）且在高壓大夾緊力狀態(tài)下時，3YA失電，閥4左位工作，選擇減壓閥8工作。夾緊力的大小由減壓閥8來調(diào)整，夾緊壓力由壓力表14來顯示。當1YA通電時，閥3左位工作，系統(tǒng)壓力油從油泵單向閥2減壓閥8換向閥4左位換向閥左位液壓缸右腔；液壓缸左腔的油液經(jīng)閥3直接會油箱。這時，活塞桿左移，操縱卡盤夾緊。當2YA通電時，閥3右位工作，系統(tǒng)壓力油進入液壓缸左腔，液壓缸右腔的油液經(jīng)閥3直接回油箱。這時，活塞桿右移，操縱卡盤松開。在要求卡盤處于正卡且在低

17、壓小夾緊力狀態(tài)下時，3YA通電，閥4右位工作，選擇減壓閥9工作。夾緊力的大小由減壓閥9來調(diào)整，加緊壓力也由壓力表14來顯示，閥9調(diào)整壓力值小于閥8.換向閥3的工作情況與高壓大夾緊力時相同?？ūP處于反卡（卡爪向外夾緊工件內(nèi)孔）時，動作與正卡相反，即反卡的夾緊是正卡的松開；反卡的松開是正卡的夾緊。(2) 回轉(zhuǎn)刀架的換刀 回轉(zhuǎn)刀架換刀時，首先是將刀架抬升松開，然后刀架轉(zhuǎn)位到指定的位置，最后刀架下拉復位夾緊。當4YA通電時，換向閥6右位工作，刀架抬升松開；8YA通電，液壓馬達正轉(zhuǎn)帶動刀架換刀，轉(zhuǎn)速由單向調(diào)速閥11控制（若7YA通電，則液壓馬達帶動刀架反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由單向調(diào)速閥12控制），到位后4YA斷電，

18、閥6左位工作，液壓缸使刀架夾緊。正轉(zhuǎn)換刀還是反轉(zhuǎn)換刀由數(shù)控系統(tǒng)按路徑最短原則判斷。(3)尾座套筒的伸縮運動 當6YA通電時，換向閥7左位工作，壓力油經(jīng)減壓閥10、換向閥7左位流向尾座套筒液壓缸的左腔；液壓缸右腔油液經(jīng)單向調(diào)速閥13和閥7流向油箱，液壓缸筒帶動尾座套筒伸出，頂緊工作。頂緊力的大小通過減壓閥10調(diào)整，調(diào)整壓力值由壓力表16顯示。當5YA通電時換向閥7右位工作，壓力油經(jīng)減壓閥10、換向閥右位、組合13的單向閥流向液壓缸右腔；液壓缸左腔的油液經(jīng)發(fā)7流向油箱，套筒快速縮回。3.MJ-50型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的特點 （1）采用限壓式變量液壓泵供油，自動調(diào)整輸出流量，能量損失大小。 （2）采用

19、減壓閥穩(wěn)定夾緊力，并用換向閥切換減壓閥，實現(xiàn)高壓和低壓夾緊的轉(zhuǎn)換，并且可分別調(diào)節(jié)高壓加緊或低壓夾緊力的大小。這樣可根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)夾緊力，操作也簡單方便。 （3）采用液壓馬達實現(xiàn)刀架的轉(zhuǎn)位，可實現(xiàn)無極調(diào)速，并能控制刀架正、反轉(zhuǎn)。 （4）采用換向閥控制尾座套筒液壓缸的換向，實現(xiàn)套筒的伸出或縮回，并能調(diào)節(jié)尾座套筒伸出工作的頂緊力大小，以適應不同工藝的要求。 （5）采用三個壓力計14、15、16可分別顯示系統(tǒng)相應部位的壓力，便于調(diào)試和故障診斷。表2-1 液壓元件明細表序號元件名稱型號個數(shù)1調(diào)速閥MRV-02-P1-K-2032二位四通電磁換向閥WE-2B3-02-G-D2-3033三位四通電磁換向閥

20、WE-3C4-02-G-D2-3024單向節(jié)流閥MCT-02-P-2035過濾器XU-16-80-J16電機A02-8014-B317油泵CB-B618壓力表YZT-601第三章 液壓站的設計液壓站是由液壓油箱、液壓泵裝置及液壓控制裝置三大部分組成。液壓油箱裝有空氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等。液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動電機及其它們之間的聯(lián)軸器等。液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其聯(lián)接體。參考同類產(chǎn)品的設計，本液壓站采用了集中式結(jié)構。3.1液壓缸的參數(shù)及設計3.1.1液壓缸的分類液壓缸有多種分類形式。按結(jié)構特點它可分為活塞式、柱塞式和擺動式3大類；按照作用方式又可分

21、為單作用式和雙作用式兩種。單作用式液壓缸只能使活塞（或柱塞）做單方向運動，即壓力油只通向液壓缸的一腔，而反方向運動則必須依靠外力來實現(xiàn)；雙作用式液壓缸，在兩個方向上的運動都由壓力油推動來實現(xiàn)。所以此次選用雙作用式液壓缸。3.1.2液壓缸的主要參數(shù)液壓缸的主要參數(shù)包括液壓缸的工程壓力、液壓缸內(nèi)徑、活塞桿直徑以及活塞行程等，見下表。液壓缸公稱壓力系列（GB/T7938-1987）(MPa)0.63，1.0，1.6，2.5，4，6.3，10，16，25，31.5，40.0液壓缸內(nèi)徑系列（GB/T2348-1993）(mm)8,10,12,16,20,25,32,40,50,63,80,(90),10

22、0,(110),125,(140),160,200,250,2850,320,360,400,500液壓缸活塞桿外徑尺寸系列（GB/2348-1993）（mm）4，5，6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，160，180，200，220，250，280，320，360液壓缸行程系列（GB/2349-1980）(mm)第一系列25，50，80，100，125，160，200，250，320，400，500，630，800，1000，1250，1600，2000，2500，3200，

23、4000第二系列40，63，90，110，140，180，220，280，360，450，550，700，900，1100，1400，1800，2200，2800，3600第三系列240，260，300，340，380，420，480，530，600，650，750，850，950，1050，1200，1300，1500，1700，1900，2100，2400，2600，3000，3400，3800注：1.括號內(nèi)尺寸為非優(yōu)先選用尺寸 2.活塞行程參數(shù)依優(yōu)先次序按表第一，第二，第三系列選用。 3.當活塞行程4000mm時，按GB/T321優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系中R10數(shù)系選用，如不能滿足要求，允許按R

24、40數(shù)系選用。3.1.3 液壓缸的設計和計算缸筒是液壓缸的主要零件，它與端蓋、缸底、油口等零件構成密封的容腔，用以容納壓力油，同時它還是活塞的運動軌道。設計液壓缸缸筒時，應該正確確定各部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運動速度和有效行程，同時還必須有一定的強度，能足以承受液壓力、負載力和干擾等沖擊力。另外，缸筒的內(nèi)表面應該具有合適的配合精度、表面粗糙度和幾何精度，已足以保證液壓缸的密封性、運動平穩(wěn)性和耐用性。1.液壓缸內(nèi)徑的計算（1）根據(jù)液壓缸的荷載力和系統(tǒng)工作壓力計算 D=3.57*0.01*F/P =3.57*0.01*42.4/4 =11.78（mm）2.缸筒壁厚計算 t=p*D/2

25、 =3*11.78/(2*4) =4.41(mm)根據(jù)GB/T2348-1993得，選用12mm內(nèi)徑的液壓缸。3.2 液壓缸主要零件的材料和技術要求3.2.1 缸體1.缸體的材料 液壓缸缸體的常用材料是20、35和45號無縫鋼管。因20號鋼的力學性能較低，且不能調(diào)質(zhì)，應用較少，一般情況下選用45號鋼，并調(diào)質(zhì)到241-285HB。缸體的毛坯也可以采用鍛鋼、鑄鋼或鑄鐵件。鑄鋼一般采用ZG25、ZG35和ZG45等。鑄鐵可采用HT200-HT350之間的幾個牌號或球墨鑄鐵QT500-05、QT600-02等。我采用鑄鋼ZG35。2.主要表面粗糙度當活塞采用橡膠密封圈禰密封時，液壓缸內(nèi)表面粗糙度Ra為

26、0.10.4um,當活塞采用活塞密封圈時，液壓缸內(nèi)表面粗糙度Ra為0.20.4. 3.技術要求 （1）內(nèi)徑用H8H9的配合。 （2）缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按9，10或11級精度選取，圓柱度公差值可按8級精度選取。 （3）缸體端面T的垂直公差度公差值可按7級精度選取。 （4）缸體與端蓋采用螺紋連接時，螺紋采用6H級精度。 （5）為防止腐蝕和提高壽命，內(nèi)徑表面可以鍍0.030.04mm厚的硬鉻，鍍后再進行打磨和拋光，缸體外涂耐蝕油漆。3.2.2 活塞1.活塞的材料 缸體較小的整體式活塞一般用35鋼，45鋼；其它常用耐磨鑄鐵、灰鑄鐵HT300、HT350鋼以及鋁合金等。2.主要表面粗糙度 活塞外圓

27、柱表面粗糙度Ra為0.81.6um.3.技術要求 （1）外徑D的圓度、圓柱度公差值，按9、10或11級精度選取。 （2）外徑D對內(nèi)徑D1的徑向跳動公差值，按7、8級精度選取。 （3）端面T對內(nèi)孔D1軸線的垂直度公差值，按7級精度選取。 （4）活塞外徑用橡膠密封時可取f7f9配合，內(nèi)孔與活塞的配合可取H8。3.2.3活塞桿1.材料實心活塞桿材料為35，35鋼；空心活塞桿材料為35，45缸的無縫鋼管。我采用實心45號鋼。2.主要表面粗糙度 桿外圓面粗糙度Ra為0.40.8um。3.技術要求（1）活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)硬度為229285HB，必要時再經(jīng)高頻淬火，硬度達4555HRC。（2）活塞

28、桿d和d2的圓度公差值，按9、10或11 級精度選?。换羲拱⒏蔰的圓柱度公差值，應按8級精度選取。（3）端面T的垂直度公差值，則應按7級精度選取。（4）活塞桿與導向套采用H8/f7配合，與活塞的連接可采用H8/h8配合。（5）活塞桿上若有連接銷孔時，該孔應該按H11級加工。該孔軸線與活塞桿軸線的垂直度公差值，按6級精度選取。 （6）活塞桿上的螺紋一般按6級精度加工，如載荷較小，機械震動也較小時，允許按7級或8級精度制造。 （7）活塞桿上下工作表面必要時可以鍍鉻，鍍層厚度約為0.05mm，鍍后拋光。3.2.4活塞桿直徑的計算 圖3-1 活塞桿受力圖-缸筒內(nèi)徑；d-活塞桿直徑;F-軸向推力;活塞桿

29、徑的計算：d=D1/31/5 =11.78*1/31/5 =23.5639.3(mm)根據(jù)查機械手冊可知，選用直徑為36mm的活塞桿。3.3 液壓泵3.3.1液壓泵概述液壓泵是液壓系統(tǒng)中的能源裝置，即動力元件。它的作用是把原動機的機械能轉(zhuǎn)化成油液壓力能，向系統(tǒng)提供一定的壓力和流量的油液，拖動外負載或做工。3.3.2液壓泵的安裝方式液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動電動機及其聯(lián)軸器等。其安裝方式分為立式和臥式兩種。1、臥式安裝：將液壓泵和與之相聯(lián)的油管放在液壓油箱外，這種結(jié)構型式緊湊、美觀，同時電動機與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省占地面積。本液壓站采用了臥式安

30、裝。電機和泵均安裝在油箱的上側(cè)。2、立式安裝：當液壓支架所需要的功率很大且電動機和泵的尺寸也很大時，宜采用此種安裝方式。3.3.3液壓泵的選擇液壓泵的選擇：Pp>=P+PP執(zhí)行元件的最大壓力；P管路總壓力，查液壓氣動技術手冊取P=0.8MPa所以：Pp>=4.2+0.8=5 MPa二計算泵的流量：Qp>=K(q)max 取k=1.1Qmax=39.7 Qp>=1.1*39.7=43.67 L/min液壓泵的選?。焊鶕?jù)上述計算的液壓系統(tǒng)的最高壓力和流量查機械設計手冊選取額定轉(zhuǎn)速為1300r/min，排量為40ml/min的單作用葉片泵。其型號為PFE-330032知其泵的

31、總效率為0.75.額定的流量為：Q=40*1300=52L/min 以上滿足設計要求。3.3.4電動機與液壓泵的連接方式1、法蘭式：液壓泵安裝在法蘭上，法蘭再與帶法蘭盤的電機聯(lián)接，電動機與液壓泵依靠法蘭盤上的止口來保證同軸度。這種結(jié)構裝拆很方便。2、液壓泵直接裝在支架的止口里，然后依靠支架的底面與底板相連，再與帶底座的電動機相聯(lián)。3、法蘭支架式：電動機與液壓泵先以法蘭聯(lián)接，法蘭再與支架聯(lián)接，最后支架再裝在底板上，它的優(yōu)點是大底板不用加工，安裝方便，電動機與液壓泵的同軸度靠法蘭盤上的止口來保證。本系統(tǒng)采用支架式結(jié)構，這種結(jié)構對于保證同軸度比較困難，為避免安裝時產(chǎn)生同軸度誤差帶來的不良影響，該電機

32、與液壓泵聯(lián)接時采用ML8梅花彈性柱塞聯(lián)軸器。為增加電機與液壓泵的聯(lián)接剛性，避免產(chǎn)生共振，把液壓泵和電機先裝在剛性較好的底板上使其成為一體，然后底板再焊接到油箱上側(cè)。3.4 液壓油箱3.4.1液壓油箱的作用液壓油箱的作用是貯存液壓油、分離液壓油中的雜質(zhì)和空氣，同時還起到散熱作用。3.4.2液壓油箱的外形尺寸液壓油箱的有效容積確定以后，需設計液壓油箱的外形尺寸，這次采用的外型尺寸為：長730mm；寬406mm；高295mm的外型尺寸7。 3.4.3液壓油箱的結(jié)構設計液壓油箱多采用鋼板焊接的分離式液壓油箱。1.隔板（1）作用：增長液壓油流動循環(huán)時間，除去沉淀雜質(zhì)，分離、清除水和空氣，調(diào)整溫度，吸收液

33、壓油壓力的波動及防止液面的波動。（2）安裝形式：隔板的安裝形式有多種，可以設計成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過；還可以把隔板設計成低于液壓油面，其高度為最低油面的2/3，使液壓油從隔板上方流過。該液壓油箱設計時，采用了后一種方式。（3）過濾網(wǎng)的配置：過濾網(wǎng)設計成將液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開，這樣液壓油可以經(jīng)過一次過濾。過濾網(wǎng)通常使用50100目左右的金屬網(wǎng)。2.吸油管：吸油管前設置濾油器，其精度為100200目的網(wǎng)式或線隙式濾油器。濾油器與箱底距離為40mm。為防止吸油時卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動油面，致使油中混入氣泡，吸油管插入液壓油面以下。（1）吸油管與回油

34、管的方向：為了使油液流動具有方向性，綜合考慮隔板、吸油管和回油管的配置，盡量把吸油管和回油管用隔板隔開，為了不使回油管的壓力波動波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向一致。3.頂蓋及清洗孔（1）頂蓋：在液壓油箱頂蓋上裝設閥組、空氣濾清器時，必須十分牢固。液壓油箱同它們的接合面要平整光滑，將密封填料、耐油橡膠密封墊圈以及液壓密封膠襯入其間，以防雜質(zhì)、水和空氣侵入，并防止漏油。同時，防止由閥和管道泄漏在箱蓋上的液壓油流回液壓油箱內(nèi)，電機和泵放在液壓油箱的的上面。（2）清洗孔：液壓油箱上的清洗孔，最大限度地易于清掃液壓油箱內(nèi)的各個角落和取出箱內(nèi)的元件。（3）雜質(zhì)和污油的排放：為了便于排放污油，液壓油箱

35、底部做成了傾斜式箱底，并將放油塞安放在了最低處。（4）液面指示：檢查液壓油箱內(nèi)的液面情況，在箱的側(cè)面安裝了液面指示計，指示最高、最低油位。（5）液壓油箱的防銹：為了防止液壓油箱內(nèi)部生銹，應在油箱內(nèi)壁涂耐油防銹涂料。3.5集成化設計使用集成塊可以將閥類安裝在一起，便于集成控制，便于維修和調(diào)節(jié)壓力，方便油路的連接及控制線路的連接等。通常情況下，集成塊由螺釘緊固在液壓油箱上。根據(jù)裝配圖可知,該液壓站由一個集成塊組成,由兩個螺釘將其緊固在液壓油箱上，組成一個完整的液壓系統(tǒng)。下面簡要地介紹其設計。在這個集成塊上,與其連接的有兩組閥，一個油缸，因此需要設計P1, T1, P2, T2以及與油缸相連的A1,

36、 B1，A2, B2。具體設計過程見附的詳細設計圖紙。3.6化的工作要求集成塊的工作要求有如下幾個：（1）通道體及疊加閥中工作介質(zhì)為N32#或N46#液壓油，固密封性要求較高，各個連接件之間必須加密封圈；（2）塊內(nèi)油道縱橫分布，比較復雜，故應注意各個油路中間的距離，兩孔中間的壁厚不得小于5mm；（3）以底面為基準，上表面與下表面的平行度公差不超過0.03mm，各個側(cè)面與底面垂直度公差不超過0.1mm。塊接合面光潔度0.8，其余面為3.2；（4）所有棱邊倒圓角，去毛刺；（5）表面鍍鉻處理；（6）鋼坯不得有影響使用的氣孔裂紋和雜質(zhì)等缺陷；（7）其余孔的定位尺寸公差為 0.2mm。第四章 三爪卡盤的

37、設計4.1夾具的特點在機床上加工工件時,我們可以看到兩種不同的情況:一種是用劃針或指示表等量具,按工件的某一表面,或者按工件表面上所劃的線進行找正,使工件在機床上處于所需要的正確位置,然后夾緊工件進行加工;另一種是把工件安裝字夾具上進行加工。為了在工件的某一部位上加工出符合規(guī)定技術要求的表面,一般都按工件的結(jié)構形狀,加工方法和生產(chǎn)批量的不同,采用各種不同的裝置將工件準確,方便的而可靠地安裝在機床上,然后進行加工.這種用來安裝的工件以確定工件與切削刀具的相對位置并將工件夾緊的裝置稱為“機床夾具”。在實際的生產(chǎn)中,例如活塞,連桿的生產(chǎn)線上,幾乎每道工序中都采用了夾具。十分明顯,如果不采用夾具,不但

38、工件的加工精度難以保證,而且加工生產(chǎn)率也會大大降低,有時甚至會造成無法加工的情況。除了機床加工時需要使用夾具外,有時在檢驗,裝配等的工序中也要用到夾具,因之在這種場合中用到的夾具可分別稱為“檢驗夾具”和“裝配夾具”。 機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時也廣義地包括在機床夾具的范圍內(nèi)。按照機床夾具的應用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。通用夾具是在普通機床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺,分度頭,頂尖座等。它們都一標準化了,具有一定的通用性,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進行

39、特殊的調(diào)整。但是,在實際生產(chǎn)中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要;或者因為生產(chǎn)率低而必須把通用夾具進行適當?shù)母倪M;或者由于工件的形狀,加工的要求等的不同須專門設計制造一種專用夾具,以解決生產(chǎn)實際的需要。專用夾具是為了適應某一工件的某一工序加工的要求而專門設計制造的,其功用主要有下列幾個方面:1.保證工件被加工表面的位置精度,例如與其他表面間的距離精度,平行度,同軸度等。對于外行比較復雜,位置精度要求比較高的工件,使用通用夾具進行加工往往難以達到精度要求。2.縮短了工序時間,從而提高了勞動生產(chǎn)率。進行某一工序所需要的時間,其中主要包括加工工件所需要的機動時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩

40、部分。采用專用夾具后,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時間并且節(jié)省了畫線這個工序,從而提高了勞動生產(chǎn)率.在生產(chǎn)中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時加工的幾個工件的機動時間將與加工一個工件的機動時間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進行切削加工某個工件的同時,進行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時間與機動時間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進一步改善,可以有效地縮短工序時間,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。3.采用專用夾具還能擴大機床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機床

41、的作用。4.減輕勞動強度,保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要,采用一些氣動,液壓或其它機械化,自動化程度較高的專用夾具,對于減輕工人的勞動強度,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時,例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進行加工,勞動強度大而且不安全。采用電動回轉(zhuǎn)式鉆床家具后,就能夠達到提高生產(chǎn)效率,減輕勞動強度,保障生產(chǎn)安全的目的。專用夾具在生產(chǎn)上起著很大的作用,那么是不是在任何場合都要設計和采用呢!這個問題就是具體問題具體的分析。上面說的關于專用夾具在生產(chǎn)中的作用,只是事物的一個方面。另一方面,由于夾具的設計,制造和所用的材料等須消耗一定的費用,增加了產(chǎn)品的

42、成本。因之,在什么情況下采用什么樣的夾具才是經(jīng)濟合算的,這是一個大問題,特別對于重大的,設計制造工作量大的專用夾具需與工人師傅等三結(jié)合共同研究解決。事物總是一分為二的,專用夾具也存在缺點,即專用夾具的專用性和產(chǎn)品多樣性的矛盾。由于專用夾具只適用于一個工件加工的某一個工序,因而隨著產(chǎn)品品種的不斷增多,夾具數(shù)量也不斷上升,造成存放和管理上的困難;而當某產(chǎn)品不再進行生產(chǎn)時,原來的夾具一般都無法重新利用,造成浪費.同時,專用夾具的設計生產(chǎn)時間周期長,與生產(chǎn)的迅速發(fā)展也有矛盾。但是在當前成批生產(chǎn)的機械工廠中,多數(shù)還是采用通用機床加上專用夾具進行工件的機械加工?？烧{(diào)整夾具是為了擴大夾具的使用范圍,彌補專用

43、夾具只適用與一個工件的某一特定工序的缺點,正在逐步推廣使用可調(diào)整式的夾具。可調(diào)整式夾具一般可分為標準化夾具,成組夾具和組合夾具等。1.標準化夾具:標準化夾具就是利用本廠已規(guī)格化了的部分或全部標準零件裝配成的專用夾具。專用夾具中的大件,如夾具體,以及定位元件,夾緊件和機械夾緊用的氣缸部件等,經(jīng)過標準化,尺寸規(guī)格化后有利于工廠成批準備配件,成批加工,這樣可使夾具的設計,制造工作加快, 節(jié)省費用。另外,當產(chǎn)品更改,夾具不再使用時可以拆開,把標準零件保存起來,備以后使用。2.成組夾具:多品種,小批量生產(chǎn)的機械加工車間中,往往可以采用成組加工法。采用成組加工法,是把多種產(chǎn)品的零件按加工所用的機床和刀具,

44、夾具等工藝裝備的共性分組,同一組的零件能在同一臺機床上用共同的工藝裝備和調(diào)整方法進行加工。例如分成軸類,套類,盤類,齒輪,杠桿,支架類等各種零件。成組夾具就是根據(jù)一組安裝方法相類似的零件而設計的,只要稍作調(diào)整或更換夾具上的某些定位,夾緊件,就可以從加工某一工件轉(zhuǎn)為加工另一工件。3.組合夾具:組合夾具是有一套專門設計制造,便于組裝和拆卸的有各種不同的形狀,不同尺寸規(guī)格并且有完全互換性和耐磨性的標準元件和合件所組成。利用這些元件和合件,根據(jù)加工工件的需要可以組裝成車,磨,銑,刨,鉆,鏜等工序用的各種不同的機床夾具。夾具使用完畢,可以方便的拆開,洗凈元件存放起來,留待以后組裝新夾具時再用。因之組合夾

45、具是具有高度標準化和系列化元件的新型工藝裝備。關于組合夾具的問題,其設計原理基本相同。在實際生產(chǎn)中應用的夾具很多,分類方法也有很多種。通常還可按使用夾具的工序不同分為車床夾具,銑床夾具等;還可以根據(jù)在機床上運動的特點歸并成以下幾類,(1)車床類夾具:包括車床,內(nèi)外圓磨床,螺紋磨床用夾具,其特點是夾具與工件一起作旋轉(zhuǎn)運動。(2)銑床類夾具:包括銑床,刨床,平面磨床等機床用夾具,其特點是夾具固定字工作臺上,只作縱向或橫向往復運動或回轉(zhuǎn)運動。(3)鉆,鏜床類夾具:用于在鉆床上鉆,擴,鉸等工序或在鏜孔工序,其實就是夾具固定在機床上,刀具通過夾具上的導向裝置進行送進運動。上述的各種夾具都是固定在機床上的

46、,但是在自動線加工中,有的夾具帶著工件由生產(chǎn)線的輸送裝置,挨著每臺機床逐步向前輸送,這類夾具通常稱為“隨行夾具”。自動線上的隨行夾具除了完成工件的定位,支承和夾緊外,還帶著工件沿自動線的加工機床進行定位(相對于每臺機床的刀具位置),夾緊,待加工完了再自動送至下一臺機床加工,以便通過自動線的各臺機床,完成工件的全部工序加工。隨行夾具主要適用于采用組合機床自動線加工,但又無良好的輸送基面和定位基面的工件,以便將這種畸形工件先裝夾于基面完整的隨行夾具上,然后在通過自動線進行加工。對一些有色金屬等軟件性材料的工件,雖然具有良好的輸送基面,但為了保護工件的基面不受劃傷,有時也采用隨行夾具。通用可調(diào)夾具,

47、若產(chǎn)品中有若干零件具有相似性,有選用通用可調(diào)整夾具的可能,應進一步探索,應用下面三方面分析判斷(1)工件結(jié)構要素的相似性,主要是被加工表面形式和部位的相似,工序內(nèi)容和技術要求基本相似;能有相似或相同的定位基準和定位方式。(2)有可能采用功能相同的定位方式和夾緊方式(包括夾緊動力源)。(3)工件尺寸要素相似,如定位基準和外廓尺寸的近似程度,看能否使用,可調(diào)夾具結(jié)構緊湊,布局協(xié)調(diào)的夾具。綜上所述,機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設計和使用是促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術人員在技術革新中的一項重要任務。4.2

48、夾具的基本結(jié)構和原理按在夾具中的作用,地位結(jié)構特點,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類:(1)定位元件及定位裝置；(2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機構)； (3)夾具體；(4)對刀,引導元件及裝置(包括刀具導向元件,對刀裝置及靠模裝置等)；(5)分度,對定裝置；(6)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)；每個夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動夾具就沒有動力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設有其它裝置及機構,例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。4.3三爪卡盤螺

49、旋擺動式液壓缸增力機構的結(jié)構和原理本設計是在三爪卡盤的結(jié)構基礎上增設一個液壓機構來實現(xiàn)夾緊省力的，設計方案如圖1所示，主要是在原有結(jié)構的基礎上增加了一個螺旋盤，一個擺動油缸及柱塞等。大錐齒輪背面加工出凹槽，圓柱活塞一端與槽配合，另一端裝在液壓缸定子葉片的孔中，端部裝有彈簧，柱塞在彈簧作用下，一端始終與凹槽接觸。 工作時利用轉(zhuǎn)動杠轉(zhuǎn)動小錐齒輪2帶動大錐齒輪3,當卡爪7未接觸工件時,圓錐螺旋彈簧5所受載荷較小,圓柱活塞4與大錐齒輪3無相對運動,缸體6隨之一起轉(zhuǎn)動,卡爪7徑向移動,接近工件,此為空行程。當卡爪7接觸工件后,所受阻力激增,進給激減，繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄，活塞4受力增大，當其達到一定程度時，圓錐螺旋彈簧5被壓縮，活塞4與大錐齒輪3產(chǎn)生相對運動，活塞4向定子孔中運動，液壓油12被加壓縮，液體推動轉(zhuǎn)子葉片10旋轉(zhuǎn)，卡爪7徑向微進給，此為夾緊行程。當大錐齒輪3繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至某一角度，活塞4將復位，繼續(xù)轉(zhuǎn)動，將重復上一次的運動直到把工件完全夾緊。圖 4-1 卡盤結(jié)構方案簡圖4.4主要參數(shù)確定與結(jié)構計算（1） 液壓腔的結(jié)構設計根據(jù)其具體的安裝條件和強度剛度要求，擬對其尺寸初步取：外壁厚： n1=16mm 內(nèi)壁厚： n2=