單工位雙面臥式車(chē)方組合機(jī)床的整體設(shè)計(jì)方案

PAGEPAGE4前言為期三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，最后一項(xiàng)重要任務(wù)就是畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科專(zhuān)業(yè)學(xué)校教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分,是教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)深化和檢驗(yàn),其實(shí)踐性和綜合性是其它教學(xué)環(huán)節(jié)所不能代替的。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生獲得綜合訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力,鞏固和提高所學(xué)知識(shí)，全面提高畢業(yè)生的素質(zhì)，使之能較快的適合工程實(shí)踐，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力具有十分重要的作用。通過(guò)這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，提高了以下能力：綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能,獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；綜合運(yùn)用基本技能，包括繪圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、翻譯、查閱及閱讀文獻(xiàn)等等的能力；調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究的積極性，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和組織協(xié)作工作的能力,學(xué)習(xí)撰寫(xiě)科技論文和技術(shù)報(bào)告,正確運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)語(yǔ)言闡述理論和技術(shù)問(wèn)題的能力;學(xué)會(huì)收集加工各種信息的能力，以及獲取新知識(shí)的能力；培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)。我們的設(shè)計(jì)題目是:臥式單工位雙面車(chē)方組合機(jī)床。我們知道,組合機(jī)床是用按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專(zhuān)用部件組成的專(zhuān)用機(jī)床。它專(zhuān)門(mén)用于加工一種工件或一種工件的一定工序,機(jī)床的輔助部件部分地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,大大的提高了生產(chǎn)率.而車(chē)方機(jī)床,就是用曲率半徑很大的橢圓短半軸曲線代替直線切削方形工件。在機(jī)床中間底座上裝有固定夾具，用于安裝工件.機(jī)床工作時(shí)，裝兩把車(chē)刀的車(chē)頭主軸由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)車(chē)頭由側(cè)底座上的液壓滑臺(tái)帶動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。一次裝夾，一個(gè)工步完成了4個(gè)平面的切削。與一般銑削相比，減少了工件的二次裝夾和調(diào)整分度的時(shí)間，提高了生產(chǎn)率,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,降低了生產(chǎn)成本。車(chē)方機(jī)床只是眾多機(jī)床類(lèi)型中的一種,其設(shè)計(jì)也應(yīng)符合一般機(jī)床的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,即:工藝可行性.指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)的需要。大致包括以下內(nèi)容：機(jī)床可完成的工序種類(lèi)，加工零件的類(lèi)型、材料和尺寸范圍,毛坯的種類(lèi)等.加工精度和表面粗糙度。生產(chǎn)率。自動(dòng)化程度。操作安全方便和工作可靠。效率，使用期限和成本等等。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該注意使機(jī)床體積小，重量輕,占地面積小，外形美觀以及注意防止環(huán)境污染，如減少噪音,防止漏油等等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了很多困難和問(wèn)題，一方面我們自己不斷查閱相關(guān)資料盡力去解決，同時(shí),還得到了許多老師的大力支持，他們有問(wèn)必答，講解耐心詳細(xì),誨人不倦，在此表示衷心的感謝。１制定機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：臥式單工位雙面車(chē)方組合機(jī)車(chē)工件名稱(chēng):小型拖拉機(jī)操縱軸生產(chǎn)批量：中批生產(chǎn)材料：４5鋼產(chǎn)品圖1－0如下：圖1-01．2機(jī)床總體設(shè)計(jì)的依據(jù)1.２。1概述機(jī)床設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)人員根據(jù)使用部門(mén)的要求和制造部門(mén)的可能，運(yùn)用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識(shí),所進(jìn)行的創(chuàng)造性勞動(dòng).而機(jī)床設(shè)計(jì)的第一步,就是整體方案的確定。即在調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，提出所設(shè)計(jì)機(jī)床的工藝方法、運(yùn)動(dòng)和布局、傳動(dòng)和控制、結(jié)構(gòu)和性能等的初步方案?？傮w方案是部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的影響較大。因此，在擬定總體方案的過(guò)程中,必須綜合地考慮,使所定方案技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效果好。確定機(jī)床的總體方案，包括下列內(nèi)容：(1）調(diào)查研究包括調(diào)查和分析工件、了解使用要求和制造條件、調(diào)查研究現(xiàn)有同類(lèi)型機(jī)床等。(2)工藝分析包括確定機(jī)床上的工藝方法、運(yùn)動(dòng)等。(３)機(jī)床總體布局一般包括:分配運(yùn)動(dòng)、選擇傳動(dòng)形式和支承形式、安排手柄等操作件的位置、擬定從布局上改善機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的措施等。最后，繪制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖，以表達(dá)所采用的總體布局，規(guī)定聯(lián)系尺寸,并確定主要技術(shù)參數(shù)。另外，當(dāng)機(jī)床的傳動(dòng)和控制較復(fù)雜時(shí)，須擬定機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的草圖.對(duì)于不同類(lèi)型的機(jī)床,擬定總體方案的側(cè)重點(diǎn)也是不同的。通用機(jī)床的工藝比較定型，一般是側(cè)重于機(jī)床的系列化工作、對(duì)現(xiàn)有同類(lèi)型機(jī)床的調(diào)查分析以及新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用.１。2.2機(jī)床的總體布局機(jī)床的總體布局是指確定機(jī)床的組成部件，以及各個(gè)部件和操縱、控制機(jī)構(gòu)在整臺(tái)機(jī)床中的配置。合理的總體布局的基本要求是：（1)保證工藝方法所要求的工件和刀具的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（2）保證機(jī)床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度和抗振性。（３）便于操作、調(diào)整、修理機(jī)床；便于輸送、裝卸工件、排除切屑.(４）經(jīng)濟(jì)效果好,如節(jié)省材料、減少機(jī)床占地面積等。（5)造型美觀.機(jī)床總體布局設(shè)計(jì)的一般步驟是，首先根據(jù)工藝分析分配機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)，選擇傳動(dòng)形式和支承形式；然后安排操作部位,并擬定在布局上改善機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的措施。上述步驟之間有著密切聯(lián)系,必要時(shí)可互相穿插或并進(jìn)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床為一臺(tái)專(zhuān)用組合機(jī)床,組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計(jì)的一種高效率專(zhuān)用機(jī)床.設(shè)計(jì)組合機(jī)床前,首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些限制及組合機(jī)床各種工藝方法能達(dá)到的加工精度,表面粗糙度及技術(shù)要求、解決零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工是否合理的問(wèn)題。如果確定零件可以利用組合機(jī)床加工，那么，為使加工過(guò)程順利進(jìn)行并達(dá)到要求的生產(chǎn)率,必須在掌握大量的零件加工工藝資料基礎(chǔ)上，全面考慮影響制定零件丁藝方案、機(jī)床配置型式、結(jié)構(gòu)方案的各種因素反應(yīng)注意的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析比較，以確定零件在組合機(jī)床上合理可行的加工方法(包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基難及夾壓方案等）、確定工序(或工步）間加工余量、選擇合適的切削用量、相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)、確定機(jī)床配置型式等等，這些便是組合機(jī)床方案制定的主要內(nèi)容.1。２.3工件及工藝分析工件是機(jī)床的工作對(duì)象，是機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此，必須明確工件的特點(diǎn)和加工要求,諸如：被加工面的尺寸精度、相互位置精度、表面光潔度以及對(duì)生產(chǎn)率的要求等.選擇典型工件進(jìn)行分析:如圖１-１圖1－1加工拖拉機(jī)操縱軸方頭(見(jiàn)圖１－１),原工序?yàn)樵谝鸭庸ち送鈭A后,用銑床銑削方頭,由于需要分度轉(zhuǎn)位,輔助工時(shí)較長(zhǎng)。改為專(zhuān)用臥式組合機(jī)床車(chē)削方頭，在機(jī)床中間底座上裝有固定夾具，用于安裝工件。機(jī)床工作時(shí)，裝兩把車(chē)刀的車(chē)頭主軸由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)車(chē)頭由側(cè)底座上的液壓滑臺(tái)帶動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。一次裝夾,一個(gè)工步完成了4個(gè)平面的切削,提高了生產(chǎn)效率。零件材料為45號(hào)鋼，零件工作中受力不很大,可以在車(chē)削之后做淬火處理,以提高起剛度強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。此生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn),應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，采用專(zhuān)用機(jī)床生產(chǎn)比較合理.1．3工件加工原理車(chē)方機(jī)床由車(chē)頭行星輪系機(jī)構(gòu)產(chǎn)生刀尖的橢圓曲線軌跡。圖１－2車(chē)方原理見(jiàn)圖１-２，齒輪與的傳動(dòng)比為１∶2,當(dāng)?shù)都獍惭b在比齒輪的分度圓小的圓周上時(shí),則刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓.證明如下:設(shè)齒輪的分度圓半徑為OA=R，O點(diǎn)為齒輪的分度圓中心，刀尖在分度圓內(nèi)定點(diǎn)a處,且Oa/ＯA＝λ。當(dāng)?shù)姆侄葓A在上作純滾動(dòng)時(shí)，圓心O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O′，齒輪上a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至ａ′點(diǎn)（坐標(biāo)為x，y），而Oa=O′ａ′,由圖2可知:x＝Pb+cａ′＝PO′cosθ+O′a′ｃosθ=Rcoｓθ+Oacosθ=Rcoｓθ＋λRcosθ=R(1+λ）coｓθ(1)y＝O′b－O′c=PO′ｓinθ-O′a′ｓinθ＝Rsinθ－Oasｉnθ＝Rsｉｎθ-λＲsinθ=R（１-λ）sinθ(2）由式(1）得=由式(2）得＝則／(1＋λ)2+／（１-λ）２=＋=１（３）式(3）為橢圓方程，所以ａ點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓。同理可以證明，和a點(diǎn)對(duì)稱(chēng)于中心O點(diǎn)的另一刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡也是一個(gè)橢圓。若λ接近于1時(shí)，橢圓短半徑處曲率半徑很大，接近于直線。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)男行禽喌姆侄葓A半徑,可以控制用橢圓曲線代替直線所引起的直線度誤差,滿(mǎn)足加工一般方頭的精度要求.１．４行星輪計(jì)算及原理誤差分析車(chē)方機(jī)床的車(chē)頭行星輪系如圖１－3所示.圖１-３1．４。１行星輪分度圓直徑D3的設(shè)計(jì)計(jì)算圖1．２所示的Ｅ點(diǎn)與F點(diǎn)的y坐標(biāo)值之差為計(jì)算直線度誤差的初始值。根據(jù)工件精度要求,給出初始直線度公差0．09mm.由零件簡(jiǎn)圖1的方頭邊長(zhǎng)=26.91±0.09和初始線度公差值，我們可以計(jì)算出圖2中Ｅ點(diǎn)和F點(diǎn)的坐標(biāo)在E點(diǎn),零件的直線度誤差大到最大值則:＝２6.912=13．45５在F點(diǎn),零件的直線度誤差達(dá)到最小值,則:=26.912—０.０9=０3．3６5所以E點(diǎn)坐標(biāo)為(0，１3.４５５），F(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo)為(1３14４,13144），顯然刀尖在Ｅ點(diǎn)時(shí)，θ(∠O′ＰO）=９0°.但必須注意的是，在F點(diǎn)時(shí)，夾角θ不等于４５°.將Ｅ點(diǎn)θ=90°和ｙ＝1３。45５代入式(2)中，得R(1－λ)ｃｏsθ=13.４５5（４）將Ｆ點(diǎn)坐標(biāo)代入式（１)和（２）中，得R(1+λ)coｓθ＝13。３65（５）R(1-λ）ｓｉｎθ=13．36５（6）聯(lián)立式（4)、(５）和（6)解得R＝64。５9９９7mm,圓整取R=６５ｍm。分度圓直徑＝13０mm。將Ｒ=65mm代入式(４）中得λ=０。７9171821.４．2曲線近似直線的車(chē)方原理直線度誤差的分析計(jì)算由于工件上有的圓角，橢圓曲線近似直線段的長(zhǎng)度小于ＧＦ，近似直線段的車(chē)方原理直線度誤差值小于計(jì)算給出的初始值.一個(gè)橢圓曲線與圓有4個(gè)交點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)在ｘ方向上的距離為近似直線段的長(zhǎng)度。交點(diǎn)Ｉ的ｙ值與中點(diǎn)E的y值之差即為原理直線度誤差。橢圓方程:＋=1圓的方程：+=聯(lián)立解之得4個(gè)交點(diǎn),其中第一象限的交點(diǎn)I的坐標(biāo)值為=（７)＝(８)由變換為，工件倒圓直徑的基本尺寸d＝2９.65ｍm，半徑基本尺寸r＝14。825mｍ，將R=６5ｍm，λ=0.7９1７1８2,ｒ＝1４．825mm代入式(７）和(8）得=13.４05ｍm,=6．２69mｍ近似直線段的長(zhǎng)度L′=2=２×6．104＝12.５38mm.令PE＝ｈ，按圖1計(jì)算的直線段長(zhǎng)度為Ｌ＝2=２=1２.4４8mm兩者之差ΔＬ＝L′－L=１２。538–12．44８＝０.０9ｍｍ，符合零件圖紙的要求.近似直線段的車(chē)方原理的直線度誤差計(jì)算值Δ＝ｈ-＝13。455–１3.4０５=0。05mm，即直線段的車(chē)方原理直線度誤差是０．05mm,比初始值小的多,完全可以滿(mǎn)足一般方頭的精度要求.２．機(jī)床配置形式的選擇2.1機(jī)床配置形式概述機(jī)床的配置形式通常根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工要求，生產(chǎn)率和工藝過(guò)程方案等就可以確定。但在在基本形式的基礎(chǔ)上,由于工藝的組織，動(dòng)力頭的不同配置方法,零件安裝數(shù)目和工位數(shù)多少等具體安排不同，而具有多種配置方案。他們對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，通用化程度，結(jié)構(gòu)工藝性能，重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟(jì)效果,還有維修操作是否方便等，都具有不同的影響。另外，還必須看到,就是在有些情況下，多工藝過(guò)程方案不大的更改或重新安排，往往會(huì)使機(jī)車(chē)簡(jiǎn)單,工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，更符合實(shí)際生產(chǎn)的要求。因此,在最后決定機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須注意下面一些問(wèn)題。(1)加工精度的要求影響固定式夾具組合機(jī)床能達(dá)到的加工精度最高，帶移動(dòng)式加具機(jī)床精度相對(duì)較差。（２）機(jī)床生產(chǎn)率的影響機(jī)床要求的生產(chǎn)率對(duì)機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案有很大影響,它是決定采單工位機(jī)床,多工位機(jī)床或自動(dòng)線,還是按中小批生產(chǎn)所需組合機(jī)床的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要因素。有時(shí)從工件外形及輪廓尺寸來(lái)看，完全可以采用單工位固定夾具的機(jī)床形式。但由于生產(chǎn)率要求很高，就不得不采用多工位的方案,使裝卸時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合。(３）被加工零件的大小、形狀、加工部位特點(diǎn)的影響這些特點(diǎn)很大程度上決定了采取臥式、立式或是傾斜式機(jī)床.一般來(lái)說(shuō)，臥式機(jī)床多用于加工孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行,又需要由一面或是幾面同時(shí)加工的箱體。一些在立式機(jī)床上安裝不方便或者受到高度限制的細(xì)長(zhǎng)工件,也適宜采用臥式機(jī)床加工。立式機(jī)床則適于加工定基面是水平的,而加工面的孔與基面相垂直的工件?？傊跀M訂機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須認(rèn)真分析工件加工工藝的要求及加工部位的特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)姆桨浮?．2機(jī)床支撐形式的選擇機(jī)床中常用的支承件有床身、底座、立柱、橫梁、橫臂、刀架及工作臺(tái)等.這些支承件,或單獨(dú)使用，或組合使用。支承件應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求:(應(yīng)具有足夠的剛度和較高的剛度——質(zhì)量比。應(yīng)具有較好的動(dòng)態(tài)特性,包括較大的位移阻抗和阻尼，整機(jī)的低階頻較高,若階頻不致引起結(jié)構(gòu)共振，不會(huì)因薄壁振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。熱穩(wěn)定性好,熱變形對(duì)機(jī)床加工精度的影響較小。排屑暢通，吊運(yùn)安全，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。機(jī)床支承形式可歸納為下列5種：一字形（“一”形）支承支承件是床身，或床身與底座的組合。具有這種支承形式的機(jī)床,稱(chēng)為臥式機(jī)床。柱形(“┃”形)支承支承件是立柱,或立柱與底座的組合。具有這種支承形式的機(jī)床，稱(chēng)為立式機(jī)床。倒丁字形(“"形)支承支承件是床身和立柱的組合.具有這種支承形式的機(jī)床,稱(chēng)為復(fù)合式機(jī)床。槽形(“"形）支承支承件是床身(或底座）、立柱、橫臂三者的組合。具有這種支承形式的機(jī)床，稱(chēng)為單臂式機(jī)床.框形(“”形）支承機(jī)床的支承件由床身、橫梁及雙立柱組合而成，形成封閉的框形結(jié)構(gòu)。具有這種支承形式的機(jī)床,稱(chēng)為龍門(mén)式機(jī)床。由于支承件的結(jié)構(gòu)形狀十分復(fù)雜,受力條件也很復(fù)雜,所以對(duì)支承件主要是進(jìn)行近似的工程技術(shù)計(jì)算,用近似的技術(shù)計(jì)算結(jié)果,來(lái)和已有的經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的同類(lèi)型支承件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，進(jìn)而評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)的支承件。由工件的形狀及加工原理知，宜采用臥式形式(帶一固定式夾具)。圖2-１2.3床身設(shè)計(jì)臥式床身有３種結(jié)構(gòu)形式：中小型機(jī)床的床身是安裝在床腿上的,例如回轉(zhuǎn)直徑在630毫米及以下的車(chē)床,六角車(chē)床等；大型機(jī)床的床身是直接安裝在基礎(chǔ)上的，如大型臥式車(chē)床臥式鏜床等；某些臥式床身是框架式的，如仿行車(chē)床，多刀車(chē)床等。從載荷的觀點(diǎn)來(lái)分析，有的床身主要是在切削力的作用下受兩個(gè)方向的彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，如車(chē)床,六角車(chē)床和鏜床床身;有的床身主要是在重力的作用下受豎直面內(nèi)的彎曲載荷，如龍門(mén)刨床和龍門(mén)銑床的床身。表２－1鑄鐵件的推薦壁厚當(dāng)量尺寸(m)0.751。0１．51。８２.0２．533.54.5外壁厚(mｍ）８1０121４１618202２25隔板或筋厚(ｍm)6810１21214１61820A截面形狀床身的截面形狀決定于剛度要求,導(dǎo)軌的位置，內(nèi)部需要安裝的零，部件，排屑等。B截面寬度和高度截面的寬度由工件大小,剛度要求和刀架或工作臺(tái)的導(dǎo)向性決定.普通車(chē)床床身截形的最佳比例為高比寬約等于1。這里借鑒CA６1４0車(chē)床的床身設(shè)計(jì)。床身采用鑄鐵件（材料是HT3０—4５號(hào)灰鑄鐵）。截面形狀如圖2—2。圖２—2整體圖如圖2—３所示圖2—３３．動(dòng)力部件的選擇3。1切削力的計(jì)算及刀具的選擇車(chē)方機(jī)床的主軸上對(duì)稱(chēng)安裝了兩把車(chē)刀,但由圖２可知，兩把刀不會(huì)同時(shí)切削,切削深度從F點(diǎn)=０逐漸增大至Ｅ點(diǎn)＝=1．5ｍm,再逐漸減小至G點(diǎn)=０。其它3個(gè)面的切削深度也依次作同樣改變。所以最大切深度=1.５ｍm，根據(jù)零件表面粗糙度的要求，選ｆ=0．3ｍｍ／r。由=可以計(jì)算滑臺(tái)速度.刀具材料選用YT15（適合加工鋼料及斷續(xù)切削)。為了保證一定的刀具耐用度，選v=90m/miｎ＝１。5ｍ/s。零件材料45鋼,加工時(shí)的材料硬度為187HB，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，得：?jiǎn)挝磺邢髁＝196２Ｎ/mm2;切削力Fｚ=ｐf=1９62×1。5×0．3=88３N；切削功率P＝v×＝883×１．５×＝１.3245kW；取機(jī)床總效率η=0.7５，則電機(jī)功率＝P／η=1.3245/０。75=1．７66ｋＷ。3.2電動(dòng)機(jī)的選擇3．2.1電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)要考慮的問(wèn)題(1)由于一般生產(chǎn)單位多采用三相交流電源,故無(wú)特殊要求時(shí)均應(yīng)選用三相交流電動(dòng)機(jī)。其中以三相異步帶能動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多，常用為Ｙ系列三相異步電動(dòng)機(jī)。（２）電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率選的過(guò)小不能保證工作機(jī)的正常工作,或使電動(dòng)機(jī)因超載而過(guò)早損壞；功率選的過(guò)大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力又得不到充分的發(fā)揮，而且由于電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不在滿(mǎn)載下運(yùn)轉(zhuǎn)，其效率和功率因數(shù)都較低而造成能源的浪費(fèi)(３）電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速愈高,磁極對(duì)數(shù)愈少,外廓尺寸愈小,價(jià)格愈低。但是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)于工作機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高勢(shì)必使總傳動(dòng)比加大,致使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜,外廓尺寸增加，制造成本提高。而選用較低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī),其優(yōu)缺點(diǎn)剛好相反。因此，在確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分析比較，權(quán)衡利弊，按最佳方案選擇。3．２．2電動(dòng)機(jī)功率的選擇考慮到減速器的降速比不宜過(guò)大，所以初步選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速再根據(jù)所須電動(dòng)機(jī)功率為.查簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)續(xù)表但是，考慮到機(jī)床可能調(diào)整加工其它尺寸、材料的方頭或六方頭工件，取電機(jī)功率為２．2kW.選用封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Y132Ｓ—8,其輸出功率P=2.2kw。其主要性能參數(shù)如表3－1所示。表３—１電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)電動(dòng)機(jī)的功率P2．2ｋw額定電流5.5A額定轉(zhuǎn)距2．0電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速n710r/miｎ堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩／額定轉(zhuǎn)矩2.０電動(dòng)機(jī)的效率0．８１電動(dòng)機(jī)的重量６３kg3.2.３電動(dòng)機(jī)的安裝型式選用基本結(jié)構(gòu)型式,機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣。安裝結(jié)構(gòu)型式為制造范圍（機(jī)座號(hào))為8０-3１5.其示意圖如圖3-1所示:圖3—1電動(dòng)機(jī)的安裝示意圖主要安裝型式尺寸如表3—2所示。表3-２電動(dòng)機(jī)主要安裝尺寸電動(dòng)機(jī)軸伸直徑D４8mm電動(dòng)機(jī)軸伸長(zhǎng)度Ｅ110ｍｍ軸伸上鍵槽的尺寸14mm9mｍ電動(dòng)機(jī)法蘭外徑尺寸３５0ｍm電動(dòng)機(jī)法蘭內(nèi)徑尺寸２5０ｍm`電動(dòng)機(jī)法蘭螺栓孔均不圓直徑300mm法蘭螺栓孔的數(shù)量和直徑419電動(dòng)機(jī)的總高度L710mm4液壓滑臺(tái)的設(shè)計(jì)4.1液壓滑臺(tái)系統(tǒng)概述4．1.1液壓滑臺(tái)系統(tǒng)的特點(diǎn)(１)滑臺(tái)的主要負(fù)載是切削力、摩擦力和啟動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程的慣性力，最大負(fù)荷一般<10kN。為保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和工作可靠性，一般都采取中低壓系統(tǒng)，壓力在6MPa以下.液壓系統(tǒng)的流量是根據(jù)滑臺(tái)快速進(jìn)退的速度確定的,一般〈1０0L／ｍｉｎ。（２)通?；_(tái)快進(jìn)與快退的速度大致相等，因此多采用差動(dòng)連接的單出桿液壓缸.(3）為解決工進(jìn)與快進(jìn)、快退對(duì)流量需求差別較大的矛盾,提高系統(tǒng)效率,除采用差動(dòng)缸外,通常采用限壓式變量泵、高低壓雙泵或單定量泵加蓄能器的供油方式.(４)各工況速度換接多采用行程控制，如行程閥,或電器行程開(kāi)關(guān)與電磁閥組合方式。4.1.２滑臺(tái)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求（1）能在變負(fù)載或在斷續(xù)負(fù)載下工作，能保證滑臺(tái)的進(jìn)給速度特別是最低進(jìn)給速度（一般約為５mm/miｎ）穩(wěn)定，以保證加工精度。（2)能承受規(guī)定的最大載荷,并具有較大的工進(jìn)調(diào)速范圍（通常為（５～9０0）mｍ／miｎ）,以適應(yīng)不同工序的工藝需求.（3)能實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)退及各進(jìn)給速度間的平穩(wěn)換接。（4)對(duì)于多個(gè)滑臺(tái)同時(shí)工作的系統(tǒng)，應(yīng)防止各液壓執(zhí)行元件的壓力、流量相互影響引起動(dòng)作上的干擾.(5）合理利用能量,提高系統(tǒng)效率,減少發(fā)熱。合理解決工進(jìn)速度與快速進(jìn)退速度差值,造成流量值較大的矛盾。4.２導(dǎo)軌的選擇4．2．1導(dǎo)軌的功用和分類(lèi)導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。即保證運(yùn)動(dòng)部件在外力作用下,能淮確地沿著一定的方向運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)軌剮中,運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌叫做動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的導(dǎo)軌叫做支承導(dǎo)軌。動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支承導(dǎo)軌通常只有一個(gè)自由度,即直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).（１）導(dǎo)軌可按下列性質(zhì)分類(lèi):eq\ｏ＼ａc(○，１）按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可分為主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和移置導(dǎo)軌。移置導(dǎo)軌只用于調(diào)整部件之間的相對(duì)位置,在加工時(shí)沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。例如車(chē)床昆座用的導(dǎo)軌。eq＼ｏ\aｃ(○，2)按摩擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌.滑動(dòng)導(dǎo)軌按兩導(dǎo)軌面問(wèn)的摩擦狀態(tài)又可分為混合摩擦導(dǎo)軌、邊界摩擦導(dǎo)軌、液體動(dòng)壓導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌按其滾動(dòng)體不同又可分為滾珠導(dǎo)軌,滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌.eq＼ｏ\ac（○，3）按受力情況可分為開(kāi)式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。如圖4-１所示,在部件自重和外載荷作用下,導(dǎo)軌面c和d在導(dǎo)軌全長(zhǎng)上始終可以貼合的稱(chēng)為開(kāi)式導(dǎo)軌。在受較大的傾覆力矩時(shí)，如圖，部件的自重不能伎主導(dǎo)軌面e、f始終貼合，就必須增加壓板1和2．形成輔助導(dǎo)軌面g和ｈ，稱(chēng)為閉式導(dǎo)軌。圖4—1開(kāi)式導(dǎo)軌與閉式導(dǎo)軌(2）導(dǎo)軌應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量在一定程度上決定了機(jī)床的加工精度,工作能力和使用壽命，因此必須滿(mǎn)足下列基本要求：ｅｑ\o\ac（○,１)導(dǎo)向精度導(dǎo)軌在空載和在切伊陳件下運(yùn)動(dòng)時(shí)，都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度軌運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確度。影響導(dǎo)向精度的主要因素有導(dǎo)軌的幾何精度、導(dǎo)軌的接觸精度、導(dǎo)軌及其支承件的自身剛度及熱變形等。eq＼o＼ac（○，2)精度保持性為了能長(zhǎng)期保持導(dǎo)向精度、對(duì)導(dǎo)軌提出了剛度和耐磨件的要求。若剛度不足，則直接影響部件之間的相對(duì)位置精度和導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度，使導(dǎo)軌面上的壓強(qiáng)分布不均，加劇導(dǎo)軌的磨損。所以剛度是導(dǎo)軌工作質(zhì)量的另-個(gè)重要指標(biāo)。導(dǎo)軌的耐磨性是決定導(dǎo)向精度能否長(zhǎng)期保持的關(guān)鍵，是衡量機(jī)床質(zhì)量的重要指標(biāo).導(dǎo)軌耐磨性與導(dǎo)軌材料、導(dǎo)軌受的摩擦性質(zhì)、導(dǎo)軌受力情況及兩導(dǎo)執(zhí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。eq\o\ac(○，3)低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性即應(yīng)保證在作低速運(yùn)動(dòng)或微量位移時(shí)不出現(xiàn)不平穩(wěn)現(xiàn)象。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)的不平穩(wěn)將使加工表面粗糙度增大；定位運(yùn)動(dòng)時(shí)的不平穩(wěn)，將降低定位精度.低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)的差值,以及傳動(dòng)動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度等有關(guān)。eｑ\o\ac(○，４）結(jié)構(gòu)工藝性在可能的情況下，應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于制造和維護(hù).對(duì)于刮研導(dǎo)軌,應(yīng)盡量減少刮研量；對(duì)于鑲裝導(dǎo)軌,應(yīng)做到更換容易.(３)導(dǎo)軌的磨損形式滑動(dòng)導(dǎo)軌磨損的基本形式是磨粒磨損和咬合磨損。這兩種磨損常同時(shí)發(fā)生，它們既相互聯(lián)系,又相互影響.磨粒磨損往往是咬合磨損的起因，咬合磨損反過(guò)來(lái)又會(huì)加劇磨粒磨損，只是有時(shí)其中一種磨損可能起主要作用。滾動(dòng)導(dǎo)軌則主要是疲勞磨損.ｅq\ｏ\ａc(○，1)磨粒磨損磨粒主要是指存在于導(dǎo)軌面之間的微小硬粒.如切屑、塵粒和導(dǎo)軌自身磨損后的殘余產(chǎn)物等。這些微小硬粒在有—定的壓強(qiáng)作用并做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌面之間起著切刮或刻劃導(dǎo)軌面的作用，使導(dǎo)軌面產(chǎn)生機(jī)械劃傷或磨損溝痕。磨粒磨損與導(dǎo)軌間的相對(duì)滑動(dòng)速度及導(dǎo)軌面比壓成正比.這種磨損是不可避免的，只能采取某些措施,努力減少這種磨損。eq\o\ａc(○,2)咬合磨損咬臺(tái)磨損又稱(chēng)咬焊.它是指相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)表固互相咬合，并在表面產(chǎn)生撕裂的現(xiàn)象。這是由于導(dǎo)軌面相互運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌表面覆蓋的一層氧化膜因摩擦發(fā)熱而受到破壞，裸露的金屬表面因分子問(wèn)的相互吸引、滲透，使接觸點(diǎn)粘結(jié)而發(fā)生咬焊，隨著接觸面的相對(duì)運(yùn)動(dòng),咬焊點(diǎn)被拉開(kāi),如此反復(fù)多次，就產(chǎn)生撕裂性破壞。嚴(yán)重的咬合磨損將使兩個(gè)導(dǎo)軌面無(wú)法相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此,這種磨損是不允許發(fā)生的。eq\o\ａc(○,3）疲勞磨損和壓演現(xiàn)象滾動(dòng)導(dǎo)軌疲勞磨損主要是因?yàn)閷?dǎo)軌表面受滾動(dòng)體局部應(yīng)力作用而產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)滾動(dòng)體離開(kāi)后，變形得到恢復(fù),這種現(xiàn)象連續(xù)發(fā)生，達(dá)到一定循環(huán)次數(shù)后，就使導(dǎo)軌表層產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕現(xiàn)象，這就是滾動(dòng)導(dǎo)軌的疲勞磨損。如果局部應(yīng)力過(guò)大而使表層產(chǎn)生凹坑狀的塑性變形,這就是壓潰現(xiàn)象，這種破壞是不允許發(fā)生的。4．2。2．滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌足最常見(jiàn)的導(dǎo)軌，其他類(lèi)型的導(dǎo)軌部是在滑動(dòng)導(dǎo)軌的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)的，由于滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn),有良好的工藝性,剛度利精度易于保證，所以在—般機(jī)床上仍然得到廣泛的應(yīng)用。(１)導(dǎo)軌的材料和熱處理ｅq\o\ａc(○，1）對(duì)導(dǎo)軌材料的要求和搭配對(duì)導(dǎo)軌材料的主要要術(shù)是耐磨件好、工藝件好、成本低.常用的導(dǎo)軌材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料.其中以鑄鐵應(yīng)用最為廣泛。為了提高耐磨性。動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌應(yīng)盡量采用不同的材料,如果選用相同的材料，也一定要采取不同的熱處理方式以使其具有不同的硬度。在直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中，長(zhǎng)導(dǎo)軌（通常是支承導(dǎo)軌）要用耐磨性較好和硬度較高的材料制造.這是因?yàn)橹С袑?dǎo)軌各處使用機(jī)會(huì)難以均等，且修復(fù)困難，而動(dòng)導(dǎo)軌總是全長(zhǎng)接觸,且動(dòng)導(dǎo)軌短,磨損后易于維修；長(zhǎng)導(dǎo)軌不易防護(hù)等原因:在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中，一般均是將較軟的材料用于動(dòng)導(dǎo)軌：因?yàn)榛ūP(pán)或圓工作臺(tái)導(dǎo)軌比底座加工方便些，磨損后易于在機(jī)床上加工,可減少修理的工作量。表4—1導(dǎo)軌材料的搭配序號(hào)1２３4５６相對(duì)壽命12—3>24－５動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵鑄鐵鑄鐵淬硬鑄鐵有色金屬塑料支撐導(dǎo)軌鑄鐵淬硬鑄鐵淬硬鋼淬硬鋼鑄鐵鑄鐵導(dǎo)軌常用材料搭配見(jiàn)表4-1。除鑄鐵外,其余導(dǎo)軌都是鑲裝的。eｑ＼o\ac(○，2）鑄鐵鑄鐵是一種成本低，有良好減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。導(dǎo)軌常用的鑄鐵有灰鑄鐵、孕育鑄鐵和耐磨鑄鐵等?；诣T鐵府用最多的牌號(hào)是ＨT200.在較好的潤(rùn)滑與防護(hù)條件下，具有一定的耐磨性。適用于需手工刮研的導(dǎo)軌;潤(rùn)滑和防護(hù)條件好、輕載荷的機(jī)床導(dǎo)軌；不經(jīng)常工作的導(dǎo)軌(包括移置導(dǎo)軌）；對(duì)精度要求不高的次要導(dǎo)軌等。常用的孕育鑄鐵牌號(hào)足ＨT300。耐磨性高于灰鑄鐵,但較脆硬，不易刮研,且成本較高。常用于較精密的機(jī)床導(dǎo)軌。為了提高鑄鐵導(dǎo)軌的硬度,以增強(qiáng)抗磨粒磨損的能力和防止撕傷,鑄鐵導(dǎo)軌經(jīng)常采用高頻淬火、小頻淬火及電接觸自冷淬火等表面淬火方法。ｅq＼o＼ac（○，３)鋼在耐磨性要求較高的機(jī)休上，可采用淬硬鋼制成的鑲鋼導(dǎo)軌.淬火鋼的耐磨性比普通鑄鐵高５-10倍。鑲鋼導(dǎo)軌通常采用４5鋼或45ｃr等材料,表面淬硬或全淬透，硬度達(dá)到HRc５2—5８；或者采用2０Cr，20CrＭn等滲碳淬硬至HＲc５6—6２。鑲鋼導(dǎo)軌工藝復(fù)雜,成本高,目前國(guó)內(nèi)主要用于數(shù)控機(jī)床的滾動(dòng)導(dǎo)軌上。eq＼ｏ＼ac（○，4）有色金屬有色金屬鑲裝導(dǎo)軌常用于重型機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌上,與鑄鐵的支承導(dǎo)軌搭配，以防止咬合磨損,保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和提高運(yùn)動(dòng)精度。常用的材料有錫青銅ＺQSn6—6—3,鋁青銅ＺQＡl9-4和鋅鋁銅合金ＺＺnAL10一5等。eｑ\o\ac（○，5)塑料塑料導(dǎo)軌具有良好的耐磨性能，落在導(dǎo)軌表面上的硬?？蓴D入導(dǎo)軌內(nèi)部,避免了磨粒磨損和撕傷.常用的塑料材料有環(huán)氧樹(shù)脂耐磨涂料和聚四氟乙烯基滑動(dòng)導(dǎo)軌軟帶等。適用于中、小型精密機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌,用于豎直導(dǎo)軌更可顯示其優(yōu)點(diǎn)。這里我選用鑄鐵導(dǎo)軌。（2)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)eq＼ｏ\ａc(○，1)截面形狀滑動(dòng)導(dǎo)軌可分為凸形和凹形兩大類(lèi).對(duì)于水平布置的機(jī)床,凸形導(dǎo)軌不易積存切屑，但難以保存潤(rùn)滑油，因此只適用于低速運(yùn)動(dòng)；凹形導(dǎo)軌潤(rùn)滑性能良好.適用于高速運(yùn)動(dòng),但為防止落入切屑等.必須配備良好的防護(hù)裝置。直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌截面的基本形狀見(jiàn)圖４—２.Ａbcｄ圖4—２三角形導(dǎo)軌，見(jiàn)圖a.支承導(dǎo)軌為凸形時(shí)，稱(chēng)為山形導(dǎo)軌；支承導(dǎo)軌為凹形時(shí)，稱(chēng)為V形導(dǎo)軌。三角形導(dǎo)軌依靠二角形的兩個(gè)斜面導(dǎo)向，磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償,不影響導(dǎo)向精度.但水平和垂直兩個(gè)方向上的誤差相萬(wàn)影響，給制造和檢修帶來(lái)困難。導(dǎo)向精度隨頂角。的增加而降低；承載面積隨的增加而增加.當(dāng)兩導(dǎo)軌面上受力不對(duì)稱(chēng)且相差較大時(shí),可采用不對(duì)稱(chēng)三角形導(dǎo)軌，以保證導(dǎo)軌面壓力分布均勻.通常取＝。對(duì)于受力較大的大型或重型機(jī)床，可取=—-;對(duì)于精密機(jī)床，常取=。支承導(dǎo)軌為V形時(shí),不易積存放大的切屑，也不易存留潤(rùn)滑油，適用于不易防護(hù)、速度較低的進(jìn)結(jié)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。支承導(dǎo)軌為V形時(shí)，由于能得到較充足的潤(rùn)滑，除用于精密和大型機(jī)床的進(jìn)給導(dǎo)軌外，還可用于主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，如龍門(mén)刨床床身導(dǎo)軌。但是必須很好地防護(hù),以防止落人切屑和塵土。矩形導(dǎo)軌,見(jiàn)圖b。矩形導(dǎo)軌制造簡(jiǎn)單,剛度高,承載能力大，具有水平和垂直兩個(gè)方向的導(dǎo)軌面．而且兩個(gè)導(dǎo)軌面的誤差不會(huì)相互影響，便于安裝調(diào)整。但側(cè)面磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，需要有間隙調(diào)整裝置,因此導(dǎo)向件較差。適用于載荷較大而導(dǎo)向性要求不高的機(jī)床。根據(jù)導(dǎo)向形式的不同,矩形導(dǎo)軌又可分為窄式組合和寬式組合兩種.燕尾形導(dǎo)軌,見(jiàn)圖C。燕尾形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)緊湊、高度尺寸較小，可承受顛覆力矩，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙,需用鑲條調(diào)整，剛性較差,摩擦力較大,制造和檢修都比較復(fù)雜，一般用作中、低速的多層導(dǎo)軌。圓體形導(dǎo)軌,見(jiàn)圖Ｄ。圓柱形導(dǎo)軌制造簡(jiǎn)單，不易積存較大的鐵屑.但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙,通常用在承受軸向載荷的場(chǎng)合。這里選用矩形導(dǎo)軌。eｑ\o\ac(○,２）組合形式為了限制運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌一般都由兩條導(dǎo)軌組合而戍.對(duì)重型機(jī)床，由于共移動(dòng)部件寬度較大,又承受較重載荷，因此常采用３條或3條以上導(dǎo)軌,來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向外承受載荷。常見(jiàn)的導(dǎo)軌組合形式見(jiàn)圖４—3。圖４-3雙二角形組合（圖ａ)導(dǎo)向精度高,磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償．具有較好的精度保持性,但很難達(dá)到4個(gè)表面同時(shí)接觸的要求，制造較困難。適用于精度要求較高的機(jī)床，如高精度絲杠機(jī)床刀架導(dǎo)軌和滾齒機(jī)立體導(dǎo)軌等。雙矩形組合（圖b）具有較大的承載能力，制造調(diào)整比較簡(jiǎn)單，但導(dǎo)向性差，磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，對(duì)加工精度有較大影響；多用于普通精度機(jī)床和重型機(jī)床，如萬(wàn)能升降臺(tái)銑床工作臺(tái)導(dǎo)軌等。三角形－矩形組合(圖4ｃ)這種組合形式兼有導(dǎo)向性好、制造方便和剛度高的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用最廣泛,如普通車(chē)床溜板、龍門(mén)刨床工作臺(tái)導(dǎo)軌、萬(wàn)能外因磨床砂輪架導(dǎo)軌等。燕尾形組合（圖d）兩個(gè)燕尾平面同時(shí)起導(dǎo)向及壓板作用,用一根鑲條就可調(diào)整各接觸面的間隙，但不能承受過(guò)大的顛覆力矩,摩擦損失也較大。用于要求層數(shù)多、尺寸小、調(diào)整間隙方便和移動(dòng)速度不大的場(chǎng)合,如車(chē)床刀架、牛頭刨床滑枕導(dǎo)軌等.燕尾形—矩形組合（圖e)能承受較大力矩，間隙調(diào)整也比較方便,多用于橫梁、立柱、搖臂等的導(dǎo)軌，如龍門(mén)刨床橫梁導(dǎo)軌等。雙圓柱形組合（圖f)容易制造,但磨損后不易補(bǔ)償。常用于僅受軸向力的場(chǎng)合，如壓力機(jī)、機(jī)械手的導(dǎo)軌。這里選用雙矩形組合ｅq＼ｏ＼ａc(○,3）間隙調(diào)整閉式導(dǎo)軌的結(jié)合面之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙。若間隙過(guò)小，不但增加運(yùn)動(dòng)阻力,而且會(huì)加速導(dǎo)軌磨損；若間隙過(guò)大,又會(huì)使導(dǎo)向精度降低，還容易產(chǎn)生振動(dòng)。因此,除裝配過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙外,在使用一段時(shí)間后，因磨損還需重調(diào).常用鑲條和壓板來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙。a壓板壓板用于調(diào)整間隙和承受顛覆力矩下圖所示為矩形導(dǎo)軌上常用的幾種壓板裝置。圖4—4壓板1－動(dòng)導(dǎo)軌2-支承導(dǎo)軌3—壓板4—墊片5-平鑲條６－螺釘圖ａ所示的壓板裝置通過(guò)磨削或副研壓板3與動(dòng)導(dǎo)軌１相接觸的d面,或磨、刮與支承導(dǎo)軌2相接觸的e面來(lái)調(diào)整垂直方向的間隙。間隙過(guò)大時(shí)磨、刮ｄ面：間隙過(guò)小則磨、刮e面。壓板上的d,ｅ面需用空刀槽分開(kāi)。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但調(diào)整比較麻煩。圖ｂ所示是采用在壓板與動(dòng)導(dǎo)軌接觸處放幾層薄墊片４來(lái)調(diào)整垂直方向的間隙。隨著摩擦表面的不斷磨損，逐次取下一層墊片.這種方法比磨、刮省力，但調(diào)整量受墊片厚度限制。圖ｃ所示是在壓板與支承導(dǎo)軌間用平鑲條5來(lái)調(diào)整間隙。只要擰動(dòng)帶有鎖緊螺母的螺釘6即可調(diào)整間隙，故調(diào)整方便。但由于鑲條下面只與幾個(gè)螺釘接觸，因此剛度較差。b鑲條鑲條用來(lái)調(diào)整矩形和燕尾形導(dǎo)軌的側(cè)面間隙,以保證導(dǎo)軌面的正常接觸。常用的鑲條有平鑲條和斜鑲條兩種.（3)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑與防護(hù)eq\ｏ＼ａc(○，１）導(dǎo)軌潤(rùn)滑導(dǎo)軌潤(rùn)滑的目的是：減少磨損以延長(zhǎng)導(dǎo)凱使用壽命；降低溫度以改善工作條件;減小摩擦力以提高機(jī)械效率；保護(hù)導(dǎo)軌表面以防止生銹。導(dǎo)軌的潤(rùn)滑方法很多，最簡(jiǎn)單的潤(rùn)滑方法是人工定期地直接在導(dǎo)軌上澆油或油杯供油。這種方法成本低廉，但不能保證充分的潤(rùn)滑。一般用于移置導(dǎo)軌或移動(dòng)速度較低的滑動(dòng)導(dǎo)軌及滾動(dòng)導(dǎo)軌。另一種手動(dòng)潤(rùn)滑方式是在機(jī)床上裝手動(dòng)油泵，在工作前拉動(dòng)油泵幾次,進(jìn)行人工潤(rùn)滑，這種方式操作方便.但不能保證連續(xù)供油，用于低中速、低載荷、小行程或不經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌上.現(xiàn)代機(jī)床上多采用全自動(dòng)壓力油強(qiáng)制潤(rùn)滑,這種方法效果較好?？杀ＷC充分潤(rùn)滑，不斷地沖洗和冷卻表面，與運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，但必須有專(zhuān)門(mén)的供油系統(tǒng),成本較高。為了使?jié)櫥驮趯?dǎo)軌向上均勻分布，保證充分的潤(rùn)滑效果，應(yīng)在導(dǎo)軌面上開(kāi)出油溝。eq\o\ａc（○,2)導(dǎo)軌的防護(hù)導(dǎo)軌的防護(hù)裝置應(yīng)盡可能使導(dǎo)軌面封閉起來(lái)，如果不能封閉，則應(yīng)能將落在導(dǎo)軌上的塵屑較徹底地清除,還應(yīng)具有耐紅熱切屑的能力，防冷卻液浸蝕的能力，便于裝卸及清洗導(dǎo)軌,制造容易、耐用和美觀。圖4—５導(dǎo)軌的防護(hù)圖示為幾種導(dǎo)軌的防護(hù)方式.圖a為刮板式防護(hù)裝置.在動(dòng)導(dǎo)軌的端面上裝有毛氈l,并用金屬刮板2及螺釘壓緊，當(dāng)動(dòng)導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí),通過(guò)毛氈排除落在支承導(dǎo)軌上的切屑及灰塵。這種裝置容易被細(xì)小的切屑及雜物填塞,對(duì)導(dǎo)軌產(chǎn)生刮磨作用，因此僅適用于移動(dòng)速度較低的導(dǎo)軌。圖b,為鋼帶式防護(hù)單，韌帶4的一端繞在床身端部的滾輪3上，另一端則固定在運(yùn)動(dòng)部件上，運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，鋼帶隨著展開(kāi)或卷在滾輪上.這種防護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但切屑及雜物在滾輪卷動(dòng)時(shí)．容易被帶至鋼帶內(nèi)表面而掉在導(dǎo)軌面上，影響防護(hù)效果。圖c為固定式防護(hù)罩、鐵皮罩固定在運(yùn)動(dòng)部件上,以蓋住導(dǎo)軌表面.這種隊(duì)護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但密封性較差,且使機(jī)床外形尺寸增大,僅通用于行程不大的中小型機(jī)床。圖d為層疊式防護(hù)罩，用多段金屬薄板制成，最外層蓋板６和最內(nèi)層蓋板7分別固定在運(yùn)動(dòng)部件5和床身8上，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)時(shí),防護(hù)罩可隨之伸長(zhǎng)或縮短。這種防護(hù)罩耐熱性好，使用壽命長(zhǎng),但制造較復(fù)雜,成本較高，適用于大型及精密機(jī)床。圖c為折疊式防護(hù)罩，用皮革、塑料或帆布制成,這種防護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,防護(hù)效果好。但容易損壞，成本高，常用于磨床和精密機(jī)床上。這里選用刮板式防護(hù)裝置.(４）滑動(dòng)導(dǎo)軌的驗(yàn)算設(shè)計(jì)滑動(dòng)導(dǎo)軌時(shí)，先參考同類(lèi)型機(jī)床，初步擬定導(dǎo)軌的形狀和尺寸,然后再進(jìn)行驗(yàn)算?；瑒?dòng)導(dǎo)軌的驗(yàn)算,主要是通過(guò)受力分析，求出導(dǎo)軌的平均壓強(qiáng)和最大壓強(qiáng)、與導(dǎo)軌的許用壓強(qiáng)相對(duì)照,判斷導(dǎo)軌設(shè)計(jì)是合合理。根據(jù)壓強(qiáng)分布情況,判斷是合需用壓板.＊ｅq＼o＼ａc（○,１）導(dǎo)軌壓強(qiáng)的分布當(dāng)導(dǎo)軌的自身剛度大于接觸剛度時(shí)，可忽略導(dǎo)軌自身變形的影響,而只考慮接觸變形的影響.這時(shí)，沿導(dǎo)軌長(zhǎng)度方向的接觸變形和壓強(qiáng)可視為線性分布，沿寬度方向可視為均勻分布.當(dāng)導(dǎo)軌的自身剛度較低時(shí)，既要考慮導(dǎo)軌表面接觸變形，又要考慮導(dǎo)軌自身變形，這時(shí)壓強(qiáng)為非線性分布，下面只討論線性分布的導(dǎo)軌壓強(qiáng)的計(jì)算。每條導(dǎo)軌面所受的載荷,都可以簡(jiǎn)化為一個(gè)距導(dǎo)軌中心距離為x的力，這個(gè)力的作用又等價(jià)于一個(gè)位于導(dǎo)軌中心的力F和一個(gè)顛覆力矩M的作用.如圖4-６所示。圖4-6導(dǎo)軌受力情況在力F作用下，導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)(單位為ＭPa):＝……………．(1)在力矩M作用下，導(dǎo)軌面產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)（單位為MＰa）由于M=aＬＬ=a因此=………………(2)式中Ｆ—導(dǎo)軌承受的集中力，單位為Ｎ；Ｍ—導(dǎo)軌承受的顛覆力矩,單位為Nmm；ａ—導(dǎo)軌的寬度,單位為mm；L—?jiǎng)訉?dǎo)軌的長(zhǎng)度,單位為mm;—－集中力F力引起的壓強(qiáng)，單位為MPa;--顛覆力矩Ｍ引起的最大壓強(qiáng)，單位為MＰa。由于力F與力矩Ｍ同時(shí)作用,閱此尋軌所承受的最大、最小、平均壓強(qiáng)分別為:=+=（1+)……………（3)=—＝（1-)……………（4）=(+）＝………（５)從式（4—７)可見(jiàn),平均壓強(qiáng)只與力F的大小和導(dǎo)軌幾何尺寸有關(guān)，而與力的作用點(diǎn)無(wú)關(guān).從式（４—5)、（44)可知：（a）x=0,即力F作用于導(dǎo)軌中點(diǎn)，Ｍ=＝０，＝=０,壓強(qiáng)呈矩形分布（如下圖a），導(dǎo)軌受力均勻，但實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)這種情況。（b)x〈L/6，即M=＜FL／６時(shí)，6M/ＦＬ〈1,＜2，0,壓強(qiáng)呈梯形分布（如圖b)。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能保證導(dǎo)軌在這種受力狀態(tài)下工作。（ｃ）x=L/6,即M==FＬ／6時(shí),６M／FL=1，＝0,=２，壓強(qiáng)呈三角形分布(圖c）。導(dǎo)軌兩端壓強(qiáng)分布相差較大,但仍保持了導(dǎo)軌面全長(zhǎng)接觸,設(shè)計(jì)時(shí)也可采用.(d)xＬ/６,即M=ＦL/６時(shí)，6M/ＦＬ1，<0.這時(shí)，導(dǎo)軌一端將出現(xiàn)間隙(圖d)。為此,需要在導(dǎo)軌下面安裝壓板,形成輔助導(dǎo)軌面。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況。圖4—７導(dǎo)軌壓強(qiáng)的分布表４—2鑄鐵導(dǎo)軌的壓強(qiáng)分布/ＭPa導(dǎo)軌種類(lèi)機(jī)床類(lèi)別平均壓強(qiáng)最大壓強(qiáng)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和速度較高的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中型機(jī)床０。4—0.50．8-1。0重型機(jī)床0。２—0.30。４—0.6速度較低的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中型機(jī)床１.2—1.52。5—3。0重型機(jī)床0．51.0—１．5磨床0。０25-０．０40．05—０．0８主運(yùn)動(dòng)和速度較高的圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌D—-導(dǎo)軌直徑,mmD〈３0００0.4D〉30００0．2—０．３環(huán)行0。15eｑ\o\ac（○，2)導(dǎo)軌的許用壓強(qiáng)導(dǎo)軌的壓強(qiáng)是影響導(dǎo)軌耐磨性的一個(gè)主要因素。導(dǎo)軌的支承面積應(yīng)與導(dǎo)軌所承受的載荷相適應(yīng)。如果導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)很大,導(dǎo)軌表面將因油膜壓破而加劇磨損。為此，應(yīng)保證導(dǎo)軌面上的平均壓強(qiáng)不超過(guò)許用值。由于導(dǎo)軌面上的壓強(qiáng)分布不可能完全均勻,所以還必須保證最大壓強(qiáng)不超過(guò)許用值。機(jī)床鑄鐵·鑄鐵、鑄鐵·鋼導(dǎo)軌副的許用壓強(qiáng)按表4-2選取。始終以固定切削條件工作的專(zhuān)用機(jī)床，許用壓強(qiáng)應(yīng)比表中數(shù)值減小2５％—3０％。鋼-鋼導(dǎo)軌副的許用壓強(qiáng)可比表中數(shù)值增加２0%-30％。動(dòng)導(dǎo)軌上鑲裝以聚四氟乙烯為基體的導(dǎo)軌板時(shí),如滑動(dòng)速度v1m／ｍｉn時(shí),則ｐv植不宜超過(guò)o．2ＭＰａ·ｍ／ｍｉｎ;如滑動(dòng)速度v1m/miｎ時(shí)，則許用壓強(qiáng)取0。2MＰａ。鋅鋁銅合金ＺZnAll0—５導(dǎo)軌的許用平均壓強(qiáng)［p]0.2ＭPａ。（5)提高導(dǎo)軌耐磨性的措施ｅq＼o\ac(○，１）力求無(wú)磨損磨損的原因是配合面在一定的壓強(qiáng)作用下直接接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此不磨損的條件是配合面在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)不直接接觸,接觸時(shí)則無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。靜壓導(dǎo)軌與動(dòng)壓導(dǎo)軌可以實(shí)現(xiàn)完全的液體潤(rùn)滑狀態(tài)，潤(rùn)滑油使兩導(dǎo)軌面分開(kāi)而不直接接觸，這種導(dǎo)軌的耐磨性最好。ｅｑ＼o\aｃ(○，２)力求少磨損在有些場(chǎng)合既不便采用靜壓導(dǎo)軌，也不能采用動(dòng)壓導(dǎo)軌，就只能爭(zhēng)取少磨損.減少磨損的措施有:（a）降低導(dǎo)軌面間的壓強(qiáng)，減小單位面積上承受的摩擦力,可采用加大接觸面積和減輕負(fù)荷的辦法來(lái)降低壓強(qiáng)。采用卸荷導(dǎo)軌可以減輕負(fù)荷,加寬導(dǎo)軌面或加長(zhǎng)動(dòng)導(dǎo)軌的長(zhǎng)度可以加大接觸面積，提高導(dǎo)軌接觸精度和減小表面粗糙度，也可以增加實(shí)際接觸面積。（b)降低摩擦系數(shù)，例如采用滾動(dòng)導(dǎo)軌：在滑動(dòng)導(dǎo)軌中正確選擇摩擦副的材料;正確選擇潤(rùn)滑油或采用循環(huán)潤(rùn)滑方式來(lái)改善潤(rùn)滑條件。（c)適當(dāng)?shù)臒崽幚矸绞娇商岣邔?dǎo)軌抗磨損的能力。（d）加強(qiáng)防護(hù)。eq\o＼ac(○,3)均勻磨損(a）力求使摩擦面上的壓強(qiáng)均勻分布,例如導(dǎo)軌的形狀和尺寸要盡可能與集中載荷對(duì)稱(chēng).(b)盡量減小扭矩和顛覆力矩。(c）保證工作臺(tái)、溜板等支承件有足夠的剛度.(d）回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌不宜太寬，以免線速度相差太大。(e）導(dǎo)軌副中全長(zhǎng)上使用機(jī)會(huì)不均的導(dǎo)軌,硬度應(yīng)高些。4.2.３滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式圖4-8滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式示意圖1——導(dǎo)軌上部2-壓板3—導(dǎo)軌下部4-液壓缸導(dǎo)軌間距的大小根據(jù)導(dǎo)軌的受力情況和和參考現(xiàn)有同類(lèi)型機(jī)床導(dǎo)軌的尺寸確定.從統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看，中等尺寸的普通車(chē)床,床鞍導(dǎo)軌的跨距和最大回轉(zhuǎn)半徑之比=０。8—1．０。這里取系數(shù)為1.0。則：=1。0=６52１．0=１３０（mｍ）５液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算5。1液壓系統(tǒng)概述液壓傳動(dòng)是以有壓液體為能源介質(zhì)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械的傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)與控制以液壓油或其他合成液體作為工作介質(zhì)，并采用各種允件組成所需要的控制回路,再由若干回路有機(jī)組合成能完成各種控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換傳遞與控制。與機(jī)械傳動(dòng)，電力傳動(dòng)等傳動(dòng)方式相比，液壓傳動(dòng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：1。在傳送同等功率的情況下,液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊.據(jù)統(tǒng)計(jì),液壓馬達(dá)的重量只有同功率電動(dòng)機(jī)重量的10%—20%，而且能夠傳遞較大的力或轉(zhuǎn)矩。２.液壓傳動(dòng)裝置工作比較平穩(wěn)、反應(yīng)快、沖擊小,能高速啟動(dòng)、制動(dòng)和換向。液壓傳動(dòng)裝置的換向頻率高,對(duì)于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)每分鐘可達(dá)5０0次，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)每分鐘可達(dá)400-１０0０次.這是其他傳動(dòng)控制方式無(wú)法比擬的。３.液壓傳動(dòng)裝置能在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速,調(diào)速方便，調(diào)速范圍大,而且調(diào)速性能好。其傳動(dòng)比可達(dá)10０：１至2０００：1.4.液壓傳動(dòng)裝置的控制、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操縱比較方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，如與電氣控制相配合,可方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的程序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。5．液壓傳動(dòng)裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。由于采用油液作為工作介質(zhì),液壓傳動(dòng)裝置能自行潤(rùn)滑，故使用壽命較長(zhǎng)。6.液壓元件已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)和選用。由于液壓傳動(dòng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)很多，因而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)得到了廣泛應(yīng)用.目前，其應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷擴(kuò)展，從組合機(jī)床、機(jī)械手、自動(dòng)加工及裝配線到金屬及非金屬壓延、注射成型設(shè)備,從材料及構(gòu)件強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)到電液仿真試驗(yàn)平臺(tái)，從建筑、工程機(jī)械到農(nóng)業(yè)、環(huán)保設(shè)備,從能源機(jī)械調(diào)整控制到熱力與化工設(shè)備過(guò)程控制,從橡膠、皮革、造紙機(jī)械到建筑材料生產(chǎn)自動(dòng)線,從采煤機(jī)械到石油鉆探及采收設(shè)備，從航空航天器控制到船舶、火車(chē)、汽車(chē)等運(yùn)輸設(shè)備等等，液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)已成為現(xiàn)代機(jī)械工程制造業(yè)的基本要素和工程控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。5．2參數(shù)及數(shù)據(jù)根據(jù)工件加工方法的分析，可知為一次裝加,一次進(jìn)刀完成切削。因此，工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)為:快進(jìn)—工進(jìn)—快退—停止。參數(shù)為:滑臺(tái)總重量：５0００Ｎ，切削最大阻力883N,滑臺(tái)快進(jìn)，快退速度為０.０5m/s,工進(jìn)速度為12—37mm／min,加速（或減速)時(shí)間0．１ｓ，采用的為矩形導(dǎo)軌，取靜摩擦系數(shù)=0。2，動(dòng)摩擦系數(shù)＝0.1,滑臺(tái)快進(jìn)行程0.1５ｍ，工進(jìn)行程0.05m。5。３確定液壓系統(tǒng)工作要求根據(jù)加工要求，工件不動(dòng),主軸和刀具由液壓滑臺(tái)帶動(dòng)進(jìn)給,“快進(jìn)一工進(jìn)一快退—停止”，工作循環(huán)采用液壓傳動(dòng)方式,選用活塞桿做執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？紤]到車(chē)削進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)功率不大，且要求低速穩(wěn)定性好,故擬選用調(diào)速閥、定量泵組成的節(jié)流調(diào)速方式。為自動(dòng)實(shí)現(xiàn)上述工作循環(huán)，并保證零件的加工長(zhǎng)度（該長(zhǎng)度并無(wú)過(guò)高的精度要求），擬采用行程開(kāi)關(guān)及電磁換向閥組成行程控制順序動(dòng)作回路,實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作.圖5—１車(chē)方機(jī)床外形示意圖5。４擬訂液壓系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車(chē)削頭，動(dòng)作循環(huán)完全相同。為保證快速進(jìn)退速度相等,并減小液壓泵流量規(guī)格，選用差動(dòng)連接回路。在行程控制中，由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，采用機(jī)動(dòng)滑閥,速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)，且安全可靠。工進(jìn)終了壓下行程開(kāi)關(guān)返回.快退到終點(diǎn)，壓下電氣行程開(kāi)關(guān)，運(yùn)動(dòng)停止.快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)后,系統(tǒng)壓力升高，遙控順序閥打開(kāi)，回油經(jīng)背壓閥回油箱，系統(tǒng)不再差動(dòng)連接。圖５-２液壓系統(tǒng)工作原理圖１-電磁鐵2－換向閥3-液壓缸4－活塞桿5-行程開(kāi)關(guān)6-換向閥７—調(diào)速閥8—單向閥9—壓力表開(kāi)關(guān)10—壓力表11-液壓泵１2—濾油網(wǎng)13-油箱14—溢流閥5．５計(jì)算和選擇液壓元件5。５．１液壓缸的計(jì)算（1）計(jì)算液壓缸的總機(jī)械載荷F根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作情況，液壓缸受力如圖５—3所示圖5—３液壓缸受力示意圖F=++++式中——按題目給定為500０N；-—活塞上所受慣性力；-—密封阻力；——導(dǎo)軌摩擦阻力；—-回油背壓形成的阻力。eｑ\o\ac(○，１）的計(jì)算按下式計(jì)算：=(Ｎ）式中Ｇ—-液壓缸所要移動(dòng)的總重量,即滑臺(tái)的總重量。估算數(shù)值為500０Ｎ；ｇ-—重力加速度,9．8１m／；——速度變化量，由題知，工進(jìn)時(shí),=0.００6２ｍ/mｉn;-—啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間，一般為0。01—０.5s,?。?。1ｓ。將上式各值代入上式==＝3.２（Ｎ)eq＼ｏ\ac（○,２)的計(jì)算=（N）式中——克服液壓缸密封件摩擦阻力所須空載壓力（Pａ)，如該液壓缸選“Y”形密封圈，設(shè)液壓缸工作壓力p<２ＭPa，由表1３—2查得<0．3MPa；?。?．2ＭPa?！M(jìn)油工作腔有效面積（）,此值同未定數(shù)值,初估為40.啟動(dòng)時(shí)=＝0．20.00４=800（Ｎ)運(yùn)動(dòng)時(shí)=５0％＝0．２０.0０４５０%=400（N）eq＼ｏ\ac（○,3）的計(jì)算該機(jī)床導(dǎo)軌材料選用鑄鐵，結(jié)構(gòu)受力情況如圖5—４,那么鑄鐵件之間的摩擦力為:圖5—4導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)受力示意圖＝（Ｇ+)式中G—-移動(dòng)的總重量，５０００Ｎ;——切削力在導(dǎo)軌垂直方向的分力，按切削原理,一般為：:：=１:0。４：0。3。則=８83=5１9。4（N）；——摩擦因數(shù),查表13—１（《液壓傳動(dòng)與控制》曹玉平閻祥安主編天津大學(xué)出版社2003）選＝0．1；各值帶入上式：=(G＋）=(５００0+5１9。4）０。1=５51．９（N）ｅq\ｏ＼ac（○，4）的計(jì)算回油背壓形成的阻力按下式計(jì)算=式中——回油背壓，一般為０.3—0。５MPa，取=０．3ＭPａ；--有桿腔活塞面積，考慮兩邊差動(dòng)比為２,已初估＝40,＝20；各值代入上式=＝0。3MPa０.0０２=6００（N）分析液壓缸各工作階段受力情況，得知在工進(jìn)階段受力最大，作用在活塞上的總機(jī)械載荷為F=＋+＋+＝１55。8+3.2+400+５5１．9＋６00=1710。9（N)(２）確定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸和工作壓力按表１3—3（《液壓傳動(dòng)與控制》曹玉平閻祥安主編天津大學(xué)出版社2003）經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定系統(tǒng)工作壓力，工作壓力取為＝20MＰa。液壓缸工作控有效工作面積===8．５５(）活塞直徑D===3。3(cm）因差動(dòng)比為１：２,所以活塞桿直徑d=O。７D＝0.７３3=2３．1(mm)取標(biāo)推直徑D＝40ｍｍ,d=２５mｍ,則工作壓力＝=1.36（MPａ）今取＝1。４ＭPａ．由于兩個(gè)切削頭工作時(shí)需做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在確定液壓缸活塞面積之后，還必須按最低進(jìn)給速度驗(yàn)算液壓缸尺寸。設(shè)液壓缸有效工作面積為，則-—流量閥最小穩(wěn)定流量,取調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量20ML／min；——活塞最低進(jìn)給速度，取2０mm/min；—-—液壓缸有效工作面積。根據(jù)上面計(jì)算值，得===１2。56()又=２0/2＝1０（）所以>，說(shuō)明液壓缸尺寸滿(mǎn)足活塞最小穩(wěn)定速度要求。5.５.2液壓泵的選擇(1)確定液壓泵的實(shí)際工作壓力＝+式中——１.３6ＭPａ；——+之和,對(duì)于回油路采用調(diào)速閥的系統(tǒng)，可估為（0．4—1。5）MPa,?。?4MＰａ。因此,可確定論壓泵的實(shí)際工作壓力為＝+＝１。3６+０。５＝1．86(ＭPa）(2）確定液壓泵的流量=K式中Ｋ——泄露因數(shù),取1．1;——兩切削頭快進(jìn)時(shí)所需最大流量之和.的計(jì)算如下：=2×=２×(—)×３０＝４.6(L/min）帶入上式得:=Ｋ＝1.1×4.6=５。06（L／miｎ）按壓力為１。86MPb，流量為5．0６L/mｉn，選擇—4液壓泵。(3）確定液壓泵電機(jī)的功率該系統(tǒng)選用變量泵，故應(yīng)分別計(jì)算快速空載所需功率與最大工進(jìn)時(shí)所需功率。eq\o＼aｃ（○,１)最大工進(jìn)時(shí)所需功率=2×式中——一個(gè)液壓缸最大工進(jìn)速度下所需流量;——液壓泵實(shí)際工作壓力，1．86MPa;-—液壓泵總效率,?。?．８。的計(jì)算如下：＝=××０.３７=0。04６5（Ｌ/min)代入上式得=2×＝3。6(W)eｑ\ｏ\aｃ（○,２）空載快速時(shí)所需功率空載快速時(shí)，=++。其中各量計(jì)算如下:=（）＝×=4.25(Ｎ)=×5０％＝0．2××××50％＝49．０6(Ｎ）＝G=5000×０。１=500(N）所以＝+＋=5５３。3（N）空載快速時(shí),取為0。5MPa.于是空載快速時(shí)液壓泵輸出壓力=+=1．２23（ＭPa）前已求出，液壓泵最大流量=５．06L/mｉn?？蛰d快速功率=＝129（Ｗ）故按空載最大速度時(shí)所需功率選電機(jī)。選Y８01—4異步電動(dòng)機(jī),額定功率為0.５5KＷ，額定轉(zhuǎn)速為15００ｒ/min，安裝類(lèi)型為，安裝長(zhǎng)度為2８5mm。5。5。３選擇控制元件根據(jù)系統(tǒng)最高工作壓力和通過(guò)該閥的最大流量,在標(biāo)準(zhǔn)元件的產(chǎn)品樣本中選取控制元件規(guī)格。方向閥按ｐ=１。８６ＭPa,q=2.５L/mｉn，選３４Ｄ-２5B.單向閥按1.223ＭPa,ｑ＝5.06Ｌ/ｍｉn,選選1-25B.（３調(diào)速閥按快進(jìn)最大流量q＝５.06Ｌ／mｉn,工作壓力P=1。2２3ＭＰａ,選Q一10Ｂ.（４）背壓閥調(diào)至０.2MPa，流量為5．06Ｌ/ｍiｎ,選P—B10。(5)順序閥調(diào)至大于1．2２3MＰa,ｑ＝５.06L／mｉn,選x-B１０B。（6)行程閥按P=1．２2３MPa，ｑ=Ｌ／mｉｎ，選2２Ｃ一２5B。5.5.4油管及其他輔助裝置的選擇（1）查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇油管公稱(chēng)通徑、外徑、壁厚參數(shù)液壓泵出口流量以５.0６L／mｉn計(jì)，選取通徑１0；液壓泵吸油管稍粗些,選1２;其余油管按流量2.5L/miｎ，選８。（２)確定油箱容量一般取泵流量的３-－5倍,現(xiàn)取5倍，有效容積V=5×＝2５（L）選用AB40—3３標(biāo)準(zhǔn)油箱,工作容量為141L，工作容積為2８L。5。６液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算繪制液壓系統(tǒng)裝配管路圖后，進(jìn)行壓力損失驗(yàn)算.該液壓系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，該項(xiàng)驗(yàn)算從略.本系統(tǒng)采用限壓式變量泵，效率高,功率小,發(fā)熱少，油箱容量較大，不再進(jìn)行溫升驗(yàn)算。5。7液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定5。7．１液壓缸工作壓力的確定液壓缸所能克服的最大負(fù)載F和有效作用面積可用下列關(guān)系式表示F＝ＰA式中F——液壓缸最大負(fù)載,包括工作負(fù)載,摩擦力,慣性力等(N);P——液壓缸工作壓力(MPa)；A——液壓缸（活塞）有效作用面積。由上式可見(jiàn)，液壓缸最大負(fù)載給定時(shí),液壓缸工作壓力P取得高，則活塞有效工作面積A就小，液壓缸結(jié)構(gòu)緊湊。系統(tǒng)壓力高,對(duì)液壓元件的性能及密封要求也相應(yīng)提高。在確定工作壓力P和活塞直徑D時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)械工況要求、工作條件以及液壓元件供貨等因素綜合考慮。不同用途的液壓機(jī)械，工作條件不同，工作壓力范圍也不同。機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用的壓力一般為2—8MPa，組合機(jī)床液壓缸工作壓力為3—4.5MPa,液壓機(jī)常用壓力為21—３2MPａ，工程機(jī)械選用16MPa較為合適。表5—1液壓額定壓力系列單位：ＭＰａ0．63１１．62。54。0６.31０１6202５31.540表5—２液壓缸內(nèi)徑系列單位:mｍ８10１２１6２0２５３２4０50638０1001251602０025０３2０4００500表5-３活塞桿直徑系列單位：ｍm45６810１214１６182０２2252８３2364０４55０５６６370809010０１10125１401６０1８020０220２50２8032036040０表5—４活塞行程系列單位:mm25508０10012５1６０2002５０3２040０5005.7.2液壓缸行程液版缸行程見(jiàn)表5-4活塞行程系列。５。７.3液壓缸長(zhǎng)度的確定液壓缸長(zhǎng)度根