搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計
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開題報告
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專 業(yè)：
設(shè)計(論文)題目：
指 導(dǎo) 教 師:
2010 年3 月19日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
一、引言
隨著發(fā)展腳步的加快，搖臂鉆床在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。搖臂鉆床加工范圍廣，可用來鉆削大型工件的各種螺釘孔、螺紋底孔和油孔等。鉆床的主軸箱可在搖臂上移動，并隨搖臂繞立柱回轉(zhuǎn)，搖臂還可沿立柱上下移動，以適應(yīng)加工不同高度的工件。較小的工件可安裝在工作臺上，較大的工件可直接放在機(jī)床底座或地面上[1,2]。現(xiàn)行的搖臂鉆床多采用齒輪傳動，零件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長，變換主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量不夠方便，而且不能在加工過程中變速和改變進(jìn)給量[3]。為了解決這些問題，本課題主要研究了液壓傳動系統(tǒng)在搖臂鉆床中的應(yīng)用，液壓傳動系統(tǒng)中將用到一系列標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件，這樣可以簡化整機(jī)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)無級調(diào)速，這對于我國的機(jī)床產(chǎn)業(yè)具有很大程度上的現(xiàn)實意義。搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成。當(dāng)進(jìn)行加工時，由特殊的加緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上，而外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進(jìn)行鉆削加工。鉆削加工時，鉆頭一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削，一邊進(jìn)行縱向進(jìn)給，其運(yùn)動形式為：
(1)搖臂鉆床的主運(yùn)動為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動[4]；
(2)進(jìn)給運(yùn)動為主軸的縱向進(jìn)給；
(3)輔助運(yùn)動有：搖臂沿外立柱垂直移動，主軸箱沿?fù)u臂長度方向的移動，搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動[5]。
這些運(yùn)動形式都可以用液壓控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，下面主要介紹一下液壓傳動的特點。
二、液壓控制
液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動是研究以液壓流體為能源介質(zhì)，來實現(xiàn)各種機(jī)械和自動控制的學(xué)科。一個完整的液壓傳動系統(tǒng)還必須由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等幾部分組成。液壓傳動利用這些元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成為具有一定控制
功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制[6,7]。
從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強(qiáng)是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一個變換的目的[8]。液壓傳動與機(jī)械傳動、電氣傳動相比有以下主要優(yōu)點：
1) 傳動平穩(wěn) 在液壓傳動裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認(rèn)為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動進(jìn)行傳動。油液有吸振能力，在油路中還可以設(shè)置液壓緩沖裝置，故不像機(jī)械機(jī)構(gòu)因加工和裝配誤差會引起振動扣撞擊，使傳動十分平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁的換向[9]；
2) 質(zhì)量輕體積小 液壓傳動與機(jī)械、電力等傳動方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此慣性小、動作靈敏；這對液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質(zhì)量的機(jī)器來說，是特別重要的。例如我國生產(chǎn)的1m3挖掘機(jī)在采用液壓傳動后，比采用機(jī)械傳動時的質(zhì)量減輕了1t；
3) 承載能力大 液壓傳動易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，因此廣泛用于壓制機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)、萬噸輪船操舵機(jī)和萬噸水壓機(jī)等；
4) 容易實現(xiàn)無級調(diào)速 在液壓傳動中，調(diào)節(jié)液體的流量就可實現(xiàn)無級凋速，并且調(diào)速范圍很大，可達(dá)2000：1，很容易獲得極低的速度[10]；
5) 易于實現(xiàn)過載保護(hù) 液壓系統(tǒng)中采取了很多安全保護(hù)措施，能夠自動防止過載，避免發(fā)生事故；
6) 液壓元件能夠自動潤滑 由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動裝置能自動潤滑，因此元件的使用壽命較長；
7) 容易實現(xiàn)復(fù)雜的動作 采用液壓傳動能獲得各種復(fù)雜的機(jī)械動作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺，可加工出不規(guī)則形狀的零件；
8) 簡化機(jī)構(gòu) 采用液壓傳動可大大地簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而減少了機(jī)械零部件數(shù)目；
9) 便于實現(xiàn)自動化 液壓系統(tǒng)中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)。目前，液壓傳動在組合機(jī)床和自動線上應(yīng)用得很普遍[11,12]；
10) 便于實現(xiàn)“三化” 液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。也易于設(shè)計和
組織專業(yè)性大批量生產(chǎn)，從而可提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。
液壓作為一個廣泛應(yīng)用的技術(shù)，在未來更是有廣闊的前景。隨著計算機(jī)技術(shù)的深入發(fā)展，液壓控制系統(tǒng)可以和智能控制的技術(shù)、計算機(jī)控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來，這樣就能夠在更多的場合中發(fā)揮作用，也可以更加精巧的、更加靈活地完成預(yù)期的控制任務(wù)。
三、搖臂鉆床的特點以及對液壓系統(tǒng)的要求:
搖臂鉆床，適用于在中、大型零件上鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪平面及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下可以進(jìn)行鏜孔。搖臂鉆床的零部件通用化程度較高，具有如下特點：
1、采用液壓預(yù)選變速機(jī)構(gòu)，可節(jié)省輔助時間；
2、主軸正反轉(zhuǎn)、停車（制動）、變速、空擋等動作，用一個手柄控制，操縱輕便[13]；
3、主軸箱、搖臂、內(nèi)外柱采用液壓驅(qū)動的菱形塊夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊可靠；
4、搖臂上導(dǎo)軌、主軸套筒及內(nèi)外柱回轉(zhuǎn)滾道等處均進(jìn)行淬火處理，可延長使用壽命；
5、主軸箱的移動除手動外，還能機(jī)動；
6、有完善的安全保護(hù)裝置和外柱防護(hù)及自動潤滑裝置。
根據(jù)搖臂鉆床的特點，我們對液壓系統(tǒng)提出如下幾點要求：
1、卡盤卡緊，松開時動作要求平穩(wěn)，在進(jìn)行動作換向時不應(yīng)有沖擊；
2、系統(tǒng)中要有減壓裝置，其作用為當(dāng)卡盤接觸工件時，系統(tǒng)壓力忽然升高，為防止因壓力過大而造成加上工件的事故發(fā)生，該系統(tǒng)在工作過程中因為恒壓；
3、鉆頭工作時應(yīng)沒有沖擊，爬行等不良現(xiàn)象。所以對系統(tǒng)的密封應(yīng)有較高的標(biāo)準(zhǔn)[14]；
4、為保證安全生產(chǎn)，避免忽然斷電以及電機(jī)損壞等突發(fā)事件的發(fā)生，系統(tǒng)中應(yīng)有連鎖保壓裝置[15]。
在了解了搖臂鉆床的工作特點以后，我們有機(jī)地結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)，以確保本課題的設(shè)計圓滿完成。
參 考 文 獻(xiàn)
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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟并無嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。以下是本課題的主要設(shè)計步驟：
1)確定液壓執(zhí)行元件的形式；
2)進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；
3)制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；
4)選擇液壓元件；
5)液壓系統(tǒng)的性能驗算；
6)完成搖臂鉆床液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計；
7) 完成畢業(yè)設(shè)計說明書一份；
8) 完成相關(guān)圖紙。
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指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
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所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
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