臥式鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[答辯畢業(yè)論文 資料 ]

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需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是針對(duì)臥式鏜床的液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，除了滿足主機(jī)在動(dòng)作和性能方面規(guī)定的要求外，還必須符合體積小、重量輕、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用和維修方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計(jì)原則。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)已知的條件，來確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它相關(guān)元件的設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)主要是將自己所學(xué)的知識(shí)結(jié)合輔助材料運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，鞏固和深化已學(xué)知識(shí)，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般步驟和方法，正確合理的確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，能熟練的運(yùn)用液壓基本回路，組成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)。作為一種高效率的專用機(jī)床，組合機(jī)床在大批、大量機(jī)械加工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。本次設(shè)計(jì)將以臥式鏜床的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，介紹液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，其中包括液壓系統(tǒng)的工況分析、主要參數(shù)確定、液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、液壓元件的選擇、系統(tǒng)性能驗(yàn)算等。關(guān)鍵詞：臥式鏜床，液壓系統(tǒng)，工況，油缸需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載AbstractThe graduation project is designed for horizontal boring machine 's hydraulic system , in addition to meeting the requirements in the host action and performance requirements , but also must comply with the small size, light weight, low cost, high efficiency, simple structure, reliable operation , use and easy maintenance and some accepted universal design principles. The design of the hydraulic system is mainly based on known conditions , to determine the design of the hydraulic work program , hydraulic flow, pressure and hydraulic pumps and other related components.The design is mainly their learned knowledge combined with auxiliary materials applied to the design , to consolidate and deepen the knowledge already learned to master the general steps and methods of hydraulic system design calculations to determine the correct and reasonable actuators, hydraulic components selection criteria can skilled use of basic hydraulic circuit , consisting of a hydraulic system to meet the basic performance requirements .As a highly efficient machine tools, combination tools in large numbers , the production of a large number of machining a wide range of applications. The design will be horizontal boring machine hydraulic system design as an example, the hydraulic system design methods and design steps, including conditions of the hydraulic system analysis to determine the main parameters , select the hydraulic system schematic formulation, hydraulic components , system performance checking and so on.Keywords: Horizontal boring machine , Hydraulic system, Operating conditions , Cylinder需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載目 錄摘 要 ..............................................................................................................................1Abstract.........................................................................................................................2第一章 緒論 ..................................................................................................................51.1 鏜床的概述 .......................................................................................................51.2 液壓系統(tǒng)概述 ...................................................................................................51.3 選題背景 ...........................................................................................................61.4 課題研究現(xiàn)狀 ...................................................................................................61.4.1 國外研究現(xiàn)狀 .........................................................................................61.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .........................................................................................7第二章 臥式鏜床工況分析 ..........................................................................................82.1 工作參數(shù)選定 ...................................................................................................82.2 系統(tǒng)工況分析 ...................................................................................................82.2.1 運(yùn)動(dòng)分析 ................................................................................................82.2.2 負(fù)載分析 ................................................................................................9第三章 液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ......................................................................................113.1 確定主要參數(shù) .................................................................................................113.1.1 液壓缸的工作壓力的確定 ...................................................................113.1.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 .............................................123.1.3 液壓缸工況圖的繪制 ..........................................................................133.2 液壓系統(tǒng)方案選型與分析 .............................................................................153.2.1 方案分析 ...............................................................................................153.2.2 方案確定 ...............................................................................................163.3 液壓回路選擇 .................................................................................................163.3.1 調(diào)速方式的選擇 ...................................................................................163.3.2 調(diào)速與速度換接回路 ...........................................................................163.3.3 換向回路 ...............................................................................................183.3.4 組成液壓系統(tǒng)原理圖 ...........................................................................18第四章 液壓缸的設(shè)計(jì) ................................................................................................204.1 液壓缸的主要零件確定及其技術(shù)要求 ........................................................204.1.1 缸體 ......................................................................................................204.1.2 缸蓋 ......................................................................................................204.1.3 活塞 ......................................................................................................204.2 液壓缸主要尺寸的確定 .................................................................................214.2.1 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 ..................................................................214.2.2 液壓缸工作行程的確定 ......................................................................22需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載4.2.3 缸蓋厚度的確定 ..................................................................................234.2.4 最小導(dǎo)向長度的確定 ..........................................................................234.2.5 缸體長度的確定 ..................................................................................244.2.6 固定螺栓得直徑 .............................................................................24sd4.2.7 液壓缸強(qiáng)度校核 ..................................................................................244.3 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................264.3.1 缸體與缸蓋的連接形式 ......................................................................264.3.2 活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) ..................................................................274.3.3 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) ......................................................................274.3.4 密封裝置 ..............................................................................................284.3.5 緩沖裝置 ..............................................................................................294.3.6 排氣裝置 ..............................................................................................304.3.7 液壓缸的安裝結(jié)構(gòu) ..............................................................................31第五章 液壓元件的計(jì)算和選擇 ................................................................................325.1 確定液壓泵和電機(jī)的規(guī)格 .............................................................................325.2 油箱的設(shè)計(jì) ....................................................................................................325.2.1 液壓油箱有效容積的確定 ...................................................................325.2.2 液壓油箱的外形尺寸 ...........................................................................325.2.3 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...........................................................................335.2.4 油箱的制造工藝 ...................................................................................335.2.5 油箱各零件的作用 ...............................................................................335.3 閥類元件和輔助元件的選擇 .........................................................................355.4 其它元件的選擇 .............................................................................................355.4.1 過濾器的選擇 .......................................................................................355.4.2 壓力表及壓力表開關(guān)的選擇 ..............................................................365.4.3 液位計(jì)的選擇 ......................................................................................375.4.4 油管的選擇 ...........................................................................................37第六章 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 ............................................................................................386.1 壓力損失的驗(yàn)算 ............................................................................................386.2 發(fā)熱溫升的驗(yàn)算 .............................................................................................40結(jié) 論 ............................................................................................................................42致謝 ..............................................................................................................................43參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................44附錄：英文文獻(xiàn)翻譯 ..................................................................................................45英文文獻(xiàn)翻譯原文 ......................................................................................................50需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載第一章 緒論1.1 鏜床的概述主要用鏜刀對(duì)工件已有的預(yù)制孔進(jìn)行鏜削的機(jī)床。通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鏜刀或工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個(gè)孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進(jìn)行鉆削、銑削、切它的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。螺紋及加工外圓和端面等。由于制造武器的需要，在 15 世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)了水力驅(qū)動(dòng)的炮筒鏜床。1769年 J.瓦特取得實(shí)用蒸汽機(jī)專利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽機(jī)的關(guān)鍵問題。1774 年英國人 J.威爾金森發(fā)明炮筒鏜床，次年用于為瓦特蒸汽機(jī)加工汽缸體。1776 年他又制造了一臺(tái)較為精確的汽缸鏜床。1880 年前后，在德國開始生產(chǎn)帶前后立柱和工作臺(tái)的臥式鏜床。為適應(yīng)特大、特重工件的加工，20 世紀(jì) 30 年代發(fā)展了落地鏜床。隨著銑削工作量的增加，50 年代出現(xiàn)了落地鏜銑床。20 世紀(jì)初，由于鐘表儀器制造業(yè)的發(fā)展，需要加工孔距誤差較小的設(shè)備，在瑞士出現(xiàn)了坐標(biāo)鏜床。為了提高鏜床的定位精度，已廣泛采用光學(xué)讀數(shù)頭或數(shù)字顯示裝置。有些鏜床還采用數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)定位和加工過程自動(dòng)化。 鏜床分為臥式鏜床、落地鏜銑床、金剛鏜床和坐標(biāo)鏜床等類型(見彩圖)。①臥式鏜床：應(yīng)用最多、性能最廣的一種鏜床，適用于單件小批生產(chǎn)和修理車間。②落地鏜床和落地鏜銑床：特點(diǎn)是工件固定在落地平臺(tái)上，適宜于加工尺寸和重量較大的工件,用于重型機(jī)械制造廠。③金剛鏜床:使用金剛石或硬質(zhì)合金刀具，以很小的進(jìn)給量和很高的切削速度鏜削精度較高、表面粗糙度較小的孔，主要用于大批量生產(chǎn)中。④坐標(biāo)鏜床：具有精密的坐標(biāo)定位裝置，適于加工形狀、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，還可用以進(jìn)行劃線、坐標(biāo)測量和刻度等工作，用于工具車間和中小批量生產(chǎn)中。其他類型的鏜床還有立式轉(zhuǎn)塔鏜銑床、深孔鏜床和汽車、拖拉機(jī)修理用鏜床等。1.2 液壓系統(tǒng)概述一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。 動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 控制元件(即各種液壓閥) 在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計(jì)等。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。液壓系統(tǒng)由信號(hào)控制和液壓動(dòng)力兩部分組成，信號(hào)控制部分用于驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力部分中的控制閥動(dòng)作。 1.3 選題背景隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)的壯大，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進(jìn)，使得作為制造工業(yè)重要設(shè)備的各類機(jī)加工藝裝備也有了許多新的變化，尤其是孔加工，其在今天的液壓系統(tǒng)的地位越來越重要。近幾年，液壓傳動(dòng)由于應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、新材料等后取得了新發(fā)展，使液壓系統(tǒng)和元件正向高壓、高速、高精度、高效率的方向發(fā)展，在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等技術(shù)上取得新的成就。液壓系統(tǒng)的發(fā)展方向是：創(chuàng)制新型技能、微型元件、高度的組合化、集成化和模塊化和微電子結(jié)合，走向智能化?？傊?，液壓工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用是很大的，它常常用來衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。與世界主要的工業(yè)國家相比，我國的液壓工業(yè)還有相當(dāng)差距，標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)質(zhì)化的工作有待于繼續(xù)做好，智能化的工作剛剛起步，為此必須急起直追，才能迎頭趕上。1.4 課題研究現(xiàn)狀1.4.1 國外研究現(xiàn)狀液壓技術(shù)自 18 世紀(jì)末英國制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，已有 300 多年的歷史了，但其真正的發(fā)展只在第二次世界大戰(zhàn)后 60 多年的時(shí)間內(nèi)，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速向民用工業(yè)轉(zhuǎn)移，在機(jī)床、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等行業(yè)中逐步推需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載廣。20 世紀(jì) 60 年代以來，隨著原子能技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)得到了河大的發(fā)展，并滲透到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中去。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效、低噪音、高可靠性、搞度集成化的法相發(fā)展。同時(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助測試、計(jì)算機(jī)直接控制、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、可靠性技術(shù)，以及污染控制技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國液壓工業(yè)的真正發(fā)展是在六十年代開始起步的，而液壓控制技術(shù)的發(fā)展則更晚一些，目前，液壓控制技術(shù)已成為一種極為廣泛的基礎(chǔ)技術(shù)，盡管我國國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域也獲得了極為廣泛的應(yīng)用，單液壓及控制技術(shù)長期落后于國外的現(xiàn)狀還是嚴(yán)重制約了我國主體水平的提高和工業(yè)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。因而迅速提高我國液壓技術(shù)和控制技術(shù)的數(shù)字化，具有極為重要的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。近年來，我國液壓氣動(dòng)密封行業(yè)堅(jiān)持技術(shù)進(jìn)步，加快新產(chǎn)品開發(fā)，涌現(xiàn)出一批各具特色的高新技術(shù)產(chǎn)品。如北京機(jī)床所的直動(dòng)式電液伺服閥、杭州精工液壓機(jī)電公司的低噪聲比例溢流閥、寧波華業(yè)公司的電液比例流量閥，均為機(jī)電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品。為應(yīng)對(duì)我國加入 WTO 后的新形勢，我國液壓行業(yè)各企業(yè)加速科技創(chuàng)新，不斷提升產(chǎn)品市場競爭力，一批優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品成功地位國家重點(diǎn)工程和重點(diǎn)主機(jī)配套，取得較好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載第二章 臥式鏜床工況分析2.1 工作參數(shù)選定選定臥式鏜床的要求參數(shù)如下：要求循環(huán)：快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止；切削推力：25000N；行程：快進(jìn)行程 400mm，工進(jìn)行程 50mm；運(yùn)行速度：V 快進(jìn)=V 快退=6m/min 、V 工進(jìn)=0.05-0.10m/min；運(yùn)動(dòng)部件重 G=9800N；摩擦系數(shù)：靜摩擦系數(shù) fs=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù) fa=0.1；液壓缸機(jī)械效率： ；9.0??快速起動(dòng)時(shí)間不大于 0.2s。2.2 系統(tǒng)工況分析2.2.1 運(yùn)動(dòng)分析根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該銑床的工作循環(huán)為：“快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止”的自動(dòng)工作循環(huán)，且各工部速度如下：快進(jìn)、快退速度為：V 快進(jìn)=V 快退=6m/min工進(jìn)速度為：V 工進(jìn)=0.05-0.10m/min繪制運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖如圖 2-1 所示。圖 2-1 速度循環(huán)圖需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載2.2.2 負(fù)載分析液壓缸所受外載荷 F 包括三種類型，分別為工作負(fù)載、摩擦阻力負(fù)載、慣性負(fù)載即：F = Fw+ Ff+ Fa1）工作負(fù)載 Fw對(duì)于金屬切削機(jī)床來說，即為沿活塞運(yùn)動(dòng)方向的切削力，在本設(shè)計(jì)中工進(jìn)工作負(fù)載即為切削推力故：Fw=25000N2）導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載 Ff啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦力，對(duì)于平行導(dǎo)軌 Ff 可以由下式求的：Ff = f ( G + FRn )G ——運(yùn)動(dòng)部件重力 9800N；FRn ——垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，此設(shè)計(jì)中為零；f——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取靜摩擦系數(shù)為 0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為 0.1。求得Ffs = 0.2×9800N = 1960NFfa = 0.1×9800N = 980N上式中 Ffs 為靜摩擦力，F(xiàn)fa 為動(dòng)摩擦力。3）運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載 FaFa = Ggvt?式中 g——重力加速度；——加速或減速時(shí)間，本設(shè)計(jì)中要求不大于 0.2s，取 =0.1s；t? t?—— 時(shí)間內(nèi)的速度變化量。vt故：Fa = × N =1000N980.61?根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，列出各工作階段所受的外負(fù)載（見表 2-1） ，并畫出如圖 2-2 所示的負(fù)載循環(huán)圖。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載表 2-1 工作循環(huán)各階段的外負(fù)載序 工作循環(huán) 外負(fù)載 F(N)1 啟動(dòng)、加速 F = Ffs + Fa 29602 快進(jìn) F = Ffa 9803 工進(jìn) F = Fw+ Ffa 259804 快退啟動(dòng)加速 F = Ffs + Fa 29605 快退 F = Ffa 980圖 2-2 負(fù)載循環(huán)圖需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載第三章 液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1 確定主要參數(shù)3.1.1 液壓缸的工作壓力的確定執(zhí)行元件的工作壓力可以根據(jù)負(fù)載循環(huán)圖中的最大負(fù)載來選取，也可以根據(jù)主機(jī)的類型了確定（見表 3-1 和表 3-2） 。表 3-1 按負(fù)載選擇執(zhí)行元件的工作壓力負(fù)載 / KN 50工作壓力/MPa ）取背壓為 。MPap6.02?表 3-3 執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值系 統(tǒng) 類 型 背壓 p1 （ MPa）簡單的系統(tǒng)和一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 0.2~0.5回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng) 0.5~0.8回油路帶背壓閥 0.5~1.5中、低壓系統(tǒng)0~8MPa采用帶補(bǔ)液壓泵的閉式回路 0.8~1.5中高壓系統(tǒng)＞ 8~16MPa 同上比中低壓系高50%~100%需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載高壓系統(tǒng)＞ 16~32MPa 如鍛壓機(jī)等 出算可忽略3.1.2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定為了節(jié)省能源宜選用較小流量的油源。利用單活塞缸差動(dòng)連接滿足快進(jìn)速度的要求，且往復(fù)快速運(yùn)動(dòng)速度相等，這樣就給液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d規(guī)定了 的關(guān)系。由此求得液壓缸無桿腔面積為:d2? 24-211 109.62.039.58mNpFAm ??????）（）（?D7.16.16441?md5.827.2??活塞桿直徑可以由 值算出，由計(jì)算所得的 D 與 d 的值分別按表 3-4 和/表 3-5 圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件。表 3-4 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列 (GB2348--1980) (mm)8 10 12 16 20 25 3240 50 63 80 （90） 100 （110）125 （140） 160 （180） 200 （220） 250320 400 500 630注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用值表 3-5 活塞桿直徑系列 (GB2348--1980) (mm)4 5 6 8 10 12 14 16 182 22 25 28 32 36 40 45 5056 63 70 80 90 100 110 125 140160 180 200 220 250 280 320 360 400由 GB/T2348-1980 查得標(biāo)準(zhǔn)值為 D=125mm， d=90mm。由此計(jì)算出液壓缸的實(shí)際有效面積為: 2221 7.145cmA???需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載2222 1.594014- cmdDA????）（）（ ??對(duì)選定后的液壓缸內(nèi)徑 D，必須進(jìn)行穩(wěn)定速度的驗(yàn)算。要保證液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積 A，必須大于保證最小穩(wěn)定速度的最小有效工作面積 ，minA即A＞ min= iniqv式中 ——流量閥的最小穩(wěn)定流量，一般從選定流量閥的產(chǎn)品樣本中minq查得。——液壓缸的最低速度，由設(shè)計(jì)要求給定。inv如果液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積 A 不大于計(jì)算所得的最小有效工作面積，則說明液壓缸不能保證最小穩(wěn)定速度，此時(shí)必須增大液壓缸的內(nèi)徑，以minA滿足速度穩(wěn)定的要求。按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸的最小穩(wěn)定速度，由式（3-4）可得A = cm2 =10cm2?minqv30.51?式中 qmin 是由產(chǎn)品樣品查得 GE 系列調(diào)速閥 AQF3-E10B 的最小穩(wěn)定流量為 0.05L/min。調(diào)速閥安裝在進(jìn)油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積應(yīng)該選取液壓缸無桿腔的實(shí)際面積，即A = A1 = 122.7cm2可見上述不等式滿足，液壓缸能夠達(dá)到所需低速。3.1.3 液壓缸工況圖的繪制油缸各工況的壓力、流量、功率的計(jì)算如下：（1）計(jì)算各工作階段液壓缸所需的流量 min/2.3861.5972-121 LvAq?????）（）（快 進(jìn) ~0.0?）（工 進(jìn) in/36.5932Lv快 退需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載（2）計(jì)算各工作階段液壓缸壓力快速進(jìn)給時(shí)液壓缸做差動(dòng)連接。由于管路中有壓力損失，取此項(xiàng)損失為△P= P2- P1=0.5MPa，同時(shí)假定快退時(shí)回油壓力損失為 0.5MPa。MPaApFpm 63.01.597120.8421 ?????????）（△快 進(jìn) ?m .20...04621 ?工 進(jìn) MPaApFpm .11.59.72.84621 ????????△快 退 ?（3）計(jì)算各工作階段系統(tǒng)輸入功率 KWqpP43.052.126.8.?????快 退快 退快 退 工 進(jìn)工 進(jìn)工 進(jìn) 快 進(jìn)快 進(jìn)快 進(jìn)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出液壓缸在一個(gè)工作循環(huán)各階段的壓力、流量和功率，如表 3-6 所示，并根據(jù)此繪制出其工況圖如圖 3-1 所示。表 3-6 液壓缸在不同階段所需壓力、流量和功率工作階段系統(tǒng)負(fù)載/NmF?/回油腔壓力 /MPa2p工作腔壓力 /MPa1p輸入流量 q/L/min 輸入功率 P/W快速前進(jìn) 1089 1.036 0.636 38.2 240工作進(jìn)給 28867 0.6 2.64 1.22 32快速退回 1089 0.5 1.22 35.5 430注：取液壓缸機(jī)械效率 9.0?m?需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載圖 3-1 液壓缸的工況圖3.2 液壓系統(tǒng)方案選型與分析3.2.1 方案分析(1)以速度變換為主的液壓系統(tǒng)1）能實(shí)現(xiàn)工作部件的自動(dòng)工作循環(huán)，生產(chǎn)率高；2）快進(jìn)與工進(jìn)時(shí)，其速度與負(fù)載相差較大；3）要求進(jìn)給速度平穩(wěn)、剛性好，有較大的調(diào)速范圍；4）進(jìn)給行程終點(diǎn)的重復(fù)位置精度高，有嚴(yán)格的順序動(dòng)作。（2）以換向精度為主的液壓系統(tǒng)1）要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)姓高，有較低的穩(wěn)定速度；2）啟動(dòng)與制動(dòng)迅速平穩(wěn)、無沖擊，有較高的換向頻率（最高可達(dá) 150次/min ） ；3)換向精度高，換向前停留時(shí)間可調(diào)。（3）以壓力變換為主的液壓系統(tǒng)1）系統(tǒng)壓力要經(jīng)常變換調(diào)節(jié)，且能產(chǎn)生很大的推力；2）空程時(shí)速度大，加壓時(shí)推力大，功率利用合理；3）系統(tǒng)多采用高低壓泵組合或恒功率變量泵供油，以滿足空程與壓制需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載時(shí)，其速度與壓力的變化。（4）多個(gè)執(zhí)行元件配合工作的液壓系統(tǒng)1）在各執(zhí)行元件動(dòng)作頻繁換接，壓力急劇變化下，系統(tǒng)足夠可靠，避免誤動(dòng)作；2）能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的順序動(dòng)作，完成工作部件規(guī)定的工作循環(huán)；3）滿足各執(zhí)行元件對(duì)速度，壓力及換向精度的要求。3.2.2 方案確定臥式鏜床的主要部件是動(dòng)力滑臺(tái)。動(dòng)力滑臺(tái)其中的液壓滑臺(tái)是利用液壓缸將泵站所提供的液壓能轉(zhuǎn)變成滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)所需的機(jī)械能。它的液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)功率一般屬于中小功率，速度變化范圍大，附在變化也大。為了保證加工元件的表面質(zhì)量，要求液壓系統(tǒng)的速度穩(wěn)定性要好，所以選擇以速度變換為主的液壓系統(tǒng)作為臥式鏜床的液壓系統(tǒng)。根據(jù)工況分析，所設(shè)計(jì)鏜床對(duì)調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該機(jī)床要解決的主要問題。速度的換接、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)是該機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。3.3 液壓回路選擇3.3.1 調(diào)速方式的選擇由于機(jī)床液壓系統(tǒng)調(diào)速是關(guān)鍵問題，因此首選調(diào)速回路。有工況圖可知：所設(shè)計(jì)的機(jī)床液壓系統(tǒng)功率小，為了防止孔被鉆通時(shí)負(fù)載突然消失而產(chǎn)生的鉆頭前沖，液壓缸回油腔應(yīng)有一定的背壓，故可采用回油路調(diào)速閥調(diào)速回路。3.3.2 調(diào)速與速度換接回路這臺(tái)機(jī)床的液壓滑臺(tái)工作進(jìn)給速度低，傳遞功率也較小，很適宜選用節(jié)流調(diào)速方式，由于鉆孔時(shí)切削力變化小，而且是正負(fù)載，同時(shí)為了保證切削過程速度穩(wěn)定，采用調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速，為了增加液壓缸運(yùn)行的穩(wěn)定性，在回油路設(shè)置背壓閥，分析液壓缸的 V-L 曲線可知，滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，速度變化較大，選用行程閥換接速度，以減小壓力沖擊。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載圖 3-2 調(diào)速與速度換接回路從工況圖上可以清楚地看到：整個(gè)工作循環(huán)過程中，液壓缸要求交替提供快行程的低壓大流量和慢行程的高壓小流量油液。最大流量與最小流量之比約為 24。而快進(jìn)、快退所需時(shí)間為： svLt 5.81064031 ?????工進(jìn)時(shí)間為： svLt 01605.2???則有： 8.05612???t因此該液壓系統(tǒng)運(yùn)行過程中 88%的時(shí)間處于小流量工進(jìn)狀態(tài)，從降低成本的角度出發(fā)，不宜選用雙聯(lián)泵，只需用單個(gè)定量泵就可以。現(xiàn)確定定量泵方案如圖 3-3 所示。圖 3-3 泵供油油源需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載3.3.3 換向回路此鏜床快進(jìn)時(shí)采用液壓缸差動(dòng)連接方式，使其快速往返運(yùn)動(dòng)，即快進(jìn)、快退速度基本相等?；_(tái)在由停止轉(zhuǎn)快進(jìn)，工進(jìn)完畢轉(zhuǎn)快退等換向中，速度變化較大，為了保證換向平穩(wěn)，采用有電液換向閥的換向回路，由于液壓缸采用了差動(dòng)連接，電液換向閥宜采用三位四通閥，為了保證機(jī)床調(diào)整時(shí)可停在任意位置上，現(xiàn)采用中位機(jī)能 O 型?？爝M(jìn)時(shí)，液壓缸的油路差動(dòng)連接，進(jìn)油路與回油路串通，且又不允許經(jīng)背壓閥流回油箱。轉(zhuǎn)為工進(jìn)后進(jìn)油路與回油路則要隔開，回油則經(jīng)背壓閥流回油箱，故須在換向閥處、在進(jìn)、回路連通的油路上增加一單向閥，在背壓閥后增加一液控順序閥，其控制油與進(jìn)入換向閥的壓力油連通，于是快進(jìn)時(shí)液壓缸的回油被液控順序閥切斷（快進(jìn)空行程為低壓，此閥打不開） ，只有經(jīng)單向閥與進(jìn)油匯合，轉(zhuǎn)工進(jìn)后（行程閥斷路） ，由于調(diào)速閥的作用，系統(tǒng)壓力升高，液控順序閥打開，液壓缸的回油可經(jīng)背壓閥回油箱，與此同時(shí)，單向閥將回油路切斷，確保液壓系統(tǒng)形成高壓，以便液壓缸正常工作。繪出該部分回路圖。為了控制軸向加工尺寸，提高換向位置精度，采用行程開關(guān)做終點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制。圖 3-4 換向回路3.3.4 組成液壓系統(tǒng)原理圖根據(jù)上面選定的基本回路，在綜合考慮設(shè)計(jì)要求，便可組成完整的液壓系統(tǒng)原理圖，如圖 3-5 所示。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載圖 3-5 鏜床液壓系統(tǒng)圖需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載第四章 液壓缸的設(shè)計(jì)液壓缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，用來實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或小于 360°擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置?；钊捉Y(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，因此在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。在完成了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，還必須對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算與校核，確定液壓缸的材料，并對(duì)液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。4.1 液壓缸的主要零件確定及其技術(shù)要求4.1.1 缸體液壓缸缸體的常用材料一般為 20、35、45 號(hào)無縫鋼管，鑄鐵可采用HT200—HT350 間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵。由于球墨鑄鐵具有較高的抗拉強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，也具有良好的塑性和韌性，其屈服度比鋼高。因此，球墨鑄鐵制造承受靜載荷的構(gòu)件比鑄鋼節(jié)省材料，重量也輕。所以本設(shè)計(jì)的液壓缸采用 Q235。鑄件需進(jìn)行正火消除內(nèi)應(yīng)力處理。1）缸體的內(nèi)徑因?yàn)轫毰c活塞配合，防止漏油，所以要盡量減少表面粗糙度，可采用 H8、H9 配合。當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)，Ra 為 0.1～0.4μm ，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)，Ra 為 0.2～0.4μm，且均需研磨。 2）缸體內(nèi)徑 的圓度公差值可按 9、10、11 級(jí)精度選取，圓柱度公差應(yīng)按D8 級(jí)精度選取。3）缸體端面的垂直度公差可按 7 級(jí)精度選取。4）缸體與缸頭采用螺紋連接時(shí)，螺紋應(yīng)用 6 級(jí)精度的米制螺紋。5）當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或軸銷時(shí)，孔徑 或軸徑 的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線垂Dd直公差值按 9 級(jí)精度選取。此液壓缸體的外徑需要與機(jī)架配合，應(yīng)進(jìn)行加工，且與中心線同軸度的要求。裝卸時(shí)需把吊環(huán)螺栓吊起。所以缸體端部選用螺紋連接，螺紋連接徑向尺寸小，質(zhì)量輕，使用廣泛。裝卸需用專用工具，安裝時(shí)應(yīng)防止密封圈扭曲。4.1.2 缸蓋本液壓缸采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套，缸蓋選用 HT200 鑄鐵，導(dǎo)向套選用鑄鐵 HT200，以使導(dǎo)向套更加耐用。4.1.3 活塞液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵，灰鑄鐵，鋼及鋁合金等。本設(shè)計(jì)液壓缸活塞材料選用 45 號(hào)鋼，需要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載1）活塞外徑 D 對(duì)內(nèi)孔 d 的徑向跳動(dòng)公差值，按 7、8 級(jí)精度選取。2）端面 T 對(duì)內(nèi)徑 d 軸線的垂直度公差值，應(yīng)按 7 級(jí)精度選取。3）外徑 D 的圓柱度公差值，按 9、10、11 級(jí)精度選取。4）活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)由前可以選用 O 型密封圈。4.2 液壓缸主要尺寸的確定液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來確定，對(duì)不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。所以設(shè)計(jì)時(shí)，可用類比法來確定。液壓缸的工作壓力 MPa，缸筒內(nèi)徑 D=125mm，活塞桿外徑3P?d=90mm。4.2.1 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。液壓缸的壁厚一般指液壓缸中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可以知道，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分別規(guī)律因?yàn)楸诤竦牟煌鳟悺Ｒ话阌?jì)算時(shí)可以分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的內(nèi)徑 D 與其壁厚 的比值 D/ ≥10 的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運(yùn)?輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般采用無縫鋼管，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒壁厚公式計(jì)算≥ ???2ypD?式中 ——液壓缸壁厚（m） 。?D——液壓缸內(nèi)徑（m） ?！囼?yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.25~1.5）倍（MPa ） 。yp額定壓力 ≤16Mpa,取 =1.5 MPa。nypn1.534.??——缸筒材料的許用應(yīng)力。 = ，其中 為材料抗拉剛度，??????bnb?n 為安全系數(shù)，一般取 n = 5。 的值為：鍛鋼： = 110~120 MPa；鑄鋼： bb b?= 100~110 MPa；無縫鋼管： = 110~110 MPa；高強(qiáng)度鑄鐵： = 60MPa；b灰鑄鐵： = 25MPa。b?在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)算所得液壓缸的壁厚往往很小，使得液壓需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載缸的剛度往往不夠，如在切削加工過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或者漏油。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式公式進(jìn)行校核。對(duì)于 D/ ＜10 時(shí)，應(yīng)該按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進(jìn)行壁厚的計(jì)算。?對(duì)于脆性材料以及塑性材料≥ ???0.4123ypD?????????式中的符號(hào)意思與前面相同。液壓缸壁厚算出后，即可以求出缸體的外徑 為1≥ +1D2?式中 值應(yīng)該按無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，或者按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。1D在設(shè)計(jì)中，取試驗(yàn)壓力為最大工作壓力的 1.5 倍，即 = 1.5×3MPa yp=4.5MPa。而缸筒材料許用應(yīng)力取為 = 100 MPa。b?應(yīng)用公式 ≥ 得， ≥ ???2yp??4.512.06/m??下面確定缸體的外徑，缸體的外徑 ≥ + = 125+2×14.06mm = 1D?153.12mm。在液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊中查得選取標(biāo)準(zhǔn)值 = 155mm。在根據(jù)內(nèi)徑1D 和外徑 重新計(jì)算壁厚， = = mm = 15mm。1?12?524.2.2 液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可以根據(jù)執(zhí)行元件機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并且參照表 4-1 中的系列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。表 4-1 液壓缸活塞行程參數(shù)系列 （mm）25 50 80 100