雙端面臥式組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)含開(kāi)題及3張CAD圖

雙端面臥式組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)含開(kāi)題及3張CAD圖,端面,臥式,組合,機(jī)床,液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì),開(kāi)題,cad XXXX XXX設(shè)計(jì)（XX）開(kāi)題報(bào)告 設(shè)計(jì)（論文）題目： 雙端面臥式組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān)　業(yè)、　班　級(jí)： 學(xué)　生　　姓　名： 指導(dǎo)教師（職 稱(chēng)）： 20XX年 3月 27日填 一、選題依據(jù) 1. 設(shè)計(jì)（論文）題目 2．研究領(lǐng)域 3．設(shè)計(jì)（論文）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 1. 設(shè)計(jì)（論文）題目：組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 2．研究領(lǐng)域：機(jī)械設(shè)計(jì)——液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 3．設(shè)計(jì)（論文）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值： 組合機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可以采用機(jī)械傳動(dòng)、采用電氣化、采用液壓傳動(dòng)。在同等條件下，采用液壓傳動(dòng)比采用電氣化及機(jī)械傳動(dòng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）便于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍比較大。 （2）在同等功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、質(zhì)量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊。 （3）工作平穩(wěn)，反應(yīng)快、沖擊小，能頻繁啟動(dòng)和換向。易于吸收沖擊力和自動(dòng)防止過(guò)載。 （4）控制、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操縱比較方便、省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 （5）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，采用油液作工作介質(zhì)，能自行潤(rùn)滑，所以壽命長(zhǎng)。 （6）易于實(shí)現(xiàn)系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，易于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。 （7）液壓元件的布置不受?chē)?yán)格的空間位置限制，系統(tǒng)中各部分元件用管道連接，布局安 排有很大的靈活性，能構(gòu)成用其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)： 液壓傳動(dòng)開(kāi)始應(yīng)用于十八世紀(jì)末，于一七九五年英國(guó)制造第一臺(tái)水壓機(jī)算起已有二 百一十三年的歷史。然而在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用，具有大幅度發(fā)展確是近五六十年的事情。 隨著生產(chǎn)力的不斷提高，于上個(gè)世紀(jì)五六十年代液壓技術(shù)很快轉(zhuǎn)入民用工業(yè)。在機(jī)床 、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車(chē)和船舶等行業(yè)獲得較大發(fā)展。尤其在六十年代后，隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)也得到很大的發(fā)展。特別是近十年來(lái)，液壓技術(shù)與傳感技術(shù)、微電子技術(shù)密切結(jié)合，出現(xiàn)了諸如電液比例控制閥、數(shù)字閥、電液伺服閥、液壓缸等機(jī)（液）電一體化元件，使其向著高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、長(zhǎng)壽命、高度集成化、復(fù)合化、小型化以及輕量化等方向發(fā)展。 總之，液壓技術(shù)是近代工業(yè)技術(shù)的一個(gè)重要分支?？梢韵嘈?，它與迅猛發(fā)展起來(lái)的電 子技術(shù)結(jié)合，將進(jìn)一步顯示出其強(qiáng)大的威力和優(yōu)越性。 二、設(shè)計(jì)（論文）研究的內(nèi)容 1．重點(diǎn)解決的問(wèn)題 2．?dāng)M開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（設(shè)計(jì)思路或論文寫(xiě)作大綱） 3．本設(shè)計(jì)（論文）預(yù)期取得的成果 1．重點(diǎn)解決的問(wèn)題：液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 2．?dāng)M開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（設(shè)計(jì)思路或論文寫(xiě)作大綱）： （1）明確組合機(jī)床的組成及工作原理。 （2）工況的分析。 （3）擬定液壓系統(tǒng)原理圖。 （4）液壓系統(tǒng)計(jì)算及選擇液壓元件。 （5）液壓系統(tǒng)驗(yàn)算、繪制裝配圖及閥塊零件圖。 3．本設(shè)計(jì)（論文）預(yù)期取得的成果： (1)液壓系統(tǒng)原理圖、裝配圖、閥塊零件圖（即A0圖不少于兩張）。 (2)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（15000字左右）。 三、設(shè)計(jì)（論文）工作安排 1．?dāng)M采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)） 2．設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃 1．?dāng)M采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）: 要求完成如下動(dòng)作循環(huán)：夾緊—快進(jìn)—工進(jìn)—快退—松開(kāi) 運(yùn)動(dòng)部件重量估計(jì)為30000N，快進(jìn)，快退速度為6m/min，工進(jìn)速度為100-200mm/min,最大行程為500mm,其中工進(jìn)行程長(zhǎng)度為200mm，最大切削力為18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸的行程為20mm，夾緊力為30000N，夾緊時(shí)間為1s。 2．設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃： 第1周——第2周 實(shí)習(xí)參觀 查閱資料 第3周 編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 第4周 確定總體設(shè)計(jì)方案 第5周——第6周 計(jì)算選擇元件 第7周——第8周 畫(huà)系統(tǒng)裝配圖 第9周——第10周 畫(huà)集成塊圖 第11周——第12周 畫(huà)總裝配圖并拆畫(huà)零件圖 第13周——第14周 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第15周 答辯 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 許賢良. 液壓傳動(dòng)[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社，2006.9: 283-292 [2] 王守城. 液壓傳動(dòng)[M]. 北京: 北京大學(xué)出版社，2007.7 [3]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì). 液壓傳動(dòng)與控制[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2007.2 [4] 余新陸. 液壓系統(tǒng)說(shuō)明[J]. 機(jī)械制造業(yè)，2005.08: 28-29 [5] 朱廣立. 專(zhuān)用自動(dòng)鉆床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械制造與自動(dòng)化，2005.03: 14-15 [6] 鄧英劍. 液壓與氣壓傳動(dòng)[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社，2007.8 [7] 李如松. 組合機(jī)床和自動(dòng)線的技術(shù)發(fā)展[J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，1999.01: 24-26 [8] 張利平. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，2005.8 [9] 宋錦春. 液壓與氣壓傳動(dòng)[M]. 科學(xué)出版社，2006.9 [10] 李秀敏. 組合機(jī)床行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展思考[J]. 航空制造技術(shù)，2003.04: 41-43 審 核 意 見(jiàn) 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(jiàn)（對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排等方面進(jìn)行評(píng)閱） 簽字：　　　 年　　月　　日 系主任意見(jiàn) 簽字：　　　　　年　　月　　日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn) 簽字：　　　　　　年　　月　　日 公章： 雙端面臥式組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 液壓系統(tǒng)就是通過(guò)工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)系統(tǒng)。就是通過(guò)各種元件組成具有一定控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)。 液壓傳動(dòng)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等方面取得重大進(jìn)展，在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等方面也有許多新成就，并且液壓傳動(dòng)具有許多優(yōu)點(diǎn)。 ⑴結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，反應(yīng)快； ⑵易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速比大； ⑶運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)； ⑷易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； ⑸磨損小，壽命長(zhǎng)； ⑹液壓元件易于通用化，標(biāo)準(zhǔn)化，大批量生產(chǎn)。 本次設(shè)計(jì)的題目為組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 本文根據(jù)以上總體趨勢(shì)和題目設(shè)計(jì)的要求，比較幾種方案后確定設(shè)計(jì)方案，并對(duì)液壓系統(tǒng)的原理、負(fù)載特性等加以分析，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)液壓元件、液壓裝置等主要零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最終完成整個(gè)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 同時(shí)，本文也對(duì)液壓系統(tǒng)的計(jì)算等非原理性?xún)?nèi)容做了較為詳盡的介紹。 關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床； 液壓系統(tǒng)； 液壓傳動(dòng) Abstract Hydraulic system is the medium through the work of energy transfer and control of a transmission system. Through a variety of components that have a certain control functions of the transmission system. In the realization of high-pressure hydraulic, high-speed, high power, high efficiency, low noise, durable, highly integrated, and so on to make significant progress in improving the proportion of control, servo control, digital control, there are many new achievements, and hydraulic transmission has many advantages. ⑴ compact structure, small size, fast response; ⑵ easily achieve the stepless speed regulation, speed ratio; ⑶ smooth operation; ⑷ easy to automate; ⑸ wear, long life; ⑹ hydraulic components easy generalization, standardization, high-volume production. The topic of design for the combination machine tools hydraulic system design. In this paper, the overall trend in the light of the above design requirements and the title, after comparing several program design, and the principle of the hydraulic system, load characteristics, such as analysis, on the basis of the use of the knowledge of hydraulic components, hydraulic equipment The main components such as structural design, and ultimately to complete the structural design of the hydraulic system. At the same time, this article on the calculation of the hydraulic system of the contents of non-principle has done more detail. Key words: combination machine tools; hydraulic system; hydraulic transmission  目 錄 引 言 1 1 組合機(jī)床液壓系統(tǒng) 4 2 系統(tǒng)總體分析 6 2.1機(jī)床類(lèi)型及動(dòng)作要求 6 2.1.1機(jī)床類(lèi)型及動(dòng)作循環(huán)要求 6 2.1.2機(jī)床對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的具體參數(shù)要求 6 3組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3.1工況分析 7 3.2 液壓系統(tǒng)的計(jì)算及液壓元件的選用 10 3.2.1液壓缸主要尺寸的確定 10 3.2.2確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格 12 3.3 液壓閥的選用 14 3.4其他元件的選用及計(jì)算 14 3.4.1確定管道尺寸 14 3.4.2液壓油箱內(nèi)容積的確定 15 3.5擬定液壓系統(tǒng)原理圖 15 3.5.1調(diào)速與速度換接回路 16 3.5.2換向回路 16 3.5.3壓力控制回路 16 3.5.4夾緊裝置回路 16 3.5.5行程終點(diǎn)控制 16 3.5.6油泵的選擇 16 3.5.7控制方式 17 4 液壓缸及液壓站的裝置的設(shè)計(jì) 18 4.1液壓缸的結(jié)構(gòu)形式的確定 18 4.2液壓缸的系統(tǒng)組成 18 4.2.1缸體組件 18 4.2.2活塞組件 19 4.2.3密封裝置 19 4.2.4緩沖裝置 19 4.2.5排氣裝置 20 4.3 液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 20 4.3.1液壓油路板的結(jié)構(gòu) 20 4.3.2液壓油路板的設(shè)計(jì) 20 4.3.3液壓元件布局的要求 21 4.4 液壓集成回路的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 21 4.4.1液壓集成回路的設(shè)計(jì) 21 4.4.2集成塊設(shè)計(jì)步驟 21 4.4.3液壓集成塊零件圖的繪制 22 5 液壓集成塊的應(yīng)用 23 5.1液壓集成塊的優(yōu)勢(shì) 23 5.2液壓集成塊智能化設(shè)計(jì)的基本思想 23 5.3液壓原理圖輸入模塊 23 5.4集成塊方案設(shè)計(jì)模塊 24 5.5孔道布置模塊 24 5.6孔道通斷校核模塊 24 5.7 液壓集成塊的作用 25 6 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 26 6.1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 26 6.1.1 判斷流動(dòng)狀態(tài) 26 6.1.2 計(jì)算系統(tǒng)壓力損失 26 6.2 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升 29 結(jié) 論 31 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 IV 引 言 ?液壓設(shè)備是一種動(dòng)力傳遞與控制裝置，通過(guò)它人們可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械能—液壓能--機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。第一個(gè)轉(zhuǎn)換是通過(guò)液壓泵實(shí)現(xiàn)的，液壓泵旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部空腔在與油管聯(lián)通時(shí)逐漸增大，形成吸油腔，將油液吸入；在其與壓油口連同時(shí)逐漸減小，形成壓油腔，將油排除系統(tǒng)。第二個(gè)轉(zhuǎn)換是通過(guò)執(zhí)行元件液壓缸或液壓馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。壓力油依帕斯卡原理推動(dòng)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)，各類(lèi)控制閥則用于限制調(diào)解，分配與引導(dǎo)液壓源的壓力流量與流動(dòng)方向。 近代液壓傳動(dòng)是由19世紀(jì)崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動(dòng)起來(lái)的，最早實(shí)踐成功的液壓傳動(dòng)裝置是艦艇上的炮塔轉(zhuǎn)位器，第二次世界大戰(zhàn)促進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標(biāo)準(zhǔn)的不斷制定和完善，各類(lèi)元件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化，而在機(jī)械制造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車(chē)制造等行業(yè)中推廣開(kāi)來(lái)。20世紀(jì)60年代后原子能技術(shù)、空間技術(shù)、電子技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，使它在民國(guó)經(jīng)濟(jì)的各方面都得到了廣泛的應(yīng)用。 我國(guó)的液壓工業(yè)開(kāi)始于20世紀(jì)50年代，其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來(lái)才用到工程機(jī)械上。自從1964年，從外國(guó)引進(jìn)一些野鴨元件生產(chǎn)技術(shù)，用時(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來(lái)，我國(guó)的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。從80年代起更加速了對(duì)國(guó)外先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引進(jìn)、消化、吸收和國(guó)產(chǎn)化工作，以確保我國(guó)的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、效益、研究開(kāi)發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平。 近年來(lái)，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)、摩擦磨損技術(shù)及新工藝、新材料等后取得了新的發(fā)展，使液壓系統(tǒng)和元件正向高壓、高速、高精度、高效率、高功率密度的方向發(fā)展。在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等技術(shù)上取得新成就。 液壓元件向著體積小，重量輕，微型化和集成化方向發(fā)展，液壓技術(shù)，交流液壓等新興的液壓技術(shù)正在開(kāi)拓。又由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，更大大地推進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展，像液壓系統(tǒng)的輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化，微機(jī)控制等工作，也都取得了顯著成果。 綜上所述，液壓工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用是很大的，它常常用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 液壓傳動(dòng)是以流體作為工作介質(zhì)對(duì)能量進(jìn)行傳動(dòng)和控制的一種傳動(dòng)形式。利用有壓的液體經(jīng)由一些機(jī)件控制之后來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。相對(duì)于電力拖動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)而言，液壓傳動(dòng)具有輸出力大，重量輕，慣性小，調(diào)速方便以及易于控制等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械，建筑機(jī)械和機(jī)床等設(shè)備上。 隨著工業(yè)迅猛發(fā)展逐日發(fā)展壯大，相繼建立了科研機(jī)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家，從事液壓技術(shù)研究和液壓產(chǎn)品生產(chǎn)。他們不但能生產(chǎn)液壓泵，液壓閥等液壓元件，還設(shè)計(jì)制造了許多新型液壓的元件，如電液比例閥，電液伺服閥等。到目前為止，液壓元件的生產(chǎn)，已成為了我國(guó)液壓元件產(chǎn)品的生產(chǎn)系列。 本次液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目為組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)在對(duì)其進(jìn)行一番敘述。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)包括液壓開(kāi)關(guān)傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓伺服傳動(dòng)系統(tǒng)和比例傳動(dòng)等多種類(lèi)型。從傳遞動(dòng)力的設(shè)計(jì)角度來(lái)看，他們中互相溝通，有其共同之處。因此，在掌握其中一類(lèi)時(shí)就能夠靈活應(yīng)用并很好的掌握其它方法。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要辨證統(tǒng)一的分析問(wèn)題，并把現(xiàn)代的高新科學(xué)技術(shù)方法加以應(yīng)用，使其成為一個(gè)統(tǒng)一整體。 由于本人水平及能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤和缺陷，懇請(qǐng)各位老師和專(zhuān)家批評(píng)指正，在此不勝感激。 1 組合機(jī)床液壓系統(tǒng) 組合機(jī)床液壓系統(tǒng)主要有通用滑臺(tái)和輔助部分（如定位、夾緊）組成。動(dòng)力滑臺(tái)本身不帶傳動(dòng)裝置，可根據(jù)加工需要安裝不同用途的主軸箱，以已完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、刮端面、銑削及攻絲等工序。 因此，本系統(tǒng)的目的就是要求設(shè)計(jì)出一個(gè)液壓系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行和完成機(jī)床所要的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。它包括液壓控制系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本原理、液壓傳動(dòng)的執(zhí)行元件、完成上述工作進(jìn)程的動(dòng)力來(lái)源及系統(tǒng)性能的檢驗(yàn)等多個(gè)內(nèi)容。 組合機(jī)床在前述時(shí)期也有不同類(lèi)型產(chǎn)品的出現(xiàn)，對(duì)機(jī)械加工起到了一定作用。本次設(shè)計(jì)就要求有創(chuàng)新精神，在原有的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上加以工藝性改進(jìn)、提出合理化建議，力爭(zhēng)在保持原來(lái)的簡(jiǎn)單、高效、低成本、工作可靠的良好性能的基礎(chǔ)上，使其更加能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的加工要求，更加為現(xiàn)代企業(yè)服務(wù)。同時(shí)，也要把機(jī)械化、電氣控制、人工智能綜合運(yùn)用來(lái)達(dá)到自動(dòng)或半自動(dòng)的要求。 組合機(jī)床的工作過(guò)程包括：工作臺(tái)夾緊、工作臺(tái)快進(jìn)、工作臺(tái)工進(jìn)、工作臺(tái)快退和工作臺(tái)松開(kāi)。 按照設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，而且通過(guò)計(jì)算可得知，在不同的工作過(guò)程中，系統(tǒng)油路需要的油量不同，所以要用一個(gè)變量泵來(lái)完成。同時(shí)工進(jìn)時(shí)有可能有負(fù)的負(fù)載力產(chǎn)生，因此要采用回油路節(jié)流調(diào)速回路，為保證工進(jìn)的過(guò)程速度的穩(wěn)定，選用調(diào)速閥調(diào)速。再有，機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)在調(diào)整時(shí)需要處于任意位置，在運(yùn)動(dòng)時(shí)采用行程閥來(lái)進(jìn)行位置控制，采用壓力繼電器發(fā)出訊號(hào)來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。 最后說(shuō)明一點(diǎn)，完成不同的工作過(guò)程要采用電磁換向閥來(lái)做換向操作，使動(dòng)力滑臺(tái)可處于任意位置，并且要求各電磁閥在失電時(shí)處于夾緊狀態(tài)，其目的是為了增加系統(tǒng)的可靠性和安全性，并可延長(zhǎng)電磁閥的壽命來(lái)降低產(chǎn)品成本。 以上就組合液壓機(jī)床的組成及基本原理等幾個(gè)方面對(duì)機(jī)床作以簡(jiǎn)要的整體結(jié)構(gòu)性分析，它的目的在于為今后的的設(shè)計(jì)提供整體思路，希望在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上多多分析，使液壓系統(tǒng)更加適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的需要。 2 系統(tǒng)總體分析 2.1機(jī)床類(lèi)型及動(dòng)作要求 2.1.1機(jī)床類(lèi)型及動(dòng)作循環(huán)要求 類(lèi)型：組合機(jī)床 動(dòng)作及循環(huán)要求：夾緊、快進(jìn)、工進(jìn)、快退、松開(kāi)。 2.1.2機(jī)床對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的具體參數(shù)要求 工作循環(huán)：工件夾緊——工作臺(tái)快進(jìn)——工作臺(tái)工進(jìn)——工作臺(tái)快退——工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件重30000N，快進(jìn)、快退速度為6m/min,工進(jìn)速度為100—200mm/min,最大行程為500mm，其中工進(jìn)行程為200mm，最大切削力為18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸的行程為20mm，夾緊力為30000N，夾緊時(shí)間為1s。 3組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1工況分析 首先根據(jù)題目所給的已知條件，匯制運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖，如圖（1）所示。 圖1運(yùn)動(dòng)部件速度循環(huán)圖 并根據(jù)條件計(jì)算各階段外部負(fù)載，繪制負(fù)載圖。 液壓缸共受三個(gè)負(fù)載力的作用： （3-1） 式中：Fw——液壓缸的外載荷； Fg——工作負(fù)載，即沿活塞運(yùn)動(dòng)方向的切削力，F(xiàn)g=18000N； Fα——運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載； Ff——導(dǎo)軌摩擦阻力，啟動(dòng)時(shí)為靜態(tài)摩擦力，運(yùn)動(dòng)時(shí)為動(dòng)態(tài)摩擦。 水平導(dǎo)軌： （3-2） 式中：G——運(yùn)動(dòng)部件重力； FN——垂直于導(dǎo)軌方向的負(fù)載FRN=0； μ——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，本題中取靜態(tài)摩擦系數(shù)為0.2，動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù) 為0.1。 則有： Ffs=0.2×30000=6000N，其中Ffs為靜態(tài)摩擦阻力 Ffα=0.1×30000=3000N, 其中為Ffα靜態(tài)摩擦阻力 （3-3） 式中：g——重力加速度,這里取g=9.8N/Kg； ?T——啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間,一般取=0.1～0.5s； ?v——在時(shí)間內(nèi)的速度變化量。 由上面計(jì)算結(jié)果，列出在各個(gè)工況下的負(fù)載（表1）并繪制負(fù)載循環(huán)圖，如圖（2）所示。 ηm液壓缸的機(jī)械效率，一般取0.9 表1各工況負(fù)載表 工作循環(huán) 外負(fù)載F（N） F/ηm（N） 啟動(dòng) F=Ffs 6667 加速 F=Ffs+Ffα 4530 快進(jìn) F= Ffα 3333 工進(jìn) F= Ffα+Fw 23333 快退 F= Ffα 3333 圖2負(fù)載圖 3.2 液壓系統(tǒng)的計(jì)算及液壓元件的選用 3.2.1液壓缸主要尺寸的確定 ⑴液壓缸工作壓力的選擇 液壓缸工作壓力主要是根據(jù)液壓設(shè)備類(lèi)型的不同來(lái)加以選擇?，F(xiàn)查閱有關(guān)資料，組合機(jī)床的工作壓力選為(3～5)MPa，本系統(tǒng)中初選工作壓力為3 MPa。 ⑵液壓缸內(nèi)徑與活塞桿直徑的計(jì)算 由圖（3）可知： 圖3 其中：P1 —液壓缸工作壓力，取系統(tǒng)工作壓力為3MPa； P2 —液壓缸回油腔壓力，初選P2=0.5MPa； d/D—鑒于動(dòng)力滑臺(tái)要求快進(jìn)、快退速度相等，液壓缸可選用單桿式的，并在快進(jìn)時(shí)作差動(dòng)連接。此時(shí)液壓缸無(wú)桿腔工作面積A1應(yīng)為有桿腔A2的兩倍，即活塞桿外徑d與液壓缸內(nèi)徑D有d=0.707D的關(guān)系； F —工作循環(huán)中最大外負(fù)載，本系統(tǒng)中為23333N； ηm—液壓缸機(jī)械效率，本系統(tǒng)中取為0.90。 則由上面的公式推導(dǎo)有：D=100mm，d=70mm ，D=10.66cm2 d=0.707D=7.53cm2 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2348-93液壓缸缸筒內(nèi)徑和活塞桿外徑尺寸分別為110mm和80mm，由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為 A1==95.03cm2，A2=π(D2－d2)/4=40.06cm2 同理：本系統(tǒng)中工序含有夾緊工序，而夾緊力由兩個(gè)夾緊油缸合作完成，而且?jiàn)A緊油缸壓力應(yīng)小于工作進(jìn)給缸壓力，設(shè)夾緊油缸壓力2.5MPa，η=0.95，則由上面公式可知：取標(biāo)準(zhǔn)直徑D=100mm，d=70mm 液壓缸的最小穩(wěn)定速度驗(yàn)算 按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸的最小穩(wěn)定流速，由公式A＞qmin/Vmin可知：A＞0.05×103/10=5cm2，公式中的qmin是按產(chǎn)品樣本查得的GE系列調(diào)速閥YF-B10B的最小穩(wěn)定流量為0.05L/min，本題目中調(diào)速閥安裝在回油路上，故液壓缸有效面積為有桿腔的實(shí)際工作面積。即： cm2＞5cm2 滿足液壓缸最小穩(wěn)定流速。 表2 液壓缸在不同階段的壓力、流量和功率值 工況 負(fù)載F/N 回油腔壓力P2/MPa 進(jìn)油腔壓力P1/MPa 輸入流量q/L·min-1 輸入功率 P/KW 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 6667 0 1.3 — — = 加速 4530 1.35 0.9 — — 恒速 3333 1.35 0.7 30 0.3 工進(jìn) 23333 0.8 3 1.4 0.07 = 快退 啟動(dòng) 6667 0 1.5 —　 —　 = 加速 4530 0.5 2.1 —　 —　 恒速 3333 0.5 1.8 27 0.8 夾緊 15789 0.5 2.3 0.003 0.02 = 3.2.2確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格 ⑴泵的工作壓力的確定 由于工進(jìn)時(shí)液壓缸的工作壓力最大，因?yàn)檎９ぷ鲿r(shí)進(jìn)油管路有一定的壓力損失，并且壓力繼電器可靠動(dòng)作需要壓力為0.5MPa，所以泵的工作壓力為PP=P1+∑ΔP。 其中：PP—液壓泵的最大工作壓力； P1—執(zhí)行元件的最大工作壓力； ∑ΔP—進(jìn)油路中壓力損失，由于本系統(tǒng)為差動(dòng)系統(tǒng)，則取∑ΔP =0.5 MPa 則有：PP=P1+∑ΔP=(3+0.5+0.5)MPa=4MPa,PP為靜態(tài)時(shí)系統(tǒng)壓力，考慮到各工況過(guò)程在出現(xiàn)的壓力超過(guò)靜態(tài)壓力，需增加一定的儲(chǔ)備壓力，所以選擇額定壓力PR≥1.25PP=1.25×4=5MPa。 ⑵泵流量確定 液壓泵最大流量QP≥K∑qmax 其中： QP—液壓泵的最大流量； ∑qmax—同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需要的流量之和的最大值，同時(shí)溢流閥也工作，所以設(shè)溢流閥的最小溢流量為2.5L/min； K—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，初取系數(shù)為K=1.1。 所以：QP≥1.130=33L/min。 ⑶選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)上面計(jì)算的QP=33L/min，PP=4 MPa，查閱有關(guān)技術(shù)手冊(cè)，決定選用YBX—25變量葉片泵。該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量q=25ml/R，泵的額定壓力為Pn=6.3MPa，電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)NH=600～1500R/min。 ⑷與液壓泵相匹配的電動(dòng)機(jī)選定 由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，若取進(jìn)油路口壓力損失∑?P=0.5 MPa，液壓泵輸出壓力 PP=P1+∑ΔP=1.8+0.5=2.3MPa，流量30L/min時(shí)的情況。如取變量泵的總效率為η=0.75，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的功率為： P=PPqP/ηP=[2.3×106×30/(60×103)]/0.75=1533W 查閱電動(dòng)機(jī)功率產(chǎn)品樣本，則選擇Y90S—4型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為1.1Kw，額定轉(zhuǎn)數(shù)為1200R/min。 3.3 液壓閥的選用 本系統(tǒng)所選用的液壓元件均采用榆次標(biāo)準(zhǔn)。 表3液壓元件規(guī)格和型號(hào) 序號(hào) 元件名稱(chēng) 型號(hào) 通過(guò)流量L/min 1 變量葉片泵 YBX—25 - 2 三位四通閥 34DYF3Y-E10B 64 3 單向行程調(diào)速閥 UCF1G-04-30-30 57 4 單向閥 S10P0.3 30 5 順序閥 DZ1013/21 27 6 缷荷溢流閥 DA10A1-30/80YW220-50 <1 7 二位三通電磁閥 23DYH-H20B 64 8 單向閥 S10P0.3 30 9 濾油器 XU-B32*100 30 10 壓力表開(kāi)關(guān) KF-L8/14E - 11 減壓閥 DR10-G13/100YM <1 12 單向閥 S10P0.3 <1 13 二位四通電磁閥 24DI1-6B <1 14 單向順序閥 DZ1013/210YM <1 15 壓力繼電器 PF-B8H - 3.4其他元件的選用及計(jì)算 3.4.1確定管道尺寸 表4 各工況實(shí)際流量 快進(jìn)L/min 工進(jìn)L/min 快退L/min 夾緊L/min q1=A1(qp1+qp1)A1-A2= 57 q1=1.4 q1=qp1+qp2=30 q1=0.003 q1=q1A2A1=27 q1=q1A2A1=0.7 q1=q1A2A1=64 q1=q1A1A2=0.005 由表4可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)表4，管道內(nèi)允許速度取v=4m/s,計(jì)算得與液壓缸無(wú)桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為： 為了統(tǒng)一規(guī)格，按產(chǎn)品樣本選取所有管子均為內(nèi)徑20mm、外徑28mm的10號(hào)冷拔鋼管。 3.4.2液壓油箱內(nèi)容積的確定 油箱的容積： 3.5擬定液壓系統(tǒng)原理圖 組合機(jī)床液壓基本回路為 圖4液壓系統(tǒng)原理圖 3.5.1調(diào)速與速度換接回路 由工況情況可知：執(zhí)行元件采用油缸實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，組合機(jī)床進(jìn)給功率較小，同時(shí)需要增加進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，因此采用回油路節(jié)流調(diào)速回路。為保證切削過(guò)程速度的穩(wěn)定，選用調(diào)速閥調(diào)速。 3.5.2換向回路 本機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)在調(diào)整時(shí)要求能處于任意位置，故采用三位五通換向閥換向。在機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用行程閥來(lái)進(jìn)行位置控制，這樣能使速度換接平穩(wěn)。 3.5.3壓力控制回路 工況特點(diǎn)是在快速時(shí)，低壓大流量，時(shí)間短；工進(jìn)時(shí)，高壓小流量，時(shí)間短長(zhǎng)。應(yīng)采用兩個(gè)泵供油（大流量泵和小流量泵各一個(gè)）。小泵工作時(shí)，大泵可卸載；而大泵工進(jìn)中，小泵不工作，其間斷短，不必卸荷。 3.5.4夾緊裝置回路 夾緊油路一般低于所需主油路的壓力，故在夾緊油路上安裝減壓閥和單向閥來(lái)提高和降低夾緊油缸的壓力，以保證夾緊力的大小和夾緊力的穩(wěn)定性能。 3.5.5行程終點(diǎn)控制 由于本機(jī)床為組合液壓機(jī)床對(duì)加工平面有一定精度要求。因此，采用死擋鐵停留，并通過(guò)壓力繼電器來(lái)發(fā)出換向信號(hào)。 3.5.6油泵的選擇 雙泵供油和變量泵供油均適用于該組合液壓機(jī)床的液壓系統(tǒng)。由于變量泵的經(jīng)濟(jì)性更好，所以改用變量泵供油。在換向閥回油箱油路旁安裝一個(gè)單向閥。解決組合機(jī)床停止時(shí)油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)的工作平穩(wěn)性問(wèn)題。 3.5.7控制方式 由于單個(gè)集成塊上要安裝很多的液壓元件而造成該集成塊的位置安排和加工難易程度的增加，為了便于加工和安排，現(xiàn)把單集成塊結(jié)合改為多集成塊控制。 25 4 液壓缸及液壓站的裝置的設(shè)計(jì) 4.1液壓缸的結(jié)構(gòu)形式的確定 液壓缸的結(jié)構(gòu)形式指它的類(lèi)型、安裝方法、密封形式及緩沖形式與排氣裝置。 本系統(tǒng)有兩個(gè)液壓缸，即夾緊液壓缸和工作行程液壓缸。夾緊液壓缸采用單活塞桿式，缸體固定，采用O型密封圈密封。同時(shí)，液壓缸缸體與活塞桿同采用鑄鐵即可?？紤]到工進(jìn)行程較小，運(yùn)動(dòng)部件重量不大，速度較小，所以不用緩沖裝置結(jié)構(gòu)也可。但排氣的螺栓不可缺少，可用油管接頭來(lái)簡(jiǎn)單替代。工作行程液壓缸的基本原理與夾緊液壓缸相同。 但有一條值得強(qiáng)調(diào)的是，材料為鑄鐵，加工時(shí)的粉末、鐵屑及部分氣孔等很容易污染液壓油。因此在內(nèi)部要采用特殊處理。同時(shí)要安裝一個(gè)防塵圈，這一點(diǎn)夾緊油缸也要加以注意。 同時(shí)，由于本系統(tǒng)為銑削加工機(jī)床，對(duì)于加工精度有一定的要求，因此在液壓缸要安裝一個(gè)壓力繼電器，采用死擋鐵停留，并通過(guò)壓力繼電器發(fā)出換向及定位信號(hào)來(lái)達(dá)到預(yù)定的位置要求和精度要求。 4.2液壓缸的系統(tǒng)組成 液壓缸按結(jié)構(gòu)組成分為缸體組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置等。 4.2.1缸體組件 缸體組件包括缸筒、缸蓋、缸底等零件，缸筒與缸蓋常見(jiàn)的連接方式有螺栓和螺釘連接、內(nèi)半環(huán)連接、螺紋連接、焊接連接等幾種形式。本系統(tǒng)中要采用螺紋連接的方式。 螺紋連接適用于缸徑較小的缸筒，對(duì)于缸徑較大的缸筒，螺紋尺寸較大，內(nèi)外徑要求同心，裝拆需要專(zhuān)用工具，優(yōu)點(diǎn)是螺紋對(duì)缸筒強(qiáng)度削弱較小。同時(shí)工作壓力較小時(shí)，缸筒可采用鑄鐵，工作壓力較大時(shí)可采用無(wú)縫鋼管或鑄鋼和鍛鋼。 4.2.2活塞組件 活塞與活塞桿的的連接形式有螺紋連接、焊接連接、半環(huán)連接、彈簧擋圈連接等幾種形式。本系統(tǒng)采用螺紋連接。 4.2.3密封裝置 液壓系統(tǒng)對(duì)于密封裝置有一定的要求，即 ⑴在一定的工作壓力和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能。 ⑵密封裝置與運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦系數(shù)小，并且摩擦力穩(wěn)定。 ⑶耐磨性好，壽命長(zhǎng)，不易老化，抗腐蝕能力強(qiáng)，不損壞密封零件表面，磨損后在一定程度上能自動(dòng)補(bǔ)償。 ⑷制造容易，維護(hù)、使用方便，價(jià)格低廉。 本系統(tǒng)采用O型密封圈密封。它是由耐油橡膠制成的，起截面為圓形。它的工作原理是依靠O型密封圈預(yù)壓縮，消除間隙而實(shí)現(xiàn)密封。有關(guān)O型密封圈的安裝溝槽、擋圈、O型密封圈都已標(biāo)準(zhǔn)化，在應(yīng)用時(shí)可直接查閱有關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。 4.2.4緩沖裝置 當(dāng)液壓缸所驅(qū)動(dòng)的質(zhì)量較大、工作部件速度較快時(shí)，為避免因動(dòng)量大在行程終點(diǎn)產(chǎn)生活塞與缸蓋的撞擊，影響工作精度或損壞液壓缸，一般在液壓缸的兩端設(shè)置有緩沖裝置，但由于本系統(tǒng)的壓力及速度都較小，不需要采用緩沖裝置。 4.2.5排氣裝置 由于液壓油中混入空氣，以及液壓缸在安裝過(guò)程中或長(zhǎng)時(shí)間停止使用而滲入空氣，液壓缸在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)因氣體壓縮性而使執(zhí)行部件出現(xiàn)低速爬行、噪聲等不正?，F(xiàn)象。所以，液壓缸應(yīng)有排除缸內(nèi)空氣的措施。本系統(tǒng)中采用油管接頭來(lái)代替排氣裝置。 4.3 液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 4.3.1液壓油路板的結(jié)構(gòu) 液壓油路板一般是用灰鑄鐵來(lái)制造，要求材料致密，無(wú)縮孔疏松等缺陷。液壓油路板正面用螺釘固定液壓元件，表面粗糙度值為0.8μm，背面連接壓力油管（P）、回油管（T）、泄漏油管（K）和工作油管（A、B）等。油管與液壓油路板通過(guò)管接頭用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接。液壓元件之間通過(guò)液壓油路板內(nèi)部的孔道連接。除正面外，其他加工面和加工孔道的表面粗糙度值為Ra6.3—12.5m。液壓油路板一般要采用框架固定，要求安裝、維修和檢測(cè)方便。它可固定在液壓站上。安裝方式為板式安裝。 4.3.2液壓油路板的設(shè)計(jì) 液壓油路板上元件布局要緊湊，盡量要把元件裝在一塊板上。板的外形尺寸一般 不大于400mm，板上安裝的閥一般不大于10—12個(gè)，同時(shí)設(shè)計(jì)要注意以下幾點(diǎn)： ⑴同一個(gè)液壓回路的液壓元件應(yīng)盡量布置在同一塊液壓油路板上，盡量減少連接孔道。 ⑵組合機(jī)床加工自動(dòng)線或多工位機(jī)床液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)相同的部分應(yīng)設(shè)計(jì)成可互換的通用板，不同結(jié)構(gòu)的部分設(shè)計(jì)成專(zhuān)用板。 4.3.3液壓元件布局的要求 ⑴液壓閥閥芯應(yīng)處于水平方向，防止閥芯自重影響液壓閥的靈敏度，特別是換向閥一定要水平布置。 ⑵與液壓油路板上主液壓油路、相通的液壓元件，其相應(yīng)油口應(yīng)盡量沿同一坐標(biāo)軸線布置，以減少加工孔道。 ⑶壓力表開(kāi)關(guān)布置在最上方，如果需要在液壓元件之間布置，則應(yīng)留足壓力表安裝的空間。 ⑷液壓元件之間的距離應(yīng)大于5mm，換向上的電磁鐵、壓力閥的先導(dǎo)閥以及壓力表等可適當(dāng)延伸到液壓油路板的輪廓線外，以減小油路板的尺寸。 4.4 液壓集成回路的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 4.4.1液壓集成回路的設(shè)計(jì) ⑴把液壓回路劃分為若干個(gè)單元回路，按照就近原則，、每個(gè)回路一般由三個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，設(shè)計(jì)液壓?jiǎn)卧苫芈窌r(shí)，優(yōu)先選用通用的液壓?jiǎn)卧苫芈?，以減少集成塊的設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。 ⑵把各液壓?jiǎn)卧苫芈愤B接起來(lái)，組成液壓集成塊。要和系統(tǒng)液壓回路進(jìn)行比較，并分析工作原理是否相同。 4.4.2集成塊設(shè)計(jì)步驟 ⑴制做液壓元件樣板。 ⑵決定通道的孔徑。集成塊上公用通道，即壓力油孔、回油孔、泄油孔及四個(gè)安裝孔。與液壓油管連接的液壓油孔采用米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋。 ⑶集成塊上液壓元件的布置。把制作好的液壓元件樣板圖放在集成塊各視圖上進(jìn)行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板應(yīng)以連接板為準(zhǔn)。液壓元件在水平面上的孔道若與公共油孔相通，則盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑d范圍內(nèi)，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應(yīng)互相垂直，不然也要鉆中間孔道。設(shè)計(jì)專(zhuān)用集成塊時(shí)，要注意其高度要比裝在其上的液壓元件的橫向尺寸大2mm，以避免上下集成塊的液壓元件相碰，影響集成塊緊固。 ⑷集成塊上液壓元件的布置程序。電磁換向閥布置在集成塊集成塊的前后，先布置垂直液壓元件泄漏油孔可考慮與回油孔合并。 4.4.3液壓集成塊零件圖的繪制 集成塊的六個(gè)面都是加工面，其中有三個(gè)側(cè)面要裝液壓元件，引出管道。塊內(nèi)孔道縱橫交錯(cuò)、層次多，需要多個(gè)視圖和2—3個(gè)剖面才能看清楚?？紫档奈恢镁纫筝^高，因此尺寸、公差及表面粗糙度均應(yīng)標(biāo)注清楚，技術(shù)要求也應(yīng)予以說(shuō)明。集成塊的視圖比較復(fù)雜，視圖應(yīng)盡可能少用虛線表示。為了便于檢查和裝配集成塊，應(yīng)把單向集成塊回路圖和集成塊上液壓元件布置簡(jiǎn)要繪制在視圖旁邊。而且應(yīng)該將各個(gè)孔道編上號(hào)碼，列表說(shuō)明各個(gè)孔的尺寸、深度以及與哪些孔相交等情況。 5 液壓集成塊的應(yīng)用 5.1液壓集成塊的優(yōu)勢(shì) 液壓系統(tǒng)采用液壓閥集成配置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、振動(dòng)小、利于實(shí)現(xiàn)典型液壓系統(tǒng)的集成化、標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)，因此應(yīng)用日益廣泛。其中的關(guān)鍵零件——液壓集成塊，因?yàn)榫哂忻芗鴱?fù)雜的空間孔道系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)工作是一件極其煩瑣、復(fù)雜而又極易出錯(cuò)的工作。 因而，在這種情況下，通過(guò)液壓開(kāi)發(fā)液壓集成塊智能化的設(shè)計(jì)思路來(lái)提高工作效率，設(shè)計(jì)人員減輕了自己的工作量，保證了設(shè)計(jì)質(zhì)量。 5.2液壓集成塊智能化設(shè)計(jì)的基本思想 液壓集成塊智能化設(shè)計(jì)的基本思想是：從液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理圖出發(fā)，考慮確定集成塊的幾何尺寸、閥體在集成塊上的分布方式及孔道的形狀和連接位置。然后根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果生成由計(jì)算機(jī)控制的集成塊智能化設(shè)計(jì)方法。 5.3液壓原理圖輸入模塊 液壓原理圖是液壓集成塊設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，是實(shí)現(xiàn)智能化的前提與基礎(chǔ)。因此要建立一種與之相對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)加以運(yùn)用，即原理圖的輸入模塊。它包括以下幾個(gè)內(nèi)容： ⑴液壓元件及其安裝表面 ⑵液壓元件在集成塊各表面的安裝位置 ⑶工藝孔的安裝表面及安裝位置 ⑷集成塊的總體尺寸 以上內(nèi)容應(yīng)被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言后形成與之相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)文件來(lái) 供計(jì)算機(jī)使用。 5.4集成塊方案設(shè)計(jì)模塊 液壓集成塊方案設(shè)計(jì)有以下兩個(gè)基本思想，即設(shè)計(jì)原則 ⑴孔道之間不發(fā)生干涉。 ⑵集成塊上盡可能少設(shè)工藝孔。 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)原則來(lái)編寫(xiě)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，設(shè)置不同的技術(shù)參數(shù)模塊來(lái)進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，并決定是否需要手工調(diào)整方案。 5.5孔道布置模塊 首先根據(jù)原理圖來(lái)描述集成塊各表面液壓元件的安裝，并設(shè)計(jì)自動(dòng)檢驗(yàn)及查詢(xún)裝置（即李氏算法 Lee—More Algorithm）來(lái)檢驗(yàn)各液壓元件的基本輪廓尺寸，確定各液壓元件的安裝位置。根據(jù)各元件的連接關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)布置。若孔道之間不能直接相通，則輸出一信號(hào)來(lái)決定是否工藝孔手工布置。 總之，孔道布置模塊應(yīng)安裝一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，即“設(shè)計(jì)——校核——調(diào)整設(shè)計(jì)——再校核”來(lái)最終完成孔道布置，實(shí)現(xiàn)智能化，為后面的孔道通斷校核及圖紙輸出提供正確依據(jù)。 5.6孔道通斷校核模塊 孔道通斷校核檢驗(yàn)是對(duì)整個(gè)集成塊設(shè)計(jì)的一個(gè)基本也是最重要的一個(gè)指標(biāo)。它的作用舉足輕重。它包括即時(shí)通斷校核和整體通斷校核兩方面的內(nèi)容。 ⑴即時(shí)校核：即時(shí)校核主要是為人工干預(yù)孔道設(shè)計(jì)或進(jìn)行局布檢查提供服務(wù)。它可以隨時(shí)地檢驗(yàn)各孔道之間的連通關(guān)系，可以避免因某處工作失誤而造成的連鎖錯(cuò)誤反應(yīng)。 ⑵總體校核：總體校核主要是從整體出發(fā)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的集成塊的連通進(jìn)行校核。因此，要設(shè)計(jì)出一套程序來(lái)進(jìn)行整體檢驗(yàn)，即設(shè)計(jì)出一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)來(lái)不斷的完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，最終達(dá)到整體的優(yōu)化，即最終的設(shè)計(jì)結(jié)果。 5.7 液壓集成塊的作用 集成塊的智能化設(shè)計(jì)改變了技術(shù)工人過(guò)去的舊的設(shè)計(jì)思路，提高了工作效率，保證了工作質(zhì)量，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也預(yù)示著信息時(shí)代的高度發(fā)展。 關(guān)于集成塊的智能化設(shè)計(jì)問(wèn)題，由于筆者個(gè)人能力有限，以上僅提出了一種模糊的設(shè)計(jì)思想，希望能為各位專(zhuān)家、學(xué)者在今后的設(shè)計(jì)和研究中提供一種設(shè)計(jì)思路。同時(shí)敬請(qǐng)各位專(zhuān)家和學(xué)者批評(píng)與指正。 6 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 6.1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，所以只能估算系統(tǒng)壓力損失。估算時(shí)，首先確定管道內(nèi)液體的流動(dòng)狀態(tài)，然后計(jì)算各種工況下總的壓力損失?，F(xiàn)取進(jìn)、回油管長(zhǎng)為l=2m，油液的運(yùn)動(dòng)黏度取v=1×10-4m2/s,油液的密度取ρ=0.9174×103Kg/m3。 6.1.1 判斷流動(dòng)狀態(tài) 在快進(jìn)、工進(jìn)和快退三種工況下，進(jìn)、回油管路中所通過(guò)的流量以快退時(shí)回油流量q2=64L/min為最大，此時(shí)，油液流動(dòng)的雷諾數(shù)也為最大。 最大的雷諾數(shù)（2000），故可推出：各工況下的進(jìn)、回油路的油液的流動(dòng)狀態(tài)全為層流。 6.1.2 計(jì)算系統(tǒng)壓力損失 將層流流動(dòng)狀態(tài)沿程阻力系數(shù) 和油液在管道內(nèi)流速 同時(shí)代入沿程壓力損失計(jì)算公式，并將已知數(shù)據(jù)代入后，得 可見(jiàn)，沿程壓力損失的大小與流量成正比，這是由層流流動(dòng)所決定的。 在管道結(jié)構(gòu)尚未確定的情況下，管道的局部壓力損失常按下式作經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，即 計(jì)算各工況下的閥類(lèi)元件的局部壓力損失：其中的由產(chǎn)品樣本查出，qn和q數(shù)值由表3和表4列出。 滑臺(tái)在快進(jìn)、和快退工況下的壓力損失計(jì)算如下。 ⑴快進(jìn) 滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過(guò)電液換向閥差動(dòng)連接。在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥、電液換向閥，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合通過(guò)行程閥進(jìn)入無(wú)桿腔。在進(jìn)油路上，壓力損失損失分別為 在回油路上，壓力損失分別為 將回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，便得出差動(dòng)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的總的壓力損失 ⑵工進(jìn) 滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)電液換向閥、調(diào)速閥進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔，在調(diào)速閥處的壓力損失為0.5MPa，在回油路上，油液通過(guò)電液換向閥、二位三通電磁閥返回油箱。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進(jìn)油路上總的壓力損失為 此值略小于估計(jì)值。 在回油路上總的壓力損失為 重新計(jì)算液壓缸的工作壓力 考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求，則工進(jìn)時(shí)的工作壓力為 ⑶快退 滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過(guò)單向閥、電液換向閥進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過(guò)單向閥、電液換向閥和電磁閥返回油箱。在進(jìn)油路上總的壓力損失為 此值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。 在回油路止總的壓力損失為 6.2 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升 由于工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占96%，所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進(jìn)工況來(lái)計(jì)算。在工進(jìn)時(shí)，在液控順序閥卸荷，其出口壓力即為油液通過(guò)液控順序閥的壓力損失 液壓系統(tǒng)的總輸入功率即為液壓泵的輸入功率 液壓系統(tǒng)輸出的有效功率即為液壓缸輸出的有效功率 系統(tǒng)的發(fā)熱功率為 工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)中的油液溫升 其中傳熱系數(shù)K=15W/(m2?℃) 設(shè)環(huán)境溫，則熱平衡溫度為 測(cè)溫在允許范圍內(nèi)，油箱散熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。 結(jié) 論 組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)簡(jiǎn)單的多元件控制回路的典型例子。 利用液壓系統(tǒng)工作過(guò)程中的壓力及供油量變化來(lái)執(zhí)行不同的元件來(lái)完成系統(tǒng)順序進(jìn)行是液壓系統(tǒng)具有的典型控制特性。 本液壓系統(tǒng)主要考慮因素是簡(jiǎn)單、實(shí)用、效率高、低成本、技術(shù)先進(jìn)等。 因此，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者始終考慮上述因素，系統(tǒng)功率不大，且油量不一，則采用變量泵及回油路節(jié)流調(diào)速回路；同時(shí)采用板式結(jié)構(gòu)裝配，并配有壓力繼電器來(lái)增加夾緊系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性；采用標(biāo)準(zhǔn)油箱來(lái)便于制造和安裝、調(diào)試和維修；同時(shí)采用先進(jìn)的液壓控制閥來(lái)提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性及良好的性能；還有，工作滑臺(tái)的進(jìn)給量不大，液壓油缸采用單桿活塞缸的思路也是合理的。 總之，在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者始終采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法、先進(jìn)的設(shè)計(jì)思路，力求在原有的成品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)來(lái)使之的性能更具完善。 希望前面的設(shè)計(jì)內(nèi)容與思路能為今后的同類(lèi)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)一點(diǎn)點(diǎn)啟示。 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在大學(xué)期間的最后一次集中自主學(xué)習(xí)的過(guò)程，是對(duì)幾年來(lái)的學(xué)習(xí)的深化與升華，是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及實(shí)踐能力的培養(yǎng)和檢驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生畢業(yè)及學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)，因此，作為設(shè)計(jì)者要給予充分的注視。 三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將接近尾聲，這意味著兩年的大學(xué)學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，目前的設(shè)計(jì)仍在有條不紊的進(jìn)行著。 經(jīng)過(guò)相當(dāng)一段的認(rèn)識(shí)，我對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)有了更深入的理解，設(shè)計(jì)實(shí)際上是一種創(chuàng)造性的思維活動(dòng)，它實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐、學(xué)習(xí)與科研、教育與生產(chǎn)、教書(shū)與育人的高度統(tǒng)一。它已廣泛地深入到我們的領(lǐng)域中，它更好地培養(yǎng)了學(xué)生勇于開(kāi)拓、勇于探索的精神。 由于本人設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促及個(gè)人能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中缺乏經(jīng)驗(yàn)，難免會(huì)有缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，在此殷切希望各位專(zhuān)家、老師和同學(xué)批評(píng)指正，多提寶貴意見(jiàn)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了沈越老師、孫榮權(quán)老師和郭易老師及廣大同學(xué)的悉心指導(dǎo)和大力支持，也正是由于各位的關(guān)心和幫助，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利進(jìn)行，在此一并表示感謝。同時(shí)，在各位老師的身上，我看到了誨人不倦、無(wú)私奉獻(xiàn)的優(yōu)秀老師形象，這將伴隨我一生的成長(zhǎng)，再次表示深深誠(chéng)摯的謝意。 參考文獻(xiàn) [1] 許賢良. 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