電磁閥體中心孔組合機(jī)床、機(jī)床總體工位布置和鉆、擴(kuò)、鉸工位液壓

電磁閥體中心孔組合機(jī)床、機(jī)床總體工位布置和鉆、擴(kuò)、鉸工位液壓,電磁,閥體,中心,組合,機(jī)床,總體,布置,鉸工位,液壓 專(zhuān) 業(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 型 號(hào) 零（部）件圖號(hào) Ａ3 共 頁(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 （機(jī)制方向） 產(chǎn) 品 名 稱(chēng) 電磁閥體 零（部）件名稱(chēng) 共 頁(yè) 車(chē) 間 工 序 號(hào) 工 序 名 稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 毛 坯 種 類(lèi) 毛坯外形尺寸 每 坯 件 數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 設(shè) 備 名 稱(chēng) 設(shè) 備 型 號(hào) 設(shè) 備 編 號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 夾 具 編 號(hào) 夾 具 名 稱(chēng) 工位器具編號(hào) 工位器具名稱(chēng) 專(zhuān)用夾具 冷 卻 液 工 序 工 時(shí) 準(zhǔn) 終 單 件 工序號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)/分） 切削速度（米/分） 走刀量（毫米/轉(zhuǎn)） 吃刀深度（毫米） 走刀次數(shù) 工 時(shí) 定 額 機(jī) 動(dòng) 輔 助 1 鉆中心孔至Φ13.7，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)180° 麻花鉆 792.3 30.078 18 13.7 1 2 擴(kuò)端面孔①，到Φ24,深至7mm，夾具旋轉(zhuǎn)180° 復(fù)合刀具 316 1.03 36 2.5 1 描 圖 擴(kuò)端面②，到Φ24,深至7mm，到工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)45° 復(fù)合刀具 316 1.03 36 2.5 1 鄧輝焦 3 擴(kuò)中心孔到Φ15.9,工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)45° 擴(kuò)孔鉆 853.69 42.63 42 1.1 1 描 校 4 車(chē)槽2，第一次進(jìn)給到43mm，車(chē)槽到Φ20mm 專(zhuān)用刀具 368 73.2 0.11 2 1 第二次進(jìn)給到38mm,車(chē)槽到Φ20mm，夾具旋轉(zhuǎn)180° 專(zhuān)用刀具 368 73.2 0.11 2 1 底圖號(hào) 5 車(chē)槽4,第一次進(jìn)給到43mm,車(chē)槽到Φ20mm 專(zhuān)用刀具 368 73.2 0.11 2 1 編 制 日 期 審核期 會(huì)簽日期 班 級(jí) 姓名 姓名 裝訂號(hào) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 專(zhuān) 業(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 型 號(hào) 零（部）件圖號(hào) Ａ3 共 頁(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 （機(jī)制方向） 產(chǎn) 品 名 稱(chēng) 電磁閥體 零（部）件名稱(chēng) 共 頁(yè) 車(chē) 間 工 序 號(hào) 工 序 名 稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 毛 坯 種 類(lèi) 毛坯外形尺寸 每 坯 件 數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 設(shè) 備 名 稱(chēng) 設(shè) 備 型 號(hào) 設(shè) 備 編 號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 夾 具 編 號(hào) 夾 具 名 稱(chēng) 工位器具編號(hào) 工位器具名稱(chēng) 專(zhuān)用夾具 冷 卻 液 工 序 工 時(shí) 準(zhǔn) 終 單 件 工序號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)/分） 切削速度（米/分） 走刀量（毫米/轉(zhuǎn)） 吃刀深度（毫米） 走刀次數(shù) 工 時(shí) 定 額 機(jī) 動(dòng) 輔 助 第二次進(jìn)給到38mm,車(chē)槽到Φ20mm，夾具旋轉(zhuǎn)180°,工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)45° 專(zhuān)用刀具 368 73.2 0.11 2 1 6 車(chē)槽3，第一次進(jìn)給到58mm，車(chē)槽到Φ20mm 專(zhuān)用刀具 368 73.2 0.11 2 1 描 圖 第二次進(jìn)給到53mm,車(chē)槽到Φ20mm，夾具旋轉(zhuǎn)180°,工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)45° 專(zhuān)用刀具 368 73.2 0.11 2 1 鄧輝焦 7 車(chē)槽1，第一次進(jìn)給到28mm，車(chē)槽到Φ20mm 專(zhuān)用刀具 368 73.2 0.11 2 1 描 校 第二次進(jìn)給到23mm,車(chē)槽到Φ20mm，夾具旋轉(zhuǎn)180°,工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)45° 專(zhuān)用刀具 368 73.2 0.11 2 1 8 車(chē)槽5及卡圈槽,第一次進(jìn)給到28mm,車(chē)槽到Φ20mm 專(zhuān)用刀具 368 73.2 0.11 2 1 底圖號(hào) 第二次進(jìn)給到23mm,車(chē)槽到Φ20mm，夾具旋轉(zhuǎn)180°,工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)45° 專(zhuān)用刀具 368 73.2 0.11 2 1 編 制 日 期 審核期 會(huì)簽日期 班 級(jí) 姓名 姓名 裝訂號(hào) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 專(zhuān) 業(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 型 號(hào) 零（部）件圖號(hào) Ａ3 共 頁(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 （機(jī)制方向） 產(chǎn) 品 名 稱(chēng) 電磁閥體 零（部）件名稱(chēng) 共 頁(yè) 車(chē) 間 工 序 號(hào) 工 序 名 稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 毛 坯 種 類(lèi) 毛坯外形尺寸 每 坯 件 數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 設(shè) 備 名 稱(chēng) 設(shè) 備 型 號(hào) 設(shè) 備 編 號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 夾 具 編 號(hào) 夾 具 名 稱(chēng) 工位器具編號(hào) 工位器具名稱(chēng) 專(zhuān)用夾具 冷 卻 液 工 序 工 時(shí) 準(zhǔn) 終 單 件 工序號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)/分） 切削速度（米/分） 走刀量（毫米/轉(zhuǎn)） 吃刀深度（毫米） 走刀次數(shù) 工 時(shí) 定 額 機(jī) 動(dòng) 輔 助 9 鉸中心孔到Φ20mm，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)180° 鉸刀 318.87 16.2 1 0.05 1 描 圖 鄧輝焦 描 校 底圖號(hào) 編 制 日 期 審核期 會(huì)簽日期 班 級(jí) 姓名 姓名 裝訂號(hào) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）說(shuō) 明 書(shū) 題 目　電磁閥體中心孔組合機(jī)床、機(jī)床總體工位布置　　 和鉆、擴(kuò)、鉸工位液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 　　 系 別 　　　機(jī)　電　工　程　系 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 　　 　　 指 導(dǎo) 教 師 　　　 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 　　　　　　　　　 電磁閥體中心孔組合機(jī)床、機(jī)床總體工位布置 設(shè)計(jì)（論文）題目： 和鉆、擴(kuò)、鉸工位液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系：機(jī)電工程系專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化　班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 接受任務(wù)時(shí)間 教研室主任 （簽名）　　系主任 （簽名） 1． 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 ①、設(shè)計(jì)依據(jù)：依據(jù)實(shí)物測(cè)繪出25升電磁閥體零件圖;生產(chǎn)綱領(lǐng)5萬(wàn)件／年。編制電磁閥體中心孔加工工序卡片;繪制電磁閥體中心孔加工組合機(jī)床加工示意圖;并確定鉆、擴(kuò)、鉸工位動(dòng)作循環(huán)。 ②、設(shè)計(jì)該機(jī)床鉆、擴(kuò)、鉸孔工位液壓系統(tǒng)，編寫(xiě)其液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū);液壓元件各細(xì)表;繪制液壓系統(tǒng)原理圖。 ③、繪制液壓缸裝配圖和一零件圖。 2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說(shuō)明 ①、《液壓傳動(dòng)》　　　　　　　　　　　西南交通大學(xué)出版社 ②、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》　　　　　　　西南交通大學(xué)出版社 ③、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》　　　　　　　　　機(jī)械工業(yè)出版社 ④、《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》　　　　　　　　　機(jī)械工業(yè)出版社 3．進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱(chēng) 起 止 日 期 1 收集、準(zhǔn)備參考資料、查閱文獻(xiàn)、完成開(kāi)題報(bào)告 2 完成該機(jī)床工作布置和鉆、擴(kuò)、鉸孔工位液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算 3 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所有的設(shè)計(jì)圖紙 4 完成該機(jī)床鉆、擴(kuò)、鉸孔工位液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)修改、答辯準(zhǔn)備、畢業(yè)答辯 目 錄 中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 前言 1 第一章　電磁閥體中心孔加工工藝 2 1.1　零件分析 2 1.2　明確設(shè)計(jì)要求 2 1.3對(duì)電磁閥體總體加工工藝方案設(shè)計(jì) 2 1.3.1確定毛坯制造形式 2 1.3.2基準(zhǔn)的選擇 3 1.3.4電磁閥體中心孔加工中心孔的槽的加工部分 3 　1.3.5電磁閥體總體加工工藝 3 1.4　確定工作循環(huán) 3 1.5　專(zhuān)用機(jī)床的概述 4 第二章　編制中心孔加工工藝 6 2.1確定加工方案 6 2.1.1刀具的選擇 6 　2.2鉆孔 6 2.2.1鉆削時(shí)的進(jìn)給量 6 　2.2.2確定其各加工余量 6 2.2.3確定麻花鉆直徑并選擇 6 2.2.4確定主軸速度的轉(zhuǎn)速 7 2.3擴(kuò)孔 7 2.3.1擴(kuò)孔鉆的選擇 7 2.3.2擴(kuò)孔時(shí)的速度 7 2.3.3擴(kuò)孔時(shí)的轉(zhuǎn)速 8 2.4鉸孔 8 　2.4.1鉸刀的選擇 8 2.4.2鉸刀的速度 8 2.4.3鉸刀轉(zhuǎn)速 8 2.5計(jì)算切削力 8 2.5.1鉆孔時(shí)的切削力 8 　　2.5.2擴(kuò)孔時(shí)的扭矩 9 2.6鉆、擴(kuò)、鉸切削的功率 9 2.6.1鉆孔時(shí)的功率 9 2.6.2擴(kuò)孔時(shí)的功率 9 第三章　液壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 10 3.1負(fù)載分析 10 　3.2速度圖和負(fù)載圖的繪制 11 3.3液壓缸主要參數(shù)的確定 12 　　3.3.1穩(wěn)定性驗(yàn)算 13 3.4液壓缸的組成 15 3.4.1缸筒和缸蓋的聯(lián)接 15 　　3.4.2活塞和活塞桿的聯(lián)接 15 3.4.3液壓缸的密封 16 　3.5液壓系統(tǒng)的擬定 17 3.5.1液壓回路的選擇 17 3.5.2缸筒的厚度 21 　　3.5.3螺栓的計(jì)算 21 3.5.4端蓋厚度計(jì)算 22 　　3.5.5缸體連接計(jì)算 22 3.6液壓元件的選擇 24 3.6.1選擇液壓泵 24 3.6.2閥類(lèi)元件輔助元件 25 　3.7液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 27 3.7.1回路壓力損失驗(yàn)算 28 　　3.7.2油液溫升驗(yàn)算 28 第6章 結(jié)論 30 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 附錄A：加工工序卡 33 摘　要 電磁換向閥是液壓傳動(dòng)中用來(lái)改變油路的重要零件，針對(duì)該零件的加工，特別設(shè)計(jì)一組合機(jī)床，按流水線運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工。本文主要介紹電磁閥體中心孔加工的工作布置和鉆、擴(kuò)、鉸孔的加工，要運(yùn)用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)加工中心孔的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 關(guān)鍵詞：電磁換向閥，組合機(jī)床，液壓傳動(dòng) Ⅰ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ABSTRACT The electromagnetism cross valve is in the hydraulic transmission usesfor to change the oil duct the important components, in view of thiscomponents processing, specially designs a aggregate machine-tool,according to assembly line operation, realization automationprocessing. This article main introduction solenoid valve body centerbore processes the work arrangement and drills, expands, Reams theprocessing, must realize using the hydraulic transmission processesthe center bore entering for the movement. Key word: Electromagnetism cross valve, aggregate machine-tool,hydraulic transmission Ⅱ  前　言 　　本課題主要涉及機(jī)械、液壓傳動(dòng)兩大方面，近年來(lái)，液壓傳動(dòng)在防漏、治污、降噪、減震、節(jié)能和材質(zhì)等各方面都有長(zhǎng)足進(jìn)步，它和電子技術(shù)的結(jié)合也由拼裝、混合到到整合，步步深入。到現(xiàn)在，在盡可能小的空間內(nèi)傳出盡可能在的功率并加以精確控制這一點(diǎn)上，液壓傳動(dòng)已穩(wěn)居各種傳動(dòng)方式之首，無(wú)可替代。這種情況使液壓傳動(dòng)的元件類(lèi)型、油路結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制作工藝等都發(fā)生了深刻的變化，也改變了人們對(duì)它進(jìn)行認(rèn)識(shí)、分析和綜合的方式方法。 37 第一章　電磁閥體中心孔加工工藝 1.1零件分析 對(duì)生產(chǎn)綱領(lǐng)5萬(wàn)件/年的電磁閥體加工屬于大量生產(chǎn)，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，采用高效專(zhuān)用機(jī)床及自動(dòng)化機(jī)床，按流水線或自動(dòng)線依據(jù)工序?qū)ぜM(jìn)行加工，為了實(shí)現(xiàn)工序自動(dòng)化或建立自動(dòng)線，應(yīng)實(shí)行機(jī)床加工循環(huán)自動(dòng)化，一般可通過(guò)機(jī)械、電氣、液壓、氣壓等控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化循環(huán)。 電磁閥是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；并不限于液壓，氣動(dòng)。電磁閥用于控制液壓流動(dòng)方向，工廠的機(jī)械裝置一般都由液壓缸控制，所以就會(huì)用到電磁閥。 　　電磁閥的工作原理，電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)檔住或漏出不同的排油的孔，而進(jìn)油孔是常開(kāi)的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油剛的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 1.2 明確設(shè)計(jì)要求 在開(kāi)始設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先要對(duì)機(jī)械設(shè)備主機(jī)的工作情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，明確 主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)提出的要求，具體包括： (1)主機(jī)的用途、主要結(jié)構(gòu)、總體布局；主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置布置和空 間尺寸上的限制。 (2)主機(jī)的工作循環(huán)，液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方式(移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng))及其工作范圍。 (3)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度的大小及其變化范圍。 (4)主機(jī)各液壓執(zhí)行元件的動(dòng)作順序或互鎖要求。 (5)對(duì)液壓系統(tǒng)工作性能(如工作平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等)、工作效率、自動(dòng)化程度等方面的要求。 (6)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件，如周?chē)橘|(zhì)、環(huán)境溫度、濕度、塵埃情況、外界沖擊振動(dòng)等。 (7)其它方面的要求，如液壓裝置在重量、外形尺寸、經(jīng)濟(jì)性等方面的規(guī)定或限制。 1.3　對(duì)電磁閥總體加工工藝方案的設(shè)計(jì) 1.3.1.確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT200的灰鑄鐵。由于零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5萬(wàn)件/年，屬于大量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，采用砂型壓實(shí)型鑄造。 1.3.2　基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇： 對(duì)于一般的閥體類(lèi)零件而言，以面作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。采用完全定位即可。 （2）精基準(zhǔn)的選擇： 精基準(zhǔn)是選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 　1.3.3　加工25公升電磁閥體的55毫米的四個(gè)平面銑削部分　 　根據(jù)工件的特點(diǎn)和需要本機(jī)床由左、右兩端各二個(gè)銑削頭組成,分別進(jìn)行粗銑和 精銑兩道工序。 工件穿入心軸后裝入夾具體內(nèi),本機(jī)床一次可裝三個(gè)工件,一次走刀完成兩平面的粗、精加工工序。 工件材料:HT21-40 工件硬度:HB170-241 刀具:直徑90mm鑲硬質(zhì)合金端面銑刀 被加工閥體面單向余量:<3.5mm 主孔直徑16D加工前保證直徑11,面孔中心線對(duì)72mm邊不得偏差1mm。 1.3.4　電磁閥中心孔加工中心孔的槽的加工部分 Ⅴ 　　　　 圖1－1　切槽加工順序示意圖 電磁閥體的加工分為8個(gè)工位完成，車(chē)槽分別是第Ⅴ工位加工第2和第4個(gè)槽，加工完第2槽后夾具轉(zhuǎn)位180?°加工第4槽。然后工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)45°進(jìn)行第Ⅵ工位加工第3個(gè)槽。工作臺(tái)再旋轉(zhuǎn)45°進(jìn)行第Ⅶ工位加工第1，第5個(gè)槽和兩端彈簧卡槽。每個(gè)槽車(chē)兩刀，每刀都用擋鐵定位。因此槽的縱向尺寸精度較高，但槽的尺寸必須是對(duì)稱(chēng)的。每加工一個(gè)槽都要進(jìn)行兩次進(jìn)給。 1.3.5　鉆進(jìn)、出油口的加工工藝 加工此油口零件的作用： 該零件是一個(gè)三位五通電磁換向閥體，主要的作用是借助電磁鐵吸力推動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變閥的工作位置。靈機(jī)只能的一個(gè)側(cè)面上有12H7的四個(gè)階梯孔，用以連接進(jìn)相互口油管，起控制油量及換向的作用。 此零件油口的工藝分析 　三位五通電磁換向閥體共有兩組加工表面，它們相互之間有一定的位置要求及其精度?，F(xiàn)分析如下： （1）以20H7的階梯孔為中心的加工表面。這一組表面包括：四個(gè)20H7的階梯孔，尺寸為和四個(gè)的螺紋孔和，還有兩個(gè)的階梯孔。其中主要加工表面為的四個(gè)階梯孔。 （2）以的階梯孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：的四個(gè)螺紋孔，一個(gè)8mm的U形槽和的中心孔。 這兩組表面之間有著一定的位置關(guān)系，主要是： 四個(gè)的階梯孔與的階梯孔相通，且分布在中心孔的兩側(cè)。 由以上的分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專(zhuān)用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。 1.3.6　電磁閥總體加工工藝 根據(jù)上述對(duì)零件的分析，制定其加工工工藝見(jiàn)附表1 第二章　編制中心孔的加工工藝 2.1　確定加工方案： 圖2－1　電磁閥中心孔結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)上圖其加工方案：鉆——擴(kuò)——鉸。 加工閥體中心孔如圖所示 2.1.1刀具選擇 　　采用高速鋼刀具 　查得鉆頭直徑d小于等于20,后刀面磨損限度為0.5—0.8mm 不用切削液。（查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 P544 表2.4－37） 鉆頭直徑d在11到20之間，鉆頭耐用度為2700（T）s. 2.2鉆孔： 2.2.1鉆削時(shí)的進(jìn)給量： 查得 外頭直徑 d=13mm，灰鑄鐵HB200及銅合金，進(jìn)給量取0.26－0.32.。（查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 P545） 灰鑄鐵HB200的抗拉強(qiáng)度σb≥200 （查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P63表1.2－47） 2.2.2確定其各加工余量： 鉆孔余量查得：孔精度H8－7 D＝10～30mm，鉆，擴(kuò)及一次或二次鉸孔。：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3－47 P494） 擴(kuò)、鉸孔余量： 擴(kuò)孔d＝10～18mm，擴(kuò)孔余量：1.0～1.5mm，粗鉸余量：0.1～0.15mm精鉸余量：0.05mm（查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3－48 P498） 2.2.3確定麻花鉆的直徑并選擇： Dmin =16-1.5*2-0.05*2=12.9mm Dmax=16.018-1*2-0.05*2=13.918mm 采用直柄長(zhǎng)麻花鉆： 查得：d0＝13.7 mm L＝214mm l=140mm 進(jìn)給量f=0.30mm/r (查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 P1031) 2.2.4確定主軸速度和轉(zhuǎn)速 V＝ 　　　　　　　　　　　　　（2－1） 查得f=0.3 CV=14.7 yV=0.55 (查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4－68 P575) 鉆孔時(shí)查得： KMV＝1.0 KLV=0.6 查表2.4－46 P556 代入公式得： V＝0.568m/s （即：34.078m/min） 則其轉(zhuǎn)速為： 　　　 算得： 　　m/s (即：792.3m/min) 2.3　擴(kuò)孔： 2.3.1擴(kuò)孔鉆的選擇： 查表2.4－51 P561 查得：擴(kuò)孔鉆直徑d0≤20 高速鋼磨損為0.6～0.9mm 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P566 擴(kuò)孔鉆的耐用度T（S）為1800s 查表2.4－56 查得：KMV＝1.0 查表2.4－52 P562 查得擴(kuò)孔直徑d0≤15,HB≤200,f=0.7～0.9mm 因考慮到鉸刀時(shí)的加工余量，以及最后的中心孔的精度則需要把一直徑為15.9mm擴(kuò)孔鉆。參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷 機(jī)械工業(yè)出版社P10－43 表10.2－36 整體式高速直柄擴(kuò)孔鉆形式和尺寸 GB4256－84 查得：自制鉆頭Φ15.7～16分級(jí)范圍15.00～16 偏差0－0.027 l=178mm l=120mm d1=10.4 螺旋角β＝20 Kr=60ο d=15.9mm 2.3.2　擴(kuò)孔時(shí)的速度： V＝×KV　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2－2) (其中查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4－56得：Kmv=0.1 Ktv=0.6 ) 算得： V＝0.71m/s (即：42.62m/min) 2.3.3　擴(kuò)孔時(shí)的轉(zhuǎn)速： n=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－3） 算得：n=14.23m/s (即：n=853.69m/min) 2.4　鉸孔： 2.4.1鉸刀的選擇： 采用機(jī)鉸 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4－58 鉸刀直徑：do在（10－20） 查得進(jìn)給量為： 1.0－2.0 精鉸孔精度等級(jí)： 加工表面粗糙度等級(jí) 切削速度 1.6~0.8 0.03～0.05 3.2~1.6 0.06~0.08 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4－57 P567 查得：鉸刀直徑d0≤20 后刀面最大磨損0.4～0.6; 耐用度T（S）＝2100S 查P567表2.4～58 查得：機(jī)鉸刀進(jìn)給量取1.0～2.0 查修正系數(shù)表2.4－63 P571 高速鋼鉸刀粗鉸使用條件變換時(shí)切削時(shí)修正系數(shù)查得： 　　　　Kcv＝1.0 Ktv=1.0 2.4.2鉸刀速度： V＝　　　　　　　　　　　　?。?－4） ＝ ＝0.267m/s (即：16.02m/min) 2.4.3鉸刀轉(zhuǎn)速： n= =318.87m/min 2.5　計(jì)算切削力： 2.5.1鉆孔時(shí)的切削力： F＝9.81×42.7d0f0.8Kf (2－5) M=9.81×0.021d02f0.8Km (2—6) 　　查表2.4－47 P558 查得： Kmf=Kmm=1.0 普通標(biāo)準(zhǔn)頭型 Kxf=1.0 Knm=1.0 Kwf=1.0 Kwnf=1.0 則 F＝9.81×42.7×13.7×0.30.8×Kf 算得： F＝2190.355（N） M＝9.81×0.021×13.7×0.30.8×1.0 算得： F＝14.758（N。m） 2.5.2　擴(kuò)孔時(shí)的扭矩： M＝9.81×0.196d00.85ap0.8f0.7Km (2－7) 算得： M=52.34(N.m) 2.6 鉆、擴(kuò)、鉸切削的功率： 　Pm=　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－8） 2.6.1鉆孔時(shí)的功率： Pm＝ 算得：Pm=1.7975(KW) 2.6.2 擴(kuò)孔時(shí)的功率： Pm＝ 算得：Pm=4.6765(KW) 2.7 確定工作循環(huán)： 因中心孔是關(guān)于升起平分中心孔的軸線而對(duì)稱(chēng)的，則為了保證精度，特此工作循環(huán)是鉆出中心孔在擴(kuò)端面孔和車(chē)槽時(shí)每切削一個(gè)槽或一個(gè)端面孔時(shí)都將工件旋轉(zhuǎn)180度，加工另一面則其機(jī)床的工作過(guò)程和特點(diǎn)是： 由于中心孔的是孔中有槽和擴(kuò)端面，加工中心孔的精度較高要擴(kuò)和鉸孔，并且工作循環(huán)時(shí)還要旋轉(zhuǎn)。 則總共加工工步有：安裝工件，鉆、擴(kuò)、鉸、車(chē)端面孔、旋轉(zhuǎn)180度、車(chē)槽旋轉(zhuǎn)180度、車(chē)槽旋轉(zhuǎn)180度、車(chē)槽共8步，以此循環(huán)。 2.8 專(zhuān)用機(jī)床的概述為： 圖2－2　工作臺(tái)布置圖 根據(jù)如圖所示工作循環(huán)，本機(jī)床總有8個(gè)工位，每一個(gè)加工工位各有一個(gè)回轉(zhuǎn)夾具和一個(gè)動(dòng)力頭工作臺(tái)，夾具要求動(dòng)力頭既能單獨(dú)工作，又能聯(lián)合自動(dòng)循環(huán)工作，能同時(shí)進(jìn)行鉆孔擴(kuò)端面孔以及倒角、擴(kuò)孔、車(chē)槽、鉸孔等工序。 當(dāng)擴(kuò)孔端面孔及車(chē)槽時(shí)，夾具能自動(dòng)（逆時(shí)針）回轉(zhuǎn)180度，以完成兩端面的任務(wù)，機(jī)床每自動(dòng)循環(huán)一次做完一個(gè)工件時(shí)，工件能自動(dòng)（逆時(shí)針）回轉(zhuǎn)45度，將加工的工件送到操作工位以便裝卸工件。 刀具為液壓無(wú)級(jí)每一個(gè)元件加工時(shí)，在2～5分鐘財(cái)任意調(diào)整，機(jī)床動(dòng)作全部用電氣液壓控制，操作者只需按電鈕，即可進(jìn)行手動(dòng)操作和自動(dòng)循環(huán)工作。 第三章 液壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 3.1 負(fù)載分析： 由切削原理課程可知：高速鋼外頭鑄鐵孔時(shí)的軸向力切削力Ft（以N計(jì)）與鉆頭直徑D，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s（以mm/r計(jì)）和鑄件硬度HB之間的經(jīng)驗(yàn)。 算式為： Ft=25.5Ds0.8(HB)0.6　　　　　　　　　　　　　　　（3－1） 則 Ft＝25.5×13.4×0.30.8×2000.6 算得： Ft＝3203.14 （查〈機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)〉第二版 高等教育出版社 吳宗澤 主編 P2） 查得： 灰鑄鐵的［質(zhì)量］密度是7.0 （）＝7.0×103kg/m3 則 G＝ρ×g×v 算得： G＝7.0×103×110×10－3×72×10－3×9.8 ＝38.1N 設(shè)該工作部件的總重量為6000N 則 Fm＝ 算得： Fm＝357.1 加工Φ13.7的孔一個(gè)，刀具材料為高速鋼工件材料為鑄件，硬度為200HB，機(jī)床工作部件總重量為G＝6000N，快進(jìn)、快退速度V1＝V3＝7m/min，快進(jìn)行程長(zhǎng)度l=70mm，工進(jìn)長(zhǎng)度為l2=130mm往復(fù)運(yùn)動(dòng)加速不希望超過(guò)0.2s，動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌其摩擦系數(shù)fs=0.2;動(dòng)摩擦系數(shù)fd=0.1,液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件使用液壓缸。 則 阻力負(fù)載： 靜摩擦阻力：Ffs=0.2×6000＝1200N 動(dòng)摩擦阻力：Ffd=0.1×6000＝600N 所以 當(dāng)液壓負(fù)啟動(dòng)時(shí)需克服靜摩擦推力就行了，則F＝1333.4N 當(dāng)液壓缸加速時(shí)需克服動(dòng)摩擦力和工作部件重量帶的阻力，即 F＝1063.5N 快進(jìn)時(shí)只需克服摩擦力 F＝666.7N 工進(jìn)時(shí)需克服軸向力和動(dòng)摩擦力 F＝4226.7N 表3－1　液壓缸在各工作階段的負(fù)載值 工況 負(fù)載組成 負(fù)載值 推力F／ηm(N) 啟動(dòng) F=Ffs 1200 1333.4 加速 F=Ffd+Fm 957.1 1063.5 快進(jìn) F=Ffd 600 666.7 工進(jìn) F=Ffd+Ft 3804 4226.7 快退 F=Ffd 600 666.7 注：液壓缸的機(jī)械效率取ηm=0.9。 不考慮動(dòng)力滑臺(tái)上顛覆力矩的作用。 3.2 負(fù)載圖和速度圖的繪制： 負(fù)載圖按上面數(shù)值繪制速度圖已知數(shù)值V1＝V3＝7m/min l1=200mm l2=130mm,快退行程l3=l1+l2=200+130=430mm和工進(jìn)速度V2等繪制如圖所示，其中主軸轉(zhuǎn)速及每分進(jìn)給量求出。 即： V2＝n1s1=n2s2=34.078m/min 約取 34.1m/min 則其負(fù)載圖為： 圖3－1　負(fù)載圖 則速度圖為： 圖3－2　液壓速度圖 3.3 液壓缸主要參數(shù)的確定 由《液壓傳動(dòng)》P178表11－1 執(zhí)行元件形式的選擇得： 運(yùn)動(dòng)形式為：往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和短行程。 采用的執(zhí)行元件形式：活塞缸。 表11－2按負(fù)載選擇執(zhí)行元件工作壓力分為：｛ 所以：鑒于動(dòng)力滑臺(tái)要求快進(jìn)、快退速度相等。這里，液壓缸可選用單桿的，這種情況由《液壓傳動(dòng)》第五章得無(wú)桿腔工作面積A應(yīng)用有桿腔工作面積工作。即：活塞桿直徑d與缸筒直徑D成d0＝0.707D的關(guān)系。 在鉆孔時(shí)，液壓缸回路必須具有背壓P2＝2～5×105Pa（回油路有背壓閥或調(diào)速系統(tǒng)：背壓壓力以0.5MPa計(jì)算） 則按GB2348－80將這些直徑圓整成就接近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得： F1＝（P1A1－P2A2）ηm 推出：A＝（）／（P1－）　　　　　　　　　　　　　　　　（3－2） 代入數(shù)據(jù)得： 算得： A＝70.44cm2 則 D= 算得： D＝9.48cm 則d＝0.3D 算得： d＝2.8cm 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》下冊(cè)（第二版）由化學(xué)工業(yè)出版社 P159表11－133得: D=100mm d=70mm A1=78.54cm2 A2=40.06cm2 活塞桿的計(jì)算： 主要受拉力和壓力作用：（活塞桿材料取45號(hào)鋼 σb=110MPa） d≥　　　　　　　　　　　　　?。?－3） 代入數(shù)據(jù)得： d≥ 算得： d≥0.0686m 因 0.0686m<70mm 驗(yàn)算合格 3.3.1穩(wěn)定性驗(yàn)算： 活塞桿所能承受的負(fù)載FR應(yīng)小于使它保持工作穩(wěn)定的負(fù)載FK、FR的值與活塞材料的性質(zhì)截面形狀、直徑長(zhǎng)度以及安裝方式等因素有關(guān)，可按材料力學(xué)中有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算： 即： FR≤FK/nK 　(其中nK:安全因素，一般取nK=2～4) 則 FK＝FR?nK　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3－6） 算得： FK=4226.7×2＝8453.4 活塞長(zhǎng)度： L=1.01×d2×　　　　　　　　　　　　　　　?。?－5） 代入數(shù)據(jù)得： L=1.01×72× 算得： L=0.309m 則 J＝ 算得： J＝0.000001177 則 rK= 代入數(shù)據(jù)算得： rK=0.00172 所以 ＝ 算得: =179.73 算得結(jié)果為：42.5 因?yàn)? 則 FK＝ 算得：FK＝1.05×1011（N） FK／4＝ 算得結(jié)果為：0.2625×1011>FR 所以，穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果滿足要求 則 液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值為 表3－2　液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值為 工況 負(fù)載 回油腔壓力 進(jìn)油腔壓力 輸入負(fù)載 輸入功率 快進(jìn) 啟動(dòng) 1333.4 P2＝0 0.35 加速 1063.5 P2=P1+△P 0.29 恒速 666.7 0.18 27 0.081 工進(jìn) 4226.7 0.8 1.08 0.5 0.009 快退 啟動(dòng) 1333.4 P2=0 0.33 加速 1063.5 0.5 0.28 恒速 666.7 0.17 28 0.079 3.4液壓缸的組成： 通常它主要是由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個(gè)部分組成的。但是根據(jù)工作具體情況的需要，在此次設(shè)計(jì)中沒(méi)有設(shè)置緩沖裝置都已經(jīng)達(dá)到工作的 3.4.1缸筒和缸蓋的聯(lián)接 　如圖所示： 圖3－3　缸筒和缸蓋的聯(lián)接 一般地說(shuō)，缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。工作壓力P<10MPa時(shí)使用無(wú)縫鋼管，這里所用的聯(lián)接形式為半環(huán)連接式，它的缸筒壁部因開(kāi)了環(huán)形槽而削弱了強(qiáng)度，為此有時(shí)要加厚缸壁，它容易加和裝折，重量較輕，常用于無(wú)縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。 3.4.2　活塞和活塞桿的聯(lián)接 活塞和活塞桿的聯(lián)接形式有很多，這里所用的聯(lián)接是螺紋式連接，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝折方便，但在高壓大負(fù)載下需備有螺帽防松裝置?；钊话阌媚湍ヨT鐵制造，活塞桿是采用空心的，用鋼料制造。 螺紋聯(lián)接形式采用類(lèi)似的如圖所示 圖3－4　活塞和活塞桿連接圖 3.4.3　液壓缸的密封： 圖3－5　液壓缸密封圖 通常中用Ｏ形密封，它是利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈幔在靜、動(dòng)配 合面之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋這間都能使用。 對(duì)于活塞桿外伸部分來(lái)說(shuō)，由于它很容易把臟物帶入液壓缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需要在活塞桿密封處增添防塵圈，并在向著活塞桿外伸的一端。 3.5　液壓系統(tǒng)圖的擬定 3.5.1　 液壓回路的選擇 首先選擇調(diào)速回路，由圖可知，這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，可采用進(jìn)口節(jié)流的調(diào)速形式，為了解決進(jìn)口節(jié)流的調(diào)速形式，為了解決進(jìn)口節(jié)流調(diào)速在孔鉆通時(shí)的滑臺(tái)突然前沖現(xiàn)象，回油路上要設(shè)置背壓閥。 快進(jìn)、快退時(shí)工進(jìn)所花的時(shí)間為： T1=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－7） 代入數(shù)據(jù)： T1＝ 算得： T1＝2.32(s) 0.35 0.29 0.18 1.08 0.33 0.28 0.17 進(jìn)油圖 圖3－６　液壓進(jìn)油圖　 27 0.5 28 輸入流量圖 圖3－7　液壓流量圖 0.081 0.009 0.079 功率圖 圖3－8　液壓功率圖 T2= 算得： T2＝13.74（s） 則 其速比為： φ＝ 代入數(shù)據(jù)算得： φ＝≈2 3.5.2 缸筒厚度 δ＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－8） 查《液壓傳動(dòng)控制》駱簡(jiǎn)文，主編 重慶大學(xué)出版社 P69 (4－12式) Py＝1.25Pn Pn≤16MPa時(shí) 則 δ≥ 算得： δ＝3.68mm 取δ＝5mm 因本缸屬于中低壓系統(tǒng)它的強(qiáng)度已足夠，不需要進(jìn)行校核 則 缸的外徑為： 100＋2×5＝110mm 3.5.3　螺栓的計(jì)算 固定螺栓直徑按式計(jì)算： ds≥　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－9） (查《液壓傳動(dòng)》機(jī)械工業(yè)出版社 P25 5－2式) 其中： F為液壓缸負(fù)載 Z為固定螺栓個(gè)數(shù) K為螺栓擰緊系數(shù) 一般K取1.12～1.5 ［σ］＝ σs為材料屈服極限 則 ds= 算得： ds＝20.7mm 查 《液壓傳動(dòng)》北京理工大學(xué)出版社 李壽剛 編 P93 查得： 缸筒材料多用無(wú)縫鋼管，若缸筒上焊有缸底，耳軸等零部件時(shí)，缸筒用35號(hào)鋼，并需調(diào)質(zhì)處理，若缸筒上無(wú)焊接零件，則用45鋼調(diào)質(zhì)，若缸筒有內(nèi)部油道，常用鑄鋼。 缸筒內(nèi)徑和活塞用配合，表面粗糙度0.4～0.1,缸筒內(nèi)表面研磨，珩磨或滾壓，直徑的圓度不大于直徑公差之半，軸線的直徑線度在500mm長(zhǎng)度上不大于0.03mm端面對(duì)軸線的垂直度100以上應(yīng)小于0.04mm，缸體內(nèi)孔與螺紋或卡環(huán)的同軸度先差為0.02～0.05mm 活塞材料通常用耐磨鑄鐵，個(gè)別用銅（在外徑上套尼龍66或尼龍101耐磨環(huán)）其主要的兩個(gè)問(wèn)題是活塞和缸筒之間的密封以及活塞桿的連接和密封，活塞和活塞桿之的密封多用O形密封圈。 3.5.4　端蓋厚度計(jì)算 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－10） 前面算得： De=200mm dH=150mm db=24mm d1=115mm d2=125mm d=100mm 代入數(shù)據(jù)算得： h=0.11? h=0.0061m(即取h=7mm) 平底缸進(jìn)度計(jì)算： 代入數(shù)據(jù)算得： 算得： h=7.722mm (即取h=8mm) 3.5.5　缸體連接計(jì)算 缸體端部采用螺紋連接進(jìn)其強(qiáng)度計(jì)算為： 螺紋拉應(yīng)力： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－11） 代入數(shù)據(jù)算得： 算得： 螺紋處剪切應(yīng)力計(jì)算： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－12） 代入數(shù)據(jù)算得： 算得： 則 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－13） 代入數(shù)據(jù)算得： 算得： （其中：［σ］ 許用應(yīng)力（MPa） ; 缸體材料的屈服極限（MPa）; n為安全系數(shù) n=1.2～2.5; P 液壓最大推力; D缸內(nèi)徑; K1螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)K1＝0.07～2; d0:螺紋直徑; d1:螺紋內(nèi)徑; t:螺距（m）; K：擰緊螺紋系數(shù) K＝1.25～1.5.） 缸體法蘭連接的螺紋計(jì)算： 螺栓的強(qiáng)度計(jì)算： 螺紋處的拉應(yīng)力： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3－14） 代入數(shù)據(jù)算得： 螺紋處的剪切應(yīng)力： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－15） 代入數(shù)據(jù)算得： 算得： 其合成為： ＝73.4 缸體焊接計(jì)算： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－16） 代入數(shù)據(jù)得： 算得： 因 ≤ 則焊接合格 3.5.6液壓回路的選擇： 圖3－９　調(diào)速回路 首先選擇調(diào)速回路，由其前面的工況圖得：這臺(tái)機(jī)床系統(tǒng)的功率大小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低。工作負(fù)載變化不大，可采用節(jié)口節(jié)流調(diào)速回路。為解決進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路在鉆孔時(shí)的滑臺(tái)，突然前沖現(xiàn)象，回油路上要設(shè)置背壓閥。 　　　　　?。ㄗⅲ? 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的使用普遍，但由于執(zhí)行元件的回油不受限制，所以不宜用在超越負(fù)載（負(fù)載方向與運(yùn)動(dòng)方向相同）的場(chǎng)合。閥應(yīng)安裝在液壓執(zhí)行元件的進(jìn)油路上，多用于輕載，低速場(chǎng)合，對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高時(shí)，可采用節(jié)流閥對(duì)速度穩(wěn)定性要求較高時(shí)，應(yīng)用調(diào)速閥該回路效率低功率損失大。） 其次是選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路， 系統(tǒng)中采用節(jié)流高速回路后，不管采用什么油源形式都必須有單獨(dú)的油路直接向液壓缸兩腔以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 圖3－10　換接回路圖 (注： 換接回路的功用是使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作循環(huán)中有一種運(yùn)動(dòng)速度換成另一運(yùn)動(dòng)速度。 ) 圖示用行程程閥來(lái)實(shí)現(xiàn)快慢速度換接速度回路，當(dāng)換向閥右位和行程閥下位接入回路中時(shí)，節(jié)流閥被短路，流入液壓缸左腔的壓力油使活塞快速向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞移動(dòng)到擋塊壓下行程閥的位置時(shí)，行程閥關(guān)閥液壓缸右腔的油液必須通過(guò)節(jié)流閥才能流回油箱，活塞運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁俟みM(jìn)，當(dāng)換向閥在位接入回路時(shí)，壓力油經(jīng)單向閥進(jìn)入液壓缸右腔，活塞快速向左返回這種快慢換接過(guò)程比較平穩(wěn)，活塞換接點(diǎn)較易控制，缺點(diǎn)是行程閥的安裝位置不能任意布置，管路連接較為復(fù)雜，如將行程閥改用電磁閥，并通過(guò)擋塊下的電氣行程開(kāi)關(guān)操作縱也可實(shí)現(xiàn)上述的快慢)自動(dòng)換接，這樣雖可靈活地布置電磁閥的安裝位置，但換接平穩(wěn)性和慢換接精度沒(méi)有行程閥好！ 溢流定壓回路： （注： 它是通過(guò)改變回路中流量控制元件通流截面積的大小來(lái)控制流入執(zhí)行元件或自動(dòng)執(zhí)行元件流出流量以調(diào)節(jié)真運(yùn)動(dòng)速度，定壓式節(jié)流調(diào)速回路的一般形式都是使用定量泵，并且必須并聯(lián)一個(gè)溢流閥。） 圖3－11　溢流定壓回路圖 卸荷回路： 卸荷回路的功用是在液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)不須頻繁啟閉的情況下，使液壓泵在零壓或很低壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，以減少功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長(zhǎng)液壓泵和電機(jī)的使用壽命。 把上面所選回路組合在一起，得到的圖為則液壓回路的綜合： 圖3－12　液壓系統(tǒng)圖 表3－3　鉆擴(kuò)鉸動(dòng)作情況表 序號(hào) 動(dòng)作名稱(chēng) 工位代號(hào) 記號(hào)來(lái)源 電磁鐵編號(hào) 1DT 2DT 3DT 3 動(dòng)力頭 快進(jìn) 1K3 ＋ － ＋ 4 工進(jìn) K7 ＋ － － 5 快退 K8 － ＋ － 6 停止 K10 － － － 3.6　液壓元件的選擇 3.6.1選擇液壓泵 　　　　液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸?shù)较到y(tǒng)中去的湍流的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。 液壓泵在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力1.08MPa，如取進(jìn)油路上壓力損失為0.8MPa,則流量泵的最大工作壓力為：1.08＋0.8＝1.88MPa。 　　供油時(shí)最大輸入流量為28L／min若回路中的泄漏按10%的輸入 流量估計(jì)， 則溢流閥的最小穩(wěn)定流量為2.8L／min，而工進(jìn)時(shí)輸入的流量為0.5L／min所 以流量泵的最小規(guī)格為3.3L／min. 根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品目錄，最后確定選取CB－B4單級(jí)齒輪 泵主要技術(shù)規(guī)格為： 型號(hào)：CB－B4; 工作壓力：25（公斤／平方厘米）;轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)／分 傳動(dòng)功率（千瓦）：0.21; 容積效率（ηV）≥0.85; 重量：2.8公斤 生產(chǎn)廠：上海機(jī)床廠 取單級(jí)齒輪的總效率取ηP＝0.75 則液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的功率為： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－17） 代入數(shù)據(jù)算得： 根據(jù)此查閱電機(jī)產(chǎn)品目錄最后選定Y801－2型電動(dòng)機(jī)。 其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為： 額定功率：0.75Kw; 滿載：2825; 額定轉(zhuǎn)矩：2.2; 質(zhì)量：16Kg 同步轉(zhuǎn)速：300r/min; 2極 齒輪泵的優(yōu)缺點(diǎn)： 外嚙合齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，制造方便，價(jià)格低廉，工作可靠，自吸能力強(qiáng)（容許的吸油真空度大），對(duì)油液污染不敏感，維護(hù)容易。它的缺點(diǎn)是一些機(jī)件承受不平衡徑向力，磨損嚴(yán)重，泄漏大，工作壓力的提高受到限制。此外，它的流量脈動(dòng)大，因而壓力脈動(dòng)和噪聲都較大。 3.6.2閥類(lèi)元件及輔助元件 　　液壓閥的作用　 液壓閥是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中油液系統(tǒng)中的流動(dòng)方向或調(diào)節(jié)其壓力和流量的。一個(gè) 形狀相同的閥，可以因?yàn)樽饔脵C(jī)制的不同，而具有不同的功能。壓力閥和流量閥利用截面的節(jié)流作用控制著系統(tǒng)的壓力和流量，而方向閥則利用通流的更換控制著湍流的流動(dòng)方向。這就是說(shuō)，盡管液壓閥存在著各種各樣的不同的類(lèi)型，它們之間還是保持著一些基本共同之點(diǎn)的。 在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都由閥體、閥心（座閥或滑閥）和驅(qū)動(dòng)心動(dòng)的元、部件組成。 在工作原理上，所有閥的開(kāi)口大小，閥進(jìn)、出口間的壓差以及流過(guò)閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。 輔助裝置的功用 液壓系統(tǒng)中的輔助裝置，如蓄能器、濾油器、油箱、熱交換器、管件等，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、工作穩(wěn)定性、工作壽命、溫升等都有直接影響，必須予以重視。其中油箱須根據(jù)系統(tǒng)要求自行設(shè)計(jì)，其它輔助裝置則做成標(biāo)準(zhǔn)件，供設(shè)計(jì)時(shí)選用。 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類(lèi)元件和輔助元件的實(shí)際流量可選出這些元件的型號(hào)和規(guī)格： 表3－4　液壓元件選擇圖 序號(hào) 元件名稱(chēng) 估計(jì)通過(guò)流量 型號(hào) 規(guī)格 生產(chǎn)廠家 1 單級(jí)齒輪泵 CB－B4 28L／min 上海機(jī)床廠 2 三位四通電磁閥 63 34E－10※ 3 二位二通電磁閥（2） 63 22D－63 4 二位二通電磁閥（1） 10 22D－10 5 單向閥1 63 I－63 6 單向閥2 63 I－63 7 單向閥3 25 I－25 8 粗過(guò)濾器 32 XU－B32×100 25Kg/cm2 9 溢流閥 4.5 YF3－E10B 16MPa 10通徑 10 壓力表開(kāi)關(guān) KF3－E3B 16MPa 3測(cè)點(diǎn) 11 調(diào)速閥 <1(L/min) AXQF-E10B 16MPa 10通徑 選擇油管 液壓系統(tǒng)中使用的油管種類(lèi)很多，如鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來(lái)正確選用。 油管的管徑不宜選得過(guò)大，以免使液壓裝置的結(jié)構(gòu)龐大，但也不能選得太小，以免使管內(nèi)液體流速加大，系統(tǒng)壓力損失增加或產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，影響正常工作。 在強(qiáng)度保證的情況下，管壁可盡量選得薄些。薄壁易于彎曲，規(guī)格較多，裝接較容易，采用它可減少管系統(tǒng)接頭數(shù)目，有助于解決系統(tǒng)泄漏問(wèn)題。 液壓系統(tǒng)中的泄漏問(wèn)題大部分都出現(xiàn)在它管系中的接頭上，為此對(duì)管材的選用，接頭形式的確定（包括接頭設(shè)計(jì)、墊圈、密封、箍套、防漏涂料的選用等），管系的設(shè)計(jì)（包括彎管設(shè)計(jì)、管道支承和支承形式的選取等）以及管道的安裝（包括正確的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、清洗、組裝等）都要仔細(xì)，以免影響整個(gè)系統(tǒng)的使用質(zhì)量。 各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)出油管則按輸入排出最大流量計(jì)算，由于液壓泵具體選定之后，液壓缸在各階段進(jìn)出流量已與原來(lái)數(shù)值不同，則需要重新計(jì)算，見(jiàn)表 表3－5　元件選擇后的工作情況表 快進(jìn) 工進(jìn) 快退 輸入流量 0.5 排出流量 運(yùn)動(dòng)速度 根據(jù)這些數(shù)值：當(dāng)油液在壓力管中流速取3m/min時(shí)，按《液壓傳動(dòng)》式（7－8）算得和液壓缸無(wú)桿腔和有桿腔相連油管內(nèi)徑分別為： mm mm 算得： d=18.54mm d=9.86mm 這兩根管都按JB827－60選用內(nèi)徑10mm、外徑20的無(wú)縫鋼管 選擇油箱 油箱的功用： 　　油箱的功用主要是儲(chǔ)存油液，此外還起著散發(fā)油液中的熱量（在周?chē)h(huán)境溫度較較低的情況下是保持油液中熱量）、釋出混　在油液中的氣體、沉淀油液中污物等作用。　　 油箱容積按《液壓傳動(dòng)》式（7－7）估算，當(dāng)取ξ為4時(shí)，求得其容積為： 按GB2876－81規(guī)定取最接近的標(biāo)準(zhǔn)值： 取得：V＝125L 3.7　液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 3.7.1回路壓力損失驗(yàn)算 由于系統(tǒng)的具體管路布置沿未確定，整個(gè)回路的壓力損失無(wú)法估算，僅只閥類(lèi)元件對(duì)壓力損失造成的影響可以看出來(lái)，供調(diào)定系統(tǒng)中某些壓力值時(shí)參考，這里估算從略。 3.7.2　油液溫升驗(yàn)算 工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中所占的時(shí)間比例很大，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用工時(shí)的情況來(lái)計(jì)算。 工進(jìn)時(shí)液壓缸的有效功率為： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－18） 代入數(shù)據(jù)得： P0 則泵的總輸出功率： 代入數(shù)據(jù)得： =0.744Kw 由此得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： Hi= 代入數(shù)據(jù)算得： Hi=0.744-0.041=0.703Kw 按《液壓傳動(dòng)》式（11－3）求出油液溫升近似值： △ T 代入數(shù)據(jù)得： △ T ＝28.1度 溫升沒(méi)有超出允許范圍，液壓系統(tǒng)不設(shè)置冷卻器。 液壓缸緩沖計(jì)算： Pcmax 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－20） 設(shè)緩沖壓力為Pc=0.8 則代入數(shù)據(jù)算得： 液壓裝置中的控制系統(tǒng)可以是用液壓來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)，（液壓開(kāi)關(guān)的控制系統(tǒng)、液壓伺服控制系統(tǒng)、液壓比例控制系統(tǒng)等），也可以不是（繼電器控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)等）。但不管是與不是，它們都必須設(shè)計(jì)得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作用迅速、準(zhǔn)確、平穩(wěn)、可靠、經(jīng)濟(jì)耐用。 第四章　結(jié)論 本次設(shè)計(jì)主要是涉及機(jī)械加工和液壓傳動(dòng)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，曾遇到許多問(wèn)題，在老師的指導(dǎo)下和同學(xué)的幫助下最終完成了本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)是對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)里所學(xué)的知識(shí)綜合大考驗(yàn)，查閱資料，以及對(duì)此綜合運(yùn)用把我在大學(xué)里所學(xué)的知識(shí)不斷綜合達(dá)到學(xué)以致用目的，同時(shí)我們?cè)谠O(shè)計(jì)中正確對(duì)待所遇問(wèn)題，從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題了解整個(gè)過(guò)程，這對(duì)于我們即將走出校門(mén)，參加工作有著很大的幫助。 參考文獻(xiàn) ［1］ 張　捷.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)［M］.西南交大出版社，2006.2 ［2］ 章宏甲.液壓傳動(dòng)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.8 ［3］ 施　平.機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)［M］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.8 ［4］ 中國(guó)紡織大學(xué)工程圖學(xué)考研室等編.畫(huà)法幾何及工程制圖.［M］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1997.5 ［5］ 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）［M］.高等教育出版社.2004.4 [6]　李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 　　[7] 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)第四版[M]，北京：高等教育出版社，1997.4 致謝 本次設(shè)計(jì)是對(duì)我們即將結(jié)束的大學(xué)四年里最后一次設(shè)計(jì)，在四年里，我不僅學(xué)習(xí)了本專(zhuān)業(yè)各門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，并且學(xué)有所得，這離不開(kāi)老師和學(xué)校的精心培養(yǎng)，和同學(xué)們的幫助，才有我豐富的大學(xué)學(xué)習(xí)、生活環(huán)境，在此次設(shè)計(jì)中，遇到了許多的問(wèn)題，我得到了指導(dǎo)老師耐心的幫助，老師每周都按時(shí)給我們指導(dǎo)，對(duì)同學(xué)得謁可親，和老師交流起來(lái)很隨和，這對(duì)設(shè)計(jì)有莫大的幫助，使我們對(duì)此次設(shè)計(jì)充滿了信心，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)也有了清楚的認(rèn)識(shí)和重視。使我們按時(shí)完成本次設(shè)計(jì)。 同時(shí)，也感謝許多的同學(xué)對(duì)我的幫助，有了同學(xué)的幫助使我加快了些設(shè)計(jì)的進(jìn)度， 大學(xué)四年即將過(guò)去，在這四年的時(shí)間里學(xué)校給我留下了十分深刻的印象，在這里有教導(dǎo)我學(xué)習(xí)工作的老師，有關(guān)心互助的同學(xué)，有親密無(wú)間的朋友，有我留下汗水后的收獲，也有失敗后留給我的堅(jiān)強(qiáng)，有大家共同創(chuàng)造的學(xué)習(xí)、生活環(huán)境。 在此特別感謝！