機械畢業(yè)設(shè)計（論文）-立臥式組合機床液壓系統(tǒng)設(shè)計【全套圖紙】.doc

河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）立臥式組合機床液壓系統(tǒng)設(shè)計摘 要本文主要闡述了立臥式組合機床液壓系統(tǒng)設(shè)計，通過組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的工況分析、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)、制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖、液壓元件的選擇以及系統(tǒng)性能驗算、繪制工程圖，編制技術(shù)文件。熟悉機床液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法和設(shè)計步驟，使機床依次實現(xiàn)工件定位、夾緊、快進、工進、停留、快速退回等待下次加工等動作。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)。本系統(tǒng)采用一臺液壓泵向多個液壓缸供油，當系統(tǒng)對流量的需求量變化較大時，采用蓄能器增速回路，可減少系統(tǒng)的功率損失和發(fā)熱。立臥式組合機床液壓系統(tǒng)是用來控制液壓動力滑臺的，通過控制動力滑臺來實現(xiàn)組合機床的各個動作從而完成工件的加工。本液壓系統(tǒng)中有五個液壓缸，其中兩個為工作進給缸，一個定位缸，一個夾緊缸和一個輸送缸。該系統(tǒng)中采用標準液壓動力滑臺，自動化程度高，定位、夾緊均有液壓系統(tǒng)實現(xiàn)，進行工進立、臥滑臺也可同時實現(xiàn)工作循環(huán)。滿足各工位快進、工進、快退之間互不干涉的要求。采用進口節(jié)流加背壓的調(diào)速方法，順序背壓閥在快進時只形成很小的背壓，功率損失?。还みM時該閥能自動的使背壓加大，進給速度平穩(wěn)。通過與電氣系統(tǒng)的配合，可自動完成設(shè)計要求全部動作。關(guān) 鍵 詞：組合機床，動力滑臺，液壓系統(tǒng)，泵，蓄能器 全套圖紙，加153893706 VERTICAL AND HORIZONTAL COMBINATION MACHINE HYDRAULIC SYSTEM DESIGNABSTRACTThis thesis describes the combination of vertical and horizontal hydraulic system design，power sliding through a combination of machine tool hydraulic systems working condition analysis to determine the main parameters of the hydraulic system, the development of the basic program, developed hydraulic system diagram, hydraulic component selection and system performance checking, drawing engineering drawings and technical documents. Familiar with hydraulic system design methods and design steps, so that the machine in order to achieve workpiece positioning, clamping, fast forward, work into, stay, quickly returned to wait for the next processing and other activities. Design a simple structure, reliable operation, low cost, high efficiency, simple operation, easy maintenance, hydraulic drive system.The system uses a hydraulic pump to a plurality of hydraulic cylinder oil, and when large changes of the flow demand, the use of growth accumulator circuit, the system can reduce the power loss and heat. Combination of vertical and horizontal hydraulic system is used to control the hydraulic power sliding table, by controlling the power slider to achieve the combination of the various actions in order to complete the machine workpieces. The hydraulic system has five cylinders, two of which work feeding cylinder, a positioning cylinder, a clamping cylinder and a delivery cylinder. The system uses standard hydraulic power slide, high degree of automation, positioning, clamping hydraulic systems were implemented for workers into the vertical, horizontal sliding table can simultaneously achieve work cycle. Fast forward to meet each station, work forward, rewind, mutual non-interference between the requirements. Imported throttling back pressure of the speed control method, the order in fast forward back pressure valve formed only a small back pressure, the power loss is small; work into the valve can automatically when the back pressure increased, the feed rate steady . Through the cooperation with the electrical system, the design requirements can be done automatically all the action.KEY WORDS： Combined Machine Tools，Power Sliding Feed Table，Hydraulic System，Pump，accumulator符號說明符 號單 位意 義M牛.米彎矩Ft牛軸向切削力F牛力n轉(zhuǎn)每分轉(zhuǎn)速d毫米直徑v米每秒速度f轉(zhuǎn)每毫米進給量L毫米長度P千瓦功率T牛.米扭矩q升每分流量p帕壓力t秒時間D臥毫米臥式動力滑臺液壓缸活塞桿外徑D立毫米立式動力滑臺液壓缸活塞桿外徑L毫米組合機床行程V毫升每轉(zhuǎn)液壓泵的排量P瓦特系統(tǒng)功率系統(tǒng)效率n轉(zhuǎn)每分轉(zhuǎn)述VIII 目 錄前 言1第1章 液壓系統(tǒng)工況分析31.1理論依據(jù)、設(shè)計方法和研究步驟31.2立臥式組合機床的工作原理31.2.1機床的主要運動31.2.2動力滑臺的特性41.3組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的使用要求及負載分析4第2章 方案分析及液壓原理圖的擬定62.1立臥式動力滑臺工作要求62.2計算液壓缸的外負載、繪制工作循環(huán)圖62.3計算液壓缸外負載，繪制工作循環(huán)圖62.3.1動力滑臺軸向切削力的計算62.3.2計算液壓缸外負載、繪制工作循環(huán)圖82.4擬定液壓系統(tǒng)方案、繪制液壓系統(tǒng)原理圖92.4.1擬定液壓系統(tǒng)方案、繪制液壓系統(tǒng)原理92.4.2繪制液壓系統(tǒng)圖132.4.3該系統(tǒng)工作原理分析15第3章 元件的參數(shù)計算與選擇173.1確定液壓缸的主要參數(shù)173.1.1初選液壓缸的工作壓力173.1.2確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)173.2 計算臥式動力滑臺液壓缸的工作壓力和輸入功率183.2.1計算臥式動力滑臺液壓缸的工作壓力183.2.2計算液壓缸的輸入功率193.3 設(shè)計計算立式動力滑臺液壓缸203.3.1選取工作壓力及背壓力203.3.2確定液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸203.3.3認證液壓缸筒壁厚203.3.4定液壓缸筒的長度213.3.5校核活塞桿的穩(wěn)定性213.3.6液壓缸各截面積223.3.7初定液壓缸流量223.3.8計算液壓缸的輸入功率223.4 選擇液壓泵233.4.1液壓泵工作壓力、流量、驅(qū)動功率計算233.5蓄能器的選擇243.6選擇液壓閥253.6調(diào)整各閥的參數(shù)263.6.1流量閥各參數(shù)的調(diào)定263.6.2壓力閥參數(shù)的調(diào)定273.6.3其他閥壓力參數(shù)的調(diào)定283.6.4油管的尺寸29第4章 集成塊的設(shè)計304.1 集成塊簡介304.2 集成塊的設(shè)計原則304.3 集成塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計314.4 集成塊裝配與調(diào)試32第5章 油箱的設(shè)計335.1確定油箱容量335.2油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計33第6章 系統(tǒng)穩(wěn)定性驗算376.1液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核376.2系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核396.2.1系統(tǒng)效率395.2.2系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核39結(jié) 論41參考文獻42致 謝44前 言液壓技術(shù)是現(xiàn)代機械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素，是一門新的技術(shù)。上個世紀60年代以后，隨著原子能科學(xué)、空間技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域之中，在工程機械、冶金、軍工、農(nóng)機、汽車、輕紡、船舶、石油、航空、和機床工業(yè)中，液壓技術(shù)也得到了普遍的應(yīng)用。當前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低消耗、經(jīng)久耐用、高度集成化等方向發(fā)展；同時，新型液壓元件的應(yīng)用，液壓系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計、計算機仿真和優(yōu)化、微機控制等工作，也取得日益取得了顯著的成果。應(yīng)用液壓技術(shù)的程度已成為衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標志之一。正確合理地設(shè)計與使用液壓系統(tǒng)，對于提高各類液壓機械及裝置的工作品質(zhì)和經(jīng)濟性能具有重要意義。作為一種高效率的專用機床，組合機床在大批、大量機械加工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。本次畢業(yè)設(shè)計將以組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)設(shè)計為例，介紹該組合機床液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法和設(shè)計步驟，其中包括組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟與設(shè)計要求、主要參數(shù)確定、液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證等。組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計的專用部件和夾具而組成的半自動或自動專用機床。組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。組合機床是為一定的加工對象設(shè)計和制造的，用來專門完成一種工件的一道或幾道工序。這種機床通常是用很多刀具同時進行切削，且實現(xiàn)了輔助動作的自動化，故生產(chǎn)效率高，能穩(wěn)定地保證加工質(zhì)量，同時還可減輕勞動強度。一臺組合機床主要由滑臺、鉆削頭、夾具、多軸箱、動力箱、立柱、立柱底座、中間底座、側(cè)底座以及控制部件和輔助部件等組成。其中夾具和多軸箱是按加工對象設(shè)計的專用部件，其余均為通用部件，且專用部件中的絕大多數(shù)零件（約70 %90 %）也是通用零件。加工時，刀具由電動機通過動力箱、多軸箱驅(qū)動作旋轉(zhuǎn)主體運動，并通過各自的滑臺帶動作直線進給運動。組合機床通常采用多軸、多刀、多面、多工位同時加工的方式，能完成鉆、擴、鉸、鏜孔、攻絲、車、銑、磨削及其他精加工工序，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。液壓系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、動作靈活、操作方便、調(diào)速范圍大、可無級連讀調(diào)節(jié)等優(yōu)點，在組合機床中得到了廣泛應(yīng)用。液壓傳動具有：輸出力大、易實現(xiàn)無級調(diào)速且調(diào)速范圍大、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)自動控制、定位精度高、傳動平穩(wěn)、使用壽命產(chǎn)長、機構(gòu)簡單和操作方便等優(yōu)點?，F(xiàn)在液壓產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防等各個部門。而動力滑臺又在許多機床上都要用到，所以動力滑臺的液壓傳動設(shè)計顯得十分重要和迫切。隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，國民經(jīng)濟各個部門迫切需要各種各樣的質(zhì)量優(yōu)、性能好、能耗低、價格廉的液壓機床產(chǎn)品。其中，產(chǎn)品設(shè)計是決定產(chǎn)品性能、質(zhì)量、水平、市場競爭能力和經(jīng)濟效益的重要環(huán)節(jié)。產(chǎn)品的設(shè)計包括液壓系統(tǒng)的功能分析、工作原理方案設(shè)計和液壓傳動方案設(shè)計等。這些設(shè)計內(nèi)容就是本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容。很明顯，液壓系統(tǒng)設(shè)計本身如果存在問題，常常屬于根本性的問題，可能造成液壓機床性能帶來較大的影響甚至可能是災(zāi)難性的失誤。第1章 液壓系統(tǒng)工況分析1.1理論依據(jù)、設(shè)計方法和研究步驟液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計是整個機器設(shè)計的一部分，它與主機的設(shè)計是密切相關(guān)的。液壓系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、動作靈活、操作方便、調(diào)速范圍大、可無級連讀調(diào)節(jié)等優(yōu)點，在組合機床中得到了廣泛應(yīng)用。當經(jīng)過全面方案論證，確定一部機器或機器的一部分的傳動方式采用液壓傳動后，則考慮液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容和一般流程如下：1、明確對液壓系統(tǒng)的要求2、分析主機工況，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)3、進行方案設(shè)計，初擬液壓系統(tǒng)原理圖4、計算和選擇液壓元件5、驗算液壓系統(tǒng)的性能6、繪制正式系統(tǒng)工作圖，編織技術(shù)文件1.2立臥式組合機床的工作原理1.2.1機床的主要運動組合機床各動力滑臺由電動機帶動液壓泵提供進給動力，依次的完成工件的輸送、定位、夾緊、快進、工進、快速返回等待下一次加工。機床工作時，工件先通過輸送液壓缸輸送至指定位置，微調(diào)后按下按鈕工件裝入定位夾緊裝置，按工件開始定位和夾緊，當工進夾緊后夾緊回路的壓力會上升，當回路的壓力達到壓力繼電器的調(diào)定壓力時，壓力繼電器發(fā)出信號。然后立式動力滑臺和臥式動力滑臺同時進行快速進給、工進和快退等加工動作，與此同時，刀具電動機也啟動工作，切削液泵在工進過程中提供切削液。加工結(jié)束后，動力滑臺退回到原位，夾緊裝置松開并拔出定位銷，輸送裝置將工件運出一次完整加工的工作循環(huán)結(jié)束。1.2.2動力滑臺的特性動力滑臺是由滑座、滑鞍和驅(qū)動裝置組成，實現(xiàn)直線進給運動的動力部件。根據(jù)被加工零件的工藝要求，在滑鞍上安裝動力箱（用以配多軸箱）或切削頭（如鉆削頭、鏜削頭、銑削頭、攻螺紋頭等主軸部件配以傳動裝置），可以完成鉆、擴、鉸、鏜孔、倒角、刮端面、銑削及攻螺紋等工序；此外，滑臺還可當移動工件臺使用，裝上檢測裝置也可完成自動檢測等工序?；_本身可以安裝在側(cè)底座上、立柱上或傾斜的底座上，以便配合成臥式、立式或傾斜式等形式的組合機床。液壓滑臺和液壓傳動裝置是兩個分離的獨立部件。滑臺上裝有液壓缸。液壓缸固定在滑座上，活塞桿通過支架與滑鞍連接。工作時，液壓傳動裝置的壓力油通過活塞桿帶動滑鞍沿滑座頂面的導(dǎo)軌移動。1.3組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的使用要求及負載分析設(shè)計對象為一臺加工柴油機機體的立臥式組合機床。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下：柴油機機體材料：HT250；硬度：HB180250。在左側(cè)面：鉆8孔，鉆通；鉆4-12孔，深28；鉸孔50孔，深10；在頂面：擴孔2-11.7孔，通孔；擴孔8-12，深45；鉆孔8，通孔。表1-1滑臺名稱重量（Kg）速度（m/min）行程（mm）快進工進快進工進快退臥式滑臺130060.0550.111030140立式滑臺110060.0450.110050150工作循環(huán)為：輸送工件工件定位夾緊快進工進停留快速退回等待下次加工。靜摩擦系數(shù)fs=0.2，動摩擦系數(shù)fd=0.1，工作臺要求運動平穩(wěn)，但可以隨時停止運動，兩動力滑臺完成各自循環(huán)時互不干擾，夾緊可調(diào)并能保證。加工工件時要求定位并加緊后在進行鉆孔加工，這是三缸順序動作，不能失誤。工作時夾緊缸的夾緊力不得失壓且大小可調(diào)；動力滑臺應(yīng)能實現(xiàn)啟動快進工進死檔鐵停留快退原位停止的自動工序循環(huán)如圖1.1所示，以提高機床生產(chǎn)率；滑臺工況轉(zhuǎn)換要平穩(wěn)，功率損失要小。圖1-1 工序循環(huán)圖第2章 方案分析及液壓原理圖的擬定2.1立臥式動力滑臺工作要求立臥式動力滑臺是組合機床用來實現(xiàn)進給運動的通用部件，配置動力頭和主軸箱后可以對工件完成各種孔加工、端面加工等工序。液壓動力滑臺用液壓缸驅(qū)動，可實現(xiàn)多種進給工作循環(huán)。對液壓動力滑臺液壓系統(tǒng)的性能的主要要求是速度換接平穩(wěn)，進給速度穩(wěn)定，功率利用合理，系統(tǒng)效率高，發(fā)熱少。2.2計算液壓缸的外負載、繪制工作循環(huán)圖為了能夠使機床工作平穩(wěn)，便于實現(xiàn)自動化和簡化設(shè)計制造過程，可采用標準液壓動力滑臺?；_的動作循環(huán)為：快速前進接近工件，然后按工作進給速度鉆孔，由于被加工上有不通孔，故加工到位碰擋鐵，以保證行程終點的精度，接著快速退回到原位，最后自動停止。為了便于機床自動化和產(chǎn)生足夠的夾緊力，工件的定位夾緊也用液壓實現(xiàn)。而工件的定位夾緊和動力滑臺的運動三者之間必須按照一定的順序進行，也就是說，應(yīng)先定位，然后在夾緊，然后兩動力滑臺作自動循環(huán)，最后松開工件和退出定位銷，以便運輸帶裝入第二個工件。為了提高生產(chǎn)率，左右滑臺同時實現(xiàn)工作循環(huán)，這就要求系統(tǒng)能防止相互干擾。液壓系統(tǒng)的工作要求2.3計算液壓缸外負載，繪制工作循環(huán)圖2.3.1動力滑臺軸向切削力的計算 1、臥式動力滑臺軸向切削力的計算臥式動力滑臺要完成的加工任務(wù)如下：鉆8孔，鉆通；鉆4-12孔，深28；鉸孔50孔，深10。由加工任務(wù)可知，軸向切削力由三部分構(gòu)成，分別是鉆8孔、12孔和50孔。設(shè)其分別產(chǎn)生的切削推力為Ft8、 Ft12 和Ft50。Ft8=26=764.69N (2-1)Ft12=26 =6811.89N (2-2)Ft50=51.4= = 9510.18N (2-3)綜上所述，臥式滑臺的總切削推力Ft臥= Ft8+ Ft12 +Ft50=764.69+6811.89+9510.18=17086.75N (2-4) 2、立式動力滑臺軸向切削力的計算臥式動力滑臺要完成的加工任務(wù)如下：擴孔2-11.7孔，通孔；擴孔8-12，深45；鉆孔8，通孔。由加工任務(wù)可知，軸向切削力由三部分構(gòu)成，分別是擴11.7孔、12孔和鉆8孔。設(shè)其分別產(chǎn)生的切削推力為Ft11.7、 Ft12 和Ft8Ft11.7=753.31N (2-5) Ft12=7210.25N (2-6) Ft8=26=3093.04N (2-7)綜上所述，立式滑臺的總切削推力Ft立= Ft11.7+ Ft12 +Ft8 =753.31+7210.35+3093.04 =11056.61N (2-9)2.3.2計算液壓缸外負載、繪制工作循環(huán)圖1、立臥式動力滑臺的運動和負載分析（1）運動分析設(shè)計負載分析說明總已給定各階段的運動參數(shù)。（2）負載分析軸向切削力 ： Ft臥=18985.28N (2-10) Ft立=12285.12N (2-11)摩擦阻力 ： =2831.11N (2-12) =2395.56N (2-13) =1415.56N (2-14) =1197.78N (2-15)慣性阻力 ： =481.48N (2-16) =407.41N (2-17)背壓阻力 本次液壓系統(tǒng)設(shè)計采用的是進口節(jié)流調(diào)速，回路裝背壓閥的回路。依照經(jīng)驗公式選取系統(tǒng)背壓為0.3MPa。根據(jù)上述分析（忽略傾覆力矩的作用）可計算出液壓缸在各階段的負載，如表2-1所示。表2-1液壓缸負載工況負載組成F臥式動力滑臺立式動力滑臺推力F(N)速度（）推力F(N)速度（）啟動2831.112395.56加速1897.042802.97快速1415.560.11197.780.1工進18502.310.000920.001713482.930.000750.0017制動1415.560.11197.780.12、負載圖和速度圖根據(jù)題目中給定的參數(shù)和表2-1中的數(shù)值繪制液壓缸的F-l和v-l速度圖，如圖2-1、2-2所示。2.4擬定液壓系統(tǒng)方案、繪制液壓系統(tǒng)原理圖2.4.1擬定液壓系統(tǒng)方案、繪制液壓系統(tǒng)原理1、調(diào)速與速度換接回路這臺機床的液壓滑臺工作進給速度低，傳遞功率也較小，很適宜選用節(jié)流調(diào)速方式，由于鉆孔時切削力變化小，而且是正負載，同時為了保證切削過程速度穩(wěn)定，采用調(diào)速閥進口節(jié)流調(diào)速，為了增加液壓缸運行的穩(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，滑臺由快進轉(zhuǎn)工進時，速度變化較大，選用行程閥換接速度，以減小壓力沖擊。如圖2-3所示。圖2-1 調(diào)速與速度換接回路圖考慮到該機床在工作進給時負載較大，速度較低，而在快進、快退時負載較小，速度較高，從節(jié)省能量，減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用泵加蓄能器供油回路。左右滑臺在工作時要互不干擾。快進時由泵和蓄能器聯(lián)合供油，工進時由泵單獨供油，效率高。2、換向回路此機床快進時采用液壓缸差動連接方式，使其快速往返運動，即快進、快退速度基本相等。由于液壓缸采用了差動連接，電磁換向閥宜采用三位四通閥，為了保證機床調(diào)整時可停在任意位置上，現(xiàn)采用中位機能O型。快進時，液壓缸的油路差動連接，進油路與回油路串通，且又不允許經(jīng)背壓閥流回油箱。轉(zhuǎn)為工進后進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、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，其控制油與進入換向閥的壓力油連通，于是快進時液壓缸的回油被液控順序閥切斷（快進空行程為低壓，此閥打不開），只有經(jīng)單向閥與進油匯合，轉(zhuǎn)工進后（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，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。如圖2-2所示。圖2-2 換向回路3、壓力控制回路液壓泵與蓄能器各設(shè)一溢流閥調(diào)壓，工進時只有泵供油，系統(tǒng)所需的流量較小，此時泵通過溢流閥1開始向蓄能器供油。當蓄能器充液完成后，蓄能器支路壓力升高，當達到溢流閥3的挑定壓力時，系統(tǒng)開始卸荷。單向閥2在此處阻隔了泵和蓄能器之間的壓力干涉。當系統(tǒng)壓力較小蓄能器提供的壓力大于泵提供的壓力，此時單向閥打開。隨著液壓缸進入工進狀態(tài)系統(tǒng)壓力開始上升，系統(tǒng)的壓力開始高于蓄能器的壓力，此時單向閥關(guān)閉。圖2-3 換向回路圖（2）4、定位、夾緊、輸送系統(tǒng)回路由于系統(tǒng)的定位、夾緊液壓缸的工作面積，行程均不大，主要采用蓄能器供油即可。為了保證工件的定位夾緊安全可靠，在夾緊回路上安裝蓄能器，當工件夾緊后系統(tǒng)壓力升高，當系統(tǒng)壓力達到壓力繼電器的調(diào)定值之后，壓力繼電器發(fā)出電信號給點吃換向閥，系統(tǒng)執(zhí)行快進、工進動作。在本次設(shè)計中定位、夾緊回路中換向閥均采用帶定位裝置的電磁閥。夾緊壓力比系統(tǒng)低，且要求既穩(wěn)定，又可調(diào)，故采用減壓閥減壓，減壓閥后設(shè)置一單向閥，這可增加夾緊的可靠性與安全性。先定位后夾緊的順序動作，由順序閥完成。為了使松開工件不受順序閥影響，使單向閥的順序閥并聯(lián)。因輸送回路特別要求，本次設(shè)計中只在主油路上設(shè)置減壓閥，采用回油調(diào)速即可。繪出的定位、夾緊和輸送系統(tǒng)部分的回路圖，如圖2-6、2-7、2-8所示。圖2-4 定位回路 圖2-5 輸送回路圖2-6 夾緊回路5、行程終點的控制由于機床需加工不通孔，工作部件對終點的位置精度有一定的要求，因此采用死擋鐵停留，并可通過壓力繼電器發(fā)出換向信號。2.4.2繪制液壓系統(tǒng)圖將各回路圖合成，整個機床液壓系統(tǒng)原理圖基本上就初步繪制成了，再檢查并加以補充完善，可繪制出正式的液壓系統(tǒng)原理圖，液壓系統(tǒng)原理圖如2-7所示。圖2-7 立臥式組合機床液壓系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖中各電磁鐵及行程閥的動作順序見表2-2所示（電磁鐵通電、行程閥壓下時，表中記“+”;反之，記“-”號）。表2-2電磁鐵及行程閥的動作順序名稱動作電磁鐵行程閥1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA9YA1220送入-+-定位-+-+-夾緊-+-+-+-臥式滑臺快進+-+-+-工進+-+-+-+快退-+-+-立式滑臺快進+-+-+-工進+-+-+-+快退-+-+-松開退回-+-原位停止-+-+-+-2.4.3該系統(tǒng)工作原理分析1、輸送、定位和夾緊按下啟動按鈕，此時電磁換向閥9、26、33、35均處于中位，液壓油進入輸送回路，帶動輸送液壓缸將工件運送至指定位置。當確認工件輸送到位后二位四通電磁閥的5YA得電，此時定位回路接入系統(tǒng)，開始執(zhí)行工件的定位插銷動作。此時工人可以進行適當?shù)恼{(diào)整以保證定位準確。當工件夾緊之后二位四通電磁換向閥的7YA得電，此時夾緊回路接入系統(tǒng)，系統(tǒng)開始執(zhí)行掐緊動作。當系統(tǒng)完成夾緊動作后，夾緊回路中的壓力會升高，當壓力達到壓力繼電器的調(diào)定值之后電磁繼電器會發(fā)出電信號，工作缸開始工作。油液流動路線為：定位：泵減壓閥31單向閥32二位四通電磁閥33（5YA得電）夾緊：泵、蓄能器單向閥39減壓閥37二位四通電磁閥26（7YA得電）2、快進當工件被定位、夾緊后，定位、夾緊回路中液壓油達到某一固定壓力值，壓力繼電器34發(fā)出信號，使電磁換向閥9、26的1YA、3YA得電，液壓缸差動連接，實現(xiàn)快進。油液流動路線為：泵2閥3閥6閥16蓄能器5閥4閥8閥9閥12閥17（差動連接）。3、工進當動力滑臺快進至工件時，壓下行程閥，油液經(jīng)調(diào)速閥11、19進入液壓缸，回路內(nèi)壓力增高，蓄能器停止工作，轉(zhuǎn)為工進。油液流動路線為：泵2閥3閥6閥16蓄能器5閥4閥8閥9閥11閥13閥14油箱4、快退當動力滑臺工進至死擋鐵停留，回路內(nèi)液壓油壓力升高到某一固定值時，壓力繼電器46、47發(fā)出電信號信號，使電磁換向閥2YA、4YA得電，而1YA、3YA失電，實現(xiàn)快退。油液流動路線為：泵2、蓄能器閥16閥15閥12閥9油箱。5、松開工件原位停止當壓力繼電器46、47發(fā)出電信號快退時，電磁換向閥2YA、4YA得電，1YA、3YA失電，二位四通閥33、35的5YA、8YA得電電，定位夾緊回路松開工件。第3章 元件的參數(shù)計算與選擇3.1確定液壓缸的主要參數(shù)3.1.1初選液壓缸的工作壓力已知臥式動力滑臺液壓缸負載值最大為18503.31N，立式動力滑臺液壓缸查負載值最大為13482.90N。參考表3-1、3-2并參考同類型組合機床，取液壓缸工作壓力為3.5，由此可知為中低壓液壓系統(tǒng)。表3-1按負債選擇壓力標準負載/ KN50工作壓力/MPa0.811.522.53344557表3-2各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力機械類型機 床農(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.823528810101820323.1.2確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)由第2章分析可知臥式動力滑臺液壓缸最大推力為工進階段時且為18503.31N立式動力滑臺液壓缸最大推力為工進階段時且為13482.90N。：: =m (3-1)查參考文獻3表2-4液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB/T2348-80），將以上計算值圓整為標準直徑，取=100mm為了實現(xiàn)快進速度與快退速度相等，采用差動連接，則d=0.7。所以=0.7=0.710070mm。同樣按參考文獻3表2-5活塞桿直徑系列（GB/T2348-80）圓整成標準系列活塞桿直徑。取=70mm。由=100mm, =70mm算出液壓缸無桿腔有效作用面積為=78.5mm2,有桿腔有效作用面積為=40.1mm2。查參考文獻3表2-4液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB/T2348-80），將以上計算值圓整為標準直徑，取=90mm為了實現(xiàn)快進速度與快退速度相等，采用差動連接，則d=0.7。所以=0.7=0.79063mm。同樣按參考文獻3表2-5活塞桿直徑系列（GB/T2348-80）圓整成標準系列活塞桿直徑。取=70mm。由=90mm, =70mm算出液壓缸無桿腔有效作用面積為=64.74mm2,有桿腔有效作用面積為=38.43mm2。工進時采用調(diào)速閥，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量=0.05,因最小工進速度=0.025,則。故能滿足低速穩(wěn)定性要求。3.2 計算臥式動力滑臺液壓缸的工作壓力和輸入功率3.2.1計算臥式動力滑臺液壓缸的工作壓力根據(jù)參考文獻1表9-5執(zhí)行元件背壓的估計值，本系統(tǒng)的背壓值估計可在0.50.8范圍內(nèi)選取，故暫定：工進時，0.8，快速運動時，0.5，液壓缸在工作循環(huán)各階段的工作壓力，即可按參考文獻1式（9-10）、式（9-11）和式（9-12）計算:差動快進階段: (3-2)工作進給階段： (3-3)快速退回階段： (3-4)3.2.2計算液壓缸的輸入功率快進階段： (3-5)工進階段：(3-6) 快退階段： (3-7)將以上計算的壓力、流量和功率值列成表3-3。表3-3 液壓缸在各階段的壓力、流量和功率工作階段工作壓力（）輸入流量（）輸入功率（）快速前進工作進給快速退回3.3 設(shè)計計算立式動力滑臺液壓缸3.3.1選取工作壓力及背壓力 =13482.93N在10000-20000N之間，=3-4MPa 選取=3.5MPa，為防止加工結(jié)束動力頭突然前沖，設(shè)回油路有背壓閥或調(diào)速閥，取背壓=0.8 MPa。3.3.2確定液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸取液壓缸無桿腔作工作腔列液壓缸力的平衡方程：圖3-1 組合機床液壓缸力平衡圖 (3-8) 快進速度，工進速度，相差很大，應(yīng)進行差動換接，取k= A2/ A1，則： 8.129cm (3-9) 取液壓缸筒標準值：D=9 d=0.707D=6.3cm (3-10) 取活塞桿標準值d=73.3.3認證液壓缸筒壁厚中低壓液壓系統(tǒng)，由其切削加工性能確定液壓缸筒壁厚，按薄壁圓筒計算壁厚： 額定工作壓力： (3-11)試驗壓力為： =1.5=1.53.5=5.25 (3-12)許用應(yīng)力?。?（ 取安全系數(shù)n=5） 2.55 (3-13)3.3.4定液壓缸筒的長度活塞桿工作行程：150活塞桿伸出長度不少于21 取液壓缸筒長：150+80+98+20+15=363 (3-14)式中：l為活塞的最大工作行程；B為活塞長度，一般為(0.6-1)D；A為活塞桿導(dǎo)向長度，取(0.6-1.5)D;M為活塞桿密封長度，由密封方式定；C為其他長度，包括一些特殊裝置所需的長度（見圖3-1）。一般缸筒的長度最好不超過內(nèi)徑的20倍。圖3-2 液壓缸機構(gòu)圖取活塞桿長 553求最小活塞桿直徑取 0.019 (3-15)1.9比80少42.11倍，穩(wěn)定性足夠安全可靠。3.3.5校核活塞桿的穩(wěn)定性1、求活塞桿的臨界半徑 0.49 (3-16)2、求活塞桿的臨界負載 42.5 (3-17)選用45#鋼，取其柔性系數(shù)液壓缸的安裝方式采用一端固定，一端自由，其末端系數(shù)活塞桿細長比： 42.5 ?。?(3-18)45#鋼的彈性模量：取活塞桿橫截面慣性矩： (3-19)活塞桿伸出長度：L=21cm該液壓缸活塞桿的穩(wěn)定性能好,可靠性高。3、求活塞桿臨界負載的安全系數(shù)其安全系數(shù)： =53.3.6液壓缸各截面積 0.0064 (3-20) 0.0026 (3-21) 0.0038 (3-22)3.3.7初定液壓缸流量快進： =6.410 (3-23) =2.610 (3-24) =3.810 (3-25)工進： =1.952.37 (3-26)快退： =4.310 (3-27)3.3.8計算液壓缸的輸入功率計算公式: (3-28)快進階段： 工進階段： 快退階段：將以上計算的壓力、流量和功率值列成表3-4表3-4液壓缸在各階段的壓力、流量和功率工作階段工作壓力（）輸入流量（）輸入功率（）快速前進工作進給快速退回3.4 選擇液壓泵3.4.1液壓泵工作壓力、流量、驅(qū)動功率計算1、泵工作壓力計算高壓小流量泵工作循環(huán)過程中，最大工作壓力，采用調(diào)速閥進口節(jié)流調(diào)速，設(shè)定工進最大壓力損失為5，則 （35+5+5）=452、蓄能器工作壓力計算液壓系統(tǒng)在快速進退工作壓力為，高于快進工作壓力取為快速進給工作壓力, 設(shè)定快進最大壓力損失為，則： (3-29)3、液壓泵的流量及規(guī)格=+ =2.354=47.1 (3-30)查閱工具書，并參考同類機床，選用YB-50型液壓泵。4、電動機的驅(qū)動功率從液壓缸的負載、壓力、流量、功率的工況表得知，取電機效率：，則電動機的驅(qū)動功率為 (3-31)選型交流異步電動機。3.5蓄能器的選擇根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定其類型和主要參數(shù)。本次畢業(yè)設(shè)計中蓄能器作為輔助油泵。其有效工作容積為 (3-32)=根據(jù)蓄能器在系統(tǒng)中的作用，參考機械設(shè)計手冊第4卷，計算蓄能器的容積 = (3-33)綜上所述，蓄能器的容量為5.73L，查閱相關(guān)資料，選擇NXQ型氣囊式蓄能器3.6選擇液壓閥根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)原理圖,計算分析通過各液壓閥的最高壓力和最大流量,選擇個液壓閥的型號規(guī)格，下面列出各控制閥通過的實際流量，見表3-5。表3-5各閥通過的公稱流量及型號規(guī)格序號名稱型號公稱流量(L/min)元件數(shù)量1過濾器WU-100180F10012葉片泵YB1-5014513單向閥CV-G06-05-2010014截止閥5蓄能器NXQ-6.3-H16、30節(jié)流閥NX-M03-09-206027、28單向閥CV-G03-05-206028、29調(diào)速閥MF-03P-204529、26三位四通電磁換向閥SWH-G03-C2-A220-10-LS-M63210、18單向閥MF-02P-2023211、17調(diào)速閥MF-02P-2023112、20二位二通行程換向閥UCF1G-03-E-1045113、21順序閥SCV-G03-1-ET-2050114、22溢流閥RF-G02-1-3015、23單向閥CV-G03-05-2060331減壓閥PRV-G-06-1-1050132、39單向閥CV-G03-05-2060233、35三位四通電磁換向閥SWH-G02-C2-A220-10-LS-M40136單向閥MF-02P-2023238溢流閥RF-G02-1-30100140溢流閥DBD-645142減壓閥PRV-G-06-1-1050143二位四行程換向閥UCF1G-03-E-1045144調(diào)速閥MSF-6A-I-D24-2070145單向閥CV-G06-05-20125134、46、47壓力繼電器GPS-03-K-1-207513.6調(diào)整各閥的參數(shù)3.6.1流量閥各參數(shù)的調(diào)定1、節(jié)流閥6、30的調(diào)整節(jié)流閥在滑臺快速運動時通過的流量調(diào)整為2左右較為合適.當一滑臺在作快速運動時，另一滑臺正在作進給運動，不會出現(xiàn)壓力突然下降和波動以至影響加工質(zhì)量的現(xiàn)象，另外，在滑臺快速運動時，有可增加2的流量使速度加快，從而提高工效。2、調(diào)速閥8、29、11