液壓半自動專用車床設(shè)計

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1、）1 概述1.1液壓半自動車床設(shè)計的目的本機床為液壓半自動專用車床，用來滿足自行車變速軸外殼外圓及內(nèi)孔的加工。適合成批及大批量生產(chǎn)的需要，操作簡單可以提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度，并保證工件必要的加工精度。1.2液壓半自動專用車床的特點及用途1.2.1機床的特點液壓半自動專用車床，是采用液壓和電氣的聯(lián)合控制，工件可實現(xiàn)自動夾緊及松開動作，采用專用組合刀具切削工件，適合加工各種軸類零件。機床通過液壓系統(tǒng)，對主軸箱前端的彈性夾頭進行控制，實現(xiàn)一齊工作，同時實現(xiàn)對工件的自動夾緊和松開動作。機床正常車削過程中，刀具的縱向進給與橫向退刀均由液壓系統(tǒng)自動控制，零件的車削過程中進刀速度可以進行無級變速。

2、主軸通過齒輪嚙合實現(xiàn)變速將電機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為1000r/min和800r/min兩極轉(zhuǎn)速輸出。以上闡述的是本機床的操作及運行特點，所以本機床具有操作簡便，勞動強度低，加工可靠等優(yōu)點。而且實現(xiàn)了半自動化加工，對工人的要求低，減輕了工人的勞動量，適于零件的大批量生產(chǎn)。機床能夠保證必要加工精度的前提下，沒有設(shè)計過多的不必要的功能，主軸只采用兩極變速輸出，從而也降低了成本，提高了機床的經(jīng)濟性。1.2.2機床的用途液壓半自動專用床主要實現(xiàn)了車床加工過程的半自動化，使用專用組合刀具。本次設(shè)計主要用于對自行車變速軸外殼的外圓及內(nèi)孔進行加工，同時也適用于其他任何直徑小于60mm的軸類零件的外圓和內(nèi)孔的加工。1.3

3、機床的結(jié)構(gòu)及其使用1.3.1主軸箱主軸箱電機（Y100L2-4）固定在箱體左端面上，主軸共有兩種轉(zhuǎn)速輸出（1000r/min；800r/min）可用變速手柄來實現(xiàn)變速，另外，主軸裝有彈簧夾頭可夾持直徑為60毫米以下的棒料和軸類零件，主軸后端的油缸通過液壓油路的控制可實現(xiàn)裝夾零件。1.3.2刀架刀架主要分為：刀臺，上滑板，中滑板，下導軌以及縱向油缸和橫向油缸等部分組成。橫向油缸的作用是實現(xiàn)一次加工行程之后的橫向讓刀運動（讓刀行程為2mm）。刀架整體可在床身固定底面上的T型槽內(nèi)前后調(diào)整。上滑板兩端裝有調(diào)整用的手輪，可以用它實現(xiàn)刀臺在上滑板做橫向的微量調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)時，首先將鎖定螺母松開，旋動手輪（兩個

4、手輪均可調(diào)節(jié)），將刀臺調(diào)整到所需位置。調(diào)整之后，一定要鎖緊鎖定螺母，以免加工過程中碰到手輪，影響加工精度，甚至產(chǎn)生其他不良后果。另外，在縱向油缸后端蓋上有一個球頭圓桿，其作用是用以調(diào)整快速行程。當球頭圓桿插入活塞桿內(nèi)套筒時，快速行程即告結(jié)束，快速進給速度轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鬟M給速度。本機床快速行程的大小，可以通過下導軌前端的調(diào)整螺桿調(diào)節(jié)。其方法是旋動調(diào)整桿調(diào)整軸套與球頭圓桿之間的距離，從而達到調(diào)整行程的目的。本機床的快速行程（從起點位置算起），不得小于40mm，因此，在調(diào)正調(diào)整桿時，應(yīng)注意不要將球頭圓桿與調(diào)整軸套之間的距離調(diào)到40mm以下，以免他們之間發(fā)生碰撞，以至損壞機件。1.3.3液壓控制系統(tǒng)液壓控

5、制板固定在床身右端面上。液壓控制板的進油接頭下端與油泵電機出口相連，上端與主軸夾緊油缸和刀架上的縱橫油缸相連接；回油接頭直接接入油箱油池之中；對于調(diào)節(jié)縱向油缸工作進給時的進給速度，由單向調(diào)速閥實現(xiàn)，單向調(diào)速閥安裝在控制板上；工作壓力由控制板上的壓力調(diào)節(jié)閥來控制，壓力的大小通過安裝在床身后部縱向油缸前的壓力表顯示。1.4機床的調(diào)整采用試切法來確定機床的加工長度，并對其進行調(diào)整。具體辦法是試切一個工件，將要達到切削長度時，利用單向調(diào)速閥手柄切斷回路，停止刀架的進給運動，此時可以測量工件的切削長度，可以將調(diào)整閥稍稍打開少許，令刀架運動，直到達到所需要的切削長度為止（將行程開關(guān)固定在此位置上），再將單

6、向調(diào)速閥關(guān)死，停止刀架進給，然后再關(guān)閉油泵，并調(diào)節(jié)反向碰撞螺釘使其與下導軌上的頂塊接觸，并用螺母（M16）將螺釘鎖死。吃刀量的微量調(diào)節(jié)可以轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪實現(xiàn)，調(diào)節(jié)之后鎖緊螺母。對于快速行程的長短的調(diào)節(jié)，可以轉(zhuǎn)動調(diào)整螺桿來實現(xiàn)，右旋時，快速行程加長，左旋時縮短。在調(diào)整時，注意用力不能過大，以免達到孔點時因用力過猛而損壞機件。另外，快速行程不能小于40mm。1.5機床備件的生產(chǎn)本車床實現(xiàn)了工件加工的半自動化，不需要工人在加工過程中進行全程職守，但本機床在正常的零件車削過程中與其他普通車床一樣，有許多零部件會不斷的磨損，當磨損到一定程度時，將無法保證車床所必要的加工精度，同時大大的影響了零件的尺寸精度

7、和加工范圍，無法進行正常工作，浪費能源。因此必須對機床定期作精度檢查，對于已不能達到要求精度的零件要及時更換。1.5.1非標準件非標準零件是一個機械設(shè)備中不可或缺的重要組成，為了保證設(shè)備能在長時間內(nèi)保證加工進程，不影響生產(chǎn)周期，必須生產(chǎn)有備件，以備磨損后更換。另外一方面就是要設(shè)法延長其使用壽命，其方法是可以選擇使用一些耐磨性好的材料加工此類零件，然后對磨損表面進行一些必要的表面處理。比如說，主軸上夾緊工件的彈性夾頭在車削過程中不斷的受力，裝卸工件時不斷磨損，屬于易磨損件，在加工時，我們選擇強度、硬度以及耐磨性都比較好的65Mn制造此零件。又如機床的導軌，刀架不斷進行往復運動，當然也容易磨損。同

8、時，導軌的精度一定要高。在導軌的制造過程中，我們一定要考慮到這一點。導軌屬于鑄件，我們可以在導軌上采用鑲鋼結(jié)構(gòu)，淬火提高整體剛度之后，可以對其進行表面處理，如滲碳、滲氮或者噴漆等，然后進行磨削?，F(xiàn)將易損件及檢查精度列表如下：表1-1易損件名稱及檢查精度列表Table 1-1 Wearing parts and to check the accuracy of the list of names序號零件名稱或檢查位置公差類別公差值1主軸裝彈性夾頭處的內(nèi)孔徑向跳動0.01mm2主軸裝彈性夾頭的座孔錐面徑向跳動0.01mm3導軌在刀架移動方向上對主軸平行度0.01mm4彈性夾頭裝夾工件的內(nèi)端面端面跳

9、動0.02mm5彈性夾頭裝夾工件的內(nèi)孔徑向跳動0.02mm1.5.2標準件標準件是按國家統(tǒng)一標準生產(chǎn)的零件，可直接購買，不需要另行生產(chǎn)，只需定期更換就可以。易磨損標準件主要有O型橡膠密封圈，現(xiàn)在對其分類列表如下：表1-2固定及往復式密封環(huán)明細表Table 1-2 Reciprocating seal ring fixed and schedules名稱規(guī)格數(shù)量材料標準O型橡膠密封圈12.52.651耐油橡膠GB3452.1-92O型橡膠密封圈20.0 2.653耐油橡膠GB3452.1-92O型橡膠密封圈28.0 2.652耐油橡膠GB3452.1-92O型橡膠密封圈52.0 5.33耐油橡膠

10、GB3452.1-92O型橡膠密封圈80.0 5.34耐油橡膠GB3452.1-92O型橡膠密封圈85.0 5.33耐油橡膠GB3452.1-92O型橡膠密封圈90.0 5.34耐油橡膠GB3452.1-92表1-3活塞桿密封環(huán)明細表Table 1-3 Piston rod sealing ring schedule名稱規(guī)格數(shù)量材料標準活塞桿密封圈302耐油橡膠GB10708.1-89活塞桿密封圈401耐油橡膠GB10708.1-89用O形密封圈密封是最常用的一種密封方式，密封圈密封屬于擠壓彈性體密封，是靠密封環(huán)預先被擠壓由彈性變形產(chǎn)生預緊力，使之產(chǎn)生自緊力。2液壓半自動專用車床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計2

11、.1機床重要技術(shù)參數(shù)的確定2.1.1機床的主要技術(shù)參數(shù)機床主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)。主參數(shù)是機床參數(shù)中最主要的，它必須滿足下列要求：能直接反映出機床的加工能力和特性；決定其他參數(shù)數(shù)值的大??；作為機床設(shè)計的出發(fā)點；作為用戶選用機床的主要依據(jù)。無論是通用機床或者是專用機床，其主參數(shù)通常是以機床的最大加工尺寸表示，只有在不適于用工件最大尺寸表示時，才采用其他尺寸或物理量。2.1.2其他主要技術(shù)參數(shù)除主參數(shù)之外，機床的主要技術(shù)參數(shù)還包括下列基本參數(shù)：與工件有關(guān)的參數(shù)；工件、夾具、量具標準化有關(guān)的參數(shù)；與機床結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)；與機床運動特性和動力特性有關(guān)的參數(shù)。這些基本參數(shù)可以歸納為尺寸參數(shù)、運動

12、參數(shù)和動力參數(shù)三種。尺寸參數(shù)是表示機床工作范圍的主要尺寸和工、夾、量具的標準化及機床結(jié)構(gòu)有關(guān)的主要尺寸。運動參數(shù)包括機床主運動的速度范圍和級數(shù)，進給范圍和級數(shù)以及輔助運動的速度等，它是由加工表面成形運動和工藝要求所決定的。動力參數(shù)指主運動、進給運動和輔助運動的動力消耗，它主要由機床的切削載荷和驅(qū)動的工件重量等因素所決定的。2.1.3已知技術(shù)參數(shù)1.主參數(shù) 加工工件的最大外徑尺寸：60毫米；刀架縱向行程：120毫米；刀架橫向行程（讓刀）：2毫米；2.運動參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速（二級）：1000轉(zhuǎn)/分；800轉(zhuǎn)/分3.動力參數(shù) 主軸電機：額定功率3千瓦，額定轉(zhuǎn)速1430轉(zhuǎn)/分2.2機床的總體布局2.2.1

13、有關(guān)機床總體布局原則的論述參考機床設(shè)計手冊第3卷，可知設(shè)計本半自動專用車床，安排其基本布局應(yīng)滿足以下基本要求：1.車床布局應(yīng)首先滿足題目給出的各種要求，如加工范圍、工作精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等等。2.確保實現(xiàn)既定工藝方法所要求的工件和刀具的相對位置與相對運動。在經(jīng)濟合理的條件下，盡量采用較短的傳動鏈，以簡化機構(gòu)，提高傳動精度和傳動效率。3.確保機床具有與要求的加工精度相適應(yīng)的剛度，抗振性、熱變形及噪聲水平。4.應(yīng)力求便于自動上下料及納入自動線。5.應(yīng)便于觀察加工過程；便于操作、調(diào)整和維修機床；便于輸送、裝卸工件和排除切屑；注意機床防護，確保安全生產(chǎn)。6.車床結(jié)構(gòu)要力求簡單，合理可靠，便于加工和裝

14、配并盡量采用此技術(shù)新的國家標準。7.要力求體積小，重量輕，節(jié)省原材料，降低制造成本，縮小機床占地面積，然后在此基礎(chǔ)之上力求外形美觀大方。2.2.2具體的車床布局方案1.機床整體上采用臥式布局，由床身、主軸箱、刀架、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成。2.主軸箱安排在床身的左側(cè)（觀察者面對視圖），刀架在右側(cè)3.主軸電機固定在主軸箱的左端面上，油泵電機嵌于床身左端，水泵電機盡量安裝在床身右后上方。4.導軌嵌于床身上，刀架在上滑板上橫向運動，在中滑板上縱向移動5.按鈕板、變速手柄安裝于車床前側(cè)，距地面約0.9米高處并盡量集中，以便于工人操作。6.液壓系統(tǒng)采用集成板安裝在床身后側(cè)，結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、安全可靠。7

15、.排屑口置于主軸后下方，排屑口寬敞，便于排屑，不易堆積。2.3機床傳動系統(tǒng)的方案論證2.3.1主軸變速方案論證主軸只需要二級轉(zhuǎn)速且變速比不高，通常都采用齒輪傳動。因此，決定采用二級圓柱直齒輪傳動，以得到要求的二級主軸轉(zhuǎn)速。當然，可以滿足要求的傳動方案有許多種，例如可以使用渦輪蝸桿傳動；斜圓柱齒輪傳動；皮帶輪以及各種傳動方案的綜合運用等。但在本車床設(shè)計當中，對傳動的精度要求不是太多，選擇二組圓柱齒輪變速體積小，經(jīng)濟性好，故可行。2.3.2刀架的傳動方案論證此處的傳動可以應(yīng)用電氣系統(tǒng)或者液壓系統(tǒng)實現(xiàn)。但相同功率的電氣傳動和液壓傳動，液壓系統(tǒng)具有體積小，重量輕的特點。另外，液壓傳動工作平穩(wěn)，橫向沖擊

16、小，適于換向頻繁的場合；此外，液壓傳動還有轉(zhuǎn)速范圍大，低速傳動平穩(wěn)，易實現(xiàn)無級變速，反應(yīng)靈敏，控制精度高，操作方便等許多優(yōu)點。因此，刀架的縱、橫向進給運動采用液壓傳動的方式實現(xiàn)自動夾緊。2.3.3夾緊方案論證在普通通用車床上，對工件的夾緊多用三爪卡盤，手動實現(xiàn)，夾緊力大小不易掌握，夾緊不夠安全可靠，更重要的是效率太低，不適于大批量零件的生產(chǎn)加工，且工人勞動強度較高。本機床設(shè)計為專用車床，用于零件的大批量加工，因此夾緊及松開動作必須能自動實現(xiàn)，以提高生產(chǎn)效率。在刀架的縱向與橫向進給傳動方案設(shè)計中，以確定采用液壓系統(tǒng)自動的實現(xiàn)。因此，只需在另行設(shè)計一條油路，就可自動實現(xiàn)對工件的夾緊。所以，專用車床

17、的夾緊方法采用液壓系統(tǒng)控制彈性夾頭實現(xiàn)對工件的自動夾緊和松開。2.4對于一些未知重要技術(shù)參數(shù)的計算和確定2.4.1主軸功率 (2-1)式中 電機額定功率；傳動效率； (2-2)所以： KW 2.4.2計算極限切削速度1.計算最大切削速度當最大工件尺寸進行外圓車削時，切削速度在主軸高轉(zhuǎn)速情況下的有最大值，其值為：V=1000/1000=188.496m/min2.計算最小切削速度因設(shè)計題目中未給出車床加工的最小尺寸，但對于彈簧夾頭，裝夾工件尺寸為一個區(qū)間，不能無限小，所以最小加工半徑必然出現(xiàn)在對內(nèi)孔加工。取機床最小加工孔徑為10mm，則在對此孔徑尺寸鏜削時，在低主軸轉(zhuǎn)速情況下，切削速度有最小值，

18、其值為：V=800/1000=25.133m/min2.4.3計算極限切削力查閱機械設(shè)計手冊第3卷可知，主軸功率與切削速度和切削力有如下關(guān)系： (2-3) 所以： (2-4)1.當切削速度V為最大時，有最小值：2.當切削速度V取最小值時，有最大值： 2.4.4計算進給抗力和徑向力參見參考資料10可知極限切削力為： （2-5）式中 主切削力；進給抗力， 取；徑向力， ??；則可求得： 2.4.5估算夾緊力彈簧夾頭施于工件上的夾緊力主要是抵抗切削加工時，主切削力對工件產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩。則分析可知，夾緊力是作用于工件的整個圓周表面上， 依靠其與工件外表面之間的靜摩擦力避免產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。則由此可知，夾緊力

19、的分作用力與之間的關(guān)系為： （2-6）式中，為彈簧夾頭與工件外表面之間的靜摩擦系數(shù)，參見1（卷一）表7.2-6知淬硬鋼和軟鋼之間的摩擦系數(shù)=0.350.40，取=0.35。則求得： 3液壓半自動專用車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計本液壓半自動專用車床的傳動系統(tǒng)主要由兩個部分組成，第一部分是主傳動系統(tǒng)，傳遞切下切屑的運動亦既是主軸轉(zhuǎn)動。第二部分是液壓傳動系統(tǒng)，此部分傳遞的是實現(xiàn)維持切屑得以繼續(xù)進行的運動和用于實現(xiàn)使工件表面達到所需尺寸的運動以及用于實現(xiàn)使切削加工過程得以正常進行的輔助運動，此三者在此車床上的實現(xiàn)就是刀架的縱向進給、橫向進給、工件的夾緊運動。主傳動系統(tǒng)的傳動方案在前面已經(jīng)確定為用二級直圓柱齒輪實

20、現(xiàn)主軸的二級轉(zhuǎn)速：800轉(zhuǎn)/分和1000轉(zhuǎn)/分，現(xiàn)對其進行以下具體設(shè)計。3.1主軸電機的選擇在此專用車床設(shè)計中，給出所需要電機的額定功率和額定轉(zhuǎn)速分別為3KW和1430r/min，在一般情況下，機床動力源沒有特殊要求的情況下，應(yīng)優(yōu)先選用Y系列三相異步電動機，故本液壓半自動專用車床的主軸電機選擇為Y系列封閉式（IP44）三相籠型異步電動機，型號為：Y100L2-4。其主要結(jié)構(gòu)特點是能防止灰塵、鐵屑及其他雜物侵入電機。具有效率高、耗電少、性能好、噪聲低、振動小、體積小、重量輕、運行可靠、維護方便等優(yōu)點。3.2傳動比的確定因為本車床設(shè)計只要求主軸輸出兩種轉(zhuǎn)速：800轉(zhuǎn)/分和1000轉(zhuǎn)/分，故在第一組

21、齒輪變速過程中就將電機轉(zhuǎn)速（1430轉(zhuǎn)/分）變?yōu)橹鬏S的高轉(zhuǎn)速（1000轉(zhuǎn)/分），這樣使齒輪級數(shù)最少，可使體積減小，成本減低且傳動能量損失變小，精度提高。則傳動比為： 則在第二組變速中，傳動比為：在直齒輪進行主傳動時，一般要求，降速比分配應(yīng)盡量“前慢后快”。此設(shè)計符合這兩個要求，而且傳動鏈最短，故降速比分配合適。3.3轉(zhuǎn)速圖根據(jù)上述內(nèi)容，現(xiàn)繪制本液壓半自動專用車床的轉(zhuǎn)速圖，如下：圖3-1轉(zhuǎn)速圖Figure 3-1 Speed Chart3.4齒輪齒數(shù)的確定查資料9表2.3-3，選擇，S為變速組的齒數(shù)和。在選擇時，為防止產(chǎn)生根切現(xiàn)象，應(yīng)滿足最少齒數(shù)?，F(xiàn)對各齒輪齒數(shù)列表如下：表3-1齒輪齒數(shù)列表Ta

22、ble 3-1 List of gear teeth第一變速組第二變速組齒數(shù)和齒輪齒數(shù)2637383834423.5計算轉(zhuǎn)速誤差1.計算主軸的各級實際轉(zhuǎn)速已知公式： （3-1）則： =1005r/min 同理可知主軸低級轉(zhuǎn)速：=809r/min2.驗算轉(zhuǎn)速誤差轉(zhuǎn)速誤差用主軸實際轉(zhuǎn)速與標準轉(zhuǎn)速相對誤差的絕對值表示： （3-2）則對主軸各級轉(zhuǎn)速計算如下頁表3-2。參見公式7.1-9和7.1-102知 表3-2主軸各級轉(zhuǎn)速表Table 3-2 Spindle speed table at all levels高級轉(zhuǎn)速低級轉(zhuǎn)速標準轉(zhuǎn)速1000800實際轉(zhuǎn)速10058090.5%1.125%所以，由此可

23、見，通過齒輪變速所獲得的主軸各級轉(zhuǎn)速均符合要求。3.6齒輪模數(shù)的初估在同一變速系統(tǒng)中，為了設(shè)計與制造方便，最好選用一種或兩種模數(shù)。參見2.4-179可知齒輪模數(shù)估算公式，如下：按齒面接觸疲勞強度：mm （3-3）按齒輪彎曲疲勞強度： mm （3-4）確定公式中涉及到的各參數(shù)如下：1.齒數(shù)比 2.齒寬系數(shù) 取 3.齒輪傳遞功率 4.載荷系數(shù)K通常取1.01.2，故取 K=1.25.系數(shù) 6.復合齒形系數(shù) 7.許用接觸應(yīng)力 N/mm 8.許用齒根接觸應(yīng)力 N/mm 則可知： 所以取，模數(shù)為2.5；，模數(shù)為3，即： 3.7軸徑的初估1.確定各傳動軸的轉(zhuǎn)速此車床主軸只有兩級轉(zhuǎn)速（1000轉(zhuǎn)/分和800

24、轉(zhuǎn)/分），因此，取計算轉(zhuǎn)速，則各軸的計算轉(zhuǎn)速確定如下：電機軸： =1430r/min中間軸： =1000r/min主 軸： =800r/min2.確定主軸前軸頸直徑參見表2.3-29可知。對于功率為04KW的臥式車床，其前軸徑通常取7090mm，但考慮到本車床對加工工件的尺寸以及其他一些實際情況。故取前支撐處軸徑： 則后軸徑： 取 ： 3.估算傳動軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度估算中間軸的直徑，需依據(jù)資料公式2.4-19：（mm） （3-5）式中： 為軸危險截面處直徑；為該傳動軸的輸入功率；電動機額定功率；從電動機到該傳動軸之間各傳動件的傳動效率乘積（不計該軸的軸承的效率）；該軸的計算轉(zhuǎn)速(r/min)；該

25、軸允許的扭轉(zhuǎn)角(dcg/m)，一般情況下，主軸=1.51，一般傳動軸=11.5。對于長鍵軸，一般將估算值減少70%作花鍵軸的小徑，再選擇相近的標準花鍵軸。則根據(jù)公式可以計算結(jié)果如下：，??；因II軸為花鍵軸，所以：取花鍵軸尺寸為故前面所確定主軸的前后軸頸尺寸合理。3.8傳動系統(tǒng)圖基于以上對各參數(shù)的計算合分析，對液壓半自動專用車床的傳動系統(tǒng)圖繪制如下：圖3-2車床主傳動系統(tǒng)Figure 3-2 Lathe main drive system4液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)主要實現(xiàn)此液壓半自動車床的進給運動和夾緊、松開的動作。在本車床工作時，液壓控制系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊刀架橫向進給刀架縱向快

26、進刀架的縱向工進刀架橫向讓刀刀架快退工件松開。4.1工況分析1.繪制運動部件的速度循環(huán)圖圖3-3速度循環(huán)圖Figure 3-3 The speed of the cycle map2.確定工作負載 液壓缸所受到的負載包括三種類型，即： （4-1）式中 工作負載，對于此液壓半自動車床來說，即為沿活塞運動方向上的切削力，即是進給抗力；運動部件速度變化時的慣性負載，在此車床中，刀架的重量不大，故此負載可忽略不計；摩擦阻力負載，啟動時為靜摩擦阻力負載（可忽略不計）；啟動后為動摩擦阻力負載，對于水平方向上的運動；可由下式求得： （4-2）運動部件，即刀架重力（可忽略）；垂直于運動平面及中滑板的工作負載，

27、在此車床設(shè)計中即為刀具與工件之間的主切削力；摩擦系數(shù)取為0.1。因此，可求得： 4.2擬訂液壓系統(tǒng)原理圖1.確定供油方式考慮到本車床在工作進給時負載較大，速度較低。而在快進快退時的負載較小，速度較高。從節(jié)省能量，減少發(fā)熱的角度考慮，泵源系統(tǒng)選用雙泵供油或用變量泵供油。現(xiàn)采用帶壓力及反饋的限壓式變量葉片泵。2.調(diào)速方式的選擇在中小型專用車床的液壓系統(tǒng)中，對于進給速度的控制一般都采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。對于此液壓半自動專用車床對低速性能和速度負載特性都有一定要求的特點，所以決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛性好的特點，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受

28、負載切削力的能力。3.速度換接方式的選擇本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速來接回路，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差（若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行閥切換的速度換接回路）。4.夾緊回路的選擇有二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免突然失電而松開，采用失電夾緊方式?？紤]到夾緊時間可調(diào)節(jié)，當進油路壓力瞬時下降時仍然保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。5.繪制液壓系統(tǒng)原理圖把上述所選擇的液壓回路組合起來，即可組成如附圖一所示的液壓系統(tǒng)原理圖。4.3液壓系統(tǒng)的工作原理當油泵啟動

29、后，壓力油分別進入三個二位四通電磁換向閥1M、2M和3M（參見液壓系統(tǒng)原理圖），此時縱向油缸退回到起點位置，橫向油缸（讓刀油缸）處于讓刀位置，當需要刀架進給時，3M得電，油路換向（圖中所示為斷電位置），壓力油進入縱向油缸后腔，縱向油缸后腔的油液分兩路：一路直接經(jīng)過電磁換向閥進入油缸，一路經(jīng)電磁閥流及單向調(diào)速閥QI-25B的節(jié)流口進入油缸。1M得電油路換向，壓力油進入油缸后腔，橫向油缸前腔的油液通過換向閥流回油池。1M、3M與繼電器的電器元件組成電器電路，保證刀架進給時，3M先得電，當?shù)都艿竭_指定位置時，1M得電；退刀時，1M先斷電，當?shù)都茏尩兜街付ㄎ恢脮r，3M斷電，縱向退刀。注意：當油泵啟動前

30、，若刀架不在退刀位置，確保夾頭上無工件?；蛘呖梢允?M、3M先通電，再斷電后啟動油泵。當?shù)都芄ぷ鞯浇K點時，碰上單觸點開關(guān)通過時間繼電器延時，待機械定程撞塊接觸后，1M、3M斷電，油路換向，恢復圖示位置實現(xiàn)橫向油缸讓刀及縱向油缸退回到起點位置。改變單向調(diào)速閥的開口量，即可達到工作進給的無級變速。進入2M的壓力閥，當2M處于圖示位置，斷電時，壓力油進入夾緊油缸的后腔，活塞桿向前運動，將工件夾緊，并通過壓力繼電器監(jiān)視夾緊油缸的工作狀態(tài)，工作正常時，開關(guān)的常開觸點閉合，方可使主軸旋轉(zhuǎn)，此時，才能接通1M使刀架實現(xiàn)進給運動。當2M通電時，油路換向，壓力油進入夾緊油缸前腔，工件松開，則一個循環(huán)停止。在夾緊

31、過程中，可以通過減壓閥來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定，當進油路壓力瞬時下降時，可以通過單向閥保壓，保持夾緊力。4.4液壓缸的參數(shù)計算和液壓泵的選擇1.液壓缸主要尺寸的確定（1）縱向油缸a.工作壓力可根據(jù)負載大小及機器類型來初步確定，現(xiàn)參見表2-16取液壓缸工作壓力為。b.初步計算缸內(nèi)徑和活塞桿的直徑。由前邊的計算可知，縱向油缸的最大負載為，按表2-26取為0.5 ，又考慮到刀架快進，快退速度相等，取d/D=0.5。參照公式2-36。 （4-3）代入以上各參數(shù)，可得： ，因此參照表2-46，將圓整為則 c.確定油缸的結(jié)構(gòu)尺寸。采用HT250為缸體材料，外形截面為正方形的長方體，內(nèi)為圓孔的結(jié)

32、構(gòu)，缸體與刀架及缸蓋均采用螺栓連接。取最薄處壁厚為12，則缸體截面尺寸為的正方形（如下圖）。圖4-4縱向油缸結(jié)構(gòu)圖Figure 4-4 Vertical structure of the fuel tank利用公式對壁厚進行校核，可知強度足夠，并有較大的安全儲備。利用公式：故活塞桿的強度也足夠有較大的安全儲備。刀架的縱向行程為，則活塞桿有效長度，液壓缸有效工作長度為。因液壓缸支撐長度為，故活塞桿可以穩(wěn)定工作不須校核?；钊麠U與活塞之間采用螺紋連接，并配有防松螺母。d.確定缸蓋厚度。按有孔時有效厚度強度公式： （4-4）式中 實驗壓力（）。當工作壓力時，；當時，。故此處缸體材料的許用應(yīng)力取為缸底油

33、口直徑則求得： 由于結(jié)構(gòu)關(guān)系?。?e.確定活塞厚度活塞厚度故取(2) 橫向油缸a.取缸筒外徑為110毫米，壁厚為10毫米，活塞桿直徑為30毫米。經(jīng)校核，缸筒壁厚強度以及活塞桿強度均滿足條件，有很大的安全儲備。由于刀架的橫向讓刀行程為2mm，即橫向液壓缸的有效工作長度為2毫米，因液壓缸支撐長度故不需對活塞桿進行穩(wěn)定性校核。此處活塞與活塞桿采用整體式結(jié)構(gòu)。b.計算缸蓋的厚度按平形有孔缸底公式： （4-5）解得： ，考慮到結(jié)構(gòu)關(guān)系，取c.活塞厚度計算?。?（3）夾緊油缸a.計算夾緊時，油缸需施于錐套的推力前邊已求出夾緊力。又已經(jīng)錐套內(nèi)錐角約為，故可知推力與夾緊力之間的關(guān)系為：所以： b.計算油缸直徑

34、按公式2-36解得： 注：在上述設(shè)計計算過程中，夾緊油缸的工作壓力為。回油背壓力為零，為0.95。因在此油缸中有主軸通過，所以實際內(nèi)徑和之間應(yīng)滿足關(guān)系：式中： 解得： ?。?c.計算各階段液壓缸所需的流量首先確定各工作參數(shù)：快進快退時速度為3m/min；工進速度在4001200mm/min間無級變速；夾緊松開行程，夾緊時間為。則：L/minL/minL/minm/minL/min2.液壓泵流量、壓力的確定和泵規(guī)格的選擇（1）泵的工作壓力的確定考慮到正常工作中進油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為： （4-6）式中：泵的最大工作壓力執(zhí)行元件最大工作壓力進閥管路中的壓力損失，初算時簡單系統(tǒng)可

35、取0.20.5，復雜系統(tǒng)取0.51.5，在本車床液壓系統(tǒng)中取0.5所以： 在上述計算中所得的是系統(tǒng)靜壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過濾階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外，考慮到要有一定的壓力儲備量，并確保泵的使用壽命，因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。在此取：。（2）泵流量的確定液壓泵的最大流量為： 式中：液壓泵的最大流量；同時動作的各執(zhí)行元件所需要流量之和的最大值。如果此時溢流閥正在工作，尚須加溢流閥的最小溢流量：2-3L/min。系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般?。?1.11.3?，F(xiàn)?。?=1.2。所以： （3）泵規(guī)格的選擇根據(jù)以上算得的和值，參見手冊6，選用限壓式葉片泵Y

36、BX-16，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量=16mL/r；泵的額定功率；總效率。（4）與液壓泵匹配的電動機的選定選擇Y90L-4電動機額定功率為1.5KW。額定轉(zhuǎn)速為1400r/min。4.5液壓缸緩沖裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓缸在帶動工作部件運動時，在到達行程終點時，會產(chǎn)生液壓沖擊，當運動件質(zhì)量較大，運動速度較多時，沖擊會很大，甚至使活塞與缸筒端蓋之間產(chǎn)生機械碰撞。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，必須在行程末端設(shè)置緩沖裝置。對于用液壓系統(tǒng)的常用的緩沖裝置主要有以下幾種結(jié)構(gòu)：a.環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置；b.三角槽式節(jié)流緩沖裝置；c.可調(diào)節(jié)流緩沖裝置；因刀架的質(zhì)量不太大，速度也不高；夾緊油缸的運動速度也不高，故此油缸

37、選用環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置。此緩沖裝置有圓柱形緩沖柱塞和圓錐式緩沖柱塞的兩種。本機床選用圓錐式緩沖柱塞的緩沖裝置。其工作原理（參見圖3.5）：活塞端部的緩沖柱塞1向端蓋3方向進入圓柱形油腔2時，將封閉在柱塞與端蓋之間的油液從環(huán)狀間隙中擠出去。由于間隙很小，因而起節(jié)流緩沖作用。 圖4-5緩沖裝置Figure 4-5 Buffer圓錐形柱塞，緩沖時有明顯的衰減作用。其制動錐的參數(shù)可參照表2-116選取。5液壓半自動專用車床的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計及零件選用5.1主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計5.1.1主軸箱1.主軸空間位置臥式車床主軸中心高一般為。為床身最大回轉(zhuǎn)直徑，在本液壓半自動專用車床中=251。但是在本設(shè)計中考慮到要

38、通過手柄帶動撥塊撥動滑移齒輪來實現(xiàn)主軸變速，撥塊的軸桿應(yīng)位于主軸的下部。因此，取主軸中心高，刀架低于主軸中心高約為190毫米，I軸到箱底的高度約為175毫米，撥桿距箱底為100毫米。2.主軸箱體設(shè)計箱體各面之間均為相互垂直關(guān)系，在連接處采用圓角進行過渡，避免有銳邊，以免劃傷工人，并使線條美觀。主軸箱體與床身之間采用螺栓進行垂直連接。主軸箱壁厚在保證剛度足夠的前提下，壁厚應(yīng)盡量小，參見表2.5-159，選取主軸箱壁厚。同時，在軸承孔處要鑄出凸臺，提高強度，滿足安裝要求。5.1.2刀架刀架是平行于主軸軸線水平安裝在床身上的，縱向行程為120毫米，靠液壓及電氣系統(tǒng)聯(lián)合控制，對自行車變速軸的外殼的外圓

39、及內(nèi)孔進行加工。刀架可通過液壓系統(tǒng)橫向讓刀（2毫米），也可以通過刀架兩側(cè)的手輪進行微調(diào)。刀架整體可在床身固定底面上的T型槽內(nèi)進行前后調(diào)整。同時，為了改善受力情況，液壓傳動中采用活塞桿固定而使缸體進行運動的方法。1.刀架導軌設(shè)計刀架只有上下兩層導軌，來實現(xiàn)縱向進給和橫向進給。縱向下導軌采用雙矩形導軌組合，橫向上導軌采用雙燕尾型導軌組合，同時它們安裝在帶梯形槽的導軌底座上，使刀架整體前后進行調(diào)整，底座與床身采用螺栓連接。a.矩形導軌設(shè)計矩形導軌的特點是剛度高，當量摩擦系數(shù)比三角形導軌低，承載能力高，加工檢驗和維修都很方便。側(cè)面的導向面用鑲條調(diào)整間隙，但接觸剛度低，且必須留有間隙，降低了導向精度。用

40、兩條導軌內(nèi)側(cè)面導向。當傳動件位于中心線上時，可減小牽引力引起的運動部件偏轉(zhuǎn)，提高導向精度。其具體尺寸可參照表2-11-39選取。b.燕尾槽導軌設(shè)計燕尾槽導軌尺寸緊湊，適于高度小層次多的部件，同時可承受顛覆力矩，是閉式導軌中接觸面最小的一種結(jié)構(gòu)。燕尾槽導軌可通過鑲條調(diào)整間隙，間隙調(diào)整方便，一根鑲條就可以調(diào)節(jié)各接觸面的間隙，只是剛度略差，不及矩形導軌?？蓞⒄毡?-11-49確定尺寸。c.鑲條與壓板鑲條裝在運動部件上并位于受力較小的一側(cè)。如果當兩側(cè)受力都較大時，應(yīng)選用斜鑲條。但由于受力大的一側(cè)磨損大，間隙消除后，會使運動部件向裝鑲條的一側(cè)移動。如果不允許有該向移動（例如絲杠傳動會引起絲杠彎曲），可在

41、導軌兩側(cè)各用一個鑲條，以保持間隙調(diào)整后中心位置不變。斜鑲條由于厚度不等，在加工后內(nèi)應(yīng)力分布不均，容易彎曲，在調(diào)整，壓緊或在機床工作狀態(tài)下也會彎曲，對于兩端用調(diào)整螺釘調(diào)整的鑲條更容易彎曲。因此，為了增加鑲條的柔度，宜選用小的厚度和斜度。對尺寸較大的鑲條，可在其上開橫向槽。用鑲條調(diào)整燕尾槽導軌間隙，調(diào)整方便，精度較高。矩形導軌壓板的尺寸參照標準B63-1表6.2-92（卷三）中的參數(shù)設(shè)計。當壓板厚度h16mm時，壓板螺釘?shù)墓Q直徑d即等于h；當h20mm時，d=(0.70.8)h.當壓板受力較大，或?qū)к壒ぷ鏖L度較短時，壓板長度等于導軌長度。當壓板受力不大，或?qū)к壒ぷ鏖L度較長時，只需在運動部件的兩端

42、或中間（受力區(qū)）裝短的壓板。短壓板。短壓板的長度可取為導軌工作長度的1/31/4。在此，矩形導軌采用帶鑲條的壓板調(diào)整間隙，其調(diào)整也方便精度也較高。只是剛度低，使其容易磨損，使用一段時間之后要修正或更換，以保證其精度。2.液壓缸的設(shè)計縱橫油缸均采用HT250為缸體材料，外形采用截面為正方形，內(nèi)腔為圓柱面的長方體形式?；钊捎?5鋼，調(diào)質(zhì)到HB241285的空心軸結(jié)構(gòu)，活塞也采用45鋼。5.1.3操縱機構(gòu)為適應(yīng)不同的加工狀態(tài)，主軸要求有兩級轉(zhuǎn)速，根據(jù)滑移齒輪變速傳動的特點。采用單獨的操縱機構(gòu)。I軸上的滑移齒輪，通過撥塊的來回擺動帶動其進行前后往復運動，與主軸的兩個固定齒輪相嚙合，實現(xiàn)主軸的兩級轉(zhuǎn)速

43、。這種結(jié)構(gòu)原理簡單，造價低廉，便于操作，有利于生產(chǎn)加工。為了保證操縱機構(gòu)的工作準確可靠，該機床在運動中被操縱件應(yīng)進行定位。因齒輪在旋轉(zhuǎn)過程中并沒有軸向載荷。因此，采用鋼球與彈簧組合的裝量對手柄進行定位即可。根據(jù)箱體的具體結(jié)構(gòu)和齒輪之間相互位置關(guān)系，確定撥塊前后移動的行程為47毫米，撥桿的旋轉(zhuǎn)角度為。在主軸運轉(zhuǎn)過程中，千萬注意不要進行變速，以免產(chǎn)生太大沖擊，損壞機件，以待主軸完全靜止下來之后，才進行變速調(diào)整。確定了主要的傳動原理和一些重要參數(shù)，就可以對齒輪塊進行具體設(shè)計了。采用齒輪塊進行撥空齒輪進行變速的優(yōu)點是：整體性好，I軸上的兩個齒輪一個整體，相對位置精度高，兩齒輪見留有齒輪塊厚度的距離，充

44、當空刀槽，降低了加工難度。與滑移齒輪相互嚙合的齒輪與主軸之間采用鍵連接，進行周向定位，由于主軸直徑足夠大，因此采用單鍵聯(lián)接即可。5.2零件的選擇標準件的選擇重要的是軸承的選擇。為防止軸向左右竄動，以不利于齒輪與的穩(wěn)定嚙合。軸兩端采用單列圓錐滾子軸承7205型，采用E級精度，主軸由于受軸向力作用其尾部及液壓缸前部分別采用止推軸承8000型，采用D級精度，主軸后支承采用單列向心推力球軸承36212-E型，采用E級精度，主軸前支承采用雙列向心短圓柱滾子軸承3182119-D型，采用D級精度，軸承間隙靠墊片調(diào)節(jié)。對于主軸的軸承，之所以如此選用，是由于主軸受的彎矩較大（參見受力簡圖），但由于主軸本身較粗

45、、剛度較高，且對精度要求不是很高，因此適合用于這種結(jié)構(gòu)。圖5-1主軸受力簡圖Figure 5-1 Spindle force diagram6液壓半自動專用車床主要受力件的強度校核6.1主軸靜剛度的校核車床的主軸靜剛度驗算根據(jù)其許用彎曲剛度：K=150N/nm。（1）前面已求出切削力在周向和徑向的分力分別為：（2）齒輪傳動力是徑向力和切向力的合成，可以取。切削力與齒輪傳動動力不在同一平面時，應(yīng)按兩個方向分解。 （6-1）式中： T=950000P/N=28363.5Nmm則： （3）切削力引起主軸端部的撓度計算(mm) （6-2） (mm) （6-3）式中 軸端部懸伸量，=90；支撐跨距，；彈

46、性模量，；慣性力矩，慣性力矩，mm；J=所以： （4）齒輪傳動引起主軸端部的撓度計算 （6-4） （6-5）式中：b齒輪中心到前支承點距離，；c齒輪中心到后支承點距離，；所以：（5）計算總的撓度則： （6）計算主軸實際剛度K=F/ 故主軸靜剛度合格。因主軸直徑較大，故不需進行扭轉(zhuǎn)剛度校核。6.2花鍵軸彎曲剛度的校核（1）花鍵軸上的齒輪為滑移齒輪，通常選擇主軸處于計算轉(zhuǎn)速時（1000r/min）的齒輪嚙合位置為計算位置。根據(jù)本車床齒輪排列特點，畫出花鍵的受力簡圖如下。圖6-1花鍵軸受力簡圖Figure 6-1 Spline shaft by the force diagram對于安裝在花鍵軸上的

47、齒輪和的受力分析如下圖。對花鍵的受力圖分析可知，在處軸的剛度最小，則只需對當處的軸的撓度及對左右端的傾角進行驗算即可。圖6-2花鍵受力分析圖Figure 6-2 Spline Stress Analysis Chart（2）首先參考9，對齒輪受力進行分析：；n=1000r/min則可知： （3）參考資料9，進行撓度，傾角的計算如下：參見6-2圖，知：；則： 則平面內(nèi)的撓度為：平面內(nèi)的撓度為：合成撓度為：0.03（許用值）故合格。對左支承在平面內(nèi)的傾角為：對左支承在平面內(nèi)的傾角為：則合成： （許用值）故合格。對右支承在平面內(nèi)的傾角為：對右支承在平面內(nèi)的傾角為：所以合成：（許用值）故合格。6.3花

48、鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的計算參見表119，知： （6-6）式中 最大轉(zhuǎn)矩，；花鍵軸小徑，；花鍵軸大徑，；載荷分布不均勻系數(shù)，?。绘I數(shù)，；有效工作長度，；許用擠壓應(yīng)力，；故計算出：故花鍵側(cè)擠壓應(yīng)力校驗合格。6.4齒輪模數(shù)的驗算參照P303，表129的計算過程，現(xiàn)列表如下：表6-1模數(shù)驗算公式表Table 6-1 Modulus checking formula table驗算公式按齒面接觸疲勞強度按齒輪彎曲疲勞強度式中 齒數(shù)， ；使用系數(shù)，；、功率利用系數(shù)，、；、轉(zhuǎn)速變化系數(shù)， 、；、工作用量系數(shù)，、；、工作期限系數(shù)，、；名義切向力，；分度圓圓周速度，=；動輕系數(shù)，=；齒向輕荷分布系數(shù)，=；、齒向輕荷分配

49、系數(shù)，=1.1、=1.1；節(jié)點區(qū)域系數(shù)，=2.5；彈性系數(shù)，；重合度及螺旋角系數(shù)，=0.85；許用應(yīng)力， ； 復合齒形系數(shù)，=4.06；重合度螺旋角系數(shù)，=0.70；許用齒根應(yīng)力，；接觸強度模數(shù)，=2.014（2.422）；彎曲強度模數(shù)，=1.313（1.464）；經(jīng)過計算可知，所取齒輪模數(shù)均合適。6.5軸承的驗算根據(jù)軸的受力狀態(tài)，分別計算出左（A端），右（B端）兩支承端支反力。zoy面內(nèi)： N Nxoy面內(nèi)： N N左、右端支反力為： N N兩端支承軸承受力狀態(tài)相同，左端受力大，所以只驗算左端軸承。同理可求出主軸兩端支承反力分別為： N N兩端受力狀態(tài)相同，右端受力較大，只驗算右端軸承。驗算

50、公式：9疲勞壽命驗算： （小時）靜負荷驗算： （N）則有，軸承及其驗算所需參數(shù)值列表如下：表6-2軸承及其驗算所需參數(shù)值表Table 6-2 Bearings and check the parameter values needed to form額定動負荷（N） C32140119000速度系數(shù) 0.3570.38使用系數(shù) 1.1 1.1功率利用系數(shù) 0.92 0.92轉(zhuǎn)速變化系數(shù) 0.92 0.85齒輪輪換工作系數(shù) 0.750.85當量動負荷 F840.194033.5許用壽命 T10000 15000壽命指數(shù) 3.3 3.3額定壽命 9.14.09額定靜負荷 23010 121000安

51、全系數(shù) 1.1 1.1當量靜負荷 840.19 4033.5靜負荷 924.2 4436.856.6液壓缸的驗算液壓缸的缸筒厚度驗算及活塞桿直徑的驗算見液壓缸的設(shè)計部分，此外只驗算缸蓋處固定螺栓的直徑強度及擋鐵行程控制螺栓的穩(wěn)定性。6.6.1缸蓋固定螺栓直徑的校核驗算公式為： 式中 z為固定螺栓個數(shù) z=4 K為螺紋緊系數(shù) 1.121.5取K=1.5 MPa 取 MPa 為材料屈服強度 N mm 取mmmm故缸蓋固定螺栓直徑合格6.6.2控制行程螺桿穩(wěn)定性的校核求其臨界力 式中 E為彈性模量 E=2-1 MPa，d=12 mm，l=130 mm， N 所以受壓螺栓桿穩(wěn)定性合格。7潤滑、密封與冷

52、卻系統(tǒng)的設(shè)計7.1潤滑與密封1.各運動件之間都存在著摩擦，通過潤滑系統(tǒng)的潤滑，可以減少摩擦系數(shù)，從而減少系統(tǒng)的能量損失，提高機械效率。a.主軸變速箱的潤滑此液壓半自動車床的主軸箱內(nèi)采用飛濺潤滑的方式，因其簡單易行，經(jīng)濟性較好。飛濺潤滑的實現(xiàn)是借助高速轉(zhuǎn)動的齒輪或?qū)ｉT裝設(shè)的甩油盤，甩油片等將油池中的潤滑油帶起，飛濺到各摩擦部位。這種方式只能用密閉的機構(gòu)，其特點是能防止?jié)櫥偷恼次?，可以循環(huán)使用。飛濺潤滑時，浸在油池中的機件的圓周速度不應(yīng)超過12m/s齒輪浸油深度不應(yīng)大與齒高，否則會產(chǎn)生大量泡沫及油霧，使油迅速氧化變質(zhì)。在本車床中直接采用主軸齒輪潤滑，圓周速度遠遠大于12m/s故不可行，需另行設(shè)計

53、濺油輪。b.滾動軸承的潤滑滾動軸承大多采用潤滑油潤滑，也可采用潤滑脂潤滑。在此車床設(shè)計中，決定采用脂潤滑的方式對軸承進行潤滑。此設(shè)計所用到的軸承均在主軸箱內(nèi)，為避免飛濺的油液浸入軸承而稀釋潤滑脂，必需加擋油環(huán)。脂潤滑與油潤滑相比具有很多優(yōu)點，如不易泄露，維護簡單，可使用較長時間而不需更換，且不需特殊的裝置進行潤滑。c.潤滑劑的選擇1）潤滑油：在此選用20號機械油（HJ-20）。其選擇原則是轉(zhuǎn)速越高，潤滑油精度應(yīng)越低；負荷越重，潤滑油精度應(yīng)越高。2）潤滑脂：潤滑脂的選擇是根據(jù)工作條件（轉(zhuǎn)速、溫度、負荷等條件）來進行的。機床中常用的潤滑脂有：鈣基潤滑脂和鋰基潤滑脂。在此選用鋰基潤滑脂。因鋰基潤滑脂

54、是一種高性能潤滑脂，具有良好的抗水性能，在較大的溫度范圍和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均有良好的潤滑作用，使用于主軸滾動軸承。2.密封裝置的作用是防止?jié)櫥幌♂?，和防止灰塵，冷卻液及雜質(zhì)等浸入軸承內(nèi)。如果密封不良，則不僅機床不清潔，而且影響機床性能和使用壽命。根據(jù)密封裝置是否與它相對運動件接觸，可分為接觸式密封和非接觸式密封。其選擇原則是，在密封處線速度不超過7m/s的油潤滑均合可采用氈封圈；脂潤滑均合，可選用耐油橡膠制成的徑向密封圈。在轉(zhuǎn)速很高的場合（線速度超過7m/s）應(yīng)采用非接觸式密封。7.2冷卻系統(tǒng)1.切削液的選用在金屬切削過程中，切削液不僅能帶走大量切削熱，降低切削區(qū)溫度，而且由于它的潤滑作用，還能夠減少摩擦力，從而減低切削力和切削熱。因此切削液能提高加工表面質(zhì)量，保證加工精度，降低動力消耗，提高刀具耐用度和生產(chǎn)效率。因此切削液通常有冷卻、潤滑、清洗及防銹的作用。切削液主要有水劑和油劑兩大類，為了改善切削液的性能，常添加不同性質(zhì)的化學物質(zhì)-添加劑。在特殊情況下四氯化碳、三氯乙烯也可做切削液。參照表7.5-52（卷三）選用普通乳化液（2號乳化油），進行冷卻。2.切削液的加注方法：選擇澆注法。3.選擇冷卻液泵a.確定冷卻液用量有公式7.5-52（卷三）可知：Q=KN