組合專機-軸向柱塞泵泵體加工生產(chǎn)線專機及主輔助設(shè)備(車基準機床及雙頭鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計)
組合專機-軸向柱塞泵泵體加工生產(chǎn)線專機及主輔助設(shè)備(車基準機床及雙頭鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計),組合,專機,軸向,柱塞,泵泵體,加工,生產(chǎn)線,輔助,設(shè)備,裝備,基準,機床,鏜床,液壓,系統(tǒng),設(shè)計
四川理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文）第1章 車基準機床液壓系統(tǒng)設(shè)計車基準加工示意圖如下:圖1-1 車基準加工示意圖上圖由五個部分組成,在加工過程中共須要設(shè)計六個液壓缸實現(xiàn)。現(xiàn)對這些液壓缸設(shè)計如下。1.1 編制車基準端面和車基準外圓的加工工序過程卡片1.1.1 分析零件圖本泵體為灰鑄鐵HT200,壓力鑄造而成,7級精度其加工序加工圖如下：圖1-2車基準加工工序圖本設(shè)計要設(shè)計加工A端面和B圓柱面。由圖上反應出來的公差可知道，車這兩個面要分兩步進行。即：粗車和半精車。1.1.2 確定毛坯尺寸1.1.2.1 外圓加工總余量外圓 表面粗造度為： 。由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)表6.3可知，要達到此精度：粗車半精車即可實現(xiàn)(如圖1-2)。由機械加工實用手冊表3.1-26得：基本尺寸在50mm120mm的單邊余量為6mm 即毛坯總余量為：因為是壓力鑄造，且為7級精度。由機械加工實用手冊表2.3-9可知其公差值，由偏差得上下偏差為所以外圓尺寸為圖1-3 余量尺寸鏈外圓加工總余量如下表表1-1基本尺寸ESIS610.3-0.3-55+0.03375+0.022560.3375-0.0775 1.1.2.2 基準端面總加工余量圖1-4基準端面余量尺寸鏈圖由圖1-4得表1-2 基本尺寸ESIS237-197-5531-0.5 由表1-1得 1.1.3 擬定加工工藝路線由圖1-1和1-2可確定其加工工藝路線圖如下：圖1-5 加工工藝路線圖1.1.4 確定工序尺寸及工差1.1.4.1 端面半精車由機械加工實用手冊表3.32-21得半精車工序余量： 粗車端面尺寸偏差為: ，即：半精車工序余量1.1.4.2 端面粗車其加工余量尺寸鏈圖如下：圖1-6 端面粗車余量尺寸鏈表1-3基本尺寸ESIS30.5-0.5-1.3+0.54+0.351.7+1.04-0.15由表得， ，1.1.4.3 外圓半精車外圓由機械加工工藝手冊第一卷表3.2-2得：半精車加工余量Z=1.8，半精車直徑偏差:-0.35-0.54即：。即粗車后直徑為：1.1.4.4 粗車外圓其加工余量尺寸鏈如圖圖1-7 余量尺寸鏈表1-4基本尺寸ESIS6+0.3375-0.0775-1.8+0.5+0.354.2+0.8775+0.2725由表得：，1.1.5 確定切削用量及工時1.1.5.1 粗車端面已知：，由機械加工工藝手冊表2.4-3得：當車刀刀桿BH=1625，工件長度在100400mm, 其,取(1)、計算切削速度由機械加工工藝手冊表8.4-8得公式 (1-1)其中： （壽命選T=60） （2）、確定機床主軸轉(zhuǎn)速 由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)式1-3得： (1-2)按機床說明，由機械加工工藝手冊表3.1-18可知跟相接近，即取，如果選則速度損失太大。所以實現(xiàn)切削速度為： (1-3)1.1.5.2 半精車端面已知：由機械加工工藝手冊其,?。?）、計算切削速度由機械加工工藝手冊表8.4-8得公式 (1-4)其中： （壽命選T=60）（2）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)式1-3得： (1-5)按機床說明，由機械加工工藝手冊表3.1-18可知跟相接近，即取，如果選則速度損失太大。所以實際切削速度為： (1-6)1.1.5.3 車端面的工時由機械加工工藝手冊表2.5-3得公式： (1-7)其中零件加工表面長度（mm）; 、刀具的切入和切出長度（mm）工伯每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min）進給次數(shù)；1.1.5.4 粗車外圓到 已知：由機械加工工藝手冊,取(1) 計算切削速度由機械加工工藝手冊表8.4-8得公式: (1-8)其中： （壽命選T=60） (1-9)(2)、確定機床主軸轉(zhuǎn)速 由工機械制造技術(shù)基礎(chǔ)式3-1得 (1-10)按機床說明，由機械加工工藝手冊表3.1-18可知跟相接近，即取，如果選則速度損失太大。所以實際切削速度為： (1-11)1.1.5.5 粗車外圓工時機械加工工藝手冊表2.5-3得公式： (1-12)其中零件加工表面長度（mm）; 、刀具的切入和切出長度（mm）;工件每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min）;進給次數(shù).1.1.5.6 半精車外圓到 已知：由機械加工工藝手冊其,取(1)、計算切削速度由機械加工工藝手冊表8.4-8得公式 (1-13)其中： （壽命選T=60） (1-14)（2）、確定機床主軸轉(zhuǎn)速 由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)式3-1得： (1-15)按機床說明，由機械加工工藝手冊表3.1-18可知跟相接近，即取，如果選則速度損失太大。所以，實標切削速度為： (1-16)1.1.5.7 半精車外圓工時機械加工工藝手冊表2.5-3得公式： (1-17)其中零件加工表面長度（mm）; 、刀具的切入和切出長度（mm）工進時每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min）;進給次數(shù)；即:車外圓基本總工時為： (1-18)1.1.6 填寫加工工序卡片由以上計算數(shù)據(jù)得加工外圓和端面的加工工序卡片如附表1:1.2 后刀架縱向液壓缸設(shè)計對縱向液壓缸來說，它要完成的動作循環(huán)圖如下：圖1-9 后刀架縱向液壓缸動作循環(huán)圖它的工作是車基準外圓時提供縱向運動（走刀運動）。刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵HT200，硬度為HB190其快進時速度為機床總工作臺重為：G=1000N（g=10）。往復運動的加減速度時間不超過0.2s.動力滑臺采用燕尾導軌。其靜摩擦系數(shù)0.2，運動摩擦系數(shù)=0.1。其液壓缸示意圖如下：圖1-10 后刀架液壓缸示意圖1.2.1 負載分析縱向液壓缸主要是提供車外圓時的縱向運動，即車削時能夠提供其軸向切削力能滿足要求。YT15在車鑄鐵時軸向切削力由機械加工工藝手冊表2.4-21得 (1-19)其中,.注:在加工過程中加工條件不改變.即不考慮.1.2.1.1 阻力負載: 靜摩擦力: (1-20)動摩擦力: (1-21)慣性負: (1-22) (1-23)由此可得出液壓缸在各個工作階段的負載如下表：表1-5工況負載阻力負載力F(N)推力啟動200222加速158176快進100111工進19932214快退100111注:1、 液壓缸的機械效率；2、 不考慮動力滑臺上顛覆力矩的作用。1.2.2 負載圖和速度圖的繪制綜上計算數(shù)據(jù),速度圖按已知數(shù)值：， ， ， 快進，工進 ，快退 。其負載圖和速度圖分別如下：圖1-11 縱向液壓缸負載圖和速度圖1.2.3 液壓缸主要參數(shù)的確定由表縱向液壓缸負載圖可知其最負載為2214N，由液壓傳動表11-2可知，當負載時，其工作壓力應取,本設(shè)計中取.由表7-2可知:因為本系統(tǒng)是一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng),背壓在應在 之間，本設(shè)計中取。由表7-3可知,當液壓缸的工作壓力時,活塞桿的直徑，本設(shè)計取。由表7-3,當時,液壓缸往返速率比,即。已知液壓缸有桿腔的 所以由式7-10得液壓缸無桿腔面積: (1-24)由上式得液壓缸有桿腔面積: (1-25)所以有桿腔的面積為：由此得液壓缸的內(nèi)徑: (1-26)活塞桿直徑為： (1-27)由表7-5和7-6(GB2348-80)得：液壓缸內(nèi)徑，活塞桿直徑。即有桿腔的實際面積為: ，液壓缸無桿腔實際面積為: 。1.2.4 液壓缸的強度校核1.2.4.1 液壓缸軸向尺寸液壓軸向尺寸取決于負載運動的有效長度（活塞在缸內(nèi)能移動的極限距離）、導向長度、活塞寬度、缸蓋聯(lián)接形式及安裝形式。圖 表示出了液壓缸各主要零件軸向尺寸之間的關(guān)系。由書活塞寬度.活塞有效行程取決于機構(gòu)運動的最大行程.導向滑動面積長度C的值:當D80mm時，.當時, ,因為D=80mm,這里取。導向長度L可由液壓與氣壓傳動式（4-35）來確定。缸筒長度。圖1-12 液壓缸尺寸圖1.2.4.2 缸筒的壁厚校核選缸筒材料為由得 ,活塞桿材料為45鋼，取10mm.由 可知道缸筒厚校核時分薄壁和厚壁兩種情況。當時為薄壁。按式（50-20）進行校核： (1-28)式中，D為缸筒內(nèi)徑；為缸筒的試驗壓力，當時，?。欢敃r，??；為缸筒的材料的許用應力，為材料抗拉強度，n為安全系數(shù)，一般取5。，n取5。 按下公式進行計算（式5-21）: (1-29)=10mm1.047mm 即：合格1.2.4.3 活塞桿徑d按式5-22進行校核： (1-30)式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；為活塞桿材料的許用應力： (1-31)即合格1.2.4.4 液壓缸蓋固定螺栓直徑(45鋼)取，校核按式（5-23）進行校核。 (1-32)其中，F(xiàn)為液壓缸負載F=2214N；Z為固定螺栓個數(shù)，取Z=6；K為螺紋擰緊系數(shù)，取K=1.4；為材料屈服極限， 本設(shè)計取：合格1.2.5 穩(wěn)定性校核活塞桿的長取200mm，并采用一端固定一端自由。由液壓傳動與控制可知道，受壓活塞桿，當其軸向負載F超過穩(wěn)定臨界力時，會產(chǎn)生縱向彎曲而喪失穩(wěn)定，所以液壓缸的負載應滿足下列條件： (1-33)其中液壓傳動與控制式3-19式中 F-活塞桿最大軸向負載； -活塞桿產(chǎn)生縱向彎曲喪失穩(wěn)定的最小力，即能保持壓活塞桿穩(wěn)定的臨界力； -安全系數(shù)，其值為臨界力 值與活塞桿的材料性質(zhì)、截面形狀、長度、剛度以及液壓缸安裝方式等因素有關(guān)。一般當液壓缸安裝長度與活塞桿直徑之比(見表3-1液壓傳動與控制)時，就易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，就必須進行壓桿穩(wěn)定性校核。這里近力學中有關(guān)公式進行校核。由液壓傳動與控制可知： (1-34)由上可知，所以用液壓傳動與控制（3-21）公式進行校核： (1-35)上式中 -安裝長度，其值與安裝方式有關(guān)，見液壓傳動與控制表3-1；-活塞的回轉(zhuǎn)半徑，-活塞桿橫截面慣性矩，對實心活塞桿本設(shè)計中：A-活塞桿橫截面積，活塞桿橫截面面積；m-柔性系數(shù)，對剛?cè)=85;-材料強度試驗值，對鋼取-系數(shù)，對剛。 液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)n，可按液壓傳動與控制表3-1選取 (1-36) (1-37) ，即合格！1.2.6 液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算根據(jù)上述D與d的什，可估算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率如下表：，表1-6工況負載回油腔壓力進油腔壓力輸入流量輸入功率計算式快進啟動22200.059_加速17600.047_恒速11100.02926.390.013工進221400.441.00540.007快退啟動22200.044_加速17600.035_恒速11100.02226.140.011.3 后刀架橫向液壓缸設(shè)計后刀架橫向液壓缸主要是提供橫向進給運動.它要實現(xiàn):快進工進快退 圖1-13 橫向液壓缸動作循環(huán)圖它的工作是車基準外圓時提供橫向運動（走刀運動）。刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵HT200，硬度為HB190其快進時速度為機床總工作臺重為：G=1000N（g=10）。往復運動的加減速度時間不超過0.2s.動力滑臺采用燕尾導軌。其靜摩擦系數(shù)0.2，運動摩擦系數(shù)=0.1。其液壓缸示意圖如下：圖1-14 液壓缸示意圖1.3.1 負載分析縱向液壓缸主要是提供車外圓時的縱向運動，即車削時能夠提供其軸向切削力能滿足要求。YT15在車鑄鐵時軸向切削力根據(jù)機械加工過程卡片和機械加工工藝手冊表2.4-21 (1-38)其中,.注:在加工過程中加工條件不改變.即不考慮.1.3.1.1 阻力負載: 靜摩擦力: (1-39)動摩擦力: (1-40)慣性負: (1-42) (1-43)由此可得出液壓缸在各個工作階段的負載如下表：阻力負載: 表1-7工況負載阻力負載力F(N)推力啟動200222加速158176快進100111工進789.13877快退100111注:1、 液壓缸的機械效率2、 不考慮動力滑臺上顛覆力矩的作用。1.3.2 負載圖和速度圖的繪制綜上計算數(shù)據(jù),速度圖按已知數(shù)值：， ， ， 快進，工進 ，快退 。其負載圖和速度圖分別如下：圖1-15 液壓缸負載圖和速度圖1.3.3 液壓缸主要參數(shù)的確定由表圖1-15，可知道其最大負載為877N，由液壓傳動表11-2可知，當負載時，其工作壓力應取,本設(shè)計中取.由表7-2可知:因為本系統(tǒng)是一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng),背壓在應在 之間,本設(shè)計中取。由表7-3可知,當液壓缸的工作壓力時,活塞桿的直徑 ，本設(shè)計取。由表7-3,當時,液壓缸往返速率比,即。 已知液壓缸有桿腔的 所以由式7-10得液壓缸無桿腔面積: (1-44)由上式得液壓缸有桿腔面積: (1-45)即：所以液壓缸的內(nèi)徑: (1-46)活塞桿直徑d: (1-47)由表7-5和7-6(GB2348-80)?。阂簤焊變?nèi)徑活塞桿直徑即液壓缸有桿腔的實際面積為: (1-48)液壓缸無桿腔實際的面積為: (1-49)1.3.4 液壓缸的強度校核1.3.4.1 液壓缸軸向尺寸液壓軸向尺寸取決于負載運動的有效長度（活塞在缸內(nèi)能移動的極限距離）、導向長度、活塞寬度、缸蓋聯(lián)接形式及安裝形式。圖1-16 表示出了液壓缸各主要零件軸向尺寸之間的關(guān)系。由書活塞寬度.活塞有效行程取決于機構(gòu)運動的最大行程.導向滑動面積長度C的值:當D80mm時，.當時, ,因為D=80mm,這里取。導向長度L可由液壓與氣壓傳動式（4-35）來確定。缸筒長度。圖1-16 液壓缸尺寸圖1.3.4.2 缸筒的壁厚校核選缸筒材料為由得 ,活塞桿材料為45鋼，取10mm.由 可知道缸筒厚校核時分薄壁和厚壁兩種情況。當時為薄壁。按式（50-20）進行校核： (1-50)式中，D為缸筒內(nèi)徑；為缸筒的試驗壓力，當時，??；而當時，??；為缸筒的材料的許用應力，為材料抗拉強度，n為安全系數(shù)，一般取5。，n取5。 按下公式進行計算（式5-21）: (1-51)=10mm0.06547mm 即：合格1.3.4.3 活塞桿徑d按式5-22進行校核： (1-52)式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；為活塞桿材料的許用應力， (1-53)即合格1.3.4.4 液壓缸蓋固定螺栓直徑(45鋼)取，校核按式（5-23）進行校核。 (1-54)其中，F(xiàn)為液壓缸負載F=877N；Z為固定螺栓個數(shù)，取Z=6；K為螺紋擰緊系數(shù)，取K=1.4；為材料屈服極限， 本設(shè)計取： (1-55)合格1.3.5 穩(wěn)定性校核活塞桿的長取200mm，并采用一端固定一端自由。由液壓傳動與控制可知道，受壓活塞桿，當其軸向負載F超過穩(wěn)定臨界力時，會產(chǎn)生縱向彎曲面喪失穩(wěn)定，所以液壓缸的負載應滿足下列條件： (1-56) 其中液壓傳動與控制式3-19式中 F-活塞桿最大軸向負載； -活塞桿產(chǎn)生縱向彎曲喪失穩(wěn)定的最小力，即能保持活塞桿穩(wěn)定的臨界力； -安全系數(shù)，其值為臨界力 值與活塞桿的材料性質(zhì)、截面形狀、長度、剛度以及液壓缸安裝方式等因素有關(guān)。一般當液壓缸安裝長度與活塞桿直徑之比(見表3-1液壓傳動與控制)時，就易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，就必須進行壓桿穩(wěn)定性校核。這里近力學中有關(guān)公式進行校核。由液壓傳動與控制可知： (1-57)由上可知，所以用液壓傳動與控制（3-21）公式進行校核： (1-58)上式中 -安裝長度，其值與安裝方式有關(guān)，見液壓傳動與控制表3-1；-活塞的回轉(zhuǎn)半徑，-活塞桿橫截面慣性矩，對實心活塞桿本設(shè)計中：A-活塞桿橫截面積，活塞桿橫截面面積；m-柔性系數(shù)，對剛?cè)=85;-材料強度試驗值，對鋼取-系數(shù)，對剛。 液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)n，可按液壓傳動與控制表3-1選取 (1-59) (1-60) ，即合格！1.3.6 液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算根據(jù)上述D與d的什，可估算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率如下表：, ,表1-8工況負載回油腔壓力進油腔壓力輸入流量輸入功率計算式快進啟動22200.113_加速17600.082_恒速11100.05710.2080.01工進87700.4470.2180.002快退啟動22200.1507_加速17600.119_恒速11100.07510.3110.0131.4 前刀架橫向液壓缸和縱向液壓缸設(shè)計由于前刀架的工作情況和后刀架的工作情況一樣，不同之處只是后架用于粗加工，前刀架用于精加工。在這里，為了節(jié)約成本，前刀架的各參數(shù)都用后刀架的參數(shù)。在此就不再作計算。1.5 夾緊液壓缸設(shè)計夾緊液壓液壓缸在本工件加工過程中起著非常重要的作用，它的作用是將工件夾緊。如果不能夾緊，那么加工出來的工件就可能精度達不到或是廢品。所以，在整個加工過程中，夾緊液壓缸是非常的重要。下圖為夾緊液壓缸示意圖。圖1-17P1液壓缸工作壓力；P2 液壓缸回油腔工作壓力；液壓缸無桿腔面積；液壓缸有桿腔的有效面積。它的動作只有夾緊和松開，夾緊的程度由溢流閥來控制。而下一步的工作則是由壓力繼電器來控制，當夾緊到一定程度時，也就是壓力增加到一定時，壓力繼電器會發(fā)出一個信號來控制下一步動作的進行。1.5.1 夾緊液壓缸負載分析夾緊液壓缸的主要工作是將工件夾緊，不讓工件在車削時轉(zhuǎn)動。其夾緊力應大于或等于主切削力由機械加工工藝基礎(chǔ)式1-15 (1-61)其中： ，由于加工條件不變，即不考濾設(shè)機床總工作臺重為:G=500N（g=10）。往復運動的加減速度時間不超過0.2s。其靜摩擦系數(shù)0.2，運動摩擦系數(shù)=0.1.阻力負載: 靜摩擦力 (1-62)動摩擦力 (1-63)慣性負 (1-64) (1-65)由此可得出液壓缸在各個工作階段的負載如表:表2-5工況負載阻力負載力F(N)推力啟動823.3914.8加速429.1476.8快進411.6457.3恒壓 4527.65030.7快退411.6457.3注:1、 液壓缸的機械效率2 、不考慮動力滑臺上顛覆力矩的作用。1.5.2 夾緊液壓缸負載圖和速度圖的繪制負載圖按上面的數(shù)據(jù)繪制，如圖下圖。速度圖按已知數(shù)值：，、（快進和快退行程）。圖1-18 負載圖和速度圖1.5.3 夾緊液壓缸主要參數(shù)的確定由圖1-18可知道其最大負載為5030.7N，由液壓傳動表11-2可知，當負載時，其工作壓力應取,本設(shè)計中取.由表7-2可知:因為本系統(tǒng)是一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng),背壓在應在 之間本設(shè)計中取。由表7-3可知,當液壓缸的工作壓力時,活塞桿的直徑。 本設(shè)計取由表7-3,當時,液壓缸往返速率比,即 已知液壓缸無桿腔的即所以由式7-10得液壓缸無桿腔面積: (1-66)由上式得液壓缸有桿腔面積: (1-67)所以液壓缸的內(nèi)徑: (1-68) 活塞桿直徑: (1-69)由表7-5和7-6(GB2348-80)液壓缸內(nèi)徑；活塞桿直徑即有桿腔的實際面積為: (1-70)液壓缸無桿腔實際面積為: (1-72)1.5.4 夾緊液壓缸的強度校核液壓缸的壁筒厚、活塞桿直徑d和缸蓋處固定螺栓直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進行強度校核。由書可知活塞寬度.活塞有效行程取決于機構(gòu)運動的最大行程.導向滑動面積長度C的值:當時, ,因為D=50mm,這里取1.5.4.1 缸筒的壁厚校核選缸筒材料為由得 ,活塞桿材料為45鋼由 P75n取5, 按下公式進行計算: (1-73)=9mm1mm ,合格1.5.4.2 桿徑d (1-74)即合格其中: 1.5.4.3 液壓缸蓋固定螺栓直徑(45鋼)取 (1-75)其中Z=6,F=915.7N,K=1.4, 合格1.5.5 夾緊液壓缸穩(wěn)定性校核活塞桿的長取200mm，并采用一端固定一端自由。由液壓傳動與控制可知道，受壓活塞桿，當其軸向負載F超過穩(wěn)定臨界力時，會產(chǎn)生縱向彎曲而喪失穩(wěn)定，所以液壓缸的負載應滿足下列條件： (1-76)其中式中 F-活塞桿最大軸向負載； -活塞桿產(chǎn)生縱向彎曲喪失穩(wěn)定的最小力，即能保持壓桿穩(wěn)定的臨界力； -安全系數(shù)，其值為 (1-77) (1-78)取n=4,m=85 所以所以用公式： (1-79)其中 材料強度試驗值，對鋼取活塞桿橫截面面積 液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)n，可按液壓傳動與控制表3-1選取 合格1.5.6 夾緊液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算根據(jù)上述D與d的什，可估算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率如下表：，,，,表1-9工況負載回油腔壓力進油腔壓力輸入流量輸入功率計算式快進啟動914.800.1_加速476.800.052_恒速457.3300.4995.2790.043夾緊5030.701.000700快退啟動914.800.182_加速48300.096_恒速457.3300.0921.0590.0321.6 頂尖液壓缸設(shè)計在加工過程中，對頂尖來說，只要要求能夠頂?shù)郊纯?。從前面的設(shè)計中可知道，后刀架的橫向液壓缸的參數(shù)可以滿足頂尖液壓缸的各工作參數(shù)。所以，這里為了節(jié)約生產(chǎn)成本，就以后刀架橫向液壓缸的各參數(shù)作為頂尖液壓缸的參數(shù)。在此就不再作計算。在這時里，車準的各液壓缸全部計算完畢。1.7 液壓系統(tǒng)圖的擬定從整個系統(tǒng)來看，該系統(tǒng)共由六個液壓缸組成，分別為：頂尖液壓缸、夾緊液壓缸、后刀架橫向液壓缸、后刀架縱向液壓缸、前刀架橫向液壓缸、前刀架縱向液壓缸。在整個過程中，每個液壓缸都有單獨的動作，沒有聯(lián)動1.7.1 液壓回路的選擇1.7.1.1 保壓回路在系統(tǒng)中，要使車的每一個工序都能順利進行，那么工件必須得夾緊。夾緊裝置由頂尖液壓缸和夾緊液壓缸組成，夾緊在整個加工過程中非常重要，因此必須有一個保壓回路來維持夾緊時的壓力。其保壓回路的圖如下:圖1-191.7.1.2 調(diào)速回路（速度換接回路）在加工過程中因有快進、工進，它們的速度不同。因而必須有一個調(diào)速回路來實現(xiàn)這一過程的速度的控制。在本系統(tǒng)中，由于要求較高，即高速都受用出口節(jié)流高速回路來制控其速度的變化。其圖如下：圖1-201.7.1.3 換向路回在不同的工作情況下，尚油液的流向是不相同的。因此必須有一個換向回路來控制液壓油的流向。在本設(shè)計中可以采用三位四通電磁換向閥來實現(xiàn)這一過程的控制。其圖如下：圖1-211.7.1.4 卸載回路因是大批量生產(chǎn)，所以中間裝夾工件時與加工工件之間必然有停，而我們不可能將整個系統(tǒng)的電繁頻起停，這樣會影響其整個統(tǒng)系的使用壽命。因而要設(shè)計一個卸載回路來解決加工中的這一問題。其圖如下：圖1-221.7.1.5 換速回路本設(shè)計中各個階段的作動都有不同之處，為了達到做完一個過程后能進行下一個程，就必須有一個控制回路來實現(xiàn)。本設(shè)計中選用行程開關(guān)來實現(xiàn)這一個程。每當在工作時碰到一個行程開關(guān)時，行程開關(guān)都會發(fā)出一個電信號來控制下一步的工作的進行。其圖如下：圖1-231.7.2 液壓回路的綜合把上面各路回組合畫在一起，即得了綜合回路。其圖如下：圖1-24表1-101.8 液壓元件的選擇1.8.1 液壓泵和電動機1.8.1.1 液壓泵從以上分析和各液壓缸在不同工作階段的壓力流量和功率值的表中可知液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為，如取進油路上的壓力損失為0.2MPa，壓力繼電器調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力值為0.1MPa。則液壓泵的最大工作壓力應為： (1-80)液壓泵向液壓缸提供的最大流量為，若回路中的泄漏按液壓缸輸入的10%計算，溢流閥的最小穩(wěn)定流量為：則液壓泵的總流量應為: (1-81)根據(jù), 由機械設(shè)計手冊表20-5-6選內(nèi)嚙合齒輪泵：表1-11型 號BB-B額定壓力(MPa)2 .5排 量(mL/r)4125轉(zhuǎn) 速(r/min)1500容積效率8090%生產(chǎn)廠家上海機床廠1.8.1.2 電動機液壓泵輸出壓力為；壓力為0.8MPa如取內(nèi)嚙齒輪泵的總功率為，則液壓泵驅(qū)動電機所需的功率為 (1-82)根據(jù)此數(shù)值查閱機械設(shè)計手冊電機產(chǎn)品目錄，最后確定選取Y802-2型三相異步電動機:表1-12電動機型號Y802-2額定功率（kw）1.1滿載轉(zhuǎn)速（r/min）2825額定轉(zhuǎn)矩2.2重 量（Kg171.8.2 閥類元件及輔助元件根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件的實際流量，可選出這些元件的型號規(guī)格如下表。表格 1-13序號 名 稱通過流量額定流量額定壓力MPa型號規(guī)格1過濾器46800.02(壓力損失)XU-80-80J2先導益流閥466316YF3-10B3內(nèi)嚙合齒輪泵46_BB-B4三向異步電動機_Y802-25二位二通電磁換向閥461801622DF3-E16B6三位四通電磁換向閥10251634DF3-E6B7二位二通電磁換向閥10251622DF3-E6B8調(diào)速閥15016AQF3-E10B9單向閥108016AF3-Ea-10B10三位四通電磁換向閥0601634DF3-E10B11二位二通電磁換向閥21601622DF3-E10B12液控單向閥6425025CPG-6-35-5013行程開關(guān)_14直通式溢流閥6425035.5DBD15P15壓力繼電器_14PF-B8C16開關(guān)_Y6317壓力表_16AF6P3018壓力繼電器_5016PF-B10C19二位四通電磁換向閥5251624DF3-E6B 1.8.3 油管和油箱1.8.3.1 油管 各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處決定，液壓缸進，出的最大流量計算。由于液壓泵具體選定之后液壓缸在各個階段的進，出流量已與原定數(shù)值不同，所以重新計算：表1-14快 進工 進快 退輸入流量（L/min）排出流量（L/min）運動速度（m/min）根據(jù)這些數(shù)值，當油液在壓力管中流速取3m/min時，按液壓傳動式（7-8）得液壓缸有桿腔和無桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為： (1-83)由機械設(shè)計手冊-液壓傳動表20-8-2得d=25mm,管厚取2mm(這兩根油管都按GB/T 8163)，管接頭螺紋M24。1.8.3.2 油箱油箱容積按液壓傳動式7-7估算，當取時，求得其容積為： (1-84)由機械設(shè)計手冊-液壓傳動表20-8-160取靠近標準值V=370L（按GB 2876-81）1.9 液壓系統(tǒng)的性能驗算工進在在整個工作循環(huán)中所占的時間比例最大，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用工進時的情況來計算。工進時液壓缸的有效功率為： (1-85)液壓缸的輸出功率為： (1-86)由此得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： (1-87)按液壓傳動式11-3求了出油液溫升近似值： (1-88)溫升沒有走超出允許范圍，液壓系統(tǒng)中不須要設(shè)置冷卻器。572 章 雙頭鏜床液壓系統(tǒng)設(shè)計雙頭鏜加工示意圖如下：圖2-1 雙頭鏜床加工示意圖由上圖可知，該系統(tǒng)由三個液壓缸組成：左動力頭液壓缸、右動力頭液壓缸、夾緊液壓缸。現(xiàn)在對其液壓缸設(shè)計如下：2.1 編制雙頭半精鏜加工工序過程卡片2.1.1 分析零件圖本工序采用復合鏜刀，分別從兩頭一次進給完成加工。圖2-2 半精鏜加工示意圖由上圖可知道，要求加工的面共有9個：A、B、C、D、E、F、G、H。要想達到一次加工完成，就得用9把鏜刀，并用兩個鏜刀桿分別從兩邊同時進給其刀具圖如上。這樣才能很好的完成。2.1.2 確定毛坯尺寸由下圖各尺寸和上圖各尺寸可確定雙頭鏜的毛坯尺寸如下表：(注：斜面加工尺寸不用確定，因此只有B、E、F、H、I面)圖2-3表格 2-1基本尺寸ESIS基本尺寸ESIS55-61.6-0.50128-130.6-0.50+0.1-0.1+0.1-0.1B=-6.6+0.6-0.1E=-2.6+0.6-0.1125-129.6+0.5060-68-0.50+0.1-0.1+0.1-0.1F=4.6+0.6-0.1H=-8-0.4-0.193-95.6-0.50 +0.1-0I=-2.6-0.402.1.3 擬定加工工藝路線由半精鏜加工示意圖可，雖然是用復合鏜刀對工件同時加工，但也有一定的先后順序。對左動力頭來說，它的加工順序為：BGHA。對于右動力頭來說，它的加工順序為：ICFED。2.1.4 確定工序尺寸及公差由表2-1可得各工序單邊工序尺寸及公差如下： ， ，,，2.1.5 確定切削用量及工時鏜刀桿直徑由組合機床表4-5鏜孔直徑D304040505070709090100鏜桿直徑d20303040405050656590鏜刀截面BB881010121216161616/2020鏜刀裝好后，在半精鏜時，一般要保證下列幾何參數(shù)：主偏角： 副偏角：前角： 刃傾角：主后角： 副后角：刀尖圓角半徑：由上圖可知，鏜刀為復合鏜刀。其加工余量可由粗鏜圖與其相比取平均的得：，由機械加工工藝手冊表11.4-1得，取即轉(zhuǎn)速為： (2-1)由機械加工工藝手冊選臥式T68鏜床，查得其實際轉(zhuǎn)速為：加工工時： (2-2)2.1.6 填寫加工工序卡片雙頭鏜加工工序卡片如附表：2.2 雙頭鏜床左右動力頭液壓缸設(shè)計對半精鏜這道工序來說，它要求的軸向進給的精度要求是非常高的，在設(shè)計過程中得非常小心。其加工示意圖如下： 圖2-4該系統(tǒng)共由三個液壓缸組成：夾緊液壓缸、左進給液壓缸、右進給液壓缸。在加工過程中，當工件夾緊后，左右動力頭同時對工件進行加工，只有當左右加工全部完成后，夾緊液壓缸才會松開，然后才能從裝工件，進行下一個零件的加工。其液壓缸示意圖如下：圖2-5P1液壓缸工作壓力；P2 液壓缸回油腔工作壓力；液壓缸無桿腔面積；液壓缸有桿腔的有效面積。因左、右的工作是一樣的，在設(shè)計過程中只要設(shè)計一個即可以。刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵HT200，硬度為：HB190其快進時速度為機床總工作臺重為：G=3000N（g=10）。往復運動的加減速時間不超過0.2s。動力滑臺采用燕尾導軌，其靜摩擦系數(shù)0.2，運動摩擦系數(shù)=0.1。2.2.1 液壓缸負載分析半精鏜液壓缸主要是提供鏜孔時的軸向運動，即鏜削時能夠提供其軸向切削力能滿足要求。YT15在車鑄鐵時軸向切削力由機械加工工藝手冊表2.4-21得 (2-3)其中 ，注:在加工過程中加工條件不改變.即不考慮. 阻力負載: 靜摩擦力 (2-4)動摩擦力 (2-5)慣性負： (2-6) (2-7)由此可得出液壓缸在各個工作階段的負載如表:表2-2工況負載阻力負載力F(N)推力啟動600667正向加速425472快 進300333工進882980反向加速469518快退300333注:1 液壓缸的機械效率2 不考慮動力滑臺上顛覆力矩的作用。2.2.2 液壓缸負載圖和速度圖的繪制綜上計算數(shù)據(jù),其負載圖和速度圖分別如下：速度按已知數(shù)值，由主軸轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)進給量求出、快進行程、工進行程、快退行程圖2-62.2.3 液壓缸主要參數(shù)的確定由表2-6可知道其最大負載為854N，由液壓傳動表11-2可知，當負載時，其工作壓力應取,本設(shè)計中取.由表7-2可知:因為本系統(tǒng)是一般輕載的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng),背壓在應在 之間本設(shè)計中取。由表7-3可知,當液壓缸的工作壓力時,活塞桿的直徑，本設(shè)計取。由表7-3,當時,液壓缸往返速率比,即 已知液壓缸有桿腔的 所以由式7-10得液壓缸有桿腔面積: (2-8)由上式得液壓缸無桿腔面積: (2-9)所以液壓缸的內(nèi)徑: (2-10)活塞桿直徑: (2-11)由表7-5和7-6(GB2348-80)液壓缸內(nèi)徑;活塞桿直徑。即有桿腔的實際面積為: (2-12)液壓缸無桿腔實際面積為: (2-13)2.2.4 液壓缸的強度校核由書活塞寬度.活塞有效行程取決于機構(gòu)運動的最大行程.導向滑動面積長度C的值:當時, ,因為D=50mm,這里取2.2.4.1 缸筒的壁厚校核選缸筒材料為由得 ,活塞桿材料為45鋼由 n取5, 按下公式進行計算: (2-14)=10mm0.065mm 合格2.2.4.2 桿徑d (2-15)即合格其中: 液壓缸蓋固定螺栓直徑(45鋼)取 (2-16)其中Z=6,F=854N,K=1.4, 合格2.2.5 液壓缸穩(wěn)定性校核活塞桿的長取200mm，并采用一端固定一端自由。由液壓傳動與控制可知道，受壓活塞桿，當其軸向負載F超過穩(wěn)定臨界力時，會產(chǎn)生縱向彎曲面喪失穩(wěn)定，所以液壓缸的負載應滿足下列條件： (2-18) 其中式中 F-活塞桿最大軸向負載； -活塞桿產(chǎn)生縱向彎曲喪失穩(wěn)定的最小力，即能保持壓桿穩(wěn)定的臨界力； -安全系數(shù)，其值為 取n=4,m=85所以所以用公式： (2-19)其中 材料強度試驗值，對鋼取 活塞桿橫截面面積 液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)n，可按液壓傳動與控制表3-1選取 (2-20) 合格2.2.6 液壓缸在不同階段的壓力、流量、功率計算根據(jù)上述D與d的什，可估算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率如下表：， ，圖2-3工況負載回油腔壓力進油腔壓力輸入流量輸入功率計算式快進啟動66700.34_加速47200.24_恒速33300.179.810.028工進85400.430.1180.0085快退啟動66700.42_加速51800.33_恒速33300.2126.140.09152.3 雙頭鏜床夾緊液壓缸設(shè)計夾緊液壓液在本工件加工過程中起著非常重要的作用，它的作用是將工件夾緊。如果不能夾緊，那么加工出來的工件就可能精度達不到或是廢品。所以，在整個加工過程中，夾緊液壓缸是非常的重要。其示意圖如下：圖2-7P1液壓缸工作壓力；P2 液壓缸回油腔工作壓力；液壓缸無桿腔面積；液壓缸有桿腔的有效面積。它的動作只有夾緊和松開，夾緊的的程度由溢流閥來控制。而下一步的工作則是由壓力繼電器來控制，當夾緊到一定程度時，也就是壓力增加到一定時，壓力繼電器 會發(fā)出一個信號來控制下一步動作的進行。夾緊液壓缸的主要工作是將工件夾緊，不讓工件在車削時轉(zhuǎn)動。其夾緊力應大于或等于主切削力。由機械加工工藝基礎(chǔ)式1-15 (2-21)其中： ，由于加工條件不變，即不考濾 由知道該液壓缸所要承受的力與前所計算的后刀架橫向液壓缸所要承受的力大小差不多，在這里就選用后刀架橫向液壓缸的各參數(shù)。在此就不在作計算。2.4 雙頭鏜床液壓系統(tǒng)圖的擬定從整個系統(tǒng)來看，該系統(tǒng)共由三個液壓缸組成，分別為：左動力頭液壓缸、右動力頭液壓缸、夾緊液壓缸。在工作過程中左動力頭液壓缸和右動力頭液壓缸是同時工作的。2.4.1 雙頭鏜床液壓回路的選擇2.4.1.1 保壓回路在系統(tǒng)中，要使車的每一個工序都能順利進行，那么工件必須得夾緊。夾緊裝置由頂尖液壓缸和夾緊液壓缸組成，夾緊在整個加工過程中非常重要，因此必須有一個保壓回路來維持夾緊時的壓力。其保壓回路的圖如下：圖2-82.4.1.2 調(diào)速回路（速度換接回路）在加工過程中因有快進、工進，它們的速度不同。因而必須有一個高速回路來實
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