組合專(zhuān)機(jī)-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)

組合專(zhuān)機(jī)-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),組合,專(zhuān)機(jī),電磁,閥體,中心,機(jī)床,總體,整體,布置,以及,鉸工位,液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）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。31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(xiàn)或自動(dòng)線(xiàn)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(xiàn)，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(chǎng)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(xiàn)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(xiàn)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圖11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)行第工位加工第3個(gè)槽。工作臺(tái)再旋轉(zhuǎn)45進(jìn)行第工位加工第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。現(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21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0.50.8mm 不用切削液。（查機(jī)械加工工藝手冊(cè) P544 表2.437）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0.260.32.。（查機(jī)械加工工藝手冊(cè) P545）灰鑄鐵HB200的抗拉強(qiáng)度b200 （查機(jī)械加工工藝手冊(cè)P63表1.247）2.2.2確定其各加工余量： 鉆孔余量查得：孔精度H87 D1030mm，鉆，擴(kuò)及一次或二次鉸孔。：查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.347 P494） 擴(kuò)、鉸孔余量： 擴(kuò)孔d1018mm，擴(kuò)孔余量：1.01.5mm，粗鉸余量：0.10.15mm精鉸余量：0.05mm（查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.348 P498）2.2.3確定麻花鉆的直徑并選擇： Dmin =16-1.5*2-0.05*2=12.9mmDmax=16.018-1*2-0.05*2=13.918mm 采用直柄長(zhǎng)麻花鉆：查得：d013.7 mm L214mm 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 （21）查得f=0.3 CV=14.7 yV=0.55 (查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.468 P575)鉆孔時(shí)查得：KMV1.0 KLV=0.6 查表2.446 P556 代入公式得： V0.568m/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2.451 P561 查得：擴(kuò)孔鉆直徑d020 高速鋼磨損為0.60.9mm 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2.456 查得：KMV1.0 查表2.452 P562 查得擴(kuò)孔直徑d015,HB200,f=0.70.9mm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P1043 表10.236 整體式高速直柄擴(kuò)孔鉆形式和尺寸 GB425684 查得：自制鉆頭15.716分級(jí)范圍15.0016 偏差00.027 l=178mm l=120mm d1=10.4 螺旋角20 Kr=60 d=15.9mm 2.3.2擴(kuò)孔時(shí)的速度：VKV(22)(其中查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.456得：Kmv=0.1 Ktv=0.6 )算得： V0.71m/s (即：42.62m/min)2.3.3擴(kuò)孔時(shí)的轉(zhuǎn)速：n=（23）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2.458 鉸刀直徑：do在（1020） 查得進(jìn)給量為：1.02.0精鉸孔精度等級(jí)： 加工表面粗糙度等級(jí) 切削速度 1.60.8 0.030.05 3.21.6 0.060.08 查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.457 P567 查得：鉸刀直徑d020 后刀面最大磨損0.40.6; 耐用度T（S）2100S查P567表2.458 查得：機(jī)鉸刀進(jìn)給量取1.02.0查修正系數(shù)表2.463 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： Kcv1.0 Ktv=1.02.4.2鉸刀速度：V（24） 0.267m/s (即：16.02m/min) 2.4.3鉸刀轉(zhuǎn)速： n= =318.87m/min2.5計(jì)算切削力： 2.5.1鉆孔時(shí)的切削力：F9.8142.7d0f0.8Kf (25) M=9.810.021d02f0.8Km (26) 查表2.447 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 F9.8142.713.70.30.8Kf 算得：F2190.355（N）M9.810.02113.70.30.81.0算得：F14.758（N。m） 2.5.2擴(kuò)孔時(shí)的扭矩：M9.810.196d00.85ap0.8f0.7Km (27) 算得： M=52.34(N.m)2.6 鉆、擴(kuò)、鉸切削的功率： Pm=（28）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(xiàn)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22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25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（31） 則 Ft25.513.40.30.82000.6 算得： Ft3203.14（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 （）7.0103kg/m3 則 Ggv算得： G7.0103110103721039.8 38.1N設(shè)該工作部件的總重量為6000N則 Fm 算得： Fm357.1加工13.7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G6000N，快進(jìn)、快退速度V1V37m/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=0.260001200N 動(dòng)摩擦阻力：Ffd=0.16000600N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F1333.4N 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 F1063.5N 快進(jìn)時(shí)只需克服摩擦力 F666.7N 工進(jìn)時(shí)需克服軸向力和動(dòng)摩擦力 F4226.7N表31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Fm(N)啟動(dòng)F=Ffs12001333.4加速F=Ffd+Fm957.11063.5快進(jìn)F=Ffd600666.7工進(jìn)F=Ffd+Ft38044226.7快退F=Ffd600666.7注：液壓缸的機(jī)械效率取m=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V1V37m/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： V2n1s1=n2s2=34.078m/min 約取 34.1m/min 則其負(fù)載圖為： 圖31負(fù)載圖 則速度圖為：圖32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111 執(zhí)行元件形式的選擇得： 運(yùn)動(dòng)形式為：往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和短行程。 采用的執(zhí)行元件形式：活塞缸。表112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d00.707D的關(guān)系。在鉆孔時(shí)，液壓缸回路必須具有背壓P225105Pa（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GB234880將這些直徑圓整成就接近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得： F1（P1A1P2A2）m推出：A（）（P1）（32） 代入數(shù)據(jù)得：算得： A70.44cm2則 D=算得：D9.48cm 則d0.3D算得： d2.8cm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11133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 b=110MPa） d（33） 代入數(shù)據(jù)得： d算得： d0.0686m因 0.0686m 則 FK 算得：FK1.051011（N） FK4 算得結(jié)果為：0.26251011FR所以，穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果滿(mǎn)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32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)1333.4P200.35加速1063.5P2=P1+P0.29恒速666.70.18270.081工進(jìn)4226.70.81.080.50.009快退啟動(dòng)1333.4P2=00.33加速1063.50.50.28恒速666.70.17280.0793.4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33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P10MPa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34活塞和活塞桿連接圖3.4.3液壓缸的密封：圖35液壓缸密封圖通常中用形密封，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?？爝M(jìn)、快退時(shí)工進(jìn)所花的時(shí)間為：T1=（37）代入數(shù)據(jù)：T1算得：T12.32(s) 0.350.290.181.080.330.280.17進(jìn)油圖圖3液壓進(jìn)油圖270.528輸入流量圖圖37液壓流量圖0.0810.0090.079功率圖圖38液壓功率圖T2=算得：T213.74（s）則 其速比為： 代入數(shù)據(jù)算得： 23.5.2 缸筒厚度 （38）查液壓傳動(dòng)控制駱簡(jiǎn)文，主編 重慶大學(xué)出版社 P69 (412式)Py1.25Pn Pn16MPa時(shí)則 算得： 3.68mm 取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： 10025110mm3.5.3螺栓的計(jì)算固定螺栓直徑按式計(jì)算： ds（39）(查液壓傳動(dòng)機(jī)械工業(yè)出版社 P25 52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1.121.5 s為材料屈服極限則 ds=算得： ds20.7mm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0.40.1,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(xiàn)的直徑線(xiàn)度在500mm長(zhǎng)度上不大于0.03mm端面對(duì)軸線(xiàn)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0.020.05mm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（310）前面算得：De=200mm dH=150mm db=24mm d1=115mm d2=125mmd=100mm 代入數(shù)據(jù)算得： h=0.11h=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：（311）代入數(shù)據(jù)算得： 算得：螺紋處剪切應(yīng)力計(jì)算：（312）代入數(shù)據(jù)算得：算得：則 （313）代入數(shù)據(jù)算得：算得： （其中： 許用應(yīng)力（MPa） ; 缸體材料的屈服極限（MPa）; n為安全系數(shù) n=1.22.5; P 液壓最大推力; D缸內(nèi)徑; K1螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)K10.072; d0:螺紋直徑; d1:螺紋內(nèi)徑; t:螺距（m）; K：擰緊螺紋系數(shù) K1.251.5.）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：（314）代入數(shù)據(jù)算得：螺紋處的剪切應(yīng)力：（315）代入數(shù)據(jù)算得：算得： 其合成為：73.4缸體焊接計(jì)算：（316）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。（注： 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310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311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312液壓系統(tǒng)圖表33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)1DT2DT3DT3動(dòng)力頭快進(jìn)1K34工進(jìn)K75快退K86停止K103.6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：1.080.81.88MPa。 供油時(shí)最大輸入流量為28Lmin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2.8Lmin，而工進(jìn)時(shí)輸入的流量為0.5Lmin所以流量泵的最小規(guī)格為3.3Lmin.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CBB4單級(jí)齒輪泵主要技術(shù)規(guī)格為：型號(hào)：CBB4; 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（V）0.85; 重量：2.8公斤 生產(chǎn)廠(chǎng)：上海機(jī)床廠(chǎng)取單級(jí)齒輪的總效率取P0.75 則液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的功率為：（317）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Y8012型電動(dòng)機(jī)。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為： 額定功率：0.75Kw; 滿(mǎn)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34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(chǎng)家1單級(jí)齒輪泵CBB428Lmin上海機(jī)床廠(chǎng)2三位四通電磁閥6334E103二位二通電磁閥（2）6322D634二位二通電磁閥（1）1022D105單向閥163I636單向閥263I637單向閥325I258粗過(guò)濾器32XUB3210025Kg/cm29溢流閥4.5YF3E10B16MPa 10通徑10壓力表開(kāi)關(guān)KF3E3B16MPa 3測(cè)點(diǎn)11調(diào)速閥1(L/min)AXQF-E10B16MPa 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35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（78）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JB82760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（77）估算，當(dāng)取為4時(shí)，求得其容積為：按GB287681規(guī)定取最接近的標(biāo)準(zhǔn)值：取得：V125L3.7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：（318） 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（113）求出油液溫升近似值： T 代入數(shù)據(jù)得： T28.1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 （320）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，2006.22 章宏甲.液壓傳動(dòng)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.83 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，2005.84 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，1997.55 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.2004.46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，1994.77 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(mǎn)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！