畢業(yè)設計（論文）鏜孔液壓站CAD技術的研究（全套圖紙）

1、全套cad圖紙等，聯(lián)系153893706前 言近五十年來，在工業(yè)中有兩個學科分支發(fā)展極快。其一是電子學中的計算機技術；其二是機械學中的液壓控制與傳動技術。這兩門技術的互相滲透和融合，使現(xiàn)代機械的設計、制造和使用突飛猛進。計算機系統(tǒng)便于“控制信號”的產生、放大、調制和轉換，是機器的神經系統(tǒng)，故又叫“電腦系統(tǒng)”。液壓技術單位質量輸出的功率大，可輸出大的功率，對“控制信號”反應靈敏，和機械系統(tǒng)結合，可形成各種復雜的機械運動，便于控制工作機構的運動方式、運動速度和輸出的力。因此可把它看成機器的“筋肉系統(tǒng)”。如此類推機械系統(tǒng)自然就是機器的“軀體”、“四肢”和“骨骼系統(tǒng)”。誠然，計算機發(fā)展很快，普及很廣。

2、但只有聰明的頭腦，沒有強勁而靈活的四肢，仍然不能完成所需的動作而做“功”。這就是液壓技術得以存在和發(fā)展的原因。液壓傳動在防漏、治污、降噪、減震、節(jié)能和材質研究等各個方面都有長足的進步，它和電子技術的結合也由拼裝、混合到整合，步步深入。時至今日，在盡可能小的空間內傳出盡可能大的功率并加以精確控制這一點上，液壓傳動已穩(wěn)居各種傳動方式之首，無可替代。這種情況使液壓傳動的元件類型、油路結構、系統(tǒng)設計和制作工藝等都發(fā)生了深刻的變化，也改變了人們對它的認識、分析和綜合的方式方法。本次畢業(yè)設計的課題來源于常州飛天集團，在周堃敏教授的帶領下，對鏜孔專機進行了液壓系統(tǒng)的設計，而且對集成塊進行了創(chuàng)新設計，大大節(jié)省

3、了繁瑣的畫圖工作量，并對液壓站進行了三維造型設計和零件的虛擬制造，使我對液壓cad技術和工程軟件應用的知識也有了更進一步的認識、了解和實踐。在此，特別感謝周老師的熱心指導！ 一、設計目標要求設計一鏜孔專機的液壓系統(tǒng)，并進行cad技術的研究。該鏜孔專機要求完成加工變速箱左齒輪箱上的孔系，孔的直徑分別為。要求孔的加工精度為六級。加工完成的工作循環(huán)是快進、一工進、二工進、快退、原位停止。二、指標要求1、滿足鏜孔專機液壓夾緊和進給的要求；2、采用cad技術技術進行液壓站設計；3、對零件進行虛擬制造。三、工況分析1、對本次設計的鏜孔專機進行分析查切削加工簡明實用手冊p470表8-87臥式鏜床的鏜削用量。

4、加工方式刀具材料刀具類型鑄鐵鋼（包括鑄鋼）半精鏜高速鋼刀頭0.420.660.20.80.50.80.20.81.53鏜刀塊0.50.660.20.6粗絞刀0.250.422.05.00.160.30.53.00.30.8硬質合金刀頭11.60.20.81.3220.20.81.53鏜刀塊0.81.320.20.6粗絞刀0.50.83.05.00.30.8精鏜高速鋼刀頭0.250.50.150.50.30.60.10.60.61.2鏜刀塊0.130.251.04.00.10.21.04.0粗絞刀0.160.32.06.00.160.30.53.01.04.0硬質合金刀頭0.81.320.150

5、.511.60.150.50.61.2鏜刀塊0.30.661.04.00.130.31.04.0粗絞刀0.50.82.55.00.10.4設 計 計 算 過 程計 算 結 果故一工進（半精鏜）時即 即 則第一次工進食的鏜削力為一工進（半精鏜）時設 計 計 算 過 程計 算 結 果第二次工進（精鏜）時同理可得 n第二次工進（精鏜）時n本次設計的鏜孔專機情況（根據(jù)所給零件圖計算得出）：動力頭自重為：9800n快進、快退速度為：8m/min一工進速度為：72mm/min二工進速度為：20mm/min最大行程為：630mm其中工進行程為：40mm最大切削力為：18000n夾緊缸行程為：20mm夾緊時間

6、為：1s2、工況分析1）負載分析慣性負載：即 阻力負載：靜摩擦阻力：=0.29800n=1960n 動摩擦阻力：=0.19800=980n由此得出液壓缸在各工作階段的負載情況如表（1）所示。表1 液壓缸在各工作階段的負載值工況計算公式外負載(n)說明啟動1960 因第一工進與第二工進之間速度變化量很小，故不考慮換接中的慣性負載。加速1480快進980第一工進18980第二工進8480=0.29800n=1960n=0.19800=980n設 計 計 算 過 程計 算 結 果工況計算公式外負載(n)說明反向啟動1960加速1480快退980注：1、液壓缸的機械效率取=0.9。2、不考慮動力滑臺上

7、顛覆力矩的作用。2）負載圖和速度圖的繪制根據(jù)上述計算，可繪制出速度循環(huán)圖與負載循環(huán)圖分別如下圖(a)與圖(b)所示。圖（a） 速度循環(huán)圖 圖（b） 負載循環(huán)圖四、設計機床液壓系統(tǒng)并繪制原理工作圖1、選擇執(zhí)行機構本專機完成鏜孔加工工藝，進給運動要求完成直線往復運動，故采用液壓缸最為方便。單出桿式液壓缸的無桿腔工作面積大，在同樣的供油壓力的條件下，液壓缸的輸出力量較大，而且可以得到較低的穩(wěn)定運動速度，這對于獲得低的進給速度以便滿足精加工要求具有很大的意義?？紤]專機的力量和速度的要求，選用單出桿式液壓缸作為專機的執(zhí)行機構。同時，考慮了工作部件的結構安排，決定采用活塞桿固定而液壓缸筒與動力部件固結完成

8、進給運動的形式，進出油管穿過活塞桿（工作行程時活塞桿受壓力，因此直徑較粗，結構上允許油管通過），直接使用硬管與液壓泵站連接。這樣避免了由于較長軟管的彈性變形引起系統(tǒng)運動轉換中產生“前沖”、“后坐”等現(xiàn)象。定位、夾緊液壓缸采用單出桿式液壓缸，缸筒固定。2、調速方案的選擇和“快、慢、快”動作循環(huán)的實現(xiàn)。鉆、鏜類專機工作時對低速性能和速度負載特性都有一定的要求，因此決定采用調速閥進行調速，調速閥組成的調速系統(tǒng)速度負載特性較硬，在切削負載變化時進給速度可以保持平穩(wěn)。該專機屬于半自動化專機，退回的轉換可以通過壓力繼電器實現(xiàn)，由于快進轉為工進時有平穩(wěn)性的要求，決定采用行程滑閥來實現(xiàn)?；谏鲜龇治觯緦C采

9、用由單向、行程、調速閥組成進油路調速的方案。為了滿足專機調整時中途停頓的要求，換向閥采用三位五通電液換向閥。利用三位閥的滑閥機能停止主軸頭。3、夾緊回路的選擇用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開松開換向動作時，為了避免工作時突然失電而松開，應采用失電夾緊方式。定位、夾緊的順序動作可通過利用單向閥與電磁閥來實現(xiàn)。4、快速運動的實現(xiàn)為了達到機床所要求的快進和快退速度的要求，而又使泵的流量小，以減小整個油路系統(tǒng)的功率消耗，最好采用液壓缸差動連接。三位五通電液換向閥有兩個回油口，如果配以單向閥和液控順序閥就可以很方便地得到一種快速差動的油路方案。5、供油部分的設計對于技術改造時設計的專機，通常采用雙泵供油

10、基本回路，它與單泵供油相比效率較高、系統(tǒng)發(fā)熱小，而與變量泵相比工作可靠、方便經濟。由于采用液壓夾具夾緊工件，故所用的雙泵供油系統(tǒng)不必在停止時卸荷，故三位五通閥的滑閥機能選用中位不卸荷型。最后把所選擇的液壓回路組合起來，既可組成如下圖1所示的液壓系統(tǒng)原理圖。 圖1 液壓系統(tǒng)原理圖五、液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件1、液壓缸主要尺寸的確定設 計 計 算 過 程計 算 結 果1） 工作壓力p的確定工作壓力p可根據(jù)負載大小及機器的類型來初步確定，現(xiàn)參閱p10表2-1選p=4mpap=4mpa2)計算液壓缸內徑d和活塞桿直徑d由負載圖可知最大負載f=18980n，查 p10表2-2可取p2=0.8mpa，

11、?？紤]到快進、快退速度等，取d/d=0.8，則即 m=79.3 mm ；參閱p11表2-4，將液壓缸內徑圓整為標準系列直徑d=80mm；活塞桿直徑d,按d/d=0.8及p11表2-5活塞桿直徑系列取d=70mm.按工作要求，定位與夾緊分別由定位油缸與夾緊油缸控制，本次設計中定位油缸與夾緊油缸相同?？紤]到夾緊力的穩(wěn)定，夾緊缸的工作壓力應低于進給液壓缸的工作壓力，現(xiàn)取夾緊缸的工作壓力為p=3.5 mpa，則即d=63mm參閱p11表2-4及表2-5液壓缸和活塞桿的尺寸系列，取夾緊液壓缸和定位液壓設 計 計 算 過 程滑臺液壓缸p2=0.8mpa，d/d=0.8d=80mmd=70mm夾緊液壓缸與定

12、位液壓缸p=3.5 mpa，d/d=5/7d=63mm計 算 結 果缸的d和d分別為63mm及45mm。按最低工進速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度式中是由產品樣本查得ge系列調速閥aqf3-e10b的最小穩(wěn)定流量為0.05l/min。本次設計中調速閥是安裝在進油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積為即可見上述不等式能滿足，液壓缸能達到所需低速。d=45mma=19.1cm2aamin液壓缸能滿足要求3）計算在各工作階段液壓缸所需的流量即即即即2、確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格設 計 計 算 過 程計 算 結 果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以泵的工作壓力為 （）

13、式中 液壓泵最大工作壓力； 執(zhí)行元件最大工作壓力； 進油管路中的壓力損失，初算時簡單系統(tǒng)可取0.20.5mpa，復雜系統(tǒng)取0.51.5mpa，本例取0.5mpa則上述計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力儲備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力應滿足。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。在本例中2）泵的流量確定。液壓泵的最大流量應為式中 液壓泵的最大流量； 同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時溢流閥正進行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量23l/min； 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取。則設 計 計 算 過 程計 算 結

14、果3)選擇液壓泵的規(guī)格比較上述計算結果，查表5-11常用葉片泵主要參數(shù)選擇雙聯(lián)葉片泵，工進時用6.3l/min的泵單獨供油，快速時，兩個泵同時供油，其流量為7+13=20（l/min）選擇雙聯(lián)葉片泵4)與液壓泵匹配的電動機的選定首先分別算出快進與工進兩種不同工況時的功率，取兩者較大值作為選擇電動機規(guī)格的依據(jù)。由于在慢進時泵輸出的流量減小，泵的效率急劇降低，一般當流量在0.21l/min范圍內時，可取。同時還應注意到，為了使所選擇的電動機在經過泵的流量特性曲線最大功率點時不致停轉，需進行驗算，即（）式中 所選電動機額定功率； 限壓式變量泵的限定壓力； 壓力為時，泵的輸出流量。首先計算快進時的功率

15、，快進時的外負載為2500n，進油路的壓力損失定為0.3，由式（）可得快進時所需電動機功率為一工進時所需電動機功率為設 計 計 算 過 程計 算 結 果查閱電動機產品樣本，選用y90s-4型電動機，其額定功率為1.1kw，額定轉速為1400r/min選用y90s-4型電動機，其額定功率為1.1kw，額定轉速為1400r/min3、液壓閥的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件和輔助元件的實際流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格，本次設計中均采用ge系列閥，如下表所示：序號元件名稱型號通過流量(l/min)1雙聯(lián)葉片泵yb1-6.3/1631.22溢流閥yf3-10b6.33二位二通電磁閥22

16、ef3-e10b6.34單向閥af3-ea10b165順序閥xff3-10b166單向閥af3-ea10b6.37溢流閥yf3-10b6.38順序閥xff3-10b6.39單向閥af3-ea10b1610三位五通電液換向閥35eyf3o-10b22.311調速閥qff3-e10ab6.312調速閥qff3-e10ab6.313二位二通電磁閥22ef3-e10b6.314壓力繼電器dp1-63b6.315單向行程閥axf3-e1022.316減壓閥jf3-10b617單向閥af3-ea10b618二位四通電磁閥24ef3-e10b619單向閥af3-ea10b620二位二通電磁閥22ef3-e1

17、0b6序號元件名稱型號通過流量(l/min)21壓力繼電器dp1-63b622壓力表y-1023壓力表開關kf3-e6b24濾油器22.34、確定管道尺寸設計計算過程計算結果1) 油管內徑油管內徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進行計算。本系統(tǒng)主油路流量為差動時流量q=40l/min，壓油管的允許流速取v=4m/s，則內徑d為若系統(tǒng)主油路按快退時取q=20l/min，則可算得油管內徑d=10.3mm。綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內徑d為12mm。d=12mm2） 油管壁厚液壓泵最高工作壓力p=6.3mpa=63公斤力厘米；無縫鋼管的許用應力3)液壓油箱容積的確定本次設計為

18、中壓液壓系統(tǒng)，液壓油箱有效容量按泵的流量的57倍來確定(參閱p56表4-1),現(xiàn)選用容量為160l的油箱。選用容量為160l的油箱六、液壓系統(tǒng)的驗算設 計 計 算 過 程計 算 結 果（一）回路壓力損失驗算由于系統(tǒng)的具體管路布置尚未確定，整個回路的壓力損失無法估算，僅只閥類元件對壓力損失所造成的影響可以看得出來，供調定系統(tǒng)中某些壓力值時參考，這里估算從略。（二）油液溫升驗算在整個工作循環(huán)中，工進階段所占的時間最長，達96%左右。為了簡化計算，主要考慮工進時的發(fā)熱量。一般情況下，工進速度大時發(fā)熱量較大，故只在第一次工進進行發(fā)熱量的計算，然后取其值進行分析。當v=72mm/min時即 此時泵的效率

19、為0.7，泵的出口壓力為，則有即 此時的功率損失為：假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取，油箱的散熱面積a為系統(tǒng)的溫升為驗算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內。系統(tǒng)的溫升在許可范圍內七、液壓缸的設計1、液壓缸主要尺寸的確定設 計 計 算 過 程計 算 結 果1) 液壓缸壁厚和外經的計算（滑臺）液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。液壓缸的壁厚一般指缸筒結構中最薄處的厚度。從材料力學可知，承受內壓力的圓筒，其內應力分布規(guī)律應壁厚的不同而各異。一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的內徑d與其壁厚的比值的圓筒稱為薄壁圓筒。工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結構，其壁厚按薄壁圓筒公式計算 式中

20、 液壓缸壁厚(m)； d液壓缸內徑(m)； 試驗壓力，一般取最大工作壓力的(1.251.5)倍； 缸筒材料的許用應力。無縫鋼管：。則用無縫鋼管材料在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計算，按經驗選取，必要時按上式進行校核。液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經為滑臺液壓缸缸體外徑為:設 計 計 算 過 程計 算 結 果同理 夾緊與定位液壓缸的壁厚與外徑為：缸體外徑夾緊與定位液壓缸的壁厚與外徑為：2) 液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構實際工作的最大行程來確定，

21、并參閱p12表2-6中的系列尺寸來選取標準值?；_液壓缸工作行程選 夾緊與定位液壓缸選 滑臺液壓缸工作行程選 夾緊與定位液壓缸選 3) 缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強度要求可用下面兩式進行近似計算。無孔時 有孔時 式中 t缸蓋有效厚度(m)； 缸蓋止口內徑(m)； 缸蓋孔的直徑(m)?；_液壓缸：無孔時 取 t=20mm滑臺液壓缸：t=20mm設 計 計 算 過 程計 算 結 果有孔時取 t=50mm夾緊與定位液壓缸：無孔時取t=17mm有孔時：取t=35mmt=50mm夾緊與定位液壓缸：t=17mmt=35mm4)最小導向長度的確定當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點

22、到缸蓋滑動支承面中點的距離h稱為最小導向長度（如下圖2所示）。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設計時必須保證有一定的最小導向長度。圖2 液壓缸的導向長度對一般的液壓缸，最小導向長度h應滿足以下要求：設 計 計 算 過 程計 算 結 果式中 l液壓缸的最大行程； d液壓缸的內徑?；钊膶挾萣一般取b=(0.610)d；缸蓋滑動支承面的長度，根據(jù)液壓缸內徑d而定；當d80mm時，取。為保證最小導向長度h，若過分增大和b都是不適宜的，必要時可在缸蓋與活塞之間增加一隔套k來增加h的值。隔套的長度c由需要的最小導向長度h決定，即滑臺液壓缸：最小導向長

23、度：取 h=72mm活塞寬度：b=0.8d=64mm缸蓋滑動支承面長度：隔套長度：夾緊與定位液壓缸：最小導向長度：取 h=47mm活塞寬度：b=0.8d=50.4mm取 b=50mm缸蓋滑動支承面長度：滑臺液壓缸：h=72mmb=64mmc=12mm夾緊與定位液壓缸：h=47mmb=50mm設計計算過程計 算 結 果隔套長度：c=05)缸體長度的確定液壓缸缸體內部長度應等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應大于內徑的2030倍?；_液壓缸：缸體內部長度夾緊與定位液壓缸：缸體內部長度滑臺液壓缸：夾緊與定位液壓缸：2、液壓缸的結構設計液壓缸主要

24、尺寸確定以后，就進行各部分的結構設計。主要包括：缸體與缸蓋的連接結構、活塞與活塞桿的連接結構、活塞桿導向部分結構、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結構等。由于工作條件不同，結構形式也各不相同。設計時根據(jù)具體情況進行選擇。設 計 計 算 過 程計 算 結 果1) 缸體與缸蓋的連接形式缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關。本次設計中采用外半環(huán)連接，如下圖3所示：圖3 缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式設 計 計 算 過 程采用外半環(huán)連接計 算 結 果優(yōu)點：(1) 結構較簡單(2) 加工裝配方便缺點：(1) 外型尺寸大(2) 缸筒開槽，削弱了強度，需增加缸筒壁厚2)活塞桿與活塞的連接結

25、構參閱p15表2-8，采用組合式結構中的螺紋連接。如下圖4所示：圖4 活塞桿與活塞螺紋連接方式特點： 結構簡單，在振動的工作條件下容易松動，必須用鎖緊裝置。應用較多，如組合機床與工程機械上的液壓缸?；钊麠U與活塞采用螺紋連接方式2) 活塞桿導向部分的結構(1)活塞桿導向部分的結構，包括活塞桿與端蓋、導向套的結構，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導向套的結構可以做成端蓋整體式直接導向，也可做成與端蓋分開的導向套結構。后者導向套磨損后便于更換，所以應用較普遍。導向套的位置可安裝在密封圈的內側，也可以裝在外側。機床和工程機械中一般采用裝在內側的結構，有利于導向套的潤滑；而油壓機常采用裝在外側的結構，在高壓

26、下工作時，使密封圈有足夠的油壓將唇邊設 計 計 算 過 程計 算 結 果張開，以提高密封性能。參閱p16表2-9，在本次設計中，采用導向套導向的結構形式，其特點為：(1) 導向套與活塞桿接觸支承導向，磨損后便于更換，導向套也可用耐磨材料。(2) 蓋與桿的密封常采用y形、v形密封裝置。密封可靠適用于中高壓液壓缸。防塵方式常用j形或三角形防塵裝置?；钊麠U導向部分采用導向套導向的結構形式3) 活塞及活塞桿處密封圈的選用活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。參閱p17表2-10，在本次設計中采用o形密封圈?；钊盎钊麠U處采用o形密封

27、圈八、集成油路的設計設 計 計 算 過 程計 算 結 果通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結構。管式元件通過油管來實現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結構越復雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結構簡單的系統(tǒng)。板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊加閥連接。把一個液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板上，元件之間由液壓油路板上的孔道勾通。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝 、調試和維修方便，壓力損失小，外形美觀。但是，其結構標準

28、化程度差， 設 計 計 算 過 程計算結果互換性不好，結構不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊按設計規(guī)律裝配成一個液壓集成回路，這種方式與油路板比較，標準化、系列化程度高，互換性能好，維修、拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進行專業(yè)化生產，其質量好、性能可靠而且設計生產周期短。使用近年來在液壓油路板和集成塊基礎上發(fā)展起來的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨特的優(yōu)點，它不需要另外的連接件，由疊加閥直接疊加而成。其結構更為緊湊，體積更小，重量更輕，無管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和噪聲。本次設計采用系統(tǒng)由集成塊組成，液壓閥

29、采用廣州機床研究所的ge系列閥。本次設計采用系統(tǒng)由集成塊組成，液壓閥采用廣州機床研究所的ge系列閥。(一)液壓集成塊結構與設計1、液壓集成回路設計1）把液壓回路劃分為若干單元回路，每個單元回路一般由三個液壓元件組成，采用通用的壓力油路p和回油路t，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設計液壓單元集成回路時，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設計工作量，提高通用性。2）把個液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路，下圖5所示即為本次所設計的專用機床的液壓集成回路。一個完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調速回路、頂蓋及測壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設

30、計完成后，要和液壓回路進行比較，分析工作原理是否相同，否則說明液壓集成回路出了差錯。2、液壓集成塊及其設計圖6是鏜孔專機集成塊裝配總圖，它由底板、方向調速塊、壓力塊、夾緊塊和頂蓋等組成，由四個緊固螺栓把它們連接起來，再由四個螺釘將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過油管與底板連接，組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個完整的液壓系統(tǒng)。本次設計時，在指導老師的帶領下，對集成塊進行了創(chuàng)新研究，改變了以往傳統(tǒng)的設計方法，把集成塊設計成展開的形式。這樣不僅繪圖時方便，而且容易理解。采用集成塊展開法的設計方法不但能正確反映集成塊中孔道的深度及連通情況，而且在此基礎上通過一定程序，可以很方便地將其變

31、為三維立體圖，具有可視性。這種設計方法使設計達到了正確、快捷、可視和高效的高度，在國內尚屬首例。1)底板及供油塊設計下圖7為底板塊及供油塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應的壓力油p由底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路t及泄漏油路l經底板引入液壓油箱冷卻沉淀。圖5 鏜孔專機液壓集成回路 圖6 鏜孔專機液壓集成塊裝配圖圖7 底板塊及供油塊2)頂蓋及測壓塊設計下圖8是頂蓋及測壓塊。頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開光及壓力表來觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力的。設計頂蓋時，要充分利用頂蓋的有效空間，也可把測壓回路、卸荷回路以及定位夾緊回路等布置在頂蓋上。圖8 頂蓋及測壓塊3）集成塊設計下圖9所示

32、是專用機床集成塊中的一塊，集成塊上布置了三個液壓元件，采用ge系列液壓閥。在系統(tǒng)中，此塊回路的作用是速度調節(jié)，所以稱之為調速塊。其余的集成塊設計方法類似。若液壓單元集成塊回路中液壓元件較多或者不好安排時，可以采用過渡板把閥與集成塊連接起來。集成塊設計步驟為：（1）制作液壓元件樣板（2）決定通道的孔徑。集成塊上的公用通道，即壓力油孔p、回油孔t、泄漏孔l（有時不用）及四個安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不得小于壓力油孔。直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格決定?？着c孔之間的連接孔（即工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。與液壓油管連接的液壓油孔可采用米制細牙螺紋或英制管螺紋。（

33、3）集成塊上液壓元件的布置。把制作好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板應以連接板為準。電磁閥應布置在集成塊的前、后面上，要避免電磁換向閥兩端的電磁鐵與其他部分相碰。液壓元件的布置應以在集成塊上加工的孔最少為好。孔道相通的液壓元件盡可能布置在同一水平面，或在直徑d的范圍內，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔道之間的最小壁厚必須進行強度校核。按照經驗，通常交錯孔最小距離大于等于3mm，平行孔最小距離大于等于5mm。液壓元件在水平面上的孔道若與公共油孔相通，則應盡可能地布置在同一垂直位置或在孔徑d范圍內，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應互相垂直，不然也要

34、鉆中間孔道。設計專用集成塊時，要注意其高度應比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm，以避免上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊緊固。 圖9 專用機床集成塊（調速塊）（4）集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道、集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄漏孔可考慮與回油孔合并。水平位置可分三層進行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要，液壓元件可以上下左右移動一段距離。溢流閥的先導閥部分可以伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。4）集成塊零件圖的繪制集成塊的六個面都是加工面，其中有三個側面要裝液壓元件，一個側面引

35、出管道?？紫档奈恢镁纫筝^高，因此尺寸、公差及表面粗糙度均應標注清楚，技術要求也應予以說明。為了便于檢查和裝配集成塊，應把單向集成回路圖和集成塊上液壓元件布置簡圖繪在旁邊。而且應將各孔道編上號，列表說明各個孔的尺寸、深度以及與哪些孔相交等情況。（詳細情況見集成塊零件圖）關于液壓集成塊，按照廣州機床研究所推出的ge系列模塊的聯(lián)系尺寸設計專用集成塊。九、液壓站的設計液壓站是由液壓油箱、液壓泵裝置及液壓控制裝置三大部分組成。液壓油箱裝有空氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等。液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅動電機及其它們之間的聯(lián)軸器等。液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其聯(lián)接體。機床液

36、壓站的結構型式有分散式和集中式兩種類型。（1）集中式 這種型式將機床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調節(jié)裝置獨立于機床之外，單獨設置一個液壓站。這種結構的優(yōu)點是安裝維修方便，液壓裝置的振動、發(fā)熱都與機床隔開，缺點是液壓站增加了占地面積。（2）分散式 這種型式將機床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調節(jié)裝置分散在機床的各處。例如，利用機床床身或底座作為液壓油箱存放液壓油。把控制調節(jié)裝置放在便于操作的地方。這種結構的優(yōu)點是結構緊湊，泄漏油易回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修不方便。同時供油裝置的振動、液壓油的發(fā)熱都將對機床的工作精度產生不良影響，故較少采用，一般非標設備不推薦使用。（一）液壓油箱的設計液壓油箱的作用是貯

37、存液壓油、分離液壓油中的雜質和空氣，同時還起到散熱的作用。設 計 計 算 過 程計 算 結 果1、液壓油箱有效容積的確定液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來考慮。液壓油箱的有效容量v可概略地確定為：在低壓系統(tǒng)中 可取：在中壓系統(tǒng)中 可?。?在中高壓或高壓大功率系統(tǒng)中 可?。?式中 液壓油箱有效容量； 液壓泵額定流量。由于 故 可取 現(xiàn)取設 計 計 算 過 程計 算 結 果注意：設備停止運轉后，設備中的那部分油液會因重力作用而流回液壓油箱。為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應超過液壓油箱高度的80% 。2、液壓油箱外形尺寸液壓油箱的有效容積確

38、定后，需設計液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸比（長：寬：高）為。為提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時，可將液壓油箱的容量予以增大。參閱p56表4-1，選用bex系列液壓油箱，其型號為bex-160。下圖10所示為液壓油箱的簡圖，在箱的上蓋或側面可以安裝液壓泵、電動機以及其它液壓元件。圖10 液壓油箱結構簡圖1緊固螺釘 2密封墊 3清洗口端蓋4緊固螺釘 5放油塞 6配電箱7吊鉤 8油標 9空氣濾清器選用bex系列液壓油箱，其型號為bex-160。設 計 計 算 結 果計 算 結 果3、液壓油箱的結構設計在一般設備中，液壓油箱多采用鋼板焊接的分離式液壓油箱，很少采用機床床身底座作為液壓油箱。（1）隔板

39、1）作用 增長液壓油流動循環(huán)時間，除去沉淀的雜質，分離、清除水和空氣，調整溫度，吸收液壓油壓力的波動及防止液面的波動。2）安裝型式 隔板的安裝型式有多種，可以設計成高出液壓油面，使液壓油從隔板側面流過；還可以把隔板設計成低于液壓油面，其高度為最低油面的2/3，使液壓油從隔板上方流過。（見下圖11所示）圖11 隔板的安裝型式3）過濾網(wǎng)的配置 過濾網(wǎng)可以設計成將液壓油箱內部一分為二，使吸油管與回油管隔開，這樣液壓油可以經過一次過濾（見下圖12）。過濾網(wǎng)通常使用50100目左右的金屬網(wǎng)。 圖12 過濾網(wǎng)的配置把隔板設計成低于液壓油面，其高度為最低油面的2/3，使液壓油從隔板上方流過。設 計 計 算

40、過 程計 算 結 果（2）吸油管與回油管1）回油管出口 回油管出口型式有直口、斜口、彎管直口、帶擴散器的出口等幾種型式，斜口應用較多，一般為斜口。為了防止液面波動，可以在回油管出口裝擴散器?；赜凸鼙仨毞胖迷谝好嬉韵?，一般距液壓油箱底面的距離大于300mm，回油管出口絕對不允許放在液面以上。本次設計采用斜口型式。2）回油集管 單獨設置回油管當然是理想的，但不得以時則應使用回油集管。對溢流閥、順序閥等，應注意合理設計回油集管，不要人為地施以背壓。3）泄漏油管的配置 管子直徑和長度要適當，管口應在液面之上，以避免產生背壓。泄漏油管以單獨配管為好，盡量避免與回油管集流配管的方法。4）吸油管與回油管的方

41、向 為了使油液流動具有方向性，要綜合考慮隔板、吸油管和回油管的配置，盡量把吸油管和回油管用隔板隔開。為了不使回油管的壓力波動波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向應一致，而不是相對著的。（3）防止雜質侵入為了防止液壓油被污染，液壓油箱應做成完全密封型的。在結構上應注意以下幾點：1）不要將配管簡單地插入液壓油箱，這樣空氣、雜質和水分等便會從其周圍的間隙侵入。同時應盡量避免將液壓泵及馬達直接安裝在液壓油箱頂蓋上。2）在接合面上需襯入密封填料、密封膠和液態(tài)密封膠，以保證可靠的密封性。3）為保證液壓油箱通大氣并凈化抽取空氣，需配備空氣濾清器?？諝鉃V清器常設計成既能過濾空氣又能加油的結構。（4）頂蓋及清洗

42、孔 1）頂蓋 在液壓油箱頂蓋上裝置泵、馬達、閥組、空氣濾清器時，必須十分牢固。液壓油箱同它們的接合回油管出口型式采用斜口型式吸油管及回油管的斜口方向應一致設 計 計 算 過 程計 算 結 果面要平整光滑，將密封填料、耐油橡膠密封墊圈及液態(tài)密封膠襯入其間，以防雜質、水和空氣侵入，并防止漏油。液壓泵及液壓馬達的底座要與上蓋分開，另行制作。2）清洗孔 液壓油箱上的清洗孔應最大限度地易于清掃液壓油箱內的各個角落和取出箱內的元件。3）雜質和污油的排放 為了便于排放污油，液壓油箱底部應做成傾斜式箱底，并將放油塞安放在最低處。（5）液面指示為觀察液壓油箱內的液面情況，應在箱的側面安裝液面指示計，指示最高、最

43、低油位。（6）液壓油箱的起吊對液壓裝置而言，從工廠裝配開始，到最終送到用戶，要經反復裝卸，所以在液壓裝置整體上或閥塊上應裝設吊鉤、吊環(huán)螺釘或吊耳環(huán)。（7）液壓油箱的防銹為了防止液壓油箱內部生銹，應在油箱內壁涂耐油防銹涂料。（8）液壓油箱的加熱與冷卻為提高液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，應使系統(tǒng)在適宜的溫度下工作。液壓油溫度一般希望保持在范圍內，最高不超過，最低不低于。在本次設計中采用型油用管狀電加熱器與水冷式油冷卻器分別用于加熱及冷卻。液壓泵及液壓馬達的底座與上蓋分開，另行制作。液壓油箱底部做成傾斜式箱底，并將放油塞安放在最低處。采用型油用管狀電加熱器與水冷式油冷卻器分別用于加熱及冷卻。（二）液壓站的結

44、構設計1、液壓泵的安裝方式液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅動電動機及其聯(lián)軸器等。其安裝方式分為立式和臥式兩種。本次設計中采用臥式安裝。這種安裝方式，液壓泵及管道都安裝在液壓油箱外面，安裝維修方便，散熱條件好，但有時電動機與液壓泵的同軸度不易保證。2、電動機與液壓泵的聯(lián)接方式電動機與液壓泵的連接方式分為法蘭式、支架式和支架法蘭式。本次設計中采用支架式聯(lián)接。這種聯(lián)接方式，液壓泵直接裝在支架的止口里，然后依靠支架的底面與底板相連，再與帶底座的電動機相連。這種結構對于保證同軸度比較困難。故為避免安裝時產生同軸度誤差帶來的不良影響，常采用帶有彈性的聯(lián)軸器。為增加電動機與液壓泵的聯(lián)接剛性，避免產生共振，

45、可以把液壓泵和電動機先裝在剛性較好的底板上使其成為一體，然后底板加墊再裝到液壓油箱蓋上。十、虛擬制造零件設計完成之后，可用pro/e軟件對其進行三維造型的設計，然后使用三維圖形進入nc加工，就能自動編制刀具路徑，并在數(shù)控機床進行加工，減少繁瑣的編程工作?，F(xiàn)以活塞為例對其進行設計（軟件版本為pro/e 2001中文版）。（一）繪制活塞的三維圖形1、打開pro/e進入其界面；2、設置工作目錄：現(xiàn)在“我的電腦”中希望保存的硬盤中建立一個文件夾，然后點擊pro/e中的“文件”、“設置工作目錄”；3、創(chuàng)建草繪平面：依次點擊“特征（feature）”、“創(chuàng)建(creat)”、“實體(solid)”、“加材

46、料(protrusion)”、“旋轉(revolve)”、“完成(done)”、“單側(one side)”、“完成(done)”,然后點擊“選出(pick)”選擇參照面，點擊“正向(okay)”選擇參照方向，最后點擊“缺省(default)”。進入草繪平面，關閉參照對話框，使用其默認參照對象。4、利用各繪圖命令按照活塞尺寸進行繪圖，完成后點擊伸出項對話框中的“確定”，便完成活塞的三維設計。其三維造型如下圖13所示：圖13 活塞三維造型同樣，可對液壓站進行三維造型的設計，如下圖14所示圖14 液壓站的三維造型設計（二）活塞的虛擬制造以活塞的端面銑削為例，對其進行nc加工。1、進入nc制造界面。

47、 點擊“創(chuàng)建新對象”、“制造”、“nc組件”，輸入希望保存的名稱后點擊“確定”進入nc制造界面。2、設置毛坯與活塞零件裝配在一起。 點擊“制造模型(mfg model)”、“裝配(assemble)”，然后點擊“參考模型(ref modle)”選出活塞零件圖，點擊“創(chuàng)建(create)”、“工件(workpiece)”，輸入毛坯名稱，然后與創(chuàng)建活塞三維造型步驟一樣，創(chuàng)建毛坯圖使之與活塞零件裝配在一起。3、開始銑削加工。 點擊“加工(maching)”，在跳出的對話框中選擇機床類型，設定加工原點及坐標系，然后點擊“表面(face)”、“完成(done)”，點選“序列設置(seq setup)”中

48、的“刀具(tool)”、“參數(shù)(parameters)”、“退刀(retract)”、“完成(done)”。在跳出的刀具設定對話框中設定刀具參數(shù)，然后保存退出。點擊“設置(set)”，設定切削參數(shù)后保存退出。點擊“完成(done)”，然后設置退刀面，點擊“完成(done)”，選取要加工模型的表面，然后點擊“演示軌跡(play path)”、“屏幕演示(screen play)”。隨后即可在pro/e中如實地反映活塞零件的加工過程，如下圖15所示：圖15 活塞端面的加工設 計 小 結三個多月的畢業(yè)設計結束了。本來以為經過以往多次課程設計的練習，做起畢業(yè)設計來應該會很輕松，可事與愿違。畢業(yè)設計所包

49、括的知識面之廣，遠不是平常的課程設計所能達到的。畢業(yè)設計幾乎融合了整個大學所學的基礎知識和專業(yè)知識。畢業(yè)設計因其涉及到的知識面比較廣，使我在設計過程中遇到了很多的困難。許多以前所學的知識已經模糊，所以設計時需要翻閱很多資料。但同時這次畢業(yè)設計也給我?guī)砹撕芏嗪锰?，給了我一次自我鍛煉的機會，使我的各方面知識能夠融會貫通、更具連貫性，為以后走上工作崗位從事相關方面的工作做了很好的準備。同時通過大量的cad制圖，我的繪圖能力也得到了很大的提高，對cad軟件的運用也比以前更加的熟練了。在這次畢業(yè)設計中還運用到了pro/e軟件對零件進行了虛擬制造。pro/e自從1988年問世以來，已發(fā)展成為全世界最普及的三維cad/cam系統(tǒng)。它廣泛應用于電子、機械、模具、工業(yè)設計、汽車、航天、家電和玩具等各行業(yè)。它是一個全方位的三維產品開發(fā)軟件。集合了零件設計、產品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鈑金件設計、鑄造件設計、造型設計、逆向工程、自動測量、機構仿真、應力分析和產品數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體。正由于諸多功能，所以它是我們今后踏上工作崗位將用到的一個很重要的軟件。而這次的畢業(yè)設計正是給了我一次很好的練兵機會。我這次設計的是鏜孔專機的液壓系統(tǒng)