組合機(jī)床液壓動力滑臺的液壓及電氣設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、(2014 屆屆)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）組合機(jī)床液壓動力滑臺的液壓及電氣設(shè)計(jì)組合機(jī)床液壓動力滑臺的液壓及電氣設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械制造及自動化 班 級 機(jī)制 s2011-1 學(xué) 號 10 姓 名 指導(dǎo)老師 ii設(shè)計(jì)說明書3【摘要】本論文主要闡述了組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：快速前進(jìn) 工作進(jìn)給 快速退回 原位停止，液壓技術(shù)是機(jī)械設(shè)備中發(fā)展速度最快的技術(shù)之一。特別是近年可與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合、使液壓技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。目前，已廣泛應(yīng)用在工業(yè)各領(lǐng)域。由于近年來微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓元器件制造技術(shù)的進(jìn)一步提高，使液壓技術(shù)不僅在作為一種基本的傳統(tǒng)形式上占有重

2、要地位而且以優(yōu)良的靜態(tài)、動態(tài)性能成為一種重要的控制手段。面對我國經(jīng)濟(jì)近年來的快速發(fā)展，機(jī)械制造工業(yè)的壯大，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進(jìn)，使得作為制造工業(yè)重要設(shè)備的各類機(jī)加工藝裝備也有了許多新的變化，尤其是孔加工，其在今天的液壓系統(tǒng)的地位越來越重要。本液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了滿足主機(jī)在動作和性能方面規(guī)定的要求外，還必須符合體積小、重量輕、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用和維修方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計(jì)原則。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)已知的條件，來確定液壓工作方案、液壓流量、壓力和液壓泵及其它元件的設(shè)計(jì)。綜上所述，完成整個設(shè)計(jì)過程需要進(jìn)行一系列艱巨的工作。設(shè)

3、計(jì)者首先應(yīng)樹立正確的設(shè)計(jì)思想，努力掌握先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)知識和科學(xué)的辯證的思想方法。同時，還要堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)和積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，向有關(guān)領(lǐng)域的科技工作者和從事生產(chǎn)實(shí)踐的工作者學(xué)習(xí)，不斷發(fā)展和創(chuàng)新，才能較好地完成機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)。關(guān)鍵詞:組合機(jī)床 液壓系統(tǒng) 液壓缸 液壓泵換向閥4目錄目錄一、緒論一、緒論.51.1 課題意義和背景及應(yīng)用現(xiàn)狀 .51.2 液壓控制特點(diǎn).61.3 機(jī)械式與液壓式滑臺特點(diǎn)7二、液壓滑臺液壓系統(tǒng)動能設(shè)計(jì)二、液壓滑臺液壓系統(tǒng)動能設(shè)計(jì).102.1 運(yùn)動負(fù)載分析計(jì)算.102.2 確定執(zhí)行元件類型及基本參數(shù).112.3 確定液壓控制方案.132.4 選擇液壓控制元件.14

4、三、液壓動力滑臺的電氣控制設(shè)計(jì)三、液壓動力滑臺的電氣控制設(shè)計(jì).16 3.1 確定電氣控制的對象.16 3.2 確定電器控制的方案.16四、液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).204.1 確定類型和主要參數(shù).204.2 確定部件的鏈接方式.214.3 排氣緩沖設(shè)計(jì).214.4 校核.21五、總結(jié)五、總結(jié).21參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).22致謝致謝.225一、一、 緒論緒論1 1課題意義、背景及應(yīng)用現(xiàn)狀課題意義、背景及應(yīng)用現(xiàn)狀1.11.1課題意義通過對專用銑床動力滑臺的負(fù)載分析及工藝分析，熟悉機(jī)床液壓及電氣設(shè)計(jì)的基本思路、方法，掌握機(jī)電設(shè)備電氣與液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。通過本課題的訓(xùn)練

5、加強(qiáng)對機(jī)床液壓與電氣控制知識的綜合應(yīng)用，具備初步的工程實(shí)踐能力。1.21.2液壓動力滑臺背景及應(yīng)用現(xiàn)狀動力滑臺是組合機(jī)床用以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動的通用部件,其運(yùn)動由液壓缸驅(qū)動。在滑臺上可根據(jù)加工工藝要求安裝各類動力箱和切削頭，以完成車、銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、攻螺紋等加工工序，并能按多種進(jìn)給方式實(shí)現(xiàn)自動工作循環(huán)。液壓動力滑臺應(yīng)滿足進(jìn)給速度穩(wěn)定、速度換接平穩(wěn)、系統(tǒng)效率高、發(fā)熱小等要求。液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù) 17 世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。第一個使用液壓原理的

6、是 1795 年英國約瑟夫布拉曼(joseph braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺水壓機(jī)。1905 年他又將工作介質(zhì)水改為油,進(jìn)一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應(yīng)用,特別是 1920 年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初的 20 年間,才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯(f.vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動 的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20 世紀(jì)初康斯坦丁尼斯克(gconstantimsco)對能量波動傳遞所進(jìn)行的理

7、論及實(shí)際研究;1910 年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 我國的液壓工業(yè)開始于 20 世紀(jì) 50 年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。60 年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。6目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液

8、伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。工程機(jī)械主要配套件有動力元件、傳動元件、液壓元件及電氣元件等。目前工程機(jī)械動力元件基本上都用內(nèi)燃式柴油發(fā)動機(jī)(簡稱柴油機(jī))；傳動分機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動、靜液壓傳動、電傳動等。但目前工程機(jī)械用得最多、最普遍的為液力機(jī)械傳動及靜液壓傳動。整個傳動系統(tǒng)還包

9、括傳動軸、驅(qū)動橋等。靜液壓傳動有多種結(jié)構(gòu)形式，有的有傳動軸、驅(qū)動橋，有的沒有，視情況而定；液壓元件主要有缸、泵、閥、密封件及液壓附件等。靜液壓元件的泵(主要是變量泵)、馬達(dá)(變量與定量)，以及相應(yīng)的減速機(jī)等；電氣元件以前對工程機(jī)械的影響還并不大，最早的工程機(jī)械電氣系統(tǒng)，主要是起動電路及照明電路，系統(tǒng)及元件都非常簡單，起動可以用拖起動，白天干活不用照明，因此，這兩個電路系統(tǒng)出了故障也能勉強(qiáng)維持工作。但工程機(jī)械發(fā)展到今天，電氣系統(tǒng)及電氣元件已經(jīng)成了工程機(jī)械一個非常關(guān)鍵的部分，可以說今天的絕大多數(shù)工程機(jī)械，電氣系統(tǒng)出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步難行，等于一堆廢鋼鐵。因此電氣系統(tǒng)、電器元件目前也

10、是工程機(jī)械最關(guān)鍵最主要的配套件之一。主要電器元件除傳統(tǒng)的元件外，還有各種傳感器，各種控制元件及微處理機(jī)等等。1.21.2 液壓控制特點(diǎn)液壓控制特點(diǎn)液壓控制系統(tǒng)多采用伺服閥等電業(yè)控制閥組成的帶反饋的閉外系統(tǒng)，以傳遞信息為主，以傳遞動力為輔，追求控制特性的完善。由于加入了檢測反饋，故系統(tǒng)可用一般元件組成精確的控制系統(tǒng)，其控制質(zhì)量受工作條件變化的影響小。液壓控制系統(tǒng)的類型繁雜，可按不同方式分類，每種分類方式均代表一定特點(diǎn)。(1)按系統(tǒng)的輸出量分類可分為位置控制、速度控制、加速度控制和力(或壓力)控制系統(tǒng)。(2)按控制的方式分類可分為閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)。閥控又稱節(jié)流控制式系統(tǒng)，其主要控制元件是液壓控制

11、閥，具有響應(yīng)快、控制精度高的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是效率低，7特別適合在中小功率快速高精度控制系統(tǒng)中使用。按照控制閥的不同，閥控系統(tǒng)還可以分為伺服閥式、比例閥式、數(shù)字閥式系統(tǒng)等。泵控系統(tǒng)主要的控制元件是變量泵，具有效率高、剛性大的優(yōu)點(diǎn)，但是響應(yīng)速度慢、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適合在大功率而響應(yīng)速度要求不高的控制場合中使用。(3)按控制信號傳遞介質(zhì)分類按控制信號傳遞介質(zhì)的不同可分為機(jī)械液壓控制系統(tǒng)、電氣液壓控制系統(tǒng)。機(jī)械液壓控制系統(tǒng)簡稱機(jī)液控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中的給定、反饋和比較元件都是機(jī)械構(gòu)件。其優(yōu)點(diǎn)是簡單可靠、價格低廉、環(huán)境適應(yīng)性好，缺點(diǎn)是偏差信號的校正及系統(tǒng)增益的調(diào)整不如電氣方便，難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。此外，反饋機(jī)構(gòu)的摩擦

12、和間隙都會對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生不利影響。 電氣液壓控制系統(tǒng)簡稱電液控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中偏差信號的檢測、校正和初始放大都是采用電氣、電子元件來實(shí)現(xiàn)的。其優(yōu)點(diǎn)是信號的測量、校正和放大都較為方便，容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，容易與響應(yīng)速度快、抗負(fù)載剛性大的液壓動力元件實(shí)現(xiàn)整合，組成以電子、電氣為神經(jīng)，以液壓為筋肉的電液控制系統(tǒng)。具有很大的靈活性與廣泛韻適應(yīng)性，是目前響應(yīng)速度和控制精度最優(yōu)的控制系統(tǒng)。由于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，電液控制系統(tǒng)已在工程上普遍得到應(yīng)用并成為液壓控制中的主流系統(tǒng)。1.31.3 機(jī)械式與液壓式滑臺特點(diǎn)機(jī)械式與液壓式滑臺特點(diǎn)1 1 組合機(jī)床的工藝特點(diǎn)組合機(jī)床的工藝特點(diǎn) 1）組合機(jī)

13、床特點(diǎn)）組合機(jī)床特點(diǎn)組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機(jī)床。8圖圖 1 1 組組合合機(jī)機(jī)床床作為一種高效率的專用機(jī)床，組合機(jī)床在大批、大量機(jī)械加工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。本次課程設(shè)計(jì)將以組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，介紹該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，其中包括組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)的工況分析、主要參數(shù)確定、液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、液壓元件的選擇以及系統(tǒng)性能驗(yàn)算等。組合機(jī)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(jì)的專用部件和夾具而組成的半自動或自動專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的

14、方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，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(jī)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(kuò)、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(jī)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(diǎn)，在組合機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。2、機(jī)械式滑臺機(jī)械式滑臺機(jī)械滑臺用以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動，可臥式也可立式使用，在機(jī)械滑臺上安裝動力箱（裝上多軸箱）鉆削頭、鏜削頭、銑削頭、鏜孔車端面頭等各種部件，用以完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、锪窩、刮端面、倒角、車端面、銑削及

15、攻絲等工序，亦可在其上安裝工件組成輸送運(yùn)動實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)。 滑臺又分 a、b 型，采用高牌號鑄鐵或鑲剛結(jié)構(gòu)，具有普通級和精密級兩種精度。a 型為雙矩型導(dǎo)軌，一般用于粗加工， b 型為一山一矩合型導(dǎo)軌，用于精加工。該系列滑臺外形美觀、設(shè)計(jì)合理、剛性好、性能可靠，是組合機(jī)床和自動線較理想的基礎(chǔ)動力部件。9圖圖 2 2 機(jī)機(jī)械械式式滑滑臺臺機(jī)械滑臺它具有門式框架和臥式長床身的銑床,機(jī)械滑臺加工精度和生產(chǎn)率均較高,適合在成批和大量生產(chǎn)中加工大型工件的平面和斜面。3、液壓式滑臺液壓式滑臺是組合機(jī)床的重要通用部件之一，用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動，液壓滑臺的主要元件有液壓泵、電液換向閥、順序閥、背壓閥、液壓缸。圖圖 3

16、 3 液液壓壓式式滑滑臺臺4、機(jī)機(jī)械械式式滑滑臺臺與與液液壓壓式式滑滑臺臺的的比比較較10 表表 1 12、液壓滑臺液壓系統(tǒng)動能設(shè)計(jì)液壓滑臺液壓系統(tǒng)動能設(shè)計(jì)2.12.1 運(yùn)動負(fù)載分析計(jì)算運(yùn)動負(fù)載分析計(jì)算1） 運(yùn)動分析 繪制動力滑臺的工作循環(huán)圖 圖圖 4 2）負(fù)載工況分析 a、啟動加速階段nnmawunfffmjmuf15801)(1)(11 b、快進(jìn)、快退階段nnmanffmmf450c、工進(jìn)階段nnfffmfq28268工作階段速度)(smv負(fù)載 f/n啟動加速0.061580n快進(jìn)、快退490n工進(jìn)0.00428268n 表表 2 22.22.2 確定執(zhí)行元件類型及基本參數(shù)確定執(zhí)行元件類型

17、及基本參數(shù)1)工作壓力 通過查表、查資料取工作壓力為。a3mp 2）確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 最大負(fù)載 f=28268nmmpfd1004 取液壓缸內(nèi)徑為 100mm 活塞桿的直徑 d=0.7d=70mm。 3）液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算 無桿腔面積 a1=d2/4=3.141002/4 mm2=7850mm2 有桿腔面積 a2=（d2d2）/4=3.14（1002702）/4 mm2=4004 mm2 活塞桿面積 a3=d2/4=3.14702/4 mm2=3846 mm24)最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算。最低速度為工進(jìn)時 u=m/s，工進(jìn)采用2104 . 0無桿腔進(jìn)油，單向行程調(diào)速閥調(diào)速，查得最小穩(wěn)定流量

18、 qmin=0.05l/minuqmin/a1=0.04m/s34105 .78601005. 0 x12 滿足最低速度要求。5)計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段所需的壓力、流量、功率列表表 1-1 液壓缸壓力、流量、功率計(jì)算差 動 快 進(jìn)快 退工況啟 動加 速恒 速工 進(jìn)啟 動加 速恒 速計(jì) 算公 式p= f/a3q=u3a3p=pqp=(f+ p2a2) / a1q=u1 a1p=pqp=(f+ p2a1) / a2q=u2 a2p=pq速 度 m/su2=0.06u1=0.04u3=0.06有 效面 積 m2a1=785010-6a2=400410-6a3=384610-6負(fù) 載 n9801

19、580490282689801580490壓 力mpa0.260.410.133.60.240.390.12流 量l/min13.81.914.4功 率kw0.0940.1130.029取 背 壓 力p2=0.8mpa13 表表 3 32.32.3 確定液壓控制方案確定液壓控制方案液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是根據(jù)主機(jī)的工作情況、主機(jī)對液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求、液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件以及成本，經(jīng)濟(jì)性、供貨情況等諸多因素，進(jìn)行全面、綜合的設(shè)計(jì)，從而擬定出一個各方面比較合理的、可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)的方案來。其內(nèi)容包括：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析與選擇，液壓回路的分析、選擇與合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定

20、、設(shè)計(jì)與分析。1)速度控制回路的選擇 a、選擇油源形式 從工況圖可以清楚看出，在工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比qmax/qmin=14.4/1.98；其相應(yīng)工進(jìn)的時間遠(yuǎn)比快進(jìn)和快退的時間長，這表明在一個工作循環(huán)中的大部分時間都處于高壓小流量工作。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，選用單定量泵油源顯然是不合理的，為此可選用變量葉片泵或雙聯(lián)葉片泵作為油源?？紤]到變量葉片泵能隨著系統(tǒng)壓力的變化匹配相應(yīng)的輸出流量，相比雙聯(lián)葉片泵在經(jīng)濟(jì)性和減少能量損失方面更加適合。最后確定選用變量葉片泵方案。 b、選擇快速運(yùn)動和換向回路 本系

21、統(tǒng)已選定液壓缸差動連接和變量葉片泵供油兩種快速運(yùn)動回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動?？紤]到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時回油路流量較大，故選用換向時間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊。由于要實(shí)現(xiàn)液壓缸差動連接，所以選用三位五通電液換向閥。c、選擇速度換接回路 由于本系統(tǒng)滑臺由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時，速度變化大，為減少速度換接時的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路。d、(4) 選擇調(diào)壓和卸荷回路 在變量葉片泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷基本解決。即滑臺工進(jìn)時，變量葉片泵自動匹配所需要的工作流量，從而控制其壓力。無需另設(shè)調(diào)壓回路。在滑臺工進(jìn)和停止時，變量葉片泵流量基本上很小。故可不需再設(shè)卸荷回路。2)液壓原理系統(tǒng)圖14 圖

22、圖 5 52.42.4 選擇液壓元件選擇液壓元件1、選擇液壓泵和電機(jī)1）確定液壓泵的工作壓力a、由表 1-1 可知，液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為 3.6mpa，本系統(tǒng)采用調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，選取進(jìn)油管道壓力損失為 0.6mpa。故泵的最高壓力為 pp1=（3.6+0.6）mpa=4.2mpa 液壓泵的公稱工作壓力 pr 為 pr=1.25 pp1 =1.254.2mpa=5.25mpa2）液壓泵的流量由圖可知，在快退時，最大流量值為 14.4lmin,15取 k=1.1，則可計(jì)算泵的最大流量k(vq)maxvpqvpq =1.114.4lmin=15.84lmin在工進(jìn)時，最小流量值

23、為 1.9 lmin，故液壓泵的最小流量為 1.9l/min 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)值，選用公稱流量 16.7l/min；公稱壓力為 6mpa 的變量葉片泵。 2、選擇電機(jī)由表 1-1 可知，最大功率出現(xiàn)在工進(jìn)階段，其數(shù)值按下式計(jì)算 pp= pp2qvp=3.610610-30.9=1120w0.28式中 qv大泵流量，qv1=16.7 lminp液壓泵總效率，取 p =0.9。根據(jù)工進(jìn)階段所需功率 1120w 及變量葉片泵要求的轉(zhuǎn)速，選用功率為1.5kwy90l-4 型的異步電機(jī)。3、選擇液壓元件 根據(jù)系統(tǒng)所需要的流量和壓力選擇液壓元件表表 4 4163、液壓動力滑臺的電氣控制設(shè)計(jì)液壓動力滑臺的電氣

24、控制設(shè)計(jì)3.13.1 確定電氣控制的對象確定電氣控制的對象電氣控制的對象主要是液壓泵電機(jī)、動力頭電機(jī)、冷卻泵電機(jī)和兩個電磁鐵 1ya 和 2ya。3.23.2 確定電器控制的方案確定電器控制的方案組合機(jī)床通常是采用多刀、多面、多工序、多工位同時加工，由通用部件和專用部件組成的工序集中的高效率專用機(jī)床。它的電氣控制線路是將各個部件組合成一個統(tǒng)一的循環(huán)系統(tǒng)。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削及磨削等工序。組合機(jī)床用于大批量生產(chǎn)。組合機(jī)床的控制系統(tǒng)大多采用機(jī)械、液壓或氣動、電氣相結(jié)合的控制方式。其中，電氣控制又起著中樞連接的作用。因此，應(yīng)注意分析組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)與機(jī)械、液壓

25、或氣動部分的相互關(guān)系。組合機(jī)床組成部件不是一成不變的，它將隨著生產(chǎn)力的向前發(fā)展而不斷更新，因此與其相適應(yīng)的電氣控制線路也隨著更新?lián)Q代，目前主要有以下兩種：1、機(jī)械動力滑臺控制線路機(jī)械動力滑臺和液壓動力滑臺都是完成進(jìn)給運(yùn)動的動力部件，兩者區(qū)別僅在于進(jìn)給的驅(qū)動方式不同。動力滑臺與動力頭相比較，前者配置成的組合機(jī)床較動力頭更為靈活。在動力頭上只能安裝多軸箱，而動力滑臺還可以安裝各種切削頭組成的動力頭，用來組成臥式、立式組合機(jī)床，以完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、刮端面、倒角和攻螺紋等工序，安裝分級進(jìn)給裝置后，也可用來鉆深孔。一般機(jī)械動力滑臺由滑臺、機(jī)械滑座及雙電動機(jī)（快速電動機(jī)和進(jìn)給電動機(jī)）傳動裝置三部分組成。

26、滑臺進(jìn)給運(yùn)動的自動循環(huán)是通過傳動裝置將動力傳遞給絲桿來實(shí)現(xiàn)的。2、液壓動力滑臺控制線路液壓動力滑臺與機(jī)械動力滑臺在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于：液壓動力滑臺的進(jìn)給運(yùn)動的借助壓力油通過液壓缸的前腔和后腔來實(shí)現(xiàn)的。液壓動力滑臺由滑臺、滑座及液壓缸三部分組成，液壓缸驅(qū)動滑臺在滑座上移動。液壓動力滑臺也具有前面機(jī)械動力滑臺的典型自動工作循環(huán)過程，它是通過電氣控制線路控制液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的?；_的工進(jìn)速度是通過調(diào)整節(jié)流調(diào)速閥進(jìn)行無級調(diào)速的。電氣控制一般采用行程原則、時間原則控制方式及壓力控制方式。組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)總的特點(diǎn)，是它的基本電路可根據(jù)通用部件的典型17控制電路和一些基本控制環(huán)節(jié)組成，再按加工、操作要求以及

27、自動循環(huán)過程，無須或只要作少量修改綜合而成。本設(shè)計(jì)分析對象是由一個液壓動力滑臺和銑削動力頭來實(shí)現(xiàn)加工的組合機(jī)床電氣控制電路。1、確定機(jī)床的工作循環(huán) 首先是動力頭快速接近工件到位后，接觸到行程閥，由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，工進(jìn)到位后，壓力繼電器發(fā)出信號，快速退回。接觸到行程開關(guān)，計(jì)時器計(jì)時，短暫停留后開始下一個循環(huán)。2、確定液壓動力滑臺系統(tǒng)的工作過程 表表 5 5（1）快速趨進(jìn)液壓泵電動機(jī)啟動后，按下 sb2 按鈕發(fā)出滑臺快速移動信號，ka1 吸合，電磁鐵 ya1 得電，三位五通電磁閥向右移，控制油路開通，控制三位五通液控?fù)Q向閥向右移，接通工作油路，壓力經(jīng)過行程閥進(jìn)入液壓缸大腔，而小腔內(nèi)回油經(jīng)過三位五通液控

28、換向閥、單向閥、行程閥再進(jìn)入大腔，液壓缸體、滑臺、工件向前快速移動。（2）工作進(jìn)給滑臺快速移動到工件接近銑削動力頭時，滑臺上的擋鐵壓下行程閥，切斷壓力油通路，此時壓力油只能通過調(diào)速閥進(jìn)入液壓缸大腔，減少進(jìn)油量，降低滑臺移動速度，滑臺轉(zhuǎn)為工進(jìn)進(jìn)給。此時由于負(fù)載增加，工作油路油壓升高，18順序閥打開，液壓缸小腔的回油不再經(jīng)單向閥流入液壓缸大腔，而是經(jīng)順序閥流回油箱。（3）死擋鐵停留液壓動力滑臺工作進(jìn)給結(jié)束時（銑削加工完成） ，滑臺撞上死擋鐵，停止前進(jìn)，但油路仍處于工作進(jìn)給狀態(tài)，液壓缸大腔內(nèi)繼續(xù)進(jìn)油，至使油壓升高，壓力繼電器 kp 動作。（4）快速退回停于原位死擋鐵停留，壓力繼電器 kp 動作，其常

29、閉觸點(diǎn)打開，使電磁鐵 yv1 失電 ，kp 常開觸點(diǎn)閉合，電磁鐵 ya2 得電，三位五通電磁閥左移，控制油控制閥左移，工作壓力油直接進(jìn)入液壓缸小腔，使液壓缸體、滑臺、工件迅速退回。同時大腔內(nèi)的回油經(jīng)單向閥、三位五通液控?fù)Q向閥無阻擋地流回油箱。工作臺快速退回原位時，壓下原位行程開關(guān)，電磁鐵 ya2 失電，在彈簧作用下，液控?fù)Q向閥處于中間狀態(tài)，切斷工作油路，系統(tǒng)中各元件均恢復(fù)原位狀態(tài)，滑臺停于原位，一個工作循環(huán)結(jié)束。3、電動機(jī)控制電路為液壓泵電動機(jī)，操作按鈕 sb2 或 sb1，使 km1 得電或失電，控制電動1m機(jī)啟動或停止。機(jī)床所有的操作都必須在液壓泵電動機(jī)啟動以后進(jìn)行。4、液壓動力滑臺控制液

30、壓泵電動機(jī)啟動工作后，按下按鈕 sb3，繼電器 ka1 得電并自鎖，電磁鐵 ya1 得電，控制液壓滑臺快速趨近，至滑臺壓下行程閥，滑臺轉(zhuǎn)為工作進(jìn)給速度進(jìn)給。工作進(jìn)給至終點(diǎn)，死擋鐵停留，進(jìn)油路油壓升高，到壓力繼電器動作。ka1 失電，電磁鐵 ya1 失電，同時 ka2 得電，電磁鐵 ya2 得電，滑臺kp快速退回到原位，壓下原位行程開關(guān) sq1，ka2 失電，ya2 失電，滑臺停在原位，一個工作循環(huán)結(jié)束。5、繪制電氣控制原理圖根據(jù)各局部線路之間的相互關(guān)系和電氣保護(hù)線路，完成電氣控制原理圖19 圖圖 6 66、液壓元件的選擇根據(jù)電動機(jī)的功率、線路的電流和電壓選擇其電氣元器件如下表20 表表 6 64、液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 確定類型和主要參數(shù)液壓缸采用單桿活塞桿類型，其主要是為了實(shí)現(xiàn)差動快進(jìn)。液壓缸缸內(nèi)徑為100mm 活塞桿的直徑 d=0.7d=70mm。 4.2 確定部件的鏈接方式 由于液壓缸的屬于低壓液壓缸，有兩種鏈接方式可以考慮，一個是焊接式另一個是法蘭式。焊接式和法蘭式相比，焊接