論文重型數(shù)控機(jī)床變載荷實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)及分析

1、 北京信息科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 重型數(shù)控機(jī)床變載荷實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)與分析 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 聶建超 班級(jí)/學(xué)號(hào) 機(jī)械1004/2010010116 指導(dǎo)老師/督導(dǎo)老師： 起止時(shí)間：200 年 月 日 至 200 年 月 日摘 要我們對(duì)于一項(xiàng)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行實(shí)際制造安裝之前，首先必須根據(jù)其運(yùn)行條件設(shè)計(jì)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)用來(lái)模擬實(shí)際設(shè)備的運(yùn)行狀況，用以推測(cè)其實(shí)際工作中可能出現(xiàn)的一些基本問(wèn)題并進(jìn)行分析改進(jìn)。本設(shè)計(jì)就是這樣一個(gè)試驗(yàn)裝置，以TK6920為模板，設(shè)計(jì)出其變載荷實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬該機(jī)床受載工作情況，并且利用ANSYS軟件，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)臺(tái)靜載荷和動(dòng)載荷分析

2、；并且利用AMESIM 軟件，進(jìn)行液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)床液壓系統(tǒng)工作情況的仿真。該課題是為企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的實(shí)際項(xiàng)目，具有預(yù)研性與實(shí)用性。關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)臺(tái) ；載荷分析；液壓仿真 Abstract Our design of a project, in advance of the actual fabrication and installation, you must first run according to its conditions to design appropriate experiments that simulate the actual operatio

3、n of the device, to speculate that some fundamental problems that may arise in its practical work analysis and improvement. This design is one such test devices to TK6920 as a template, design a load test to simulate the machine load, and the use of ANSYS software, experimental analysis of static an

4、d dynamic loads ， using AMESIM software and simulation analysis of hydraulic driving system, enabling the simulation of machine tool hydraulic system as a whole. The subject is designed for enterprise product development projects, advance research and usability.Key words ：experiments ; load analysis

5、 ; hydraulic simulation 目 錄第一章：綜述11 .1本課題研究的意義11.2 本課題研究現(xiàn)狀11.3 本課題研究成果2第二章：實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)32.1載荷大小的計(jì)算32.2靜壓軸承的設(shè)計(jì)62.2.1徑向靜壓軸承62.2.2液體靜壓止推軸承的選用62.3 加載液壓缸的設(shè)計(jì)62.3.1液壓缸內(nèi)徑計(jì)算72.3.2液壓缸缸壁厚度計(jì)算校核72.3.3活塞桿長(zhǎng)度確定82.4實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)82.4.1實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體設(shè)計(jì)82.4.2模擬刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9第三章：有限元分析93.1液壓缸缸體分析93.2靜壓軸承分析11第四章：液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)134.1實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)13 4.2機(jī)床進(jìn)給油路和夾緊油路14第

6、五章：參考文獻(xiàn)15II 第一章：綜述1 .1本課題研究的意義 數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床簡(jiǎn)稱(chēng)，通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)組成。目前，用戶(hù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求較為強(qiáng)烈，突出表現(xiàn)在：一方面是數(shù)量快速增加，數(shù)控機(jī)床消費(fèi)占機(jī)床總消費(fèi)的比重已上升到60%以上，且十二五期間仍將繼續(xù)快速攀升；另一方面是需求的檔次不斷提高，隨著振興裝備制造業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域的高水平新產(chǎn)品的發(fā)展，每個(gè)領(lǐng)域都對(duì)數(shù)控機(jī)床提出了更高的要求。如大型火力發(fā)電和核電機(jī)組、大型化工設(shè)備、大型海洋運(yùn)輸船舶、大型薄板冷熱連軋成套設(shè)備、高速列車(chē)、新型地鐵和軌道交通車(chē)輛等，都需要大批高速、精密、高效的數(shù)控機(jī)床來(lái)加工制造。我們知道，對(duì)于大型的工程項(xiàng)

7、目，在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)安裝之前，有一項(xiàng)必須要做的內(nèi)容，那就是設(shè)計(jì)出相應(yīng)的試驗(yàn)臺(tái)代替實(shí)際設(shè)備進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試，以推測(cè)其實(shí)際工作的可行性。本設(shè)計(jì)就是這樣一個(gè)試驗(yàn)裝置，因此它本身就有一定的研究意義，另外，隨著液體靜壓技術(shù)的不斷發(fā)展，液體靜壓軸承的應(yīng)用范圍越來(lái)越大，本設(shè)計(jì)對(duì)靜壓軸承的設(shè)計(jì)也有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。液壓傳動(dòng)的各種元件由于重量輕、體積小，可根據(jù)需要方便靈活地來(lái)布置；結(jié)合最新技術(shù)自動(dòng)化程度高且操縱控制方便，容易實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)2000：1）；可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；而且采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)

8、。因此，液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，世界各國(guó)對(duì)液壓工技術(shù)的發(fā)展都給予很大的重視。1.2 本課題研究現(xiàn)狀我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，可以分為三個(gè)階段：第一階段為封閉式發(fā)展階段，機(jī)床總體設(shè)計(jì)實(shí)力差。第二階段為技術(shù)引進(jìn)階段，初步建立了國(guó)產(chǎn)化體系。第三階段為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段，數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。目前我國(guó)一部分?jǐn)?shù)控機(jī)床的生產(chǎn)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，在國(guó)際市場(chǎng)上也相應(yīng)的具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，我國(guó)也進(jìn)入了世界高速數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國(guó)和高精度數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國(guó)行列，可是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)在信息化技術(shù)應(yīng)用上仍然存在很多不足。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各個(gè)主要國(guó)家液壓工業(yè)銷(xiāo)售額占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的2%3.5

9、%，而我國(guó)只占1%左右，這充分說(shuō)明我國(guó)液壓技術(shù)使用率較低，努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景。液壓技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如:功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，而且易于實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)等。因此，液壓技術(shù)被廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了液體靜壓軸承的原理和特點(diǎn)，并且逐步地?cái)U(kuò)大了其應(yīng)用范圍。除高精度機(jī)床采用靜壓軸承和導(dǎo)軌外，在高效率機(jī)床和精密機(jī)床上也獲得了應(yīng)用。液體靜壓技術(shù)不僅用于支承，也用于傳動(dòng)和連接，如靜壓螺旋，蝸桿-齒條和花鍵等結(jié)構(gòu)形式。采用靜壓與動(dòng)壓滑動(dòng)軸承聯(lián)合或混合工作的軸承，可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。例如，軋鋼機(jī)和球磨機(jī)等大型設(shè)備也已采用。

10、近來(lái)正在研究把靜壓與滾動(dòng)軸承聯(lián)合工作的軸承，用于高速渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上。液體靜壓軸承不但結(jié)構(gòu)上有改進(jìn)，應(yīng)用上逐步擴(kuò)大，而且工作機(jī)理和計(jì)算方法上也進(jìn)一步得到發(fā)展。此外，液體靜壓軸承在精密儀器上也得到應(yīng)用，如圓度儀和軸承波紋測(cè)量?jī)x等。 這些都是限制大型機(jī)床生產(chǎn)的外在因素，與機(jī)床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)息息相關(guān)，對(duì)于模擬機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行載荷分析的實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)有著比較大的影響。1.3 本課題研究成果 我國(guó)在數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)研究方面有了較大突破，創(chuàng)造了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果和核心技術(shù)。而伴隨著數(shù)控機(jī)床的飛速發(fā)展，對(duì)于數(shù)控機(jī)床主軸載荷模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)也顯得尤為重要，而由于液壓系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）能夠在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)

11、大范圍無(wú)極調(diào)速； （2）同等輸出功率下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)慣性小、動(dòng)態(tài)性能好； （3) 可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)； （4）方便自動(dòng)工作循環(huán)和自動(dòng)過(guò)載保護(hù)； （5) 液壓元件采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)，具有自我潤(rùn)滑作用，有較長(zhǎng)的使用壽命; (6) 液壓機(jī)設(shè)備液壓元件都是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的產(chǎn)品，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用。因此，液壓驅(qū)動(dòng)模擬的實(shí)驗(yàn)臺(tái)成為了主流。而靜壓軸承是其中最重要的環(huán)節(jié)，靜壓軸承的發(fā)展經(jīng)歷了100多年的歷史。而國(guó)外很早就對(duì)靜壓軸承進(jìn)行了研究，最早甚至可以追溯到1851年，法國(guó)人L.D.Girard在火車(chē)車(chē)輪軸承中第一次采用了靜壓軸承，在當(dāng)時(shí)其摩擦系數(shù)小到1/500，幾乎沒(méi)有

12、摩擦與磨損。1878年巴黎國(guó)際博覽會(huì)上展出了能靈活浮動(dòng)的“近于無(wú)摩擦”的支座。但是直至1947年D.D.Fuller連續(xù)發(fā)表了一系列關(guān)于靜壓軸承設(shè)計(jì)計(jì)算的文章，才推動(dòng)了它的應(yīng)用。1945年法國(guó)工程師P Gerard發(fā)明了向心靜壓軸承，并于1948年成功地應(yīng)用于磨床砂輪主軸，提高了精度和壽命。在以后的幾十年中，靜壓技術(shù)迅速發(fā)展，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，幾乎追及整個(gè)制造業(yè)、軍工和民用設(shè)備上。進(jìn)入21世紀(jì)后液壓產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的趨勢(shì)。 現(xiàn)有的液壓伺服和液壓比例技術(shù)在與計(jì)算機(jī)結(jié)合上不是十分方便，數(shù)字液壓技術(shù)克服了這個(gè)缺點(diǎn)，它把整個(gè)液壓和控制技術(shù)都簡(jiǎn)化了，促進(jìn)了整個(gè)液壓技術(shù)的進(jìn)步。而隨著液壓

13、技術(shù)的完善，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)也具有了越來(lái)越強(qiáng)大的功能。不僅僅是用于運(yùn)行狀況的模擬，還有對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)問(wèn)題的一些評(píng)估，以及和機(jī)床運(yùn)動(dòng)更加切合的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而關(guān)于機(jī)床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)也有了各種各樣的方案，下面選倆個(gè)方案進(jìn)行分析：方案一： 由于受到鉸約束、支鏈干涉、特別是位置與姿態(tài)耦合等因素的影響，致使動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)姿態(tài)能力有限是各種6自由度純并聯(lián)機(jī)構(gòu)的固有缺陷，難于適應(yīng)大傾角多坐標(biāo)數(shù)控作業(yè)的需要。方案二：滾珠絲杠的摩擦力在機(jī)器的運(yùn)行中，會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力，那么這種摩擦力就 會(huì)降低滾珠絲杠的使用壽命。對(duì)主軸支承的種類(lèi)很多，可以分為滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承又分為靜壓軸承、動(dòng)壓軸承。滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但

14、是由于接觸式滾動(dòng)摩擦副的工作原理，高精度高速度的主軸支撐中，其使用受到了限制。動(dòng)壓軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，有較大的剛度和抗過(guò)載能力，但是其承載能力依賴(lài)于主軸變速，低速重載，變速變向工況下，不能正常工作。而靜壓軸承驅(qū)動(dòng)功率低，壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)精度高、使用速度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于重型、精密、高效的數(shù)控機(jī)床主軸支承中，并根據(jù)我的設(shè)計(jì)要求選用靜壓軸承支承。實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)主要有五部分：驅(qū)動(dòng)裝置、加載裝置、測(cè)試環(huán)節(jié)、減振結(jié)構(gòu)和主軸部分。驅(qū)動(dòng)裝置，加載裝置即為對(duì)液壓缸的設(shè)計(jì)，測(cè)試環(huán)節(jié)即為傳感器的選用，選用壓力傳感器。，減震部分設(shè)計(jì)主要是對(duì)底座的設(shè)計(jì)。 第二章：實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)為了了解tk6920機(jī)床工作時(shí)的受力狀

15、況而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬工作狀況，需要對(duì)該機(jī)床數(shù)據(jù)作以分析，試驗(yàn)臺(tái)維圖大致如下：二除此之外，還要對(duì)試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)原理圖如下; 2.1載荷大小的計(jì)算在銑削加工時(shí)，銑刀要受到阻止刀具切除切屑的阻力，在不同的加工條件下，銑削力的變化范圍較大。分析認(rèn)為，銑刀切削時(shí)，工件材料將發(fā)生部分彈性變形和塑性變形，并對(duì)刀具產(chǎn)生抗力；同時(shí)，刀具與切屑、刀具與工件之間要產(chǎn)生摩擦力，銑削力就是二者的合力。在研究銑刀受力情況時(shí)，通?？蓪?duì)一個(gè)刀齒進(jìn)行分析。將銑削力分解為相互垂直的三個(gè)分力，即切向分力Ft、徑向分力Fr和軸向分力Fn，如圖1所示。切向分力Ft可視為與銑刀外圓相切，則銑刀所受的切削阻力矩為T(mén)=Ft·

16、D/2(D為銑刀刃部直徑)，主要消耗切削功率，使刀具發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，并影響主軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和剛度。徑向分力Fr是工件作用于銑刀半徑方向上的推力，它使刀具發(fā)生彎曲變形，并影響主軸的彎曲強(qiáng)度和剛度。軸向分力Fn沿機(jī)床主軸的軸線(xiàn)方向作用于銑刀，它將刀桿推向主軸，使刀具發(fā)生壓縮變形。 TK6920鏜軸直徑為200mm，則根據(jù)：由可知： 載荷取最大值，則可得Fn=55N，F(xiàn)r=60N滑枕和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總體重力，約為G=55310N；則需要施加的徑向力為65.5KN。2.2靜壓軸承的設(shè)計(jì)由于有倆個(gè)方向的載荷，因此要設(shè)計(jì)徑向軸承與止推軸承。在本設(shè)計(jì)中認(rèn)為徑向軸承和止推軸承內(nèi)液壓油的流速分布、壓強(qiáng)分布以及溫度分布在

17、工作狀態(tài)下達(dá)到穩(wěn)定后不隨時(shí)間推移而變化，即認(rèn)為徑向軸承和止推軸承液壓油流場(chǎng)為定常流動(dòng)流場(chǎng)。2.2.1靜壓軸承徑向靜壓軸承結(jié)構(gòu)如圖：在本設(shè)計(jì)中，靜壓軸承用以支撐整體裝置，液壓缸模擬刀具都在靜壓軸承內(nèi)部放置，查資料可知道靜壓軸承結(jié)構(gòu)。2.2.2液體靜壓止推軸承的選用采用環(huán)形油腔靜壓止推軸承，該形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，只可承受軸向載荷，所以必須和徑向靜壓軸承一起使用。，由于該軸承只承受一個(gè)方向的軸向力，選用單向止推軸承。止推軸承與徑向軸承采用統(tǒng)一套供油系統(tǒng)，故止推軸承的液壓油參數(shù)與徑向軸承的相同。根據(jù)要求，,軸承內(nèi)徑為75mm，軸向負(fù)載為55000N，軸頸轉(zhuǎn)速為67.5r/min 則校驗(yàn)合格，材料為

18、青銅。2.3 加載液壓缸的設(shè)計(jì)液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài)時(shí)的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如圖所示。 液壓缸結(jié)構(gòu)圖2.3.1液壓缸內(nèi)徑計(jì)算液壓缸內(nèi)徑根據(jù)最大負(fù)載來(lái)確定，對(duì)于有活塞桿的腔，液壓缸內(nèi)徑為：由于該設(shè)計(jì)為機(jī)床試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)，液壓缸工作范圍為34.5MPa，而且止推軸承的平均壓力為3.99MPa，根據(jù)液壓缸標(biāo)準(zhǔn)壓力系列可以選取 P=6.3MPa，由于活塞桿的直徑由受力情況決定，受壓力時(shí)?。?.50.7）D。初取d=0.6D，則可得則可計(jì)算得 D=131.82mm則選取D=125mm P=6.3MPa d=56mm液壓缸的長(zhǎng)度根據(jù)部件的行程長(zhǎng)度確定：選取液壓缸長(zhǎng)度為500mm。2.3.2液壓缸缸壁厚度計(jì)算校核

19、對(duì)于液壓缸來(lái)說(shuō)，缸壁所要承載壓力，因此要對(duì)其壁厚進(jìn)行校核。初選=13mm當(dāng)D/10時(shí)，按薄壁筒計(jì)算，缸壁厚度（m）Py實(shí)驗(yàn)壓力（MPa）當(dāng)工作壓力小于等于16MPa，Py=1.5p=9.45MPa= /b：材料的抗拉強(qiáng)度缸體材料的許用應(yīng)力（MPa） =3.55 一般取5此時(shí)計(jì)算可得=47.25，則 鍛鋼=100120MPa鑄鋼=100110MPa則校核得薄壁缸不符合條件當(dāng)缸筒的D/<10時(shí)，稱(chēng)為厚壁筒，按厚壁筒的公式進(jìn)行校核，即初取=40mm，則計(jì)算可得=26.53MPa顯然材料抗拉強(qiáng)度取小便可符喝該設(shè)計(jì)符合要求，即液壓缸壁厚為40mm。2.3.3活塞桿長(zhǎng)度確定 根據(jù)活塞行程系列以及液壓

20、缸長(zhǎng)度選取活塞長(zhǎng)度為200mm。 應(yīng)用同樣方法可計(jì)算出液壓缸2，由于二者工作壓力相似，則計(jì)算可取液壓缸內(nèi)徑都是125mm，活塞桿直徑計(jì)算得56mm。從而可設(shè)計(jì)得到液壓缸模型2.4實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)由液壓缸、靜壓軸承與模擬刀具組成，所以首先對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后對(duì)模擬刀具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)2.4.1實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)兩個(gè)液壓缸和一個(gè)類(lèi)似于鋼圈的裝置來(lái)模擬主軸所受切削力，同樣通過(guò)模擬刀具來(lái)承接液壓缸的輸出載荷，其原理圖如圖5所示，將液壓缸一尾端固定在鋼圈內(nèi)部，頭部對(duì)準(zhǔn)模擬刀具，通過(guò)液壓缸輸出載荷的大小來(lái)控制模擬徑向切削力的大小變化，通過(guò)鋼圈裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)液壓缸圍繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)徑向切削力

21、的方向變化。利用液壓缸二實(shí)現(xiàn)主軸所受軸向力的模擬，在鋼圈結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，液壓缸二始終保持與模擬刀具軸線(xiàn)重合。1 液壓缸一；2 液壓缸二；3 鋼圈裝置；4 模擬刀具 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理圖旋轉(zhuǎn)配油器工作原理是：主機(jī)帶動(dòng)缸體回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，液壓系統(tǒng)通過(guò)回轉(zhuǎn)配油器向缸供給一定的壓力油對(duì)主機(jī)施力。2.4.2模擬刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 深溝球軸承的選用：查資料可選取軸承代號(hào)為60120z，外徑160mm。 第三章：有限元分析 模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用。模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試

22、驗(yàn)分析取得，這樣一個(gè)計(jì)算或試驗(yàn)分析過(guò)程稱(chēng)為模態(tài)分析。為了對(duì)本設(shè)計(jì)的尺寸選擇進(jìn)行校核，因此有必要進(jìn)行分析。3.1液壓缸缸體分析液壓缸內(nèi)壁受到壓力，對(duì)其進(jìn)行加載，缸體材料為20鋼，密度為7.8，泊松比為0.282，楊氏模量為，紅色部分為加載部分，底部固定，圖為靜載分析: 圖1.1 約束加載 然后進(jìn)行網(wǎng)格化分，劃分方式為自由劃分 圖1.2 網(wǎng)格劃分 圖1.3 應(yīng)力分布圖1.4 應(yīng)變分布7.3MPa大于6.3MPa，則滿(mǎn)足條件。圖1.5 變形分布3.2靜壓軸承分析該靜壓軸承材料為石墨，其密度為2.25，泊松比為0.2，楊氏模量為，網(wǎng)格劃分方式為自由劃分。紅色部分為加載部分，即軸承內(nèi)圈外表面，底部固定。

23、本次設(shè)計(jì)的機(jī)床模擬載荷試驗(yàn)臺(tái)尺寸不固定，但要求尺寸不易過(guò)大，載荷適用范圍在3040kN以上之間，所以選擇系統(tǒng)壓力為5Mpa。圖2.1 約束加載 圖2.2 網(wǎng)格劃分圖2.3 應(yīng)力分布圖2.4 應(yīng)變分布6.3Mpa大于5MPa，則滿(mǎn)足條件。 第四章：液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 對(duì)于靜壓軸承組成的系統(tǒng)，需要對(duì)其進(jìn)行液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)首先要對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)，其次包含了對(duì)TK6920進(jìn)給系統(tǒng)以及加緊系統(tǒng)的設(shè)計(jì).4.1實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了使該實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以穩(wěn)定的保持一定壓力，由于對(duì)保壓性能要求較高，應(yīng)該采取補(bǔ)油的方法彌補(bǔ)油路泄露。執(zhí)行元件背壓力：系統(tǒng)類(lèi)型背壓力/Mpa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油路帶調(diào)速

24、閥的系統(tǒng)0.40.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.51.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.81.5回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.23回油路較短，且直接回油箱可忽略不計(jì)缸伸出油箱泵換向閥左位單向閥液壓缸停止換向閥中位缸退回油箱泵換向閥右位液壓缸 由于液壓泵用于多缸系統(tǒng)，系統(tǒng)要能保持一定的壓力供控制油路使用，采用自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路。當(dāng)三位四通比例換向閥3的左位工作時(shí)，液壓泵向液壓缸上腔供油，其壓力增大，當(dāng)達(dá)到指定壓力時(shí)6.3MPa時(shí)，泵卸荷，系統(tǒng)保壓。上腔壓力降低至3MPa時(shí)，比例換向閥進(jìn)入左位機(jī)能使壓力上升。當(dāng)三位四通比例換向閥3的右位工作時(shí)，活塞迅速退回原位。4.2機(jī)床進(jìn)給油路和夾緊油路采用蓄能器保壓回路的方式：當(dāng)泵卸荷或進(jìn)給執(zhí)行件快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，單向閥把加緊回路與進(jìn)給回路隔開(kāi)，蓄能器中的壓力油用于補(bǔ)償加緊回路中油液的泄露，使其壓力基本保持不變。 缸伸出油箱泵換向閥左位單向閥液壓缸停止換向閥中位缸退回油箱泵換向閥右位液壓缸 總結(jié) 經(jīng)過(guò)本次為期一個(gè)學(xué)期