濾清器底座擴(kuò)孔、攻絲專機(jī)與液壓系統(tǒng)設(shè)計 機(jī)械與汽車工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)論文_第1頁
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文檔簡介

1、目 錄中文摘要:3英文摘要41 引 言41.1 機(jī)床設(shè)計目的、要求41.2 專用機(jī)床國內(nèi)外發(fā)展概況51.3 題目內(nèi)容及要求62 專用機(jī)床的整體設(shè)計72.1 零件分析72.2 加工方案確定82.3 機(jī)床布局92.4 確定切削用量102.4.1 選擇切削用量102.4.2 確定機(jī)床切削扭矩T. 切削力F.切削功率P113 確定機(jī)床三圖一卡123.1 被加工零件工序圖123.2 加工示意圖13刀具選擇133.2.2 選擇攻絲卡頭143.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的確定153.4 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡194 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計214.1 液壓傳動的工作原理和組成214.1.1 工作原理:224.1.2 液壓系統(tǒng)的基

2、本組成224.2 液壓傳動的優(yōu)缺點224.3 擴(kuò)孔運動分析234.3.1 擴(kuò)孔所用動力滑臺的工作循環(huán)圖244.3.2 擴(kuò)孔所用動力滑臺的工況分析244.4 擴(kuò)孔液壓系統(tǒng)的計算:264.4.1 初選液壓缸工作壓力264.4.2 液壓缸主要尺寸的確定264.4.3 計算在個工作階段液壓缸所需的流量284.5 攻絲的運動分析:284.5.1 運動分析284.5.2 工況分析284.6 攻絲液壓系統(tǒng)的計算304.6.1 初選液壓缸工作壓力304.6.2 計算在個工作階段液壓缸所需的流量324.6.3 計算液壓泵的最大工作壓力324.7 擬定液壓系統(tǒng)原理圖334.7.1 確定供油方式的選擇334.7.2

3、 調(diào)速方式的選擇344.7.3 速度換接方式的選擇344.7.4 夾緊回路的選擇354.7.5 回轉(zhuǎn)臺液壓系統(tǒng)354.8 液壓元件的選擇:354.8.1 確定液壓泵和電機(jī)規(guī)格354.8.2 閥類元件和輔助元件的選擇374.8.3 油管確定384.8.4 油箱的確定39結(jié)論39謝辭40參考文獻(xiàn)41濾清器底座擴(kuò)孔、攻絲專機(jī)與液壓設(shè)計摘要:本論文是擴(kuò)孔攻絲專用機(jī)床及其液壓系統(tǒng)的設(shè)計,被加工零件是濾清器底座,專機(jī)對零件進(jìn)行擴(kuò)孔和攻絲,機(jī)床的結(jié)構(gòu)輪廓是用兩個擴(kuò)孔動力頭和兩個攻絲動力頭及中間的液壓旋轉(zhuǎn)臺組成,其中動力頭前進(jìn)后退使用液壓滑臺在動的?;_循環(huán)是:快速前進(jìn)工作進(jìn)給快速退回原位停止。液壓控制系統(tǒng)在

4、機(jī)床中有著重要的作用,對液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計也是進(jìn)行專機(jī)設(shè)計的重要組成部分。本文對該專用機(jī)床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計主要有以下幾點內(nèi)容:對液壓系統(tǒng)工況分析擬定液壓原理圖選擇液壓元件編輯專用機(jī)床液壓系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)文件關(guān)鍵詞:專用機(jī)床、液壓系統(tǒng)、液壓元件Abstract:This paper designs about reaming tapping machine tools and hydraulic system,the part to be machined is a filter base, the special machine is used to ream and tap to parts

5、, outline structure of the machine is consisted of two reaming and tapping power head and a hydraulic rotary table in the middle, in which the power head is drived forward and backward by the hydraulic slider. The slide cycle is: fast forwardwork feedquick returnstop in situ. Hydraulic control syste

6、m plays an important role in the machine, the design of which is also the important part of the design of special machine.Design of hydraulic machine control system has several main points:Condition analysis of hydraulic system;Production of hydraulic schematic diagram;Selection of the original hydr

7、aulic;Editing technical document of special machine tool hydraulic system;Key words:Special Machine Hydraulic system Hydraulic components1 引言1.1 機(jī)床設(shè)計目的、要求目的:近年來,中國汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,拉動了汽車零部件的市場需求,濾清器行業(yè)就是一個例子。濾清器一般分為空氣濾清器、燃油濾清器和機(jī)油濾清器三種(通常被稱為三濾),其功能分別是濾除空氣、燃油、或機(jī)油中的雜質(zhì),對發(fā)動機(jī)起到有效的保護(hù)作用,從而延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。濾清器也是大批量生產(chǎn)的零件,考慮到

8、零件加工的特殊性,為了提高生產(chǎn)效率以及降低工人勞動強(qiáng)度,有必要設(shè)計一種專用的組合機(jī)床對其進(jìn)行加工。我們的工作就是做出來一臺組合機(jī)床,對零件進(jìn)行加工,在生產(chǎn)濾清器時,組合機(jī)床可多刀、多軸、多面、多工位加工的優(yōu)點就顯得猶為突出。組合機(jī)床及其自動線是集機(jī)電于一體的綜合自動化程度較高的制造基礎(chǔ)的成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實用,因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。本設(shè)計就是在擴(kuò)孔攻絲攻絲組合機(jī)床的設(shè)計基礎(chǔ)上,將PLC控制技術(shù)和液壓控制技術(shù)應(yīng)用到其中,以便進(jìn)一步提高組合機(jī)床的自動化程度。設(shè)計要求:評價機(jī)床性能的優(yōu)劣,主要是根據(jù)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判定發(fā)的。技術(shù)先進(jìn)合理質(zhì)

9、優(yōu)價廉才會受到用戶的歡迎,在國內(nèi)和國際市場上才有競爭力。機(jī)床設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。1.2 專用機(jī)床國內(nèi)外發(fā)展概況在我國近期專用機(jī)床發(fā)展迅速,其科研和生產(chǎn)也都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ),應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品更新,進(jìn)行技術(shù)改造,提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。組合專用機(jī)床及其自動線是集機(jī)電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實用,因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制,它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比

10、較大的大中型箱體類和軸類零件(近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額),完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺,在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多,有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機(jī)床等;隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,一種新型的組合機(jī)床柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞,它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換,配以可編程序控制器(PLC)等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng),并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外,近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔

11、機(jī)(清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測量機(jī)、試驗機(jī)、輸送線)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于專用機(jī)床及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品,是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計的,它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國專用機(jī)床及其自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家要相對落后,國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此,市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝,研制新產(chǎn)品,由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu),向“柔性”化方向發(fā)展,滿足用戶需求,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。在數(shù)屆國際機(jī)床博覽會上都有來自世界相

12、當(dāng)多的國家和地區(qū)的機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中,超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查,復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時,加工的形狀卻日益復(fù)雜。多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外,產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時調(diào)整和適應(yīng)新的變化,滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用,信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動化程度進(jìn)一步提高,操作者可以通過網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)對機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改,對運轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù);通過網(wǎng)絡(luò)對遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修

13、和檢查、提供售后服務(wù)等。在這些方面我國專用機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距,因此我國專用機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。1.3 題目內(nèi)容及要求本題目的主要內(nèi)容是設(shè)計一臺擴(kuò)、攻濾清器兩側(cè)面孔專機(jī),機(jī)床類型為臥式雙面,液壓驅(qū)動,由PLC控制。1、完成5000字以上的外文翻譯;2、查閱相關(guān)資料,了解本課題的研究現(xiàn)狀和研究的內(nèi)容;3、完成開題報告(課題的意義;研究方法、方案及技術(shù)路線;結(jié)論);4、整機(jī)方案設(shè)計及優(yōu)化(主要是圖紙工作量);繪制零件圖,工序圖,給出總體設(shè)計方案。三圖一卡的完成(尺寸聯(lián)系圖,工序圖,加工示意圖,生產(chǎn)效率計算卡)。手

14、繪一張0號圖紙(尺寸聯(lián)系圖或裝配圖)。各主要功能標(biāo)準(zhǔn)部件的選擇與計算,同時完成外協(xié)零、部件圖紙。設(shè)計機(jī)床專用夾具、刀具。5、完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(液壓站、液壓工作原理圖、液壓元件的選擇與計算、集成塊設(shè)計等)完成整機(jī)的機(jī)床電氣控制方案(控制原理圖,接線圖,PLC程序編寫)。7、撰寫畢業(yè)設(shè)計論文,字?jǐn)?shù)不少于1萬。2 專用機(jī)床的整體設(shè)計2.1 零件分析被加工零件材料為鋁合金,硬度為35HBS,擴(kuò)攻M16的孔2個,2個孔分布在零件兩側(cè),現(xiàn)設(shè)計專用機(jī)床,把零件放置在專機(jī)中間,對零件兩空同時擴(kuò)孔,然后旋轉(zhuǎn)180度同時攻絲。被加工零件的外形如圖3-1所示。圖2.1 被加工零件外形圖2.2加工方案確定本專機(jī)擴(kuò)孔采

15、用鉆削動力頭,主軸與刀具之間采用標(biāo)準(zhǔn)接桿連接,并由主軸前端壓緊螺釘固定接桿。擴(kuò)孔工序的工作循環(huán)如下:圖2.2 擴(kuò)孔工序的工作循環(huán)攻絲采用攻絲動力頭,由攻絲靠模裝置實現(xiàn)加工螺紋內(nèi)聯(lián)系傳動。用攻絲靠模裝置加工內(nèi)螺紋的特點是,攻絲主軸系統(tǒng)的進(jìn)給運動由攻絲靠模機(jī)構(gòu)得到。此種攻絲方法,靠??梢越?jīng)磨制得到較準(zhǔn)確的螺距,由于靠模螺桿帶動絲錐進(jìn)給比較輕巧,同時又有攻絲接桿補(bǔ)償攻絲主軸靠模系統(tǒng)與絲錐自行引進(jìn)的進(jìn)給差,因而攻絲時可得到較高的精度。該靠模裝置除了具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本較低的特點外,還由于每根靠模螺桿都各自具有自己的螺距數(shù)值,因此可用一個攻絲裝置方便地加工出不同尺寸規(guī)格的螺紋,且可各自選用合理的切削用

16、量,目前應(yīng)用很廣泛。攻絲工序的工作循環(huán)如下:圖2.3 攻絲工序的工作循環(huán)2.3 機(jī)床布局工件底面為主要定位面。用3個支承塊支撐,用短銷和支承釘定位。裝夾方便、平穩(wěn),故可采用臥式機(jī)床。由于擴(kuò)孔攻絲不在同一工位上,中間需要安裝回轉(zhuǎn)工作臺。具體布局如圖3.2。圖2.4 機(jī)床大體布局2.4確定切削用量2.4.1 選擇切削用量擴(kuò)孔加工直徑均為14.5,所以可以采用同樣的主軸和刀具使得所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同。根據(jù)專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計表7-19查得: 高速鋼擴(kuò)孔鉆加工鋁合金切削速度,進(jìn)給量f=0.10.6mm/r.對主軸轉(zhuǎn)速的選取,當(dāng)取切削速度V為30m/min時,主軸的轉(zhuǎn)速為:。對進(jìn)給量的選取,考慮到工件

17、為鋁合金,可選用較低的數(shù)值,即取f為0.20mm/r。攻絲孔徑均為M16,所以可以采用同樣的主軸和刀具使得所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同。根據(jù)專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計表7-18查得:高速鋼絲錐攻絲切削速度查機(jī)械加工工藝手冊得:螺紋間距, 選切削速度:滿足要求每分鐘進(jìn)給量式中:主軸系統(tǒng)的進(jìn)給量();絲錐每分鐘自行引進(jìn)量();絲錐每分鐘轉(zhuǎn)速();絲錐的螺距()。2.4.2 確定機(jī)床切削扭矩T.切削力F.切削功率P1、切削扭矩的計算根據(jù)專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計表7-24查得:擴(kuò)孔時式中:D加工直徑(mm)擴(kuò)孔進(jìn)給量(/r);HB布氏硬度。攻絲時式中:工件螺距();加工直徑()。2、切削力的計算3、切削功率的計算根據(jù)專用

18、機(jī)床設(shè)備設(shè)計表7-24查得:考慮到功率損失,3 確定機(jī)床三圖一卡三圖一卡的內(nèi)容主要包括:被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計算卡。3.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案,表示一臺組合機(jī)床或自動線完成的工藝內(nèi)容,加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工零件的材料、硬度、重量和本道工序加工前毛坯或半成品狀況的圖紙。因此,它是在原零件圖基礎(chǔ)上,突出本機(jī)床或自動線的加工內(nèi)容,加上必要的說明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計的主要依據(jù),也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。圖上應(yīng)表示出:1)被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本

19、機(jī)床設(shè)計有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時,應(yīng)表示出零件內(nèi)部的肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸。以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。2)加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向。以便依此進(jìn)行夾具的定位支承(包括輔助定位支承)、限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計。3)本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求,還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn))。4)必要的文字說明。如被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。圖3.1 被加工零件工序圖3.2 加工示意圖刀具選擇根據(jù)擴(kuò)孔,攻絲孔的深度及直徑大小,并結(jié)合加工條件及要求,根據(jù)機(jī)械加工

20、工藝手冊,擴(kuò)孔時選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆,其直徑為,攻絲時選擇的刀具為絲錐,其直徑分別為。刀具的具體結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示:選擇攻絲卡頭攻絲卡頭用于連接絲錐和攻絲主軸(或靠模裝置),其主要作用是:1)保證絲錐與被加工的螺紋底孔自動對中,并保證絲錐順利引進(jìn)。2)補(bǔ)償絲錐每分鐘引進(jìn)量與攻絲主軸(或靠模裝置)每分鐘進(jìn)給量之差值,保證絲錐引進(jìn)與攻絲裝置進(jìn)給同步。因此,要求攻絲卡頭有很好的定心性及補(bǔ)償靈活性,徑向尺寸應(yīng)較小,以適應(yīng)中心距小的螺孔加工。攻絲卡頭的主要形式有:絲錐“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭;主軸或攻絲靠?!俺啊边M(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭。其具體結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。圖3.2 主軸“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻

21、絲卡頭1卡頭芯桿;2銷;3套罩;4卡頭體;5壓力彈簧3)確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程動力部件的工作循環(huán)是指:加工時動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置又返回到原始位置的動作過程。一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等動作。a 、工作行程長度的確定工作進(jìn)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度(多軸加工時應(yīng)按最長孔計算)與刀具切入長度和切出長度之和。如圖3-6所示。圖3.3 工作進(jìn)給長度切入長度L1應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在之間選擇,誤差大時取大值。切出長度根據(jù)專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計表7-32查得:擴(kuò)孔時 L2=1015mm攻絲時 L2=5+L錐式中:絲錐前端錐部的長度。根據(jù)加工深度,選擇工作行程b快進(jìn)、

22、快退長度按加工具體情況而定,保證加工所有刀具均退至夾具套內(nèi),不影響工件裝卸,因此取快進(jìn)長度為160mm。c動力部件總行程長度動力部件的總行程為快退行程長度與前后備量之和。依此作為選擇標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺或設(shè)計專用動力部件的依據(jù)。3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的確定1、動力部件的選擇確定擴(kuò)孔動力頭時,根據(jù)切削功率,查組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊表5-27,選用鉆削頭型號為。確定攻絲動力頭時,根據(jù)切削功率,查組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊表5-33,選用攻螺紋頭型號為1TG16.根據(jù)前面計算的行程,選擇動力滑臺為型,滑臺側(cè)底座為型,行程為。二級進(jìn)給及壓力繼電器型號為。導(dǎo)軌防護(hù)裝置型號為。分級進(jìn)給裝置型號為。根據(jù)選定的動力滑臺型號為。

23、3、夾具輪廓尺寸確定綜合考慮工件的輪廓尺寸形狀、結(jié)構(gòu)以及夾具底座與機(jī)床其他部件連接固定尺寸,初步定夾具長寬高為。4、機(jī)床裝料高度機(jī)床裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。為提高通用部件及支承部件的剛度并考慮自動線設(shè)計時中間底座內(nèi)要安裝夾具輸送裝置、冷卻排屑裝置,新頒布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度,與國際標(biāo)準(zhǔn)一致。在現(xiàn)階段設(shè)計組合機(jī)床時,裝料高度可根據(jù)具體情況在之間選取。由于受工件孔位置、多軸箱最低主軸高度和所選通用部件、中間底座、夾具高度等尺寸的限制(滑臺與滑座總高,側(cè)底座高度,夾具底座高度,中間底座高度),本設(shè)計的機(jī)床裝料高度。5、中間底座輪廓尺寸中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其

24、上面安裝連接的需要。根據(jù)選定的動力箱滑臺、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系,并考慮到毛坯誤差和裝配偏移,中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸,算出的長度應(yīng)圓整,并按優(yōu)選數(shù)系選用。圖3.4 中間底座外形圖中間底座長度方向尺寸可按下式確定:式中:加工終了位置,主軸箱端面至工件端面間的距離,本設(shè)計中;主軸箱厚度,本設(shè)計;工件沿機(jī)床長度方向的尺寸,本設(shè)計;機(jī)床長度方向上,主軸箱與動力滑臺的重合長度,本設(shè)計;加工終了位置,滑臺前端面至滑座前端面的距離,對于通用的標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺,尺寸的最大范圍為。本設(shè)計;滑座前端面至側(cè)底座前端面的距離,本設(shè)計。根據(jù),查專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計表7-10(中間底座主要尺寸):選定中間底座長為又根

25、據(jù)被加工零件的寬度為,夾具底座寬度為,以及其他聯(lián)系尺寸,選定中間底座寬度為。中間底座的長寬為。6、確定回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)臺選用液壓回轉(zhuǎn),在市場上能買得到圖3.5 液壓回轉(zhuǎn)工作臺7、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖如下,圖3.6 機(jī)床尺寸聯(lián)系圖3.4機(jī)床生產(chǎn)率計算卡根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快進(jìn)及工進(jìn)速度等,就可以計算機(jī)床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡,用以反映機(jī)床的加工過程,完成每一動作所需的時間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床的負(fù)荷率等。1、理想生產(chǎn)率指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)(包括備品及廢品率在內(nèi))所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù)有關(guān),一般情況下,單班制生產(chǎn)取,則件h2、實際生產(chǎn)率指所設(shè)

26、計機(jī)床每小時實際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。件h式中:生產(chǎn)一個零件所需的時間(),它可以根據(jù)下式計算:式中:、分別為刀具第、第工作進(jìn)給行程長度();、分別為刀具第、第工作進(jìn)給速度();當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時,動力滑臺在死擋鐵上的停留時間,通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)所需的時間();、分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度();動力部件快速行程速度。采用機(jī)械動力部件取,液壓動力部件?。恢本€移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時間,一般可取;工件裝、卸(包括定位、夾壓及清除鐵屑等)時間,它取決于工件重量大小、裝卸的方便性及工人的熟練程度。根據(jù)各類組合機(jī)床的統(tǒng)計,一般取。取為件h3、機(jī)

27、床負(fù)荷率當(dāng)時,計算二者的比值即為負(fù)荷率。根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗,適宜的機(jī)床負(fù)荷率為。所以該負(fù)荷率滿足要求。表3.1 生產(chǎn)率計算卡4 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計4.1液壓傳動的工作原理和組成液壓傳動是以液體為工作介質(zhì),利用液壓能來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動方式。驅(qū)動機(jī)床工作臺的液壓系統(tǒng)是由郵箱、過濾器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸及連接這些元件的油管、接頭等組成。工作原理:電動機(jī)驅(qū)動液壓泵經(jīng)濾油器從油箱中吸油,液壓被加壓后,從泵的輸出口輸入管路。油液經(jīng)開停閥,節(jié)流閥,換向閥進(jìn)入液壓缸,推動活塞而使工作臺左右移動。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。工作臺的移動速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流

28、閥開大時,進(jìn)入液壓缸的有量增多,工作臺的移動速度增大;當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時,進(jìn)入液壓缸的油量減少,工作臺的移動速度減小。由此可見,速度是由油量決定的。液壓系統(tǒng)的基本組成1. 能源裝置液壓泵。它將動力部分所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能,給系統(tǒng)提供壓力油液。2. 執(zhí)行裝置液壓機(jī)(液壓缸、液壓馬達(dá))。通過他將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,推動負(fù)載做功。3. 控制裝置液壓閥。通過他們的控制和調(diào)節(jié),事業(yè)流的壓力、流速和方向得以改變,從而改變執(zhí)行元件的力、速度和方向。4. 輔助裝置油箱、管路、蓄能器、管接頭、壓力表開關(guān)等。通過這些元件把系統(tǒng)連接起來,以實現(xiàn)各種工作血環(huán)。5. 工作介質(zhì)液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油,系統(tǒng)用它

29、賴傳遞能量或信息。4.2 液壓傳動的優(yōu)缺點(1)優(yōu)點 1)傳動平穩(wěn)在液壓傳動裝置中,由于油液的壓縮量非常小,在通常壓力下可以認(rèn)為不可壓縮,依靠油液的連續(xù)流動進(jìn)行傳動。油液有吸振能力,在油路中還可以設(shè)置液壓緩沖裝置,故不像機(jī)械機(jī)構(gòu)因加工和裝配誤差會引起振動扣撞擊,使傳動十分平穩(wěn),便于實現(xiàn)頻繁的換向;因此它廣泛地應(yīng)用在要求傳動平穩(wěn)的機(jī)械上,例如磨床幾乎全都采用了液壓傳動。 2)質(zhì)量輕體積小液壓傳動與機(jī)械、電力等傳動方式相比,在輸出同樣功率的條件下,體積和質(zhì)量可以減少很多,因此慣性小、動作靈敏;這對液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質(zhì)量的機(jī)器來說,是特別重要的。 3)承載能力大液壓傳動易于獲得很大的力

30、和轉(zhuǎn)矩,因此廣泛用于壓制機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)、萬噸輪船操舵機(jī)和萬噸水壓機(jī)等。4)液壓元件能夠自動潤滑由于采用液壓油作為工作介質(zhì),使液壓傳動裝置能自動潤滑,因此元件的使用壽命較長。5)容易實現(xiàn)復(fù)雜的動作采用液壓傳動能獲得各種復(fù)雜的機(jī)械動作,如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺,可加工出不規(guī)則形狀的零件。6)簡化機(jī)構(gòu)采用液壓傳動可大大地簡化機(jī)械結(jié)構(gòu),從而減少了機(jī)械零部件數(shù)目。 (2) 缺點 1)液壓元件制造精度要求高由于元件的技術(shù)要求高和裝配比較困難,使用維護(hù)比較嚴(yán)格。 2)實現(xiàn)定比傳動困難液壓傳動是以液壓油為工作介質(zhì),在相對運動表面間不可避免的要有泄漏,同時油液也不是絕對不可壓縮的。因此不宜

31、應(yīng)用在在傳動比要求嚴(yán)格的場合,例如螺紋和齒輪加工機(jī)床的傳動系統(tǒng)。 3)油液受溫度的影響由于油的粘度隨溫度的改變而改變,故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。 4)不適宜遠(yuǎn)距離輸送動力由于采用油管傳輸壓力油,壓力損失較大,故不宜遠(yuǎn)距離輸送動力。 5)油液中混入空氣易影響工作性能油液中混入空氣后,容易引起爬行、振動和噪聲,使系統(tǒng)的工作性能受到影響。 6)油液容易污染油液污染后,會影響系統(tǒng)工作的可靠性。7)發(fā)生故障不易檢查和排除。4.3擴(kuò)孔運動分析這臺專用機(jī)床,擴(kuò)孔時要求系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是:工件夾緊(擴(kuò)孔)工作臺快進(jìn)工作臺工進(jìn)工作臺快退旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)180 °(攻絲)工作臺快進(jìn)工作臺快退工件松開。

32、運動部件的重力為25000N,快進(jìn)快退速度為10m/min,工進(jìn)速度為132mm/min,最大行程為400mm,其中工進(jìn)行成為47mm,最大切削力為107N,采用平面導(dǎo)軌,夾緊缸的行程為20mm,夾緊力為30000N,加緊時間為1s。擴(kuò)孔所用動力滑臺的工作循環(huán)圖圖4.1 動力滑臺的工作循環(huán)圖擴(kuò)孔所用動力滑臺的工況分析首先繪出運動部件的速度循環(huán)圖如下,圖4.2 滑臺速度循環(huán)圖液壓缸所受外負(fù)載F包括三種類型,即 F=Fw+Ff+Fa式中 Fw工作負(fù)載,即擴(kuò)孔切削力為107N;Fa運動部件速度變化時的慣性負(fù)載;Ff導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載,啟動時為靜摩擦阻力,啟動后為動摩擦阻力,對于平導(dǎo)軌可由下式求得Ff

33、= f(G+FRn);G部件重力;FRn垂直與導(dǎo)軌的工作負(fù)載,在此處等于零。f導(dǎo)軌摩擦系數(shù),取靜摩擦系數(shù)為0.2,動摩擦系數(shù)為0.1。則求得 Ffs = 0.2×25000 = 5000N Ffa = 0.1×25000 = 2500N上式中Ffs為靜摩擦阻力,F(xiàn)fa為動摩擦阻力。Fa=Gg·vt=m×vt G為重力加速度;t為加速或減速時間,一般t=0.010.05;v為t時間內(nèi)的速度變化量。 Fa=250009.8×50.05×60=4230N根據(jù)上述計算結(jié)果,列出各個工作階段所受的外負(fù)載(見下表)并畫出負(fù)載循環(huán)圖。工作循環(huán)外負(fù)載

34、F(N)啟動、加速F=Ffs+Fa9230快進(jìn)F=Ffa2500工進(jìn)F=Ffa+Fw2607快退F=Ffa2500表4.1 圖4.3 滑臺負(fù)載循環(huán)圖4.4擴(kuò)孔液壓系統(tǒng)的計算:4.4.1 初選液壓缸工作壓力所設(shè)計的動力滑臺在工進(jìn)時負(fù)載最大,其值為9230N,其它工況時的負(fù)載都相對較低,參考課本第10章表2和表3按照負(fù)載大小或按照液壓系統(tǒng)應(yīng)用場合來選擇工作壓力的方法,初選液壓缸的工作壓力p1=3.0MPa。負(fù)載F/kN<5510102020303050>50工作壓力p/MPa<0.81.01.52.02.53.03.04.04.05.0>5.07.0表 4.2 按負(fù)載選擇執(zhí)

35、行元件的工作壓力設(shè)備類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械液壓壓力機(jī)、重型機(jī)械、大中型挖掘機(jī)起重運輸機(jī)械。磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力p/MPa0.82.03.05.08.08.010.010.016.020.032.0表 4.3 各類液壓設(shè)別常用工作壓力液壓缸主要尺寸的確定圖4.4 動力滑臺缸的尺寸由于工作進(jìn)給速度與快速運動速度差別較大,且快進(jìn)、快退速度要求相等,從降低總流量需求考慮,應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸的差動連接方式。通常利用差動液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設(shè)置通油孔的有利條件,最好采用活塞桿固定,而液壓缸缸體隨滑臺運動的常用典型安裝形式。這種情況下,應(yīng)把液壓缸設(shè)計成無桿腔工作面積是

36、有桿腔工作面積兩倍的形式,即活塞桿直徑d與缸筒直徑D呈d = 0.707D的關(guān)系。工進(jìn)過程中,當(dāng)孔被擴(kuò)通時,由于負(fù)載突然消失,液壓缸有可能會發(fā)生前沖的現(xiàn)象,因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓(通過設(shè)置背壓閥的方式),選取此背壓值為p2=0.8MPa??爝M(jìn)時液壓缸雖然作差動連接(即有桿腔與無桿腔均與液壓泵的來油連接),但連接管路中不可避免地存在著壓降,且有桿腔的壓力必須大于無桿腔,估算時取0.5MPa。快退時回油腔中也是有背壓的,這時選取被壓值=0.6MPa。工進(jìn)時液壓缸的推力計算公式為,式中:F 負(fù)載力hm液壓缸機(jī)械效率A1液壓缸無桿腔的有效作用面積A2液壓缸有桿腔的有效作用面積 p1液壓缸無

37、桿腔壓力 p2液壓有無桿腔壓力因此,根據(jù)已知參數(shù),液壓缸無桿腔的有效作用面積可計算為A1=Fm·P1-P2=90320.9×3.0-0.82×106=0.004液壓缸缸筒直徑為D=4A1/=4×0.004×106/=71由于有前述差動液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系,d = 0.707D,因此活塞桿直徑為d=0.707×71=50.2mm,根據(jù)GB/T23481993對液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定,圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=70mm,活塞桿直徑為d=50mm。此時液壓缸兩腔的實際有效面積分別為:A1=D24=3.8

38、5×10-3m2A2=D2-d24=1.88×10-3m24.4.3計算在個工作階段液壓缸所需的流量工作臺在快進(jìn)過程中,液壓缸采用差動連接,此時系統(tǒng)所需要的流量為q快進(jìn)=(A1-A2)×v1=19.7 L/min工作臺在快退過程中所需要的流量為q快退=A2×v2=18.8L/min工作臺在工進(jìn)過程中所需要的流量為q工進(jìn)=A1×v1=0.51 L/min夾緊缸在夾緊過程中所需要的流量為q夾=A夾×v夾=(/4)D夾2×v夾=(/4)×0.12×20×10-3×60=9.42 L/min其

39、中最大流量為快進(jìn)流量為19.7L/min。4.5攻絲的運動分析:和擴(kuò)孔不一樣,攻絲用的是攻絲動力頭,動力頭主軸箱帶有靠模,所以沒有工進(jìn),只有快進(jìn)快退。4.5.1 運動分析繪制動力滑臺的工作循環(huán)圖圖4.5 動力滑臺的工作循環(huán)圖4.5.2 工況分析繪出運動部件的速度循環(huán)圖如下, 圖4.6 攻絲速度循環(huán)圖液壓缸所受外負(fù)載F包括三種類型,即 F=Fw+Ff+Fa式中 Fw工作負(fù)載為零N;Fa運動部件速度變化時的慣性負(fù)載;Ff導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載,啟動時為靜摩擦阻力,啟動后為動摩擦阻力,對于平導(dǎo)軌可由下式求得Ff = f(G+FRn);G部件重力;FRn垂直與導(dǎo)軌的工作負(fù)載,在此處等于零。f導(dǎo)軌摩擦系數(shù),取

40、靜摩擦系數(shù)為0.2,動摩擦系數(shù)為0.1。則求得 Ffs = 0.2×25000 = 5000N Ffa = 0.1×25000 = 2500N上式中Ffs為靜摩擦阻力,F(xiàn)fa為動摩擦阻力。 Fa=Gg·vt=m×vtG為重力加速度;t為加速或減速時間,一般t=0.010.05;v為t時間內(nèi)的速度變化量。 Fa=250009.8×50.05×60=4230N根據(jù)上述計算結(jié)果,列出各個工作階段所受的外負(fù)載(見下表)并畫出負(fù)載循環(huán)圖。工作循環(huán)外負(fù)載F(N)啟動、加速F=Ffs+Fa9230快進(jìn)F=Ffa2500快退F=Ffa2500表4.4

41、 攻絲外負(fù)載圖圖4.7 攻絲循環(huán)圖4.6攻絲液壓系統(tǒng)的計算4.6.1初選液壓缸工作壓力所設(shè)計的動力滑臺在工進(jìn)時負(fù)載最大,其值為9230N,其它工況時的負(fù)載都相對較低,參考課本第10章表2和表3按照負(fù)載大小或按照液壓系統(tǒng)應(yīng)用場合來選擇工作壓力的方法,初選液壓缸的工作壓力p1=3.0MPa。液壓缸主要尺寸的確定圖4.8 攻絲滑臺液壓缸圖由于采用單桿雙作用液壓缸的差動連接方式。所選方式和前面選擇擴(kuò)孔液壓滑臺是一樣。所以在這里比在描述。工進(jìn)時液壓缸的推力計算公式為,式中:F 負(fù)載力hm液壓缸機(jī)械效率A1液壓缸無桿腔的有效作用面積A2液壓缸有桿腔的有效作用面積 p1液壓缸無桿腔壓力 p2液壓有無桿腔壓力

42、因此,根據(jù)已知參數(shù),液壓缸無桿腔的有效作用面積可計算為A1=Fm·P1-P2=90320.9×3.0-0.82×106=0.004液壓缸缸筒直徑為D=4A1/=4×0.004×106/=71由于有前述差動液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系,d = 0.707D,因此活塞桿直徑為d=0.707×71=50.2mm,根據(jù)GB/T23481993對液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定,圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=70mm,活塞桿直徑為d=50mm。此時液壓缸兩腔的實際有效面積分別為:A1=D24=3.85×10-3m2A2

43、=D2-d24=1.88×10-3m24.6.2 計算在個工作階段液壓缸所需的流量工作臺在快進(jìn)過程中,液壓缸采用差動連接,此時系統(tǒng)所需要的流量為q快進(jìn)=(A1-A2)×v1=19.7 L/min工作臺在快退過程中所需要的流量為q快退=A2×v2=18.8L/min夾緊缸在夾緊過程中所需要的流量為q夾=A夾×v夾=(/4)D夾2×v夾=(/4)×0.12×20×10-3×60=9.42 L/min其中最大流量為快進(jìn)流量為19.7L/min。上面計算的分別是一個擴(kuò)孔和攻絲的液壓系統(tǒng),由前面對整個系統(tǒng)的描述可知

44、,整個系統(tǒng)是有兩個擴(kuò)孔動力頭和兩個攻絲動力頭組成的,由于兩個擴(kuò)孔動力頭是同時進(jìn)行的,快進(jìn)工進(jìn)快退基本上一樣,所以在這里不再單獨計算另外一個擴(kuò)孔滑臺;同樣兩攻絲的快進(jìn)快退也基本上一樣,所以也不單獨計算另外一個攻絲滑臺。整個系統(tǒng)除了有兩個攻絲的和兩個擴(kuò)孔的油缸之外還有兩個位置的零件夾緊,還有旋轉(zhuǎn)臺的油缸系統(tǒng),所以選泵的時候最大工作壓力按各油缸的最大壓力算,流量按各油缸最大流量和計算。下面來做泵和閥有關(guān)計算。4.6.3 計算液壓泵的最大工作壓力由于本設(shè)計采用雙泵供油方式,大流量液壓泵只需在快進(jìn)和快退階段向液壓缸供油,因此大流量泵工作壓力較低。小流量液壓泵在快速運動和工進(jìn)時都向液壓缸供油,而液壓缸在工

45、進(jìn)時工作壓力最大,因此對大流量液壓泵和小流量液壓泵的工作壓力分別進(jìn)行計算。根據(jù)液壓泵的最大工作壓力計算方法,液壓泵的最大工作壓力可表示為液壓缸最大工作壓力與液壓泵到液壓缸之間壓力損失之和。Pp=P1+p式中Pp液壓泵最大的工作壓力P1執(zhí)行元件最大的工作壓力p進(jìn)油管路中的壓力損失,復(fù)雜系統(tǒng)取0.51.5MPa對于調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路,選取進(jìn)油路上的總壓力損,同時考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓力繼電器動作壓力與最大工作壓力的壓差為0.5MPa,則小流量泵的最高工作壓力可估算為Pp1=P1+P損+P繼電器=3+0.8+0.5=4.3MPa大流量泵只在快進(jìn)和快退時向液壓缸供油,快退時液壓缸中的工作

46、壓力比快進(jìn)時大,如取進(jìn)油路上的壓力損失為0.5MPa,則大流量泵的最高工作壓力為: Pp2=P1+P損=3+0.5=3.5MPa上述計算所得的Pp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Pn應(yīng)滿足Pn(1.251.6)PP。中低壓泵取最小值,高壓泵取最大值。Pn1=4.3×1.6=6.88MPaPn2=3.5×1.25=4.38MPa4.7擬定液壓系統(tǒng)原理圖4.7.1 確定供油方式的選擇考慮到該機(jī)床速度較高,四個加工方位,兩個擴(kuò)孔動力頭動力滑臺同時工作,兩個攻絲動力頭動力滑

47、臺也同時工作,考慮到同步性要求比較高。從節(jié)省能量減少發(fā)熱考慮,泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油。除采用雙聯(lián)泵作為油源外,也可選用限壓式變量泵作油源。但限壓式變量泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高,且流量突變時液壓沖擊較大,工作平穩(wěn)性差,最后確定選用雙聯(lián)液壓泵供油方案,有利于降低能耗和生產(chǎn)成本。雙聯(lián)葉片泵限壓式變量葉片泵1流量突變時,液壓沖擊取決于溢流閥的性能,一般沖擊較小1流量突變時,定子反應(yīng)滯后,液壓沖擊大2內(nèi)部徑向力平衡,壓力平衡,噪聲小,工作性能較好。2內(nèi)部徑向力不平衡,軸承較大,壓力波動及噪聲較大,工作平衡性差3須配有溢流閥、卸載閥組,系統(tǒng)較復(fù)雜3系統(tǒng)較簡單4有溢流損失,系統(tǒng)效率較低,溫升較高4 無溢流損失,系

48、統(tǒng)效率較高,溫升較低表4.5 泵的對比圖4.9 雙聯(lián)泵4.7.2調(diào)速方式的選擇所設(shè)計組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在整個工作循環(huán)過程中所需要的功率較小,系統(tǒng)的效率和發(fā)熱問題并不突出,因此考慮采用節(jié)流調(diào)速回路即可。雖然節(jié)流調(diào)速回路效率低,但適合于小功率場合,而且結(jié)構(gòu)簡單、成本低。該機(jī)床的進(jìn)給運動要求有較好的低速穩(wěn)定性和速度-負(fù)載特性,因此有三種速度控制方案可以選擇,即進(jìn)口節(jié)流調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速、限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速。擴(kuò)孔攻絲加工屬于連續(xù)切削加工,加工過程中切削力變化不大,因此擴(kuò)孔鉆削過程中負(fù)載變化不大,采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路即可。由于選定了節(jié)流調(diào)速方案,所以油路采用開式循環(huán)回路,以提高散熱效率

49、,防止油液溫升過高。4.7.3速度換接方式的選擇所設(shè)計組合機(jī)床液壓系統(tǒng)對換向平穩(wěn)性的要求不高,流量不大,壓力不高,所以選用價格較低的電磁換向閥控制換向回路即可。選用三位五通電磁換向閥。為了調(diào)整方便和便于增設(shè)液壓夾緊支路,應(yīng)考慮選用Y型中位機(jī)能。由前述計算可知,當(dāng)工作臺從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時,進(jìn)入液壓缸的流量大大減小,可選二位二通行程換向閥來進(jìn)行速度換接,以減少速度換接過程中的液壓沖擊。由于工作壓力較低,控制閥均用普通滑閥式結(jié)構(gòu)即可。由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退時,在回路上并聯(lián)了一個單向閥以實現(xiàn)速度換接。為了控制軸向加工尺寸,提高換向位置精度,采用死擋塊加壓力繼電器的行程終點轉(zhuǎn)換控制。圖4.10 三位五通換向閥4.

50、7.4 夾緊回路的選擇用二位五通電磁閥來控制加緊、松開換向動作時,為了避免工作時突然斷電而松開,應(yīng)采用失電夾緊方式。考慮到夾緊時間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力,所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥,用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。4.7.5 回轉(zhuǎn)臺液壓系統(tǒng)在這臺組合機(jī)床上裝回轉(zhuǎn)臺是為了讓工件平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)到不同的工位,回轉(zhuǎn)工作臺在市場上能買到原件,說以在此只介紹一下回轉(zhuǎn)工作臺液壓裝置實現(xiàn)步驟:工作臺的抬起與鎖緊裝置脫開、離合器打開、回轉(zhuǎn)臺快速慢速回轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)臺反向定位、離合器夾緊、回轉(zhuǎn)臺夾緊與鎖緊裝置鎖緊?;剞D(zhuǎn)剛的速度一般為34m/min。采用雙聯(lián)定量泵是可

51、選用4/16L/min或4/25L/min的規(guī)格。圖4.11 旋轉(zhuǎn)臺液壓系統(tǒng)4.8 液壓元件的選擇:確定液壓泵和電機(jī)規(guī)格1、泵的選擇:在整個擴(kuò)孔工作循環(huán)過程中,液壓油源應(yīng)向液壓缸提供的最大流量出現(xiàn)在快進(jìn)工作階段,為19.7 L/min,若整個回路中總的泄漏量按液壓缸輸入流量的10%計算,則液壓油源所需提供的總流量為:qp=1.1×19.7= 21.67L/min所以兩個擴(kuò)孔動力頭用流量是2qp=2×1.1×19.7=43.34L/min工作進(jìn)給時,液壓缸所需流量約為0.51 L/min,但由于要考慮溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量3 L/min,故小流量泵的供油量最少應(yīng)為3

52、.51 L/min。所以兩個擴(kuò)孔動力頭小流量泵的供油量最少是7.02L/min。在攻絲工作循環(huán)過程中,液壓油源應(yīng)向液壓缸提供的最大流量也是出現(xiàn)在快進(jìn)工作階段,為19.7 L/min,攻絲總的泄漏量按液壓缸輸入流量的也取10%計算,則液壓油源所需提供的總流量為:qp=1.1×19.7= 21.67L/min所以兩個攻絲動力頭用流量是2qp=2×1.1×19.7=43.34L/min所以四個動力頭的由油泵提供的流量為43.34+43.34=86.68L/min。有上述計算可知每個夾緊缸的流量為9.42 L/min,所以兩個夾緊缸由泵提供的流量為18.84L/min。由

53、前面選擇液壓回轉(zhuǎn)臺時選取的雙聯(lián)泵流量為4/16L/min。可知選擇小流量泵流量為4,大流量泵流量為16.有上述可得到雙聯(lián)泵小流量泵最小流量為4+7.02=11.02L/min。大流量泵最小流量為86.68+18.84+16=111.52L/min選取液壓泵的規(guī)格據(jù)以上液壓最大工作壓力Pn和總流量qp的計算數(shù)值,上網(wǎng)或查閱機(jī)械設(shè)計手冊.第4卷,例如YUKEN日本液壓泵樣本,確定PV2R型雙聯(lián)葉片泵能夠滿足上述設(shè)計要求,因此選取PV2R12-17/153型雙聯(lián)葉片泵,其中小泵的排量為17.1mL/r,大泵的排量為153mL/r,若取液壓泵的容積效率=0.9,則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速=940r/min時,小泵的

54、輸出流量為qp小=17.1´940´0.9/1000=14.467 L/min該流量能夠滿足液壓缸工進(jìn)速度的需要。大泵的輸出流量為qp大=153´940´0.9/1000=129.438 L/min雙泵供油的實際輸出流量為qp=14.467+129.438=143.905L/min該流量能夠滿足液壓缸快速動作的需要。元件名稱估計流量規(guī)格額定流量額定壓力MPa型號雙聯(lián)葉片泵143.905最高工作壓力為16 MPaPV2R12-17/153表4.6 液壓泵參數(shù)電機(jī)的選擇由于液壓缸在快退時輸入功率最大,這時液壓泵工作壓力為4.38MPa,流量為143.9L/m

55、in。取泵的總效率,則液壓泵驅(qū)動電動機(jī)所需的功率為:P=pp×qp=4.38×143.960×0.75=14KW表4.7 電動機(jī)型號根據(jù)上述功率計算數(shù)據(jù),此系統(tǒng)選取Y160M-6型電動機(jī),其額定功率Pn=17KW,額定轉(zhuǎn)速nn=970r/min。閥類元件和輔助元件的選擇根據(jù)上述流量及壓力計算結(jié)果,原理圖中初步擬定的液壓系統(tǒng)原理圖中各種閥類元件及輔助元件進(jìn)行選擇。其中調(diào)速閥的選擇應(yīng)考慮使調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)小于液壓缸工進(jìn)所需流量。通過原理圖中10個單向閥的額定流量是各不相同的,因此最好選用不同規(guī)格的單向閥。各個順序閥和減壓閥的所需壓力也是各不相同的,因此最好選用不同規(guī)格的順序閥和減壓閥。在原理圖中溢流閥4、和順序閥3的選擇可根據(jù)調(diào)定壓力和流經(jīng)閥的額定流量來選擇閥的型式和規(guī)格,其中溢流閥4的作用是調(diào)定工作進(jìn)給過程中小流量液壓泵的供油壓力,因此該閥應(yīng)選擇先導(dǎo)式溢流閥,連接在大流量液壓泵出口處的順序閥3用于使大流量液壓泵卸荷,因此應(yīng)選擇外控式。最后本設(shè)計所選擇方案如表5所示,表中給出了各種液壓閥的型號及技術(shù)參數(shù)。輔件元件的選擇根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過閥的實際流量,

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