專用銑床液壓系統(tǒng)設計【含7張圖紙】,含7張圖紙,專用,銑床,液壓,系統(tǒng),設計,圖紙 ` 畢業(yè)設計（論文） 材 料 系 、 部： 學生姓名： 指導教師： 職 稱： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 材料清單 1、畢業(yè)設計（論文）課題任務書 2、指導教師評閱表 3、答辯及最終成績評定表 4、畢業(yè)設計說明書 5、附錄材料 2008 屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書 系： 機械工程系 專業(yè)： 機械制造與自動化 指導教師 隆文革 學生姓名 肖鵬程 課題名稱 專用銑床液壓系統(tǒng)設計 內容及任務 某銑床工作臺為臥式布置（導軌為水平導軌，其靜、動摩擦因數(shù)μs=0.2;μd= 0.1)，擬采用缸筒固定的液壓缸驅動工作臺，完成工件銑削加工時的進給運動；工件采用機械方式夾緊。工作臺由液壓與電氣配合實現(xiàn)的自動循環(huán)要求為：快進 —→工進—→快退—→停止。工作臺除了機動外，還能實現(xiàn)手動。 設計任務： 1 設計說明書一份 2 繪制液壓系統(tǒng)圖（A1） 3 專用銑床示意圖 （A1） 4 液壓缸裝配圖（A1） 5 液壓缸各零件圖（缸體、活塞、活塞桿、缸蓋） 擬達到的要求或技術指標 銑床工作臺的運動參數(shù)和動力參數(shù)如表所列。 表　銑床工作臺的運動參數(shù)和動力參數(shù) 工況 行程 (mm) 速度 (m/s) 時間 t(s) 運動部件重力G(N) 銑削負載Fe(N) 啟動、制動t(s) 快速 300 0.075 t1 5500 - 0.05 4 工進 100 0.016～0.001 t2 9000 6.25～10 快退 400 0.075 t3 - 5.33 設計要求： 設計選擇組成該液壓系統(tǒng)的基本液壓回路并說明液壓系統(tǒng)的工作原理，設計計算選擇液壓元件，進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，繪液壓系統(tǒng)圖，設計液壓缸，編寫液壓系統(tǒng)設計說明書 進度安排 起止日期 工作內容 備注 2008-1-1～2008-2-1 調查研究，搜集資料。 圖書館 2008-2-1～2008-2-15 擬訂開題報告，構思設計路線和方法。 學校 2008-2-15～2008-2-30 設計階段第一部分，方案擬訂，繪制前期圖紙。 學校 2008-2-30～2008-3-10 設計階段第二部分，液壓系統(tǒng)設計和繪制圖紙。 學校 2008-3-10～2008-4-1 擬訂中期報告 學校 2008-4-1～2008-4-20 液壓缸設計 學校 2008-4-20～2008-5-10 編寫畢業(yè)設計說明 學校 主要參考資料 ［１］楊培元、朱福元。液壓系統(tǒng)設計簡明手冊［Ｍ］。機械工業(yè)出版社。 ［２］官忠范。液壓傳動系統(tǒng)第三版。機械工業(yè)出版社。 ［３］煤炭工業(yè)部、煤炭科學研究院上海研究所。液壓傳動設計手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社。 ［４］劉新德。袖珍液壓氣動手冊［Ｍ］第二版。機械工業(yè)出版社。 ［５］高等工程?？茖W校機制及液壓教學研究會液壓組。液壓傳動課程設計指導書［Ｍ］。 ［６］章宏甲。金屬鉆削機床液壓傳動［Ｍ］。江蘇科學技術出版社。 ［７］李芳民。工程機械液壓與液力傳動［Ｍ］。人民交通出版社。 ［８］雷天覺。新編液壓工程手冊［Ｍ］。北京理工大學出版社。 ［９］周士昌。液壓系統(tǒng)設計圖集［Ｍ］。機械工業(yè)出版社 教研室 意見 年 月 日 系主管領導意見 年 月 日 湖南工學院2008 屆畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 系： 機械工程系 學生姓名 肖鵬程 學 號 202050515 班 級 機制0505 專 業(yè) 機械制造與自動化 指導教師姓名 隆文革 課題名稱 專用銑床液壓系統(tǒng)設計 評語：（包括以下方面，①學習態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻能力、計算機應用能力；③學術水平或設計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；） 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導教師評定成績 分值： 指導教師簽字： 年 月 日 湖南工學院2008 屆畢業(yè)設計（論文）答辯及最終成績 評 定 表 系（公章）： 學生姓名 學號 班級 答辯 日期 課題名稱 指導 教師 成 績 評 定 分值 評 定 小計 教師1 教師2 教師3 教師4 教師5 課題介紹 思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學，分析歸納合理，結論嚴謹，設計（論文）有應用價值。 30 答辯 表現(xiàn) 思維敏捷,回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入,知識面寬。 必 答 題 40 自 由 提 問 30 合 計 100 答 辯 評 分 分值： 答辯小組長簽名： 答辯成績a： ×40％＝ 指導教師評分 分值： 指導教師評定成績b： ×60％＝ 最終評定成績： 分數(shù)： 等級： 答辯委員會主任簽名： 年 月 日 說明：最終評定成績＝a+b，兩個成績的百分比由各系自己確定，但應控制在給定標準的10％左右。 第 7 頁 共 7 頁 畢業(yè)實習報告 畢業(yè)實習名稱： 專用銑床液壓系統(tǒng)設計 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化　 　 班 級： 姓 名： 指 導 老 師： 一、 畢業(yè)實習目的 畢業(yè)實習”是學生在完成了全部理論課程和規(guī)定的實踐課程的學習后，在畢業(yè)設計前所進行的綜合性的實踐教學環(huán)節(jié)，是專業(yè)人才技術應用能力綜合培訓和提高的重要階段，是對本專業(yè)專業(yè)知識的綜合認識和總結，是一項十分重要實踐環(huán)節(jié)。其目的是讓學生全面了解本專業(yè)的基礎理論知識及專業(yè)實踐知識。通過理論與實踐的結合，使學生更加全面了解本專業(yè)的性質及特點；通過專業(yè)綜合實習可增強學生對所學專業(yè)的理解和認識，了解自己未來的發(fā)展方向，為以后的工作打下基礎。它是人才培養(yǎng)、提高學生綜合素質的重要環(huán)節(jié)。 二、 畢業(yè)實習要求 設計選擇組成該液壓系統(tǒng)的基本液壓回路并說明液壓系統(tǒng)的工作原理，設計計算選擇液壓元件，進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，繪液壓系統(tǒng)圖，設計液壓缸，編寫液壓系統(tǒng)設計說明書。 設計任務： 1 設計說明書一份 2 繪制液壓系統(tǒng)圖（A1） 3 專用銑床示意圖 （A1） 4 液壓缸裝配圖（A1） 5 液壓缸各零件圖（缸體、活塞、活塞桿、缸蓋） 3、 畢業(yè)實習內容 1.銑床概述 銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。 2.液壓技術發(fā)展趨勢 液壓氣動技術具有獨特的優(yōu)點，如:液壓技術具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實現(xiàn)直線運動等優(yōu)點；氣動傳動具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、結構簡單等優(yōu)點，并易與微電子、電氣技術相結合，形成自動控制系統(tǒng)。 第一章 專用銑床液壓系統(tǒng)設計 1.1 技術要求 1.2 系統(tǒng)功能設計 1.2.1 工況分析 1.2.2 確定主要參數(shù)，繪制工況圖 1.2.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 1.2.4 組成液壓系統(tǒng) 1.3系統(tǒng)液壓元件、輔件設計 第二章 專用銑床液壓系統(tǒng)中液壓缸的設計 2.1 液壓缸主要尺寸的確定 2.2 液壓缸的結構設計 四、畢業(yè)實習總結 　　 畢業(yè)設計是對我們三年大學學習的一次綜合性的檢測，它是我們走向社會前的一次實踐。設計到此全部完成，歷時五個月。通過此次設計，對液壓系統(tǒng)有了較深層次的理解與詮釋。本次設計的是銑床的液壓系統(tǒng)，同時對其液壓缸也進行了設計。掌握了一般的設計理論和方法，能夠設計一般的機床液壓系統(tǒng)。但由于經(jīng)驗不夠豐富，其中也存在很多不足之處，懇請老師指正。 此次設計中，隆老師給予了我極大的幫助，在此致以最誠摯的感謝． 五、評語 指導教師簽名： 年 月 日 第 5 頁 共 5 頁 摘 要 1.銑床概述 銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。 2.液壓技術發(fā)展趨勢 液壓技術是實現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關鍵技術之一，世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。液壓氣動技術具有獨特的優(yōu)點，如:液壓技術具有功率傳動比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實現(xiàn)直線運動等優(yōu)點；氣動傳動具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、結構簡單等優(yōu)點，并易與微電子、電氣技術相結合，形成自動控制系統(tǒng)。主要發(fā)展趨勢如下： 1.減少損耗，充分利用能量 2.泄漏控制 3.污染控制 4.主動維護 5.機電一體化 6.液壓CAD技術 7.新材料、新工藝的應用 3. 主要設計內容 本設計是設計專用銑床工作臺進給液壓系統(tǒng)，本機床是一種適用于小型工件作大批量生產(chǎn)的專用機床?？捎枚嗣驺姷?，園柱銑刀、園片及各種成型銑刀加工各種類型的小型工件。 設計選擇了組成該液壓系統(tǒng)的基本液壓回路、液壓元件，進行了液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，繪制了液壓系統(tǒng)圖，并進行了液壓缸的設計。 關鍵詞 銑床；液壓技術；液壓系統(tǒng)；液壓缸 ABSTRACT 1. Milling machine is general to state Milling machine is to carry out the machine tool of milling processing with milling cutter for workpiece. Milling machine excludes can milling plane, groove, gear teeth, thread and spline axle are outside, can still process more complex type surface, efficiency has high planer comparatively, when mechanical production and repair department get extensive application. 2. Hydraulic technology develops tendency Hydraulic technology is that the one of crucial technical, world countries that realize modern transmission and control give great attention to the development of hydraulic industry. Hydraulic pneumatic technology has unique advantage , such as: Hydraulic technology has power weight than is big, volume is little, frequently loud and high, pressure and rate of flow may control sex well, it may be flexible to deliver power , is easy to realize the advantages such as the sport of straight line; Pneumatic transmission has energy saving, free from contamination, low cost and safe reliable, structural simple etc. advantage , and is easy to form automatic control system with microelectronics and electric in technology. Develop tendency mainly to be as follows: 1. Reduce wastage , use energy 2 fully. Leak control 3. Pollute control 4. Defend 5 initiatively. Electromechanical unifinication 6. Hydraulic CAD technical 7. The application of new material and new technology 3. Design content mainly Quantity of production. May use the garden column milling cutter, garden flat and milling cutter of end panel and is various to process the small-sized workpiece of various types into type milling cutter. Designing have selected to form hydraulic element and the basically hydraulic loop of this hydraulic system , have carried out hydraulic systematic stability school nucleus , have drawn hydraulic system to seek , and have carried out the design of hydraulic big jar. Key words milling machine；hydraulic technology；hydraulic system；hydraulic big jar 目 錄 摘要 2 畢業(yè)設計任務書　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　5 第一章 專用銑床液壓系統(tǒng)設計 7 1.1 技術要求 7 1.2 系統(tǒng)功能設計 7 1.2.1 工況分析 7 1.2.2 確定主要參數(shù)，繪制工況圖 8 1.2.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 10 1.2.4 組成液壓系統(tǒng) 10 1.3系統(tǒng)液壓元件、輔件設計 12 第二章 專用銑床液壓系統(tǒng)中液壓缸的設計 17 2.1 液壓缸主要尺寸的確定 17 2.2 液壓缸的結構設計 　 20 致謝 24 參考文獻 25 畢業(yè)設計任務書 一、設計課題 專用銑床液壓系統(tǒng)設計 二、設計依據(jù) 某銑床工作臺為臥式布置（導軌為水平導軌，其靜、動摩擦因數(shù)μs=0.2;μd= 0.1)，擬采用缸筒固定的液壓缸驅動工作臺，完成工件銑削加工時的進給運動；工件采用機械方式夾緊。工作臺由液壓與電氣配合實現(xiàn)的自動循環(huán)要求為：快進 —→工進—→快退—→停止。工作臺除了機動外，還能實現(xiàn)手動。銑床工作臺的運動參數(shù)和動力參數(shù)如表所列。 表　銑床工作臺的運動參數(shù)和動力參數(shù) 工況 行程 (mm) 速度 (m/s) 時間 t(s) 運動部件重力G(N) 銑削負載Fe(N) 啟動、制動t(s) 快速 300 0.075 t1 5500 - 0.05 4 工進 100 0.016～0.001 t2 9000 6.25～10 快退 400 0.075 t3 - 5.33 三、設計任務及要求 設計要求： 設計選擇組成該液壓系統(tǒng)的基本液壓回路并說明液壓系統(tǒng)的工作原理，設計計算選擇液壓元件，進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，繪液壓系統(tǒng)圖，設計液壓缸，編寫液壓系統(tǒng)設計說明書。 設計任務： 1 設計說明書一份 2 繪制液壓系統(tǒng)圖（A1） 3 專用銑床示意圖 （A1） 4 液壓缸裝配圖（A1） 5 液壓缸各零件圖（缸體、活塞、活塞桿、缸蓋） 摘 要 1.銑床概述 銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。 2.液壓技術發(fā)展趨勢 液壓技術是實現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關鍵技術之一，世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。液壓氣動技術具有獨特的優(yōu)點，如:液壓技術具有功率傳動比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實現(xiàn)直線運動等優(yōu)點；氣動傳動具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、結構簡單等優(yōu)點，并易與微電子、電氣技術相結合，形成自動控制系統(tǒng)。主要發(fā)展趨勢如下： 1.減少損耗，充分利用能量 2.泄漏控制 3.污染控制 4.主動維護 5.機電一體化 6.液壓CAD技術 7.新材料、新工藝的應用 3. 主要設計內容 本設計是設計專用銑床工作臺進給液壓系統(tǒng)，本機床是一種適用于小型工件作大批量生產(chǎn)的專用機床?？捎枚嗣驺姷叮瑘@柱銑刀、園片及各種成型銑刀加工各種類型的小型工件。 設計選擇了組成該液壓系統(tǒng)的基本液壓回路、液壓元件，進行了液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，繪制了液壓系統(tǒng)圖，并進行了液壓缸的設計。 關鍵詞 銑床；液壓技術；液壓系統(tǒng)；液壓缸 ABSTRACT 1. Milling machine is general to state Milling machine is to carry out the machine tool of milling processing with milling cutter for workpiece. Milling machine excludes can milling plane, groove, gear teeth, thread and spline axle are outside, can still process more complex type surface, efficiency has high planer comparatively, when mechanical production and repair department get extensive application. 2. Hydraulic technology develops tendency Hydraulic technology is that the one of crucial technical, world countries that realize modern transmission and control give great attention to the development of hydraulic industry. Hydraulic pneumatic technology has unique advantage , such as: Hydraulic technology has power weight than is big, volume is little, frequently loud and high, pressure and rate of flow may control sex well, it may be flexible to deliver power , is easy to realize the advantages such as the sport of straight line; Pneumatic transmission has energy saving, free from contamination, low cost and safe reliable, structural simple etc. advantage , and is easy to form automatic control system with microelectronics and electric in technology. Develop tendency mainly to be as follows: 1. Reduce wastage , use energy 2 fully. Leak control 3. Pollute control 4. Defend 5 initiatively. Electromechanical unifinication 6. Hydraulic CAD technical 7. The application of new material and new technology 3. Design content mainly Quantity of production. May use the garden column milling cutter, garden flat and milling cutter of end panel and is various to process the small-sized workpiece of various types into type milling cutter. Designing have selected to form hydraulic element and the basically hydraulic loop of this hydraulic system , have carried out hydraulic systematic stability school nucleus , have drawn hydraulic system to seek , and have carried out the design of hydraulic big jar. Key words milling machine；hydraulic technology；hydraulic system；hydraulic big jar 目 錄 摘要 2 畢業(yè)設計任務書　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　5 第一章 專用銑床液壓系統(tǒng)設計 7 1.1 技術要求 7 1.2 系統(tǒng)功能設計 7 1.2.1 工況分析 7 1.2.2 確定主要參數(shù)，繪制工況圖 8 1.2.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 10 1.2.4 組成液壓系統(tǒng) 10 1.3系統(tǒng)液壓元件、輔件設計 12 第二章 專用銑床液壓系統(tǒng)中液壓缸的設計 17 2.1 液壓缸主要尺寸的確定 17 2.2 液壓缸的結構設計 　 20 致謝 24 參考文獻 25 畢業(yè)設計任務書 一、設計課題 專用銑床工作臺液壓系統(tǒng)設計 二、設計依據(jù) 某銑床工作臺為臥式布置（導軌為水平導軌，其靜、動摩擦因數(shù)μs=0.2;μd= 0.1)，擬采用缸筒固定的液壓缸驅動工作臺，完成工件銑削加工時的進給運動；工件采用機械方式夾緊。工作臺由液壓與電氣配合實現(xiàn)的自動循環(huán)要求為：快進 —→工進—→快退—→停止。工作臺除了機動外，還能實現(xiàn)手動。銑床工作臺的運動參數(shù)和動力參數(shù)如表所列。 表　銑床工作臺的運動參數(shù)和動力參數(shù) 工況 行程 (mm) 速度 (m/s) 時間 t(s) 運動部件重力G(N) 銑削負載Fe(N) 啟動、制動t(s) 快速 300 0.075 t1 5500 - 0.05 4 工進 100 0.016～0.001 t2 9000 6.25～10 快退 400 0.075 t3 - 5.33 三、設計任務及要求 設計要求： 設計選擇組成該液壓系統(tǒng)的基本液壓回路并說明液壓系統(tǒng)的工作原理，設計計算選擇液壓元件，進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，繪液壓系統(tǒng)圖，設計液壓缸，編寫液壓系統(tǒng)設計說明書。 設計任務： 1 設計說明書一份 2 繪制液壓系統(tǒng)圖（A1） 3 專用銑床示意圖 （A1） 4 液壓缸裝配圖（A1） 5 液壓缸各零件圖（缸體、活塞、活塞桿、缸蓋） 第一章 專用銑床液壓系統(tǒng)設計 1.1技術要求 銑床采用缸筒固定的液壓缸驅動工作臺，臥式布置，，完成工件銑削加工時的進給運動；工件采用機械方式夾緊。工作臺由液壓與電氣配合實現(xiàn)的自動循環(huán)要求為：快進—→工進—→快退—→停止。工作臺除了機動外，還能實現(xiàn)手動。銑床工作臺的運動參數(shù)和動力參數(shù)如表1.1所列。 表1.1　銑床工作臺的運動參數(shù)和動力參數(shù) 工況 行程 (mm) 速度 (m/s) 時間 t(s) 運動部件重力G(N) 銑削負載Fe(N) 啟動、制動t(s) 快速 300 0.075 t1 5500 - 0.05 4 工進 100 0.016～0.001 t2 9000 6.25～10 快退 400 0.075 t3 - 5.33 1.2系統(tǒng)功能設計 1.2.1 工況分析 工作臺液壓缸外負載計算結果見表1.2 表1.2 工作臺液壓缸外負載計算結果 工 況 計算公式 外負載(N) 注：靜摩擦負載： Ffs=μs(G+Fn)=0.2×(5500+0)=1100(N) 動摩擦負載： Ffd=μd(G+Fn)=0.1×(5500+0)=550(N) 慣性負載：Ffd+G/g×△v/△t=5500×0.075/（9.81×0.05）=840(N). △v/△t:平均加速度(m/s2). 啟 動 F1=Ffs 1100 加 速 F2=Ffd+G/g×△v/△t 1390 快 進 F3=Ffd 550 工 進 F4=Fe+Ffd 9550 反向啟動 F5=Ffs 1100 加 速 F6=Ffd+G/g×△v/△t 1390 快 退 F7=Ffd 550 由表1.1和表1.2即可繪制出圖一所示液壓缸的行程特性（L-t）圖、速度特性（v-t）圖和負載特性（F-t）圖。 圖1.1　液壓缸的L-t圖、v-t圖和F-t圖 1.2.2 確定主要參數(shù)，編制工況圖 由參考文獻一，初選液壓缸的設計壓力P1=3MPa. 為了滿足工作臺進退速度相等，并減小液壓泵的流量，今將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔的有效面積A1 與A2應滿足A1=2A2（即液壓缸內徑D和活塞桿直徑d間應滿足：D=d.） 為防止工進結束時發(fā)生前沖，液壓缸需保持一定回油背壓。由參考文獻一，暫取背壓為0.8MPa，并取液壓缸機械效率ηcm=0.9,則可計算出液壓缸無桿腔的有效面積。 液壓缸內徑： 按GB/T2348-1980,取標準值D=80mm=8cm,因A1=2A2,故活塞桿直徑為 則液壓缸的實際有效面積為 差動連接快進時，液壓缸有桿腔壓力P2必須大于無桿腔壓力P1；其差值估取△P= P2- P1=0.5MPa,并注意到啟動瞬間液壓缸尚未移動，此時△P=0；另外，取快退時的回油壓力損失為0.5MPa。 根據(jù)上述假定條件經(jīng)計算得到液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率，并可繪出其工況圖（圖1.2）。 表1.3 液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率 工作階段 計算公式 負載 F（N） 回油腔壓力 P2(MPa) 工作腔壓力 P1(MPa) 輸入流量 q(L/mm) 輸入功率 N(W) 快進 啟動 1100 - 0.48 - - 加速 1390 0.5 1.12 - - 恒速 550 0.5 0.74 10.8 133.2 工進 9550 0.8 2.52 0.3~4.98 12.6~202 快退 啟動 1100 - 0.49 - - 加速 1390 0.5 1.62 - - 恒速 550 0.5 1.24 10.8 232.5 圖1.2　液壓缸的工況圖 1.2.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 1） 選擇液壓回路 ①調速回路與動力源 由工況圖可以看到，液壓系統(tǒng)在快速進退階段，負載壓力較低，流量較大，且持續(xù)時間較短；而系統(tǒng)在工進階段，負載壓力較高、流量較小，持續(xù)時間較長。同時注意到銑削加工過程中銑削里的變化和順銑及逆銑兩種情況，為此，采用回油路調速閥節(jié)流調速回路。 這樣，可以保證進給運動平穩(wěn)性和速度穩(wěn)定。在確定主要參數(shù)時，已決定快速進給時液壓缸采用差動連接，所以所需動力源的流量較小，從簡單經(jīng)濟學觀點，此處選用單定量泵供油。 ②油路循環(huán)方式 由于上已選用節(jié)流調速回路，系統(tǒng)必然為開式循環(huán)方式。 ③換向與速度換接回路 綜合考慮到銑床自動化程度要求較高、但工作臺終點位置的定位精度要求不高、工作臺可機動也可手動、系統(tǒng)壓力低流量小、工作臺換向過渡位置不應出現(xiàn)液壓沖擊等因素，選用三位四通“Y”型中位機能的電磁滑閥作為系統(tǒng)的主換向閥。選用二位三通電磁換向閥實現(xiàn)差動連接。通過電氣行程開關控制換向閥電磁鐵的通斷電即可實現(xiàn)自動換向和速度換接。 ④壓力控制回路 在泵出口并聯(lián)一先導式溢流閥，實現(xiàn)系統(tǒng)的定壓溢流，同時在溢流閥的遠程控制口連接一個二位二通的電磁換向閥，以便一個工作循環(huán)結束后，等待裝卸工件時，液壓泵卸載，并便于液壓泵空載下迅速啟動。 1.2.4組成液壓系統(tǒng) 在主回路初步選定的基礎上，只要增添一些必要的輔助回路便可組成完整的液壓系統(tǒng)了。如：在液壓泵進口（吸油口）設置一過濾器；出口設一壓力表及壓力表開關，以便觀測液壓泵的壓力。經(jīng)過整理所組成的液壓系統(tǒng)如圖1.3所示，其對應的動作順序如表1.4。 圖1.3 專用銑床工作臺液壓系統(tǒng) 1—過濾器 2—定量葉片泵 3—壓力表開關 5—先導式溢流閥 6—二位二通電磁換向閥 7—單向閥 8—三位四通電磁換向閥 9—單向調速閥 10—二位三通電磁換向閥 11—液壓缸 表1.4 專用銑床液壓系統(tǒng)動作順序表 信 號 來 源 動 作 名 稱 電磁鐵工作狀態(tài) 1YA 2YA 3YA 4YA 按下啟動按鈕 工作臺快進 + - + + 壓下工進行程開關 工作臺工進 + - - + 壓下快退行程開關 工作臺快退 - + - + 壓下液壓泵卸載行程開關 液壓泵卸載 - - - - 注：“+”——通電；“-”——斷電。行程開關安裝在液壓缸經(jīng)過的路徑上。 快進回路：進油：1→2→7→8→11;回油：10→8。 工進回路：進油：1→2→7→8→11;回油：10→9→8→油箱。 快退回路：進油：1→2→7→9→10;回油：11→8→油箱。 卸載：1→2→5→6→油箱。 1.3系統(tǒng)液壓元件、輔件設計 1.3.1 液壓泵及其驅動電機 由液壓缸的工況圖1.2或表1.3可以查得液壓缸的最高工作壓力出現(xiàn)在工進階段，p1=2.52MPa。此時缸的輸入流量較小，且進油路元件較少，故泵至缸間的進油路壓力損失估取為△p=0.5MPa.則液壓泵的最高工作壓力pp為 Pp≥p1+△p=2.52+0.5=3.02(MPa) 考慮壓力儲備，液壓泵的最高壓力為 Pp =3.02(1+25%)=3.77(MPa) 液壓泵的最大供油量qp按液壓缸的最大輸入流量（10.8L/mm）進行估算。取泄露系數(shù)K=1.1，則 qp≥1.1×10.8L/min=11.88L/min 按第七章表7-108查得：YB1-10型單級葉片泵能滿足上述估算得出的壓力和流量要求：該泵的額定壓力為6.3MPa，公稱排量V=10mL/min，額定轉速為n=1450r/min?，F(xiàn)估取泵的容積效率ηv=0.85，當選用轉速n=1400r/min的驅動電動機時，泵的流量為 qp =Vnηv=10×1400×0.85=11.90（L/min）≈12(L/min) 由工況圖1.2可知，最大功率出現(xiàn)在快退階段，查表1-13取泵的總效率為ηp=0.75,則 選用的電動機型號：由參考文獻一表7-134查得，Y90S-4型封閉式三相異步電動機滿足上述要求，其轉速為1400r/min,額定功率為1.1kW。 　　根據(jù)所選擇的液壓泵規(guī)格及系統(tǒng)工作情況，可算出液壓缸在各階段的實際進、出流量，運動速度和持續(xù)時間（見表1.5），從而為其他液壓元件的選擇及系統(tǒng)的性能計算奠定基礎。 1.3.2 液壓控制閥和部分液壓輔助元件 根據(jù)系統(tǒng)工作壓力與通過各液壓控制閥及部分輔助元件的最大流量，查產(chǎn)品樣本所選擇的元件型號規(guī)格如表1.6所列。 表1.5 液壓缸在各階段的實際進出流量、運動速度和持續(xù)時間 工作階段 流量（L/min） 速度（m/s） 時間（s） 無桿腔 有桿腔 快 進 工 進 最高速度時 最低速度時 快 退 注：工進階段只計算了調速上限時的參數(shù)。 表1.6 專用銑床液壓系統(tǒng)中控制閥和部分輔助元件的型號規(guī)格 序 號 名 稱 通過流量 (L/min) 額定流量 (L/min) 額定壓力 (Mpa) 額定壓降 (Mpa) 型號規(guī)格 1 過濾器 12 16 1 - XU-A16×80J 3 壓力表開關 12 - 6.3 - K-3B 4 壓力表 - - 測壓范圍 0～10 - Y-60 5 溢流閥 12 25 6.3 卸荷壓力0.15 Y-25B 6 二位二通電磁閥 2.4 10 6.3 <0.2 22D-10BH 7 單向閥 12 6.3 25 <0.2 I-25B 8 三位四通電磁閥 24 6.3 25 <0.25 34D-25B 9 單向調速閥 12 6.3 25 <0.3(調速閥) <0.2(單向閥) QI-25B 10 二位三通電磁閥 12 6.3 25 <0.2 23D-25H 注:考慮到液壓系統(tǒng)的最大壓力均小于6.3Mpa,故選用了廣州機床研究所的中低壓系列液壓元件；單向調速閥的最小穩(wěn)定流量為0.07L/min,小于系統(tǒng)最低工進速度時的流量0.15 L/min。 1.3.3 其他輔助元件及液壓油液 1）管件 由表1.5可知，流經(jīng)液壓缸無桿腔和有桿腔油管的實際最大流量分別為24 L/min和12 L/min。查表取油管內油液的允許流速為4 L/min，分別算得無桿腔油管的管徑d無和d有為 查表JB827-66，同時考慮制作方便，兩根油管均選用18×2（外徑18mm，壁厚2mm）的10號冷拔無縫鋼管（YB231-70）；查手冊得管材的抗拉強度為 412MPa，查表取安全系數(shù)n=8，對管子的強度進行校核： 所選的管子壁厚安全。 其他油管，可直接按所連接的液壓元、輔件的接口尺寸決定其管徑大小。 2) 油箱 取ζ=6，算得液壓系統(tǒng)中的油箱容量為 3）液壓油液 根據(jù)所選用的液壓泵類型，選用牌號為L-HH32的油液，其運動粘度為32mm2/s。 1.3.4 計算液壓系統(tǒng)技術性能 （1） 驗算壓力損失 由于本系統(tǒng)的管路布局尚未確定,故僅按式: 估算閥類元件的壓力損失。 快進階段液壓缸差動連接，有桿腔的油液經(jīng)二位三通換向閥流入無桿腔，根據(jù)表1.3和表1.5中的數(shù)值，可求得有桿腔壓力p2與無桿腔p1之差： 將其折算到進油路上，可求得此階段進油路上閥類元件的總壓力損失為： 工進階段進油路上閥類元件的總壓力損失： 快退階段進油路上閥類元件的總壓力損失： 　　盡管上述計算結果與估取值不同，但不會是系統(tǒng)工作壓力超過其能達到的最高壓力。 （2） 確定系統(tǒng)調整壓力 根據(jù)上述計算可知：液壓泵也即溢流閥的調整壓力應為工進階段的系統(tǒng)工作壓力和壓力損失之和，即 （3） 估算系統(tǒng)效率、發(fā)熱和升溫 由表1.5的數(shù)據(jù)可看到，本液壓系統(tǒng)在整個工作循環(huán)持續(xù)時間中，快速進退僅占8%，而工作進給達92%（按最低進給速度計），所以系統(tǒng)效率、發(fā)熱和溫升可概略用工進時的數(shù)值來代表。 可算出工進階段的回路效率 前已取液壓泵的總效率ηp=0.75和液壓缸的總效率ηcm=ηA=0.9，則可算得本液壓系統(tǒng)的效率 足見工進時液壓系統(tǒng)效率很低，這主要是由于溢流損失和節(jié)流損失造成的。 根據(jù)系統(tǒng)的發(fā)熱量計算公式可得工進階段的發(fā)熱功率 取散熱系數(shù)K=15W/(m·℃)算得系統(tǒng)溫升為 此溫升超出了許用范圍△t=35℃，為此，采取兩條措施：通過適當加大油箱容量（即V=7×12=84L）以增大油箱散熱面積，采用風扇冷卻[即取K=20W/（m2·℃）]。 從而滿足了許用溫升要求。 第二章 專用銑床液壓系統(tǒng)中液壓缸的設計 根據(jù)前面設計可知數(shù)據(jù)： 1. 液壓缸的工作壓力：p=3Mpa。 2. 無桿腔有效面積： 3. 有桿腔有效面積： ， 其中：。 4. 液壓缸內徑：D=70mm,活塞桿直徑d=56mm.其中。 5. 工作行程：L=400mm。 6. 工作循環(huán)中最大外負載：F=9550N。 2.1液壓缸主要尺寸的確定 2.1.1 缸工作壓力的確定： 取p=3Mpa。 2..1.2 液壓缸內徑D和活塞桿直徑d的確定 為了防止工進結束時發(fā)生前沖，液壓缸需保持一定回油背壓，暫取背壓為0.8Mpa,并取機械效率為ηcm=0.9。 D=70mm, d=56mm, 其中。 對于選定后的液壓缸內徑D，必須進行最小穩(wěn)定速度的驗算。要保證液壓缸節(jié)流腔的有效工作面積A，必須大于保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積Amin，即A>Amin 顯然，由已知可得滿足速度穩(wěn)定要求。 2.1.3 液壓缸壁厚和外徑的計算： 由公式：δ≥PyD/2[σ]計算。 式中：δ——液壓缸壁厚（m）; σ——液壓缸內徑（m）； Py——試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.25～1.5）倍（Mpa）; [σ]——缸筒材料的許用應力。在這用高強度鑄鐵，其值為：[σ]=60Mpa. 計算可得：δ=2.63 （取Py=1.5p=4.5Mpa）. 則缸體的外徑D1為： D1≥D+2δ=75.3 2.1.4 液壓缸工作行程的確定 已知：L=400mm. 2.1.5 缸蓋厚度的確定 前缸蓋： 后缸蓋： 式中：t——缸蓋有效厚度（m）； D2——缸蓋止口內徑（m）； D0——缸蓋孔的直徑（m）。 2.1.6 最小導向長度的確定 當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離H稱為最小導向長度。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度增大，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。按下式： 式中：L——液壓缸的最大行程； D——液壓缸的內徑。 圖2.1 液壓缸的導向長度 活塞的寬度B一般?。海?.6~1.0）D；缸蓋滑動支承面的長度，根據(jù)液壓缸內徑D而定： 當D<80mm時,取=（0.6~1.0）D; 當D>80mm時,取=（0.6~1.0）d. 為保證最小導向長度H,若過分增大和B都是不適合的,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 取=0.8D=56mm,B=0.6D=42mm則：C=7 2.1.7 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蓋的厚度，一般液壓缸缸體長度不應大于內徑的20～30倍。而缸體長度為： L2=D+t=70+7.7=77.7 顯然，滿足所需條件。 2.1.8 活塞桿穩(wěn)定性的驗算 活塞桿長度根據(jù)液壓缸最大行程L而定。對于工作行程中受壓的活塞桿，當活塞桿長度L與其直徑d之比大于15時，應對活塞桿進行穩(wěn)定性驗算。而L/d=400/56=7.14<15。活塞桿穩(wěn)定性好。 2.2液壓缸的結構設計 2.2.1 缸體與缸蓋的連接形式 一般來說，缸筒和缸蓋的結構形式和其使用的材料有關。工作壓力p＜10MPa時，使用鑄鐵；p＜20MPa時，使用無縫鋼管；p＞20MPa時，使用鑄鋼或鍛鋼。 如圖所示為缸筒和缸蓋的常見結構形式。圖2.2(a)所示為法蘭連接式，結構簡單，容易加工，也容易裝拆，但外形尺寸和重量都較大，常用于鑄鐵制的缸筒上。圖2.2(b)所示為半環(huán)連接式，它的缸筒壁部因開了環(huán)形槽而削弱了強度，為此有時要加厚缸壁，它容易加工和裝拆，重量較輕，常用于無縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。圖2.2(c)所示為螺紋連接式，它的缸筒端部結構復雜，外徑加工時要求保證內外徑同心，裝拆要使用專用工具，它的外形尺寸和重量都較小，常用于無縫鋼管或鑄鋼制的缸筒上。圖2.2(d)所示為拉桿連接式，結構的通用性大，容易加工和裝拆，但外形尺寸較大，且較重。圖2.2(e)所示為焊接連接式，結構簡單，尺寸小，但缸底處內徑不易加工，且可能引起變形。 圖2.2 缸筒和缸蓋結構 (a)法蘭連接式(b)半環(huán)連接式(c)螺紋連接式(d)拉桿連接式(e)焊接連接式 1—缸蓋2—缸筒3—壓板4—半環(huán)5—防松螺帽6—拉桿 在此使用鑄鐵，選用法蘭連接。 2.2.2 活塞桿與活塞的連接結構 可以把短行程的液壓缸的活塞桿與活塞做成一體，這是最簡單的形式。但當行程較長時，這種整體式活塞組件的加工較費事，所以常把活塞與活塞桿分開制造，然后再連接成一體。圖六所示為幾種常見的活塞與活塞桿的連接形式。 圖2.3(a)所示為活塞與活塞桿之間采用螺母連接，它適用負載較小，受力無沖擊的液壓缸中。螺紋連接雖然結構簡單，安裝方便可靠，但在活塞桿上車螺紋將削弱其強度。圖2.3(b)和(c)所示為卡環(huán)式連接方式。圖2.3(b)中活塞桿5上開有一個環(huán)形槽，槽內裝有兩個半圓環(huán)3以夾緊活塞4，半環(huán)3由軸套2套住，而軸套2的軸向位置用彈簧卡圈1來固定。圖2.3(c)中的活塞桿，使用了兩個半圓環(huán)4，它們分別由兩個密封圈座2套住，半圓形的活塞3安放在密封圈座的中間。圖2.3(d)所示是一種徑向銷式連接結構，用錐銷1把活塞2固連在活塞桿3上。這種連接方式特別適用于雙出桿式活塞。 圖2.3 常見的活塞組件結構形式 2.2.3 活塞桿導向部分的結構 選用導向套導向。因導向套磨損后便于更換，應用普遍。 2.2.4 活塞及活塞桿處密封圈的選用 圖2.4 密封裝置 (a)間隙密封(b)摩擦環(huán)密封(c)O形圈密封(d)V形圈密封 圖2.4(a)所示為間隙密封，它依靠運動間的微小間隙來防止泄漏。為了提高這種裝置的密封能力，常在活塞的表面上制出幾條細小的環(huán)形槽，以增大油液通過間隙時的阻力。它的結構簡單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無法恢復原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對運動速度較高的缸筒和活塞間使用。圖2.4(b)所示為摩擦環(huán)密封，它依靠套在活塞上的摩擦環(huán)(尼龍或其他高分子材料制成)在O形密封圈彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏。這種材料效果較好，摩擦阻力較小且穩(wěn)定，可耐高溫，磨損后有自動補償能力，但加工要求高，裝拆較不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。圖2.4(c)、圖2.4(d)所示為密封圈(O形圈、V形圈等)密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動配合面之間來防止泄漏。它結構簡單，制造方便，磨損后有自動補償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。 對于活塞桿外伸部分來說，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，因此常需在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。 在此選O形圈加擋圈密封。 2.2.5 液壓缸的緩沖裝置 緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強迫它從小孔或細縫中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動，逐漸減慢運動速度，達到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。 在此選三角槽式節(jié)流緩沖裝置。見參考文獻一圖2-4。 活塞5的兩端開有三角槽，前后缸蓋3、8上的鋼球7起單向閥的作用。當活塞啟動時，壓力油頂開鋼球進入液壓缸，推動活塞運動。當活塞接近缸的端部時，回油路被活塞逐漸封閉，使液壓缸油只能通過活塞上軸向的三角槽緩慢排出，形成緩沖液壓阻力。節(jié)流口的通流面積隨活塞的移動而逐漸減小，活塞運動速度逐漸減慢，實現(xiàn)制動緩沖。 2.2.6 液壓缸的排氣裝置 液壓缸在安裝過程中或長時間停放重新工作時，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出。一般可在液壓缸的最高處設置進出油口把氣帶走，也可在最高處設置如圖2.5(a)所示的放氣孔或專門的放氣閥〔見圖2.5(b)、(c)〕。 圖2.5 放氣裝置 1—缸蓋2—放氣小孔3—缸體4—活塞桿 2.2.7 液壓缸的安裝連接結構 1）.液壓缸的安裝形式（見參考文獻一圖2-13） 選尾部外法蘭連接形式。 2）.液壓缸進、出油口形式及大小的確定（見參考書一表2-14） 知進、出油口安裝尺寸為：M27×2。 3）.液壓缸用耳環(huán)安裝結構（見參考文獻一表2-15） 采用帶軸套的單耳環(huán)結構。 4）.桿用單耳環(huán)國際標準安裝尺寸（見參考書一表2-16） 具體參數(shù)如下： 表2.1 安裝尺寸 型號 活塞桿直徑 缸筒內徑 公稱力（N） ΦKK CK(H9) EM(H13) ER(max) CA(Js13) AW(min) LE(min) 60 70 160 320000 M48×2 56 70 59 126 63 63 2.2.8 液壓缸主要零件的材料和技術要求。（見圖紙） 致謝 　　畢業(yè)設計是對我們三年大學學習的一次綜合性的檢測，它是我們走向社會前的一次實踐。設計到此全部完成，歷時五個月。通過此次設計，對液壓系統(tǒng)有了較深層次的理解與詮釋。本次設計的是銑床的液壓系統(tǒng)，同時對其液壓缸也進行了設計。掌握了一般的設計理論和方法，能夠設計一般的機床液壓系統(tǒng)。但由于經(jīng)驗不夠豐富，其中也存在很多不足之處，懇請老師指正。 此次設計中，隆老師給予了我極大的幫助，在此致以最誠摯的感謝。 此致 敬禮！ 參考文獻: ［１］楊培元、朱福元。液壓系統(tǒng)設計簡明手冊［Ｍ］。機械工業(yè)出版社。 ［２］官忠范。液壓傳動系統(tǒng)第三版。機械工業(yè)出版社。 ［３］煤炭工業(yè)部、煤炭科學研究院上海研究所。液壓傳動設計手冊［Ｍ］。上海科學技術出版社。 ［４］劉新德。袖珍液壓氣動手冊［Ｍ］第二版。機械工業(yè)出版社。 ［５］高等工程?？茖W校機制及液壓教學研究會液壓組。液壓傳動課程設計指導書［Ｍ］。 ［６］何存興、張鐵華。液壓傳動與氣壓傳動［Ｍ］第二版。華中科技大學出版社。 ［７］章宏甲。金屬鉆削機床液壓傳動［Ｍ］。江蘇科學技術出版社。 ［８］李芳民。工程機械液壓與液力傳動［Ｍ］。人民交通出版社。 ［９］雷天覺。新編液壓工程手冊［Ｍ］。北京理工大學出版社。 ［10］周士昌。液壓系統(tǒng)設計圖集［Ｍ］。機械工業(yè)出版社。 第 24 頁 共 25 頁