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哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名： 王明 學(xué)號(hào)：1030310102 學(xué) 院： 榮成學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 任務(wù)起止時(shí)間： 2013年02月25日至 2013年06月 21日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容： 1、實(shí)際調(diào)研，收集相關(guān)資料；1—3周。 2、結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)數(shù)控車床液壓系統(tǒng)； 3、設(shè)計(jì)數(shù)控車床液壓系統(tǒng)原理圖；4—7周。 4、設(shè)計(jì)液壓缸的結(jié)構(gòu)圖；8—11周。 5、設(shè)計(jì)所有零件的工作圖；12---13周。 5、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；準(zhǔn)備答辯。 14---16周。 注：要求全部用計(jì)算機(jī)繪圖和打印文稿（交打印件和電子稿） 資料： 1、液壓與氣壓傳動(dòng)； 2、液壓與氣壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)； 3、非標(biāo)設(shè)計(jì)手冊(cè)； 4、相關(guān)的技術(shù)資料。 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽名： 2013年 2 月 24 日 系主任意見(jiàn)： 簽名： 2013年2月 25日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目： 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院、 系： 榮成學(xué)院、機(jī)械工程系 姓 名： 王 明 指導(dǎo)教師： 張寶海 系 主 任： 陶福春 2013 年 6 月 20 日 題 目：數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：王明 學(xué) 號(hào)：1030310102 專業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造10-1 指導(dǎo)教師：張寶海 內(nèi) 容 序號(hào) 文 件 名 稱 數(shù) 量 1 畢業(yè)論文 19頁(yè) 2 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙 6張 3 4 5 2013年6月20日 學(xué)生姓名：王明 學(xué) 號(hào)：1030310102 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 指導(dǎo)教師：張寶海 設(shè)計(jì)題目：數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本論文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外數(shù)控車床的現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向及其在現(xiàn)代工業(yè)中的重要作用，運(yùn)用液壓元件的基本理論，對(duì)其主關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)是以電機(jī)提供動(dòng)力基礎(chǔ)，使用液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力，推動(dòng)液壓油。通過(guò)控制各種閥門改變液壓油的流向，從而推動(dòng)液壓缸做出不同行程、不同方向的動(dòng)作。對(duì)液壓系統(tǒng)的一系列參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，選擇了適合本系統(tǒng)的液壓回路和液壓元件，并對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了性能驗(yàn)算和維護(hù)。對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和負(fù)載分析，重點(diǎn)對(duì)零件中的關(guān)鍵部件如液壓缸進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究，確定了它們的結(jié)構(gòu)類型和主要參數(shù)。從而使設(shè)計(jì)更合理，為后續(xù)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。敘述了主要的設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)的確定。 關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 液壓系統(tǒng) 液壓缸 不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印 - - - 目錄 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) I 摘 要 I 目錄 II 第1章 緒 論 - 1 - 1.1 液壓技術(shù)的歷史發(fā)展 - 1 - 1.2 國(guó)內(nèi)數(shù)控車床的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 - 1 - 1.3研究的對(duì)象和研究的方法 - 2 - 第2章 液壓系統(tǒng)的組成 - 3 - 2.1液壓系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)步驟 - 3 - 2.2 技術(shù)參數(shù)確定 - 3 - 2.3主傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定 - 3 - 2.4液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 3 - 第3章 液壓缸的設(shè)計(jì) - 4 - 3.1液壓缸的參數(shù)及設(shè)計(jì) - 4 - 3.1.1液壓缸的分類 - 4 - 3.1.2液壓缸的主要參數(shù) - 4 - 3.1.3 液壓缸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 - 4 - 3.2液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求 - 6 - 3.2.1 缸體 - 6 - 3.2.2 活塞 - 6 - 3.2.3活塞桿 - 7 - 3.2.4活塞桿直徑的計(jì)算 - 7 - 3.2.5活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算 - 8 - 3.2.6液壓缸主要零件的材料 - 8 - 3.2.7控制閥的選擇 - 9 - 3.3液壓缸工況 - 9 - 3.4擬定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖 - 12 - 第4章 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算及維護(hù) - 14 - 4.1性能驗(yàn)算 - 14 - 4.2系統(tǒng)維護(hù) - 14 - 結(jié)論 - 15 - 致謝 - 16 - 參考文獻(xiàn) - 17 - 千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 - - - 0 - - - 第1章 緒 論 1.1 液壓技術(shù)的歷史發(fā)展 液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)是一門新技術(shù)，但從1650年巴斯卡提出靜壓傳遞遠(yuǎn)離，1795年英國(guó)的約瑟夫·布拉默利用這一原理在英國(guó)制成了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)，使液壓技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入工程領(lǐng)域算起，已有兩三百年的歷史了。到了20世紀(jì)30年代才較普遍地用于機(jī)械、機(jī)床及工程領(lǐng)域。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事工業(yè)迫切需要響應(yīng)迅速、精度高、功率大的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和伺服機(jī)構(gòu)，以裝備各種飛機(jī)、坦克、大炮和軍艦，提高它們的使用性能，因此各種高壓元件獲得了進(jìn)一步的發(fā)展，并出現(xiàn)了伺服閥。這里值得一提的是美國(guó)馬塞諸塞州理工學(xué)院的布萊克本、李等人對(duì)于高壓場(chǎng)合的液壓?jiǎn)栴}以及伺服控制問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，大約于1958年他們研制出了電液伺服閥。當(dāng)前液壓技術(shù)在高速、高壓、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用及高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大進(jìn)展，在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有了許多新成就。 由于伺服閥造價(jià)高、抗污染能力弱，后來(lái)又發(fā)展了比例閥和比例泵。我國(guó)路甬祥博士在比例技術(shù)上的5項(xiàng)發(fā)明，是20世紀(jì)80年代液壓技術(shù)的新突破。 1.2 國(guó)內(nèi)數(shù)控車床的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 近年來(lái)，我國(guó)數(shù)控車床生產(chǎn)一直保持兩位數(shù)增長(zhǎng)。2002年產(chǎn)量居世界第四。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)車床數(shù)控化率還不高，目前生產(chǎn)產(chǎn)值數(shù)控化率不到30％ ；消耗值數(shù)控化率還不到50％ ，而發(fā)達(dá)國(guó)家大多在70％ 左右。國(guó)產(chǎn)數(shù)控車床到2000年可供品種為700多種，接近數(shù)控車床品種的50％ ，其中占產(chǎn)量70％ 的是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。最高轉(zhuǎn)速一般在2000r／min，個(gè)別轉(zhuǎn)速達(dá)8000r／min， 坐標(biāo)定位精度一般在0．01mm，重復(fù)定位精度在0．005mm，工作精度圓度在0．01—0．005mm 之間， 表面粗糙度Ra0．8—1．61xm。長(zhǎng)城車床廠CK7815C液壓系統(tǒng)最高轉(zhuǎn)速3 500r／min，快速行程X軸9m／min，z軸12m／min，定位精度X軸0．016mm，z軸0．025mm， 工作精度圓度0．007mm，表面粗糙度Ra<1．6 m。國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)MTBF可靠性大都超過(guò)1萬(wàn)小時(shí)，但國(guó)際上先進(jìn)企業(yè)數(shù)控系統(tǒng)MTBF已達(dá)8萬(wàn)小時(shí)。國(guó)產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心MTBF有少數(shù)廠達(dá)500h，但國(guó)際先進(jìn)水平已達(dá)800h。用戶對(duì)國(guó)產(chǎn)加工中心刀庫(kù)機(jī)械手、數(shù)控車床刀架仍不放心，其定位精度、特別是重復(fù)定位精度也有待提高。此外，外觀、漏油等老問(wèn)題也與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品有差距。 目前， 我國(guó)的功能部件生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小，布局分散，有些還依附于主機(jī)廠或研究所。從整體上看，我國(guó)功能部件生產(chǎn)發(fā)展緩慢，品種少，產(chǎn)業(yè)化程度低，從精度指標(biāo)和性能指標(biāo)都還不過(guò)硬。滾珠絲杠、數(shù)控刀架、數(shù)控系統(tǒng)、電液壓系統(tǒng)等數(shù)控車床功能部件雖已形成一定的生產(chǎn)規(guī)模，但僅能滿足中低檔數(shù)控車床的配套需要。衡量數(shù)控車床水平的高級(jí)數(shù)控系統(tǒng)、高速精密電液壓系統(tǒng)、高速滾動(dòng)功能部件和數(shù)控動(dòng)力刀架等還依賴進(jìn)口。理順功能部件生產(chǎn)企業(yè)的體制，做大做強(qiáng)一批功能部件生產(chǎn)企業(yè)已迫在眉睫。 1.3研究的對(duì)象和研究的方法 本課題研究對(duì)象是數(shù)控車床，本著高效節(jié)能、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)控制、系統(tǒng)集成化與控制技術(shù)集結(jié)于一身的目的，著重研究液壓缸和液壓泵，對(duì)其進(jìn)行受力分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)一個(gè)高效、節(jié)能車床的前提。  第2章 液壓系統(tǒng)的組成 2.1液壓系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)步驟 液壓系統(tǒng)包括主泵動(dòng)力站、和安裝在主泵站上的控制件、附件等。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的執(zhí)行裝置帶動(dòng)工件或刀具直接參加工件表面形成運(yùn)動(dòng)，所以它的工件性能對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)率產(chǎn)生直接的影響，是車床上最重要的部件之一。 2.2 技術(shù)參數(shù)確定 車床技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和一般技術(shù)參數(shù)，一般技術(shù)參數(shù)又包括車床的尺寸參數(shù)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。 主參數(shù)（或稱主要規(guī)格）是車床最重要的一個(gè)或兩個(gè)技術(shù)參數(shù)，它表示車床的規(guī)格和最大工作能力。 運(yùn)動(dòng)參數(shù)是車床執(zhí)行件如夾具、刀架、工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度，可分為主參數(shù)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)兩大類。 2.3主傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定 主傳動(dòng)變速方式可分為無(wú)極變級(jí)和有級(jí)變速兩種，本車床采用無(wú)極變速的變速方式。 無(wú)級(jí)變速是指在一定速度（或轉(zhuǎn)速）范圍內(nèi)能連續(xù)、任意地變速?？蛇x用最合適的切削速度，沒(méi)有速度損失，生產(chǎn)率高；一般可在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，減少輔助時(shí)間；操縱方便；傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。這次設(shè)計(jì)采用了交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)通常采用變頻調(diào)速方式進(jìn)行調(diào)速。調(diào)速效率高，性能好，調(diào)速范圍較寬，恒功率調(diào)速范圍可達(dá)5甚至更大。額定轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min等。 2.4液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)組件的主要功能是夾持工件或刀具（包括砂輪）轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行切削加工、傳遞運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力及承受切削力等，并保證刀具或工件具有準(zhǔn)確定的運(yùn)動(dòng)軌跡。液壓系統(tǒng)組件是車床的執(zhí)行件，他它帶動(dòng)工件或刀具直接參與表面成形運(yùn)動(dòng)，其工作性能對(duì)車床的加工質(zhì)量及生產(chǎn)率有直接影響，它是車床的一個(gè)重要組件。 第3章 液壓缸的設(shè)計(jì) 液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。用來(lái)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)擺動(dòng)。液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，省去減速機(jī)構(gòu)，且沒(méi)有傳動(dòng)間隙，傳動(dòng)平穩(wěn)、反應(yīng)快，因此在液壓系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。 3.1液壓缸的參數(shù)及設(shè)計(jì) 3.1.1液壓缸的分類 液壓缸有多種分類形式。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)它可分為活塞式、柱塞式和擺動(dòng)式3大類；按照作用方式又可分為單作用式和雙作用式兩種。單作用式液壓缸只能使活塞（或柱塞）做單方向運(yùn)動(dòng)，即壓力油只通向液壓缸的一腔，而反方向運(yùn)動(dòng)則必須依靠外力來(lái)實(shí)現(xiàn)；雙作用式液壓缸，在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)都由壓力油推動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以此次選用雙作用式液壓缸。 3.1.2液壓缸的主要參數(shù) 液壓缸的主要參數(shù)包括液壓缸的工程壓力、液壓缸內(nèi)徑、活塞桿直徑以及活塞行程等。 當(dāng)活塞行程〉4000mm時(shí)，按GB/T321《優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》中R10數(shù)系選用，如不能滿足要求，允許按R40數(shù)系選用。 3.1.3 液壓缸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 缸筒是液壓缸的主要零件，它與端蓋、缸底、油口等零件構(gòu)成密封的容腔，用以容納壓力油，同時(shí)它還是活塞的運(yùn)動(dòng)軌道。設(shè)計(jì)液壓缸缸筒時(shí)，應(yīng)該正確確定各部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運(yùn)動(dòng)速度和有效行程，同時(shí)還必須有一定的強(qiáng)度，能足以承受液壓力、負(fù)載力和干擾等沖擊力。另外，缸筒的內(nèi)表面應(yīng)該具有合適的配合精度、表面粗糙度和幾何精度，已足以保證液壓缸的密封性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和耐用性。 1、液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算 （1）根據(jù)液壓缸的荷載力和系統(tǒng)工作壓力計(jì)算 液壓缸所受外負(fù)載F包括三種類型，即 式中 ——工作負(fù)載，對(duì)于金屬切削機(jī)床來(lái)說(shuō)，即為沿活塞運(yùn)動(dòng)方向的切削力，在本設(shè)計(jì)中； ——運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載； ——導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦阻力，對(duì)于平導(dǎo)軌可由下式求得 ——運(yùn)動(dòng)部件重力； ——垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，本設(shè)計(jì)中為零； ——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中去靜摩擦系數(shù)為0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1則求得 上式中為靜摩擦阻力，為動(dòng)摩擦阻力。 式中 ——重力加速度 ——加速或減速時(shí)間，一般； ——時(shí)間內(nèi)的速度變化量。 在本設(shè)計(jì)中 2、液壓缸的內(nèi)壁D計(jì)算 =110mm 式中 ——工作循環(huán)中最大的外負(fù)載。 ——液壓缸工作壓力 ——可取為0.5MPa, 為0.95。 ——液壓缸內(nèi)徑與活塞桿直徑的關(guān)系。考慮到快進(jìn)、快退速度相等，取為0.7。 ——液壓缸的機(jī)械效率，一般取。 在本設(shè)計(jì)中， 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑尺寸系列，將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列[2]直徑D=110mm 3.2液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求 3.2.1 缸體 1.缸體的材料 液壓缸缸體的常用材料是20、35和45號(hào)無(wú)縫鋼管。因20號(hào)鋼的力學(xué)性能較低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少，一般情況下選用45號(hào)鋼，并調(diào)質(zhì)到241-285HB。 缸體的毛坯也可以采用鍛鋼、鑄鋼或鑄鐵件。鑄鋼一般采用ZG25、ZG35和ZG45等。鑄鐵可采用HT200-HT350之間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵QT500-05、QT600-02等。我采用鑄鋼ZG35。 2.主要表面粗糙度 當(dāng)活塞采用橡膠密封圈禰密封時(shí)，液壓缸內(nèi)表面粗糙度Ra為0.1～0.4um,當(dāng)活塞采用活塞密封圈時(shí)，液壓缸內(nèi)表面粗糙度Ra為0.2～0.4. 3.技術(shù)要求 （1）內(nèi)徑用H8～H9的配合。 （2）缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按9，10或11級(jí)精度選取，圓柱度公差值可按8級(jí)精度選取。 （3）缸體端面T的垂直公差度公差值可按7級(jí)精度選取。 （4）缸體與端蓋采用螺紋連接時(shí)，螺紋采用6H級(jí)精度。 （5）為防止腐蝕和提高壽命，內(nèi)徑表面可以鍍0.03～0.04mm厚的硬鉻，鍍后再進(jìn)行打磨和拋光，缸體外涂耐蝕油漆。 3.2.2 活塞 1.活塞的材料 缸體較小的整體式活塞一般用35鋼，45鋼；其它常用耐磨鑄鐵、灰鑄鐵HT300、HT350鋼以及鋁合金等。 2.主要表面粗糙度 活塞外圓柱表面粗糙度Ra為0.8～1.6um. 3.技術(shù)要求 （1）外徑D的圓度、圓柱度公差值，按9、10或11級(jí)精度選取。 （2）外徑D對(duì)內(nèi)徑D1的徑向跳動(dòng)公差值，按7、8級(jí)精度選取。 （3）端面T對(duì)內(nèi)孔D1軸線的垂直度公差值，按7級(jí)精度選取。 （4）活塞外徑用橡膠密封時(shí)可取f7～f9配合，內(nèi)孔與活塞的配合可取H8。 3.2.3活塞桿 1.材料 實(shí)心活塞桿材料為35，35鋼；空心活塞桿材料為35，45缸的無(wú)縫鋼管。我采用實(shí)心45號(hào)鋼。 2.主要表面粗糙度 桿外圓面粗糙度Ra為0.4～0.8um。 3.技術(shù)要求 （1）活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)硬度為229～285HB，必要時(shí)再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá)45～55HRC。 （2）活塞桿d和d2的圓度公差值，按9、10或11 級(jí)精度選取；霍斯阿甘d的圓柱度公差值，應(yīng)按8級(jí)精度選取。 （3）端面T的垂直度公差值，則應(yīng)按7級(jí)精度選取。 （4）活塞桿與導(dǎo)向套采用H8/f7配合，與活塞的連接可采用H8/h8配合。 （5）活塞桿上若有連接銷孔時(shí)，該孔應(yīng)該按H11級(jí)加工。該孔軸線與活塞桿軸線的垂直度公差值，按6級(jí)精度選取。 （6）活塞桿上的螺紋一般按6級(jí)精度加工，如載荷較小，機(jī)械震動(dòng)也較小時(shí)，允許按7級(jí)或8級(jí)精度制造。 （7）活塞桿上下工作表面必要時(shí)可以鍍鉻，鍍層厚度約為0.05mm，鍍后拋光。 3.2.4活塞桿直徑的計(jì)算 圖3-3 活塞桿受力圖 -缸筒內(nèi)徑；d-活塞桿直徑;F-軸向推力; 活塞桿徑的計(jì)算：求得d=80mm。 根據(jù)查《機(jī)械手冊(cè)》可知，選用直徑為80mm的活塞桿。 3.2.5活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算 活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比為 柔性系數(shù)m取85，末端系數(shù)n取2 所以，，采用拉金公式計(jì)算[4] 安全系數(shù)取n=2 則 所以，活塞桿穩(wěn)定。 3.2.6液壓缸主要零件的材料 1.缸體 無(wú)縫鋼管 45鋼 無(wú)縫鋼管作缸體毛坯加工余量小，工藝性能好，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期斷，是與大批量生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)液壓缸大部分都采用無(wú)縫鋼管，一般常用調(diào)質(zhì)的45號(hào)鋼。 2.活塞 鑄鐵HT200 活塞常用材料灰鑄鐵，耐磨鑄鐵、35及40鋼和鋁合金等。缸徑較小的整體式活塞用35、45鋼，其他多用灰鑄鐵。 3.活塞桿 45鋼 活塞桿常使用35、45鋼等材料。對(duì)于沖擊震動(dòng)很大的活塞桿，也可以使用55鋼。一般實(shí)心的活塞桿用35、45鋼。 4.前缸蓋 35鋼 缸蓋常用35、45鋼的短劍或鑄造毛坯，也可以使用鑄鐵材料。 5.后缸蓋 鑄鐵HT200 缸蓋常用35、45鋼的短劍或鑄造毛坯，也可以使用灰鑄鐵材料。起導(dǎo)向作用時(shí)則用鑄鐵 3.2.7控制閥的選擇 根據(jù)泵的工作壓力和通過(guò)各閥的實(shí)際流量，選取各元件的規(guī)格，如表3-4所示。 序號(hào) 元件名稱 最大通流量/（L/min） 型號(hào)規(guī)格 1 定量葉片泵 ６ ＹＢ－６　 2 溢流閥 ６ Y—10B 3 三位四通電磁閥 ６ 34D—10B 4 單向調(diào)速閥 QI—10B 5 二位三通電磁閥 ６ 23D—10B 6 單向閥 ６ I—10B 7 過(guò)濾器 ６ XU—B 表3-4各元件的規(guī)格表 3.3液壓缸工況 表3-2液壓缸各工作循環(huán)的負(fù)載、壓力、流量和功率數(shù)值表 工況 負(fù)載 回油腔壓力 進(jìn)油腔壓力 輸入流量 輸入功率 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 1222.22 — 12.7 — 加速 1545.53 21.27 — 恒速 611.11 11.56 4.33 0.08 工進(jìn) 4400.51 8 26.5 1.96～0.12 0.086 快退 啟動(dòng) 1222.22 — 12.2 — 加速 1545.53 25.24 — 恒速 611.11 15.91 4.5 0.119 圖3-5工況圖  3.4擬定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖2-1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)框圖 機(jī)床的液壓系統(tǒng)的采用限壓式變量葉片泵供油，工作壓力調(diào)到4MPa,壓力由壓力表15顯示。泵輸出的壓力油經(jīng)過(guò)單向閥進(jìn)入個(gè)子系統(tǒng)支路，其工作原理如下。 1.卡盤的夾緊與松開(kāi) 在要求卡盤處于正卡（卡爪向內(nèi)夾緊工件外圓）且在高壓大夾緊力狀態(tài)下時(shí)，3YA失電，閥4左位工作，選擇減壓閥8工作。夾緊力的大小由減壓閥8來(lái)調(diào)整，夾緊壓力由壓力表14來(lái)顯示。 當(dāng)1YA通電時(shí)，閥3左位工作，系統(tǒng)壓力油從油泵→單向閥2→減壓閥8→換向閥4左位→換向閥左位→液壓缸右腔；液壓缸左腔的油液經(jīng)閥3直接會(huì)油箱。這時(shí)，活塞桿左移，操縱卡盤夾緊。 當(dāng)2YA通電時(shí)，閥3右位工作，系統(tǒng)壓力油進(jìn)入液壓缸左腔，液壓缸右腔的油液經(jīng)閥3直接回油箱。這時(shí)，活塞桿右移，操縱卡盤松開(kāi)。 在要求卡盤處于正卡且在低壓小夾緊力狀態(tài)下時(shí)，3YA通電，閥4右位工作，選擇減壓閥9工作。夾緊力的大小由減壓閥9來(lái)調(diào)整，加緊壓力也由壓力表14來(lái)顯示，閥9調(diào)整壓力值小于閥8.換向閥3的工作情況與高壓大夾緊力時(shí)相同。 卡盤處于反卡（卡爪向外夾緊工件內(nèi)孔）時(shí)，動(dòng)作與正卡相反，即反卡的夾緊是正卡的松開(kāi)；反卡的松開(kāi)是正卡的夾緊。 2. 回轉(zhuǎn)刀架的換刀 回轉(zhuǎn)刀架換刀時(shí)，首先是將刀架抬升松開(kāi)，然后刀架轉(zhuǎn)位到指定的位置，最后刀架下拉復(fù)位夾緊。 當(dāng)4YA通電時(shí)，換向閥6右位工作，刀架抬升松開(kāi)；8YA通電，液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀架換刀，轉(zhuǎn)速由單向調(diào)速閥11控制（若7YA通電，則液壓馬達(dá)帶動(dòng)刀架反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由單向調(diào)速閥12控制），到位后4YA斷電，閥6左位工作，液壓缸使刀架夾緊。正轉(zhuǎn)換刀還是反轉(zhuǎn)換刀由數(shù)控系統(tǒng)按路徑最短原則判斷。 3.尾座套筒的伸縮運(yùn)動(dòng) 當(dāng)6YA通電時(shí)，換向閥7左位工作，壓力油經(jīng)減壓閥10、換向閥7左位流向尾座套筒液壓缸的左腔；液壓缸右腔油液經(jīng)單向調(diào)速閥13和閥7流向油箱，液壓缸筒帶動(dòng)尾座套筒伸出，頂緊工作。頂緊力的大小通過(guò)減壓閥10調(diào)整，調(diào)整壓力值由壓力表16顯示。 當(dāng)5YA通電時(shí)換向閥7右位工作，壓力油經(jīng)減壓閥10、換向閥右位、組合13的單向閥流向液壓缸右腔；液壓缸左腔的油液經(jīng)發(fā)7流向油箱，套筒快速縮回。 4.數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的特點(diǎn) （1）采用限壓式變量液壓泵供油，自動(dòng)調(diào)整輸出流量，能量損失大小。 （2）采用減壓閥穩(wěn)定夾緊力，并用換向閥切換減壓閥，實(shí)現(xiàn)高壓和低壓夾緊的轉(zhuǎn)換，并且可分別調(diào)節(jié)高壓加緊或低壓夾緊力的大小。這樣可根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)夾緊力，操作也簡(jiǎn)單方便。 （3）采用液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)刀架的轉(zhuǎn)位，可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，并能控制刀架正、反轉(zhuǎn)。 （4）采用換向閥控制尾座套筒液壓缸的換向，實(shí)現(xiàn)套筒的伸出或縮回，并能調(diào)節(jié)尾座套筒伸出工作的頂緊力大小，以適應(yīng)不同工藝的要求。 （5）采用三個(gè)壓力計(jì)16、17、18可分別顯示系統(tǒng)相應(yīng)部位的壓力，便于調(diào)試和故障診斷。 第4章 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算及維護(hù) 4.1性能驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算： 1.壓力損失驗(yàn)算：因?yàn)樵撓到y(tǒng)為簡(jiǎn)單液壓回路，取其損失系數(shù)0.1 故：泵的實(shí)際流量q=52*（1-0.1）=46.8>39.7L/min 功率驗(yàn)算損失：P額定=5.5KW P實(shí)際=5.5*0.75=4.125>3.6 KW 2．由于本液壓系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的溫升不大，故不必進(jìn)行系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算。 所以該設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求。 4.2系統(tǒng)維護(hù) 1.本系統(tǒng)用純凈的20號(hào)機(jī)械油（N32#液壓油)，當(dāng)油溫在50。C時(shí)其運(yùn)動(dòng)粘度約為：27－57厘泊,如用其他油代用粘度不宜過(guò)大； 2.油箱加油必須先經(jīng)過(guò)濾油器； 3.為保證油的清潔及良好潤(rùn)滑性，要定期清洗濾油器,油箱，同時(shí)要按時(shí)換油(每三個(gè)月?lián)Q一次油)； 4.為保證工作可靠，系統(tǒng)中不應(yīng)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象； 5.油壓的調(diào)整不宜過(guò)大，在保證正常工作情況下，宜調(diào)在下限。 結(jié)論 數(shù)控液壓系統(tǒng)是在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出并設(shè)計(jì)的。本文按照設(shè)計(jì)要求對(duì)數(shù)控車床進(jìn)行了研究。 1.在對(duì)數(shù)控車床原有系統(tǒng)和控制方法研究的基礎(chǔ)上，確定了液壓系統(tǒng)的總體方案。對(duì)原有系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)對(duì)零件中的關(guān)鍵部件如液壓缸進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究，確定了它們的結(jié)構(gòu)類型和主要參數(shù)。 2.對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和負(fù)載分析，從而使設(shè)計(jì)更合理，為后續(xù)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 3.在考慮總體設(shè)計(jì)的前提下，對(duì)液壓系統(tǒng)的一系列參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，選擇了適合本系統(tǒng)的液壓回路和液壓元件，并對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了性能驗(yàn)算和維護(hù)。通過(guò)驗(yàn)算，獲得了一系列符合設(shè)計(jì)要求的校核結(jié)果，驗(yàn)證了液壓系統(tǒng)性能是良好的。通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)與電氣控制回路的仿真，能夠?qū)崿F(xiàn)所設(shè)計(jì)的效果，同時(shí)也能符合操作要求。 致謝 能夠順利的完成本次設(shè)計(jì)，與老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助是分不開(kāi)的，在這里，我向張老師致以最衷心的感謝，十分感謝老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度，使我在迷茫的時(shí)刻找到了正確的思路。為我順利地完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文少走了很多彎路，學(xué)到了很多寶貴的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。 同時(shí)，也非常感謝和我同組的同學(xué)，他們給了我很多幫助，就是在他們的幫助下，我才能順利完成設(shè)計(jì)，再次說(shuō)聲，感謝你們！ 參考文獻(xiàn) 1 唐增寶等. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(第二版) . 華中科技大學(xué)出版社,1995.3 2 王廣環(huán)，液壓技術(shù)應(yīng)用.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2001 3 覃小斌,王士虎等.工程制圖,中央廣播電視大學(xué)出版社,1997.7 4 濮良貴,紀(jì)名剛,機(jī)械設(shè)計(jì)(第六版),高等教育出版社,1996 5 袁承訓(xùn).液壓與氣壓傳動(dòng)(第二版）.機(jī)械工業(yè)出版社,2000.7 - 18 - - - 哈爾濱理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ) 學(xué)生姓名： 王明 學(xué)號(hào)：1030310102 學(xué) 院： 榮成學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 任務(wù)起止時(shí)間： 2013年02月25日至 2013年06月 21日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)： 該課題源于生產(chǎn)實(shí)踐，該同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，態(tài)度端正，能把所學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)運(yùn)用設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)基本合理，設(shè)計(jì)論文論述較正確、格式較規(guī)范，尚能正確運(yùn)用所學(xué)基本知識(shí)，完成任務(wù)要求請(qǐng)?jiān)u閱教師評(píng)閱。 指導(dǎo)教師簽名： 指導(dǎo)教師職稱： 評(píng)閱教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)： 該同學(xué)論文格式規(guī)范，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了一定了解，設(shè)計(jì)符合任務(wù)書要求，所做畫紙符合要求，但在圖紙的繪制和尺寸的標(biāo)注需要改進(jìn)，建議修改后參加答辯。 評(píng)閱教師簽名： 評(píng)閱教師職稱： 答辯委員會(huì)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)： 該同學(xué)的設(shè)計(jì)符合“畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書”的要求，任務(wù)量適中，答辯表述基本清晰，能回答大多數(shù)提問(wèn)，概念較清楚，設(shè)計(jì)的內(nèi)容基本合理，無(wú)原則性錯(cuò)誤，掌握了一定的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。符合學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。 答辯委員會(huì)評(píng)定，該生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)椋? 答辯委員會(huì)主席簽名： 職稱： 年 月 日 教務(wù)處制表