【正文】 g 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, 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 forward→ work feed→ quick return→ stop in situ. Hydraulic control system 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 hydraulic。 Editing technical document of special machine tool hydraulic system。 Key words: Special Machine Hydraulic system Hydraulic ponents 5 1 引 言 機床設計目的、要求 目的： 近年來，中國汽車產業(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、或機油中的雜質，對發(fā)動機起到有效的保護作用，從而延長發(fā)動機的使用壽命。 濾清器也是大批量生產的零件，考慮到零件加工的特殊性，為了提高生產效率以及降低工人勞動強度，有必要設計一種專用的組合機床對其進行加工。 我們的工作就是做出來一臺組合機床，對零件進行加工，在生產濾清器時， 組合機床可多刀、多軸、多面、多工位加工的優(yōu)點就顯得猶為突出。組合機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造基礎的成套工藝裝備。它的特征是高效、高質、經濟實用，因而被廣泛應用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。本設計就是在擴孔攻絲攻絲組合機床的設計基礎上，將 PLC 控制技術和液壓控制技術應用到其中，以便進一步提高組合機床的自動化程度。 設計要求： 評價機床性能的優(yōu)劣，主要是根據技術及經濟指標來判定發(fā)的。技術先進合理質優(yōu)價廉才會受到用戶的歡迎，在國內和國際市場上才有競爭力。機床設計的技術經濟 指標可以從滿足性能要求、經濟效益和人機關系等方面進行分析。 專用 機床國內外發(fā)展概況 在我國 近期專用 機床 發(fā)展迅速 ，其科研和生產 也 都具有相當的基礎，應用也已深入到很多行業(yè)。是當前機械制造業(yè)實現產品更新，進行技術改造，提高生產效率和高速發(fā)展必不可少的設備之一。組合 專用 機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質、經濟實用，因而被廣泛應用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對 象主要是6 生產批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復合式，還有多工位回轉臺式組合機床等；隨著技術的不斷進步，一種新型的組合機床 ——柔性組合機床越來越受到人們的青睞，它應用多位主軸箱、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) 控制和驅動系統(tǒng)，并能靈活適應多品種加工的可調可變的組合機床。另外，近年來組合機床加工中心、數控組合機床、機床輔機（清洗機、裝配機、綜合測量機、試驗機、輸送線）等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。 由于 專用 機床及其自動線是一種技術綜合性很高的高技術專用產品，是根據用戶特殊要求而設計的，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。我國 專用 機床及 其 自動線總體技術水平比發(fā)達國家要相對落后，國內所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導致投資規(guī)模的擴大，并使產品生產成本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術、新工藝，研制新產品，由過去的 “剛性 ”機床結構，向 “柔性 ”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛柔兼?zhèn)涞淖詣踊b備。 在數屆 國際機床博覽會上 都有 來自世界 相當多的 國家和地區(qū)的機床制造商和團體展示的最先進機床設備中，超高速和超高精度加工技術裝備與復合、多功能、多軸化控制設備等深受歡迎。據 有關數據調查 ，復合、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、數量減少的同時，加工的形狀卻日益復雜。多軸化控制的機床裝備適合加工形狀復雜的工件。另外，產品周期的縮短也要求加工機床能夠隨時調整和適應新的變化，滿足各種各樣產品的加工需求。 然而更關鍵的是現代通信技術在機床裝備中的應用，信息通信技術的引進使得現代機床的自動化程度進一步提高，操作者可以通過網絡或手機對機床的程序進行遠程修改，對運轉狀況進行監(jiān)控并積累有關數據；通過網絡對遠程的設備進行維修和檢查、提供售后服務等。 在這些方面我國 專用 機床裝備還有相當大的差距，因此我國 專 用 機床技術裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調可變、任意加工性以及通信技術的應用將是今后的發(fā)展方向。 7 題目內容及要求 本題目的主要內容是設計一臺 擴、攻濾清器兩側面孔專機 ，機床類型為臥式雙面，液壓驅動，由 PLC 控制。 完成 5000 字以上的外文翻譯； 查閱相關資料，了解本課題的研究現狀和研究的內容； 完成開題報告（課題的意義；研究方法、方案及技術路線；結論）； 整機方案設計及優(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，生產效率計算卡）。 手繪一張 0 號圖紙（尺寸聯(lián)系圖或裝配圖 ）。 各主要功能標準部件的選擇與計算，同時完成外協(xié)零、部件圖紙。 設計機床專用夾具、刀具。 完成液壓系統(tǒng)設計（液壓站、液壓工作原理圖、液壓元件的選擇與計算、集成塊設計等） 完成整機的機床電氣控制方案（控制原理圖，接線圖， PLC 程序編寫）。 撰寫畢業(yè)設計論文，字數不少于 1 萬。 2 專用機床的整體設計 零件分析 被加工零件 材料為鋁合金 ， 硬度為 35HBS， 擴攻 M16 的孔 2 個 ， 2 個孔分布在零件兩側，現設計專用機床，把零件放置 在 專機中間 ， 對零件兩空同時擴孔，然后旋轉 180 度同時攻絲 。 被加工零件的外形如圖 31 所示。 8 圖 被加工零件外形圖 加工方案確定 本專機擴孔采用鉆削動力頭，主軸與刀具之間采用標準接桿連接，并由主軸前端壓緊螺釘固定接桿。 擴孔工序的工作循環(huán)如下： 9 圖 擴孔工序的工作循環(huán) 攻絲采用攻絲動力頭，由攻絲靠模裝置實現加工螺紋內聯(lián)系傳動。用攻絲靠模裝置加工內螺紋的特點是，攻絲主軸系統(tǒng)的進給運動由攻絲靠模機構得到。 此種攻絲方法，靠?？梢越浤ブ频玫捷^準確的螺距，由于靠模螺桿帶動絲錐進給比較輕巧，同時又有攻絲接桿補償攻絲主軸靠模系統(tǒng)與絲錐自行引進的進給差，因而攻絲時可得到較高的精度。該靠模裝置除了具有結構簡單、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量，目前應用很廣泛。 攻絲工序的工作循環(huán)如下： 圖 攻絲工序的工作循環(huán) 機床布局 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)，故可采用臥式機床。 由于擴孔攻絲不在同一工位上，中間需要安裝回轉工作臺。 具體布局如圖 。 10 圖 機床大體布局 確定切削用量 選擇切削用量 擴孔加工直徑均為 Φ ，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給量相同。 根據《專用機床設備設計》表 719查得： 高速鋼擴孔鉆加工鋁合金 切削速度 m in/5020 m～V ? ，進給量 f=～對主軸轉速的選取，當取切削速度 V 為 30m/min 時，主軸的轉速為 ： m in/664D1000Vn r?? ? 。 對進給量的選取，考慮到工件為鋁合金，可選用較低的數值，即取 f 為。 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給量相同。 根據《專用機床設備設計》表 718查得： 高速鋼絲錐攻絲切削速度 m in/155 m～V ? 查《機械加工工藝手冊》得： 螺紋間距 mmf ? ， 11 選 min/200rn ? 切削速度 ： DnV ?? ∴ m i n/10102 0 016 3 mDnV ?????? ??? ∴ V 滿足要求 每分鐘進給量 nfSV f ?? 錐 式中： fV —— 主軸系統(tǒng)的進給量（ min/mm ）； 錐S —— 絲錐每分鐘自行引進量（ min/mm ）； n —— 絲錐每分鐘轉速（ min/r ）； f —— 絲錐的螺距 （ mm ）。 ∴ m i n/ 3 mnfV f ????? ? 確定 機床切削扭矩 T. 切削力 P 切削扭矩 T 的計算 根據《專用機床設備設計》表 724查得： 擴孔時 HBfDT ? 式中： D—— 加工直徑（ mm） f —— 擴孔進給量（ mm /r） ； HB—— 布氏硬度 。 ∴ mmNHBfDT ??????? 攻絲時 wPDT ? 式中： wP —— 工件螺距 （ mm ） ； D—— 加工直徑 （ mm ） 。 ∴ mmNPDT w ?????? 5 8 7 3 7 9 51 9 5 切削力 F 的計算 12 DTF 2? ∴ NDTF ????擴孔 NDTF ????攻絲 切削功率 P 的計算 根據《專用機床設備設計》表 724查得： DTVP ?9740? ∴ kWDTVP ??? ??? ??擴孔kWDTVP ??? ??? ??攻絲 考慮到功率損失， ∴ kWPP ??? 擴孔擴孔實 kWPP ??? 攻絲攻絲實 3 確定 機床三圖一卡 三圖一卡的內容主要包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產率計算卡。 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據選定的工藝方案，表示一臺組合機床或自動線完成的工藝內容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求、加工用定位基準、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上，突出本機床或自動線的加工內容，加上必要的13 說明繪制成的。它是組合機床設計的主要依據，也是制造、使用、檢驗和調整機床的重要技術文件。圖上應表示出： 1）被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機床設計有關的部位的結構形狀及尺寸。尤其是當需要設置中間導向套時，應表示出零件內部的肋、壁布置及有關結構的形狀及尺寸。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、夾壓部位及夾壓方向。以便依此進行夾具的定位支承（包括輔助定位支承）、限位、夾緊、導向系統(tǒng)的設計。 3）本道工序加工部位的尺寸、精