【正文】 東北林業(yè)大學 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 設(shè)計 題目 壓力板成形穴銑床夾具及液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計 指導教師 張東煜 副 教授 專 業(yè) 機械電子工程 2020級 1 班 學 生 張文元 2020 年 12 月 2 日 題目名稱 ： 壓力板成形穴 銑床 夾具及 液壓 傳動 系統(tǒng)的設(shè)計 任務(wù)內(nèi)容（包括內(nèi)容、計劃、時間安排、完成工作量與水平具體要求） 完成 壓力板成形穴銑床 液壓 傳動 系統(tǒng)和 夾具 部分的設(shè)計，包括液壓系統(tǒng)、液壓缸、液壓元件的設(shè)計計算及 銑床夾具 結(jié)構(gòu)設(shè)計 。 ③ 5月 10日前， 進行 壓力板成形穴銑床 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算；完成液壓傳動系統(tǒng)圖一張（ A1圖紙）。 分析 銑床 工作臺液 壓缸受力情況，完成對工作臺液壓缸工況的分析，并繪制了工況圖 ，根據(jù)液壓缸工作要求，完成液壓缸的設(shè)計包括液壓缸缸筒、活塞桿的強度校核。考慮到銑床的工作需要選擇液壓回路，擬定并合成出液壓系統(tǒng)圖。 hydraulic drive system。 銑床是用銑刀對工件進行銑削 加工的機床。 (3)滑枕式銑床：主軸裝在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導軌作橫向移動，滑鞍可沿立柱導軌作垂直移動。用于大件加工。一般用于加工復雜形狀工件。 (10)專用銑床：例如工具銑床：用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，加工形狀復雜。 儀表銑床是一種小型的升降臺銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件；工具銑床主要用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件，還可進行鉆削、鏜削和插削等加工。該機床為兩工位的臥式組合機床。動力滑臺的工作循環(huán)為：快進 —— 工進 —— 靠固定擋鐵停留 —— 快退。 液壓技術(shù)和機械制造業(yè)的關(guān)系最為密切 ， 主要用來滿足生產(chǎn)過程自動化的需要和機械制造設(shè)備的需要。液壓技術(shù)的發(fā)展總是與當代的高新技術(shù)緊密結(jié)合在一起的，工程機械的液壓傳動系統(tǒng)功率 重量比大，響應(yīng)快，易于實現(xiàn)自動控制和過載保護；這一技術(shù)在機床領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，液壓 伺服系統(tǒng)可以實現(xiàn)閉環(huán)控制，控制精度高，液壓元件的生產(chǎn)、銷售也已實現(xiàn)標準化、系列化、通用化。 液壓傳動和控制由于應(yīng)用了電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)及新工藝、新材料等后取得了新的發(fā)展 ， 使液壓系統(tǒng)和元件在技術(shù)水平上有很大提高 .本文從液壓現(xiàn)場總線技術(shù)、自動化控制軟件技術(shù)、水壓元件及系統(tǒng)、液壓節(jié)能技術(shù)等方面介紹液壓技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢 .指出液壓傳動向自動化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展 ， 是不斷提高它與電傳動、機械傳動競爭能力的關(guān)鍵 【 2】 。工件安裝在動力滑臺上的夾具內(nèi)，動力滑臺的工作循 環(huán)為：快進――工進――靠固定擋鐵停留――快退。擰緊螺母 6，通過開口壓板 7將工件壓緊 【 4】 。夾具與工作臺固定，所以直線進給可由工作臺帶動夾具進給一部分，而剩下的直線，旋轉(zhuǎn)運動只能由夾具或者銑刀完成，銑床上有 5 跟主軸，不可能同時做旋轉(zhuǎn)運動，所以要求夾具能夠帶動工件旋轉(zhuǎn)又能向前進給，所以 我設(shè)計了一個凸輪和用于提供旋轉(zhuǎn)的齒輪齒條缸。 東北林業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計 6 圖 23 壓力板成形穴銑床端面凸輪零件圖 凸輪斜面需要熱處理，表面滲碳淬火 【 6】 。銑削時，由齒輪齒條式液壓缸實現(xiàn)，由二位四通電磁換向閥和調(diào)速閥控制。 圖 31 機床工況 【 8】 負載分析 圖 31（ b）是該機床的負載圖，按設(shè)備的工藝 要求，把執(zhí)行元件個階段的負載用曲線出來，液壓缸驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)往復運動受到外負載： 東北林業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計 8 mfL FFFF ??? 式中 mF — 活塞上受慣性力； fF — 導軌摩擦阻力； LF — 工作負載 。此階段是工進，要求活塞工進時速度慢，而且運行平穩(wěn)，所以在進油路上用一個節(jié)流閥調(diào)速，回油路上，通過單向閥進入油箱，齒輪齒條缸工作時與工作臺不同，銑削只用動作一次，不會發(fā)生進給后有前沖現(xiàn)象，所以背壓可以較小，用單向閥即可滿足。當快退時，油液進入液壓缸右側(cè)，左腔出油經(jīng)過單向閥，快速退回。 （ 2） 工作臺一直向右運動，當碰到位置開關(guān) SQ1 時，則 1YA動作，行程閥 7 動作，液壓油只能從調(diào)速閥 5進入液壓缸左腔，工作臺降速工進，實現(xiàn)由快進到自動 進給其液壓回路為： 進油路： 1→換向閥 4→ 5→液壓缸左腔，則液壓缸推動工作臺向右移動（活塞通過活塞桿固定在床身上） 回油路：工作臺液壓缸右腔→ 4→油箱。 東北林業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計 12 根據(jù)機床受力確定主要參數(shù) 【 11】 該機床為組合機床，機床主軸 10 根，要求工作循環(huán)是：快速接近工件→工進→固定擋鐵停留→快退。液壓缸的機械效率（考慮封閉阻力）為 。鉆Φ 8 孔時，主軸轉(zhuǎn)速 550 r/min，每轉(zhuǎn)進給量 2S = mm/r )(10253)()(2211NHBSDHBSDF e????????????? 液壓缸在各動作階段中的負載計算 液壓缸在各動作階段中的負載，如下表 32 所示 【 15】 。 缸筒內(nèi)徑 : mmAD 24 ?? ??????? (36) 通過查表 （ GB/T2348－ 93），按標準?。?D=63mm 3）液壓缸缸筒長度 L的確定 液壓缸的缸筒長度 L 由最大工作行程長度決定，缸筒長度一般最好不超過其內(nèi)徑的20 倍 ( 20LD? )。擬定活塞桿長度 7501?L 。因此，該缸所受最大工作負載為銑削工進受 的切削力 ZF ,工件壓力板材料為鑄鐵，則： 切削功率： 310mZP F v KW??? (310) 式中 ZF ――――切削力 (N) v ――――切削速度（ m/min） 已知該機床在切削過程中所消耗功率 KW? ,則切削功率 mP 為： E mP P K W?? ? ? ? (311) 所以 1 . 2 7 6 9 5 6 2 . 50 . 0 0 8 / 6 0mZ PFNv? ? ? 液壓缸尺寸 ： 1） 活塞有效工作面積： 21 5429 5 6 2 .53 3 1 02 8 .9 8 1 0FAmPm??? ??? 式中 F — 工作臺液壓缸的最大負載力，即工進時的壓力已計算得 F= P— 按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定系統(tǒng)的工作壓力，取 P=。 3） 強度校核 （ 1）缸筒壁厚校核 【 21】 對于中、低壓系統(tǒng)，缸筒壁厚根據(jù)結(jié)構(gòu)要求來確定為 1? =15mm，因為 1 14mm? ? ，所 以，此液壓缸壁厚一定滿足要求。 Σ△p 的準確計算要待元件選定并繪出管路圖 時才能進行，初算時可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取：管路簡單、流速不大的，取 Σ△p= （ ～ ） MPa；管路復雜，進口有調(diào)閥的，取 Σ△p=（ ～ ） MPa。為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25%～ 60%。溢流閥按液壓泵的最大流量選??；選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求。 油箱容量的經(jīng)驗公式為 V=α qV = 3?18=54（ L） （ 31） 式中 QV—— 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（ m3）； α —— 經(jīng)驗系數(shù) 取 3 液壓缸端蓋設(shè)計 圖 45 齒輪齒條液壓缸 如圖 45所示， 該端蓋前端有密封溝槽，可以與液壓缸密封，使液壓缸缸桶結(jié)構(gòu)簡單，方便制造。通過工況分析，計算出機床主要受力情況，確定液壓泵及元件參數(shù)，并對主要液壓缸、活塞桿進行設(shè)計計算以及強度校核。 Surkko Proportional Valve with integrated for pressure and flow conf on Fluid Power March 2428 1987， Finland: 203208 [22] 黎啟柏 《液壓元件手冊》 .北京：機械工業(yè)出版社，冶金工業(yè)出版社， 1999， 12 ， 致謝