【正文】 組合機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水線生產(chǎn)線。工藝路線的擬定一般要做兩個方面的工作：一是根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定加工工序和工藝內(nèi)容，依據(jù)工序的集中和分散程度來劃分 工藝；二是選擇工藝基準(zhǔn)，即主要選擇定為基準(zhǔn)和校驗基準(zhǔn)。至于要求不高的平面，則可將粗精兩次走刀安排在一個工序內(nèi)完成，以縮短工藝過程，提高工效。 擬訂集成塊工藝過程時一般遵循以下原則： “基準(zhǔn)先行”的原則。本次設(shè)計集成塊選擇模鍛。液壓機(jī)是以液體產(chǎn)生的靜壓力使坯料變形的，是生產(chǎn)大型鍛件的唯一方式。所用毛坯不得有砂眼、夾層等缺陷，必要時應(yīng)對其進(jìn)行探傷。加工安裝孔的質(zhì)量直接影響到液壓系統(tǒng)的使用壽命，因此安裝孔的粗糙度 mRa ?? ，油孔的技術(shù)要求就比較低，其粗糙度 mRa ?? 。 運(yùn)城學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 第 4 章 集成塊加工工藝的設(shè)計 確定集成塊的生產(chǎn)綱領(lǐng) 根據(jù)集成塊的應(yīng)用范圍為組合鉆床的專用產(chǎn)品 ,產(chǎn)品的產(chǎn)量很大，所以 為大批量生產(chǎn)，定為 3000 件 /年 。 中間塊 3 三維示意圖如圖 36 所示： 圖 36 中間塊 3 Solidworks 三維圖 前側(cè)面布置 行程 閥橫放；后側(cè)面布置 壓力繼電器 閥橫放； 右側(cè)面 布置 單向調(diào)速閥橫放；左側(cè)面布置液壓缸管接頭 。 根據(jù)第二章圖 25， 29， 210， 211 可確定中間塊 2 長最少 119mm ，寬最少 90mm ，高最少 102mm 。 通過集成塊單元回路圖可了解到中間塊 3 的油孔比較簡單，設(shè)計就比較容易些， 3 號行程閥和 4 號單向調(diào)速閥的進(jìn)油口與中間塊 2 的 2 號 三位四通電磁換向閥 A 油口相通，12 號壓力 繼電器的油口連接液壓缸的 無桿腔 油口與 3 號、 4 號閥的出油口相通。 中間塊 2 中間塊 2 布置 四 個液壓閥，一個 5 號 單向閥 CRG030405，一個 7 號背壓閥FBF3D10B，一個 2 號 三位四通電磁換向閥 34EDH10BTZZ， 一個 6 號液控順序閥XF3E10B,仍需布置兩個公共油口，根據(jù)集成塊單元回路圖可看出在中間塊 2 上還需要布置一個油道與三位四通電磁換向閥的 A 油口、第三個塊的行程閥的進(jìn)油口相通，一個油孔與液壓缸的出油 口連接。集成塊上也設(shè)有公共進(jìn)油口 P 孔、回油口 T 孔，用于聯(lián)系每個塊上的各單元回路；一般將公共油口設(shè)置在集成塊的上下表面，每個塊的上下表面為疊合面，三個側(cè)面安裝板式液壓元件，另外一個側(cè)面安裝管接頭，連接泵、油箱、 液壓缸等，安裝液壓元件時要將經(jīng)常調(diào)整的元件安裝在容易操作和觀察的位置上。開式油箱應(yīng)用較多。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]單向閥 CRG030450 的尺寸圖如圖 26 所示： 圖 26 CRG030450 的尺寸圖 運(yùn)城學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 溢流閥 溢流閥 的主要作用是對液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)。 根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱液壓設(shè)計手冊，選出閥類元件，確定出其尺寸和其他輔件的規(guī)格如表 28 所示。即快進(jìn)時，由大小泵同時供油，液壓缸實現(xiàn)差動連接。 按本課題方案，供油回路采用雙定量泵供油回路， 也可選用限壓式變量泵作油源。則可估算出液壓缸各工作階段中的壓力、流量和功率，如表 25 所示。 因工作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：夾緊力，導(dǎo)軌摩擦力，慣性力。 隨著三維 CAD 軟件的普及應(yīng)用，國內(nèi)外學(xué)者對基于三維 CAD 軟件的液壓集成塊設(shè)計，液壓集成塊油路智能優(yōu)化設(shè)計，油路聯(lián)通關(guān)系的校核等進(jìn)行了廣泛的研究。 管式連接時管路交錯，所占空間大，易造成漏油和滲入空氣。根據(jù)集成塊的技術(shù)要求， 毛坯材料選擇 45 號鋼，確定出毛坯余量。 本課題主要針對臥式單面多軸組合鉆床液壓系統(tǒng)的集成塊進(jìn)行設(shè)計，同時借助Solidworks 輔助設(shè)計，綜合應(yīng)用各種先進(jìn)的設(shè) 計理念完成本次課題的研究。同時使用 Solidworks 軟件設(shè)計，將集成塊體內(nèi)的孔道空間位置清楚地展現(xiàn)出來，對實際生產(chǎn)有著一定意義。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [2]相比較而言，選擇集成式連接有它獨(dú)特的優(yōu)點： （ 1）可利用原有的板式元件組合成各種各樣的液壓回路，完成各種動作的要求； （ 2）由于液壓塊向空間發(fā)展，縮小了液壓設(shè)備的占用面積； （ 3）以塊內(nèi)孔道代替管道，簡化了管路連接，便于安裝和管理； （ 4）縮短了管路，基本消除了漏油現(xiàn)象，提高了液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性； （ 5）如果變更回路，只要更換液壓塊即可，靈活性大，可實現(xiàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化，便于成批生產(chǎn)。刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵，硬度為 240HBS； 采用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)為 ，動摩擦系數(shù)為 ；工作臺加減速時間不大于 。 根據(jù)組合機(jī)床加工特點，鉆孔時主軸轉(zhuǎn)速 n 和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 s 按 ―組合機(jī)床設(shè)計手冊 ‖?。? 對 的孔： n1=360r／ min， s l=／ r； 對 的孔： n2=550r／ min， s 2=／ r； 所以，系統(tǒng)總的切削負(fù)載 Ft 為： 0 . 8 0 . 6 0 . 8 0 . 6F t = 1 4 x 2 5 . 5 x 1 7 . 4 x 0 . 1 4 7 x 2 4 0 + 2 2 5 .5 . 0 0 . 0 9 6 = 3 7795Nｘ x 9 x x 2 4 0 令 Ft=FL=37795N 摩擦阻力負(fù)載 Ff 阻力負(fù)載主要來自于工作臺的機(jī)械摩擦阻力，分為靜摩擦阻力 fsF 和動摩擦阻力 fdF 兩部分。 ?FF? ，式中 39。如圖 22 所示： 圖 22 供油回路 這臺機(jī)床液壓系統(tǒng)功率較小，滑臺運(yùn)動速度低，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故可選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。 確定液壓泵的最大工作壓力 由于本設(shè)計采用雙泵供油方式，根據(jù)液壓系統(tǒng)的工況圖，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。直通式單向閥用螺紋連接安裝在管路上。因此，本可設(shè)計選用先導(dǎo)式溢流閥。它由集成塊、底塊和頂蓋用四只長螺栓垂直固緊而成。 底板和中間塊 1 中間塊 1 安裝 兩 個液壓閥， 一 個溢流閥型號 YF3E10B,一個單向閥型號 S10P11，由于選擇的液壓閥 元件油液都是內(nèi)泄型的，集成塊上只需要設(shè)計兩個公共油口（進(jìn)油口 P和回油口 T），中間塊 1 上還要布置與泵連接的 一個 個油口，為控制裝置提供油液。連 接缸的油口布置在 左 側(cè)面，連接第三個塊的一個油口布置在上表面。 與前兩個塊的孔道設(shè)計原則一樣為了避免斜孔的出現(xiàn)，三個液壓元件都橫向放置，行程閥的出油口、壓力繼電器的出油口、連接缸的油口布置在同一高度上，單向調(diào)速閥的出油口、 行程閥 的進(jìn)油口設(shè)計在同一高度上， 此外還需在下表面再鉆一個油道用于連接行程閥的出油口，單向調(diào)速閥的出油口和壓力繼電器的進(jìn)油口， 通過孔道優(yōu)化布置就可確定出液 壓元件的相對位置。 運(yùn)城學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 孔道的布置 根據(jù)集成塊單元回路圖和液壓元件的布置可以設(shè)計出孔道，利用 Solidwors 輔助設(shè)計繪制出三維圖，更加清楚地顯示出塊體內(nèi)油孔的位置 ,便于加工 。根據(jù)參考文獻(xiàn) [8]塊內(nèi)孔道縱橫交錯、層次多、需要多個視圖才能表達(dá)清楚。 集成塊的技術(shù)分析 集成塊的加工質(zhì)量直接影響液壓系統(tǒng)的運(yùn)行效率和使用壽命，因此在加工平面和加工孔時要注意一些技術(shù)要求。毛坯選擇通常從零件的材料 及其力學(xué)性能，零件的形狀和外形尺寸，生產(chǎn)類型，具體生產(chǎn)條件，新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性 五個方面取考慮。 毛坯加工方法的選擇 根 據(jù)參考文獻(xiàn) [12]可知液壓集成塊的制造一般需經(jīng)鍛造 (或鑄造 )、熱處理、刨、磨、鉆等機(jī)加工工序。此方法生產(chǎn)的鍛件尺寸精確，加工余量較小，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜生產(chǎn)率高。 鍛件不允許存在白點、內(nèi)部裂紋和殘余縮孔。 對于集成塊，先加工平面，后加工孔。 （ 2） 半精加工階段 這個階段的任務(wù)是達(dá)到一般的技術(shù)要求及各次要平面達(dá)到最重要求，并為主要精加工做準(zhǔn)備。集成塊的加工工藝流程為：下料 —平面加工 —孔加工 —去毛刺 —表面處理 工藝路線如下： 1 加工前處理。 除通用刀具外，加工各液壓元件的油孔用麻花鉆，加工安裝孔時，需要成型的深孔槍鉆鉆頭和成型的擴(kuò)孔鉆，這樣加工出來的安裝孔精度高，效率高。 本次設(shè)計過程中仍存在很多的問題： （ 1）由于沒有足夠的參考資料和數(shù)據(jù)，選擇液壓元件只能局限在一定的范圍內(nèi)，導(dǎo)致回路中的液壓閥型號達(dá)不到要求，我們選擇 時只能盡可能地滿足其要求。在此表示由衷的感謝！ 在進(jìn)行論文設(shè)計過程當(dāng)中，我也要向和我一起探討的同組同學(xué)表示感謝。 運(yùn)城學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 致謝 歷時兩個月的時間終于完成了本論文的編寫， 在本論文的工作中，自始至終得到了運(yùn)城學(xué)院機(jī)電工程系張潔老師的精心指導(dǎo)和親切關(guān)懷。 結(jié)論 27 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計主要是設(shè)計臥式鉆床液壓系統(tǒng)集成塊，整個設(shè)計過程中思路清晰，主要分為三個內(nèi)容：液壓系統(tǒng)的設(shè)計與計算、液壓集成塊的設(shè)計、集成塊的加工工藝的設(shè)計。 工序卡片參考附錄 機(jī)床，刀具 ，量具 及其夾具的選擇 由于生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以組合機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。 集成塊的工藝路線的擬定 擬定工藝路線的出發(fā)點是零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能夠得到保證。 由于集成塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要表面的精度要求較高，為減少或消除粗加工時產(chǎn)生的切削力、夾緊力和切削熱對加工精度的影響，一般應(yīng)盡可能把粗精加工分開，并分別在不同機(jī)床上進(jìn)行。各表 面由于價格精度的要求，一般不能一次加工就能達(dá)到要求，對于主要面來講，往往需要幾次加工，由粗到精逐步達(dá)到要求。模鍛適合于小型鍛件的大批大量生產(chǎn)，不適合單件小批量生產(chǎn)以及中、大型鍛件的生產(chǎn)。 自由鍛造的設(shè)備分為鍛錘和液壓機(jī)兩大類。當(dāng)工作壓力大于 ，承受中、高壓的集成塊．一般選20 鋼、 35 鋼和 45 鋼；承受高壓的集成塊最好選用鍛鋼。 孔的技術(shù)要求 液壓集成塊體內(nèi)布置了油孔道和安裝孔，其中安裝孔的加工精度比較高，它主要是將液壓元件安裝在集成塊的表面。 零件圖具體結(jié)構(gòu)和尺寸參考圖紙 A1 塊 1，塊 2，塊 3 二維圖。公共油口的位置和中間塊 1 的公共油口位置相同， 單向閥 的 出 油口和三位四通電磁換向閥 的 A油口在同一高度上，單向閥的 進(jìn)油口 油口 ，背壓閥的進(jìn)油口 和三位四通電磁換向閥的 T油口在同一高度上， 液控順序閥的進(jìn)油口與背壓閥的出油口在同一高度， 連接液壓缸 有桿腔 的油口與三位四通電磁換向閥的 B 油口在同一高度上 。 中間塊 2 的外型尺寸確定 塊 2 前側(cè)面放置 2 號三位四通電磁換向 閥， 后側(cè)面放置 6 號液控順序閥和 7 號背壓閥，右側(cè)面放置 5 號單向閥。 中間塊 3 中間塊 3 布置三個液壓元件，一個 3 號 行程閥 22CHD10B，一個 4 號 單向調(diào)速閥AQF3E10CB，一個 12 號 壓力繼電器 PF—B8H，中間塊 3 沒有油口與公共油口相連接，因此塊 3 不需要設(shè)置公共油口，其中塊 3 上仍需布置一個連接液壓缸進(jìn)油口的孔道，一個與塊 2 上表面的一個油口相連接的孔道。根據(jù)這些孔道的連通優(yōu)化布置閥的相對位置即可。 中間塊是一六面體通道塊，其體內(nèi)有構(gòu)成集成塊單元回路所需的油孔通道和液壓元件的螺釘孔，油孔通道應(yīng)盡量簡捷，盡量減少深孔、斜孔和工藝孔，同時根據(jù)參考文獻(xiàn) [7]查得設(shè)計油孔的具體位置時，要確定油孔道的最小間隔尺寸 e 不小于 5 mm ，否則就要對孔道進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)參考文獻(xiàn) [6]其形式有開式和閉式兩種：開式油箱油液液面與大氣相通；閉式油箱油液液面與大氣隔絕。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]單向閥 S10P11 的尺寸圖如圖 25 所示 圖 25 S10P11 連接板的尺寸圖 C 型單向閥在開啟壓力下使用，控制油液單方向流動，阻止反方向流動。 根據(jù)以上計算所值，根據(jù)參考文 獻(xiàn) [3]，查閱液壓設(shè)計手冊，選用 PV2R1212/33