數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的設計本科畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-10-01 13:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 部分，液壓系統(tǒng)的設計要同 機床主機 的總體設計同 步 進行。設計必須 與工作環(huán)境、工作方式相結合 ， 確定液壓系統(tǒng)的作用及需要改進的方向，進而設計出一個適合整機的液壓 系統(tǒng)，這才是最關鍵的 [1]。 設計步驟 一般來說，在明確設計要求之后，大致按如下步驟進行 ： ① 學習 并 掌握 液壓系統(tǒng)原理的 基礎知識 ； ② 根據(jù)數(shù)控機床工況要求及負載分析、對比選出合適的液壓回路； ③ 擬定液壓系統(tǒng)原理圖； ④ 液壓系統(tǒng)的計算和元件的選擇； ⑤ 液壓系統(tǒng)元件尺寸和結構的確定； ⑥ 總結 分析，精度和 誤差 的 統(tǒng)計 。 研究內(nèi)容 根據(jù)設計要求，本文的研究內(nèi)容大致分為以下三點： 。 。 。 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的設計 3 2 液壓系統(tǒng)的簡介 液壓系統(tǒng)的組成 一個完整的液壓系統(tǒng) 一般 由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油 [4]。 動力元件 ：液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，是能量轉(zhuǎn)換元件，由原動機驅(qū)動，把輸入的機械能轉(zhuǎn)化為油液的壓力能再輸出到系統(tǒng)中去，為執(zhí)行元件提供動力。 執(zhí)行元件 ：主要 是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能 并將其輸出。缸主要是輸出力和直線運動，但有的是輸出往復擺動運動和扭矩；馬達則是輸出連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動和扭矩。 控制元件 ：功能是對流動方向、壓力和流量進行控制，以滿足執(zhí)行元件所需要各個要求，從而使系統(tǒng)按照特定的工作要求進行工作。 輔助元件 ：包括蓄能器、過濾器、 油箱、壓力表、管件及密封裝置等。 液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點 優(yōu)點：能夠承受較大的工作壓力，便于無級變速，工作相對平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁切換，易于實現(xiàn)過載保護，液壓元件易于實現(xiàn)標準化、系列化和通用化，便于設計和制造。 缺點：不宜在較高或較低溫度下工作，不可遠距離輸送動力， 元件制造精度要求高 ，不易 實現(xiàn)定比傳動 ， 發(fā)生故障不易檢查和排除 ，傳動效率相對較低。 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的設計 4 3 液壓尾座液壓傳動總體設計 尾座簡介 。尾座安裝在機床導軌上，可縱向調(diào)整?？梢杂庙敿?支撐較長的工件，必要時也可以安裝鉸刀和鉆頭等相應的孔加工刀具進行孔的加工。 W H 為： 95 40mm，尾座的套筒的直徑 80mm。套筒的錐孔 MT4。所以，尾座必須具有一定的剛性。 ；良好的動態(tài)性能夠使整機的固有頻率不至于和激振頻率重合而發(fā)生共振；良好的工藝便于裝配和制造。 此尾座是實現(xiàn)套筒和活塞固定座通過螺釘連接，并且可以移動。油壓后座、活塞軸和尾座體固定在一起?；钊S、套筒和活塞固定座形成液壓缸，分兩個腔。 回路設計 大體看來液壓 尾座有頂針部分和加緊部分。前者是起軸頂緊的作用，當頂針工作時需要加緊機構進行加緊工步，保證零件裝卡的精度，才能保證加工的精度。 液壓尾座頂針液壓回路 液壓系統(tǒng)原理圖如下： 6液壓泵 圖 31 原理圖 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的設計 5 頂針加緊液壓回路 設計尾座液壓回路原理圖如下： 圖 32 頂針夾緊油缸回路 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的設計 6 4 尾座液壓系統(tǒng)設計 前面已經(jīng)完成 尾座的控制回路，本章節(jié)將從數(shù)據(jù)計算的角度來對液壓缸和液壓泵進行設計。 液壓系統(tǒng)的壓力 液壓缸的壓力主要根據(jù)負載確定，此外還需要考慮其它因素，例如各類設備的不同點和應用方式，經(jīng)濟、精度、密封性能要求和功能要求都需要考慮在內(nèi)，根據(jù)負載與工作壓力關系表 41和機械類型與工作壓力關系表 42來確定液壓系統(tǒng)的工 作力。 表 41 負載與工作壓力關系表 負載 F/kN 5 5～ 8 10～ 20 20～ 30 3050 50 工作壓力 p/Mpa ～ 1 ～ 2 ～ 3 3～ 4 4～ 5 5～ 7 表 42 機械類型與工作壓力關系表 機械類型 機 床 農(nóng)業(yè)機械 工程機械 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 工作壓力 /MPa a≤2 3～ 5 ≤8 8～ 10 10 ～16 20 ～32 根據(jù)以上兩表， 選定工作壓力為 ： 16Mpa 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的設計 7 1— 郵箱， 2— 變量液壓泵 3— 電動機 10— 過濾器 5— 冷卻器 6— 油液注入口 7— 液位計 8— 單向閥 9— 加熱器 11— 溢流閥 12— 固定尾座的雙聯(lián)液壓缸系統(tǒng) 1 15— 三位四通電磁換向閥 14— 驅(qū)動絲杠的液壓馬達 16— 固定套筒的液壓缸 17— 兩位四通電磁換向閥 圖 41 液壓系統(tǒng)原理圖 頂針油缸的相關計算 已知車床切削用量 f=；切削速度 v=5080m/min； 工件直徑 400mm，加工長度 350mm。 假設液壓 尾座最大軸向力為 ，所以液壓油缸要想克服這一軸向力，即液壓油缸所受的外力 NFz ? ，根據(jù)相關表格加緊時的壓力區(qū) 2MPa，背壓 。則液壓缸的內(nèi)徑是： )( 4 21 pp FD z??? （ 41） 1p 為輸出壓力， 2p 為系統(tǒng)背壓，代入數(shù)據(jù)可得： mmD )( 544 ????? （ 42） 所以選取油缸直徑 mmD 80? ； 活塞桿直徑 )~(?? Dd =50mm （ 43） 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的設計 8 液壓泵的設計 確定液壓泵的最大工作壓力 pB=p1+ΣΔ p 其中： p1為液壓缸工作時所需要的最大壓力 ΣΔ p 為總的壓力損失包括 流量閥和其他元件的局部壓力損失 、管路損失等， 根據(jù)同類型
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