【文章內(nèi)容簡介】 .擇 .換 .向 .回 .路 .電 .磁 .換 .向 .閥 .。 .因 .此 .， .兩 .個 .油 .缸 .采 .用 .三 .位 .四 .通 .換 .向 .閥 .。 C. 液壓系統(tǒng)原理圖。 無錫太湖學院學士學位論文 4 圖 數(shù)控車床液壓原理圖 D. 車床電磁鐵動作表如表 12 所示。 表 12 電磁鐵動作表 動作 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 7YA 8YA 卡盤正卡 高 壓 夾緊 + — — 松開 — + — 低 壓 夾緊 + — + 松開 — + + 卡盤反卡 高 壓 夾緊 — + — 松開 + — — 低 壓 夾緊 — + + 松開 + — + 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設計 5 回轉(zhuǎn)刀架 正轉(zhuǎn) — + 反轉(zhuǎn) + — 刀盤 松開 + 夾緊 — 尾座套筒 伸出 — + 返回 + — 無錫太湖學院學士學位論文 6 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設計 7 2 MJ50數(shù)控機床液壓系統(tǒng)工況分析 .對 . . .控 .機 .床 .液 .壓 .系 .統(tǒng) .的 .性 .能 .分 .析 .是 .對 .液 .壓 .執(zhí) .行 .機 .構(gòu) .的 .運 .動 .分 .析 .和 .受 .力 .分 .析 .，目的是找出每一個執(zhí)行流，壓力變化規(guī)律，在勞動過程中功率元件，作為擬定液壓系統(tǒng)的方案，確定系統(tǒng)主要參數(shù)（壓力和流量）的依據(jù)。 液壓系統(tǒng)的運動分析 根 .據(jù) .對 .普 .通 . . .控 .車 .床 .機 .床 .卡 .盤 .卡 .緊 .動 .作 .的 .觀 .察 .和 .分 .析 .可 .知 .， .液 .壓 .卡 .盤 .執(zhí) .行 .元 .件 .， .即 .液 .壓 .缸 .運 .動 .過 .程 .可 .分 .解 .為 .： .向 .前 .卡 .緊 .， .保 .持 .不 .動 .， .向 .后 .松 .開 .。外卡（正卡） —— 卡盤從外往里夾緊工件。主軸卡盤的夾緊與松開由二位四通電磁閥 1 控制?？ūP的高壓夾緊與低壓夾緊轉(zhuǎn)換，由二位四通電磁閥 2 控制。當卡盤處于正卡且在高壓夾緊狀態(tài)時，夾緊力大小由減壓閥 6 調(diào)節(jié)。當 1YA 通電、 3YA 斷電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)閥 6—— 閥 2—— 閥 1——進入液壓缸右腔；液壓缸左腔的油液經(jīng)閥 1 直接回油箱，活塞桿左移，卡盤夾緊。反之，當 2YA 通電時，卡盤松開。其運動循環(huán)圖如下。 向前卡緊 向后松開 圖 卡盤液壓缸運動循環(huán)圖 刀盤的運動分析 更換回轉(zhuǎn)刀架刀具時，首先是松開刀盤，然后將刀盤轉(zhuǎn)到指定的刀位，最后刀盤夾緊。刀盤的夾緊與松開，由一個二位四通電磁閥 4 控制，如圖 所示。 刀盤的旋轉(zhuǎn)可正反轉(zhuǎn)，由三位四通電磁閥 3 控制，其轉(zhuǎn)速分別由單向調(diào)速閥 9 和 10調(diào)節(jié)控制。 當 4YA 通電時，刀盤松開；當 8YA 通電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)閥 3—— 調(diào)速閥 9—— 液壓馬達，刀架正轉(zhuǎn)。 當 7YA 通電時，刀架反轉(zhuǎn)；當 4YA 斷電時，刀盤夾緊。如圖 所示。 保持不動 原位停止 無錫太湖學院學士學位論文 8 圖 卡盤液壓圖 圖 刀架液壓圖 圖 尾架液壓圖 .尾座套筒的伸出與退回由三位四通電磁閥 5 控制。當 5YA 通電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)減壓閥 8— 閥 5— 閥 11— 液壓缸右腔；液壓缸左腔油液 —— 閥 5—— 油箱，套筒伸出。套筒伸出時的預緊力大小由減壓閥 8 調(diào)定，伸出速度由調(diào)速閥 11 調(diào)定。 .反之，當 6YA 通電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)減壓閥 8—— 電磁閥 5—— 直接進入液壓缸左腔，液壓缸右腔的油液經(jīng)閥 11— 閥 5 直接回油箱，套筒退回。如圖 24 所示。 .一些設備，如果負載的變化更為復雜，在條件許可時，應繪制負載循環(huán)圖， 確 .定 .工 .作 .壓 .力 .， .液 .壓 .執(zhí) .行 .機 .構(gòu) .為 .液 .壓 .系 .統(tǒng) .的 .制 .定 .提供 .依 .據(jù) .。 .液 .壓 .系 .統(tǒng) .的 .工 .作 .性 .能 .還 .包 .括 .工 .作 .時 .的 .平 .穩(wěn) .性 .、 .可 .靠 .性 .、 .轉(zhuǎn) .換 .精 .度 .、 .停 .留 .時 .間 .、沖擊力等方面的要求。一般情況下，液壓執(zhí)行元件帶動工作部件作直線往復運動時，需要克服的外負載包括工作負載、摩擦負載和慣性負載。 液壓系統(tǒng)的負載分析 1. 工作負載 CF 液壓設備荷載不同，其負載工作形式也不同。金屬切削機床，工作負荷的工作部件的運動方向的切削力；對于提升機械，其重物的重量就是工作負載。工作負載的方向與活塞的運動方向相同的為負，反之則為正。 2．摩擦負載 Ff 液壓缸驅(qū)動工作部件移動時，需要克服導軌或支承面上的摩擦力，這個摩擦力稱為摩擦負載。 對于平導軌 fnF f F? ? () 對于 V 型導軌 ? ?sin 2nf fFF ?? ? () 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設計 9 式中， nF?在作用在導軌上的總的正壓力或沿 V 型塊導軌橫截面中心線方向的總作用力（ N）； f— 摩擦系數(shù)，一般，靜摩擦系數(shù) sf= ～ ，動摩擦系數(shù) df= ～ ； ?— V 型導軌的夾角，一般 ? = 90176。 3. 慣性負載 iF慣性負載是工作部件在啟動加速和制動減速時的慣性力。啟動時為正值，制動時為負值。其大小可根據(jù)牛頓第二定律計算： i GvF ma gt???? （ ） 式中， m運動部件的質(zhì)量（ kg）； a—— 運動部件的加速度（ m/s2）； G—— 工作部件的重量； g—— 重力加速度； t?— 啟 .動 .加 .速 .或 .減 .速 .的 .時 .間 .， .一 .般 .機 .床 . t? .= . .0.. ..～ .0.. ..， .對 .輕 .載 .低 .速 .運 .動 .部 .件 .取 .小 .值 .， .對 .重 .載 .高 .速 .運 .動 .部 .件 .取 .大 .值 .。 4. 重力 GF 垂直放置和傾斜放置的移動部件，其本身的重量也成為一種負載，當上移時負載為正值，下移時為負值。 以上三種負載之和稱為液壓缸的外負載 F 在不同的工作階段外負載的負載的計算方法是不同的，具體公式如下面所列： a. 啟動階段： f G iF F F F? ? ? b. 快速階段： fGF F F?? c. 保持階段： f G CF F F F? ? ? d. 停止階段： f G iF F F F? ? ? .根據(jù)上述各運動階段內(nèi)的負載與相應的時間，可繪出液壓缸的負載循環(huán)圖，它清楚地表明了液壓缸在工作循環(huán)中負載的變化規(guī)律。負載循環(huán)圖如圖 所示。 圖 負載圖 實際上液壓缸工作時，還需克服內(nèi)部密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力和液壓缸回油腔的背壓阻力。由于各種缸的密封材質(zhì)和密封形式不同，所以密封裝置的摩擦阻力難以精確計算，無錫太湖學院學士學位論文 10 一般用液壓缸的機械效率加以考慮，常取 m? = ～ ；而背壓阻力在系統(tǒng)方案和結(jié)構(gòu)未確定以前是無法計算的，通常在確定系統(tǒng)工作壓力時再考慮。 在本系統(tǒng)的各個液壓缸的工況大致相同，為啟動 快進 保持，或是啟動 快退 停止。故只計算其中的一種，其他的此處不做計算了。由設計得出，沿軸向的切削力 CF切削力為 8000N；靜摩擦系數(shù)為 ，動摩擦系數(shù)為 。時間為 ，速度為 minm。 慣性負載 4 0 0 5 0 4 . 5 6 9 ( )9 . 8 0 . 0 5 6 0iF m a N?? ? ? ?? 摩擦負載 0 .2 2 0 0 0 4 0 0fsF N N? ? ? 0 .1 2 0 0 0 2 0 0fdF N N? ? ? 重力 400 50 450GFN? ? ? 由此得出液壓缸在各工作階段的負載，液壓缸在各工作階段的負載 F 如表 21 所示 ： 表 21 工作負載表 工況 負載組成 負載值 F（ N） 啟動 f G iF F F F? ? ? 919 快進 fGF F F?? 650 保持 f G CF F F F? ? ? 8850 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設計 11 3 MJ50數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設計 MJ50 數(shù)控機床液壓系統(tǒng)的設計要求 1. 液 .壓 .系 .統(tǒng) .的 .設 .計 .要 .求 .是 .進 .行 .每 .項 .程 .序 .設 .計 .的 .依 .據(jù) .。 .在 .制 .定 .基 .本 .方 .案 .并 .進 .行 .進 .一 .步 .著 .手 .液 .壓 .系 .統(tǒng) .各 .部 .分 .設 .計 .之 .前 .， .必 .須 .把 .設 .計 .要 .求 .以 .及 .與 .該 .設 .計 .內(nèi) .容 .有 .關 .的 .其 .他 .方 .面 .了 .解 .清 .楚 .。 （ 1） 機 .床 .的 .概 .況 .： .用 .途 .、 .性 .能 .、 .工 .藝 .流 .程 .、 .作 .業(yè) .環(huán) .境 .、 .總 .體 .布 .局 .等 .； （ 2） 液壓系統(tǒng)要完成哪些動作，動作順序及彼此相互關系； （ 3） 液 .壓 .驅(qū) .動 .機 .構(gòu) .的 .運 .動 .形 .式 .， .運 .動 .速 .度 .； （ 4） 各動作機構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)； （ 5） 對 .調(diào) .整 .范 .圍 .、 .運 .動 .平 .穩(wěn) .性 .、 .轉(zhuǎn) .換 .精 .度 .等 .性 .能 .方 .面 .的 .要 .求 .； （ 6） 自動化程度、操作控制方式的要求； （ 7） 對 .防 .塵 .、 .防 .爆 .、 .防 .寒 .、 .噪 .聲 .、 .安 .全 .可 .靠 .性 .的 .要 .求 .； （ 8） 對效率、成本等方面的要求。 2. 各 .個 .液 .壓 .傳 .動 .裝 .置 .的 .設 .計 .要 .求 .為 .： .整 .體 .式 .底 .座 .結(jié) .構(gòu) .， .剛 .性 .好 .， .精 .度 .保 .持 .性 .好 .： （ 1） 液壓卡盤夾持工件的范圍為 Φ0～ Φ500；最高壓力 為 ；液壓卡盤夾緊時間： t=6s； （ 2） 液 .壓 .系 .統(tǒng) .壓 .力 .（ .0.. .2.～ .4.. ..） .， .取 ..， .預 .計 .液 .壓 .系 .統(tǒng) .使 .用 .流 .量 .： ../ ..。 液壓系統(tǒng)作為 MJ50 數(shù)控機床 的傳動裝置， 應 .采 .用 .結(jié) .構(gòu) .比 .較 .簡 .單 .， .設 .備 .外 .形 .尺 .寸 .小 .， .能 .遠 .距 .離 .傳 .遞 .大 .能 .量 .； .能 .承 .受 .較 .大 .的 .載 .荷 .；沒有復雜的傳動機構(gòu)；在室內(nèi)的空氣里能保證安全，動作迅速；操作、調(diào)節(jié)簡單；過載保護簡單可靠 。 MJ50機床液壓系統(tǒng)選型 1. 調(diào)速方式的選擇 以電動機作為原動機的機器，其液壓傳動系統(tǒng)一般只能采用液壓調(diào)速。液壓調(diào)速包括節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速和容積 — 節(jié)流聯(lián)合調(diào)速三種方案。比較三者，最后選擇容積 — 節(jié)流聯(lián)合調(diào)速方式。它的調(diào)節(jié)方法是壓力反饋式變量泵和流量控制閥聯(lián)合調(diào)節(jié)，調(diào)速范圍較大，速度負載特性較好，功率損失及發(fā)熱較小，適用工況為中等功率、要求溫升小、速度平穩(wěn)性要求高的系統(tǒng)。 2. 液壓回路的選擇 油路循環(huán)形式的不同，可將液壓傳