【文章內(nèi)容簡介】 .擇 .換 .向 .回 .路 .電 .磁 .換 .向 .閥 .。 .因 .此 .， .兩 .個(gè) .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(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 圖 數(shù)控車床液壓原理圖 D. 車床電磁鐵動(dòng)作表如表 12 所示。 表 12 電磁鐵動(dòng)作表 動(dòng)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(shè)計(jì) 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(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 2 MJ50數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)工況分析 .對 . . .控 .機(jī) .床 .液 .壓 .系 .統(tǒng) .的 .性 .能 .分 .析 .是 .對 .液 .壓 .執(zhí) .行 .機(jī) .構(gòu) .的 .運(yùn) .動(dòng) .分 .析 .和 .受 .力 .分 .析 .，目的是找出每一個(gè)執(zhí)行流，壓力變化規(guī)律，在勞動(dòng)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(yùn)動(dòng)分析 根 .據(jù) .對 .普 .通 . . .控 .車 .床 .機(jī) .床 .卡 .盤 .卡 .緊 .動(dòng) .作 .的 .觀 .察 .和 .分 .析 .可 .知 .， .液 .壓 .卡 .盤 .執(zhí) .行 .元 .件 .， .即 .液 .壓 .缸 .運(yùn) .動(dòng) .過 .程 .可 .分 .解 .為 .： .向 .前 .卡 .緊 .， .保 .持 .不 .動(dòng) .， .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(dāng)卡盤處于正卡且在高壓夾緊狀態(tài)時(shí)，夾緊力大小由減壓閥 6 調(diào)節(jié)。當(dāng) 1YA 通電、 3YA 斷電時(shí)，系統(tǒng)壓力油經(jīng)閥 6—— 閥 2—— 閥 1——進(jìn)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(dāng) 2YA 通電時(shí)，卡盤松開。其運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下。 向前卡緊 向后松開 圖 卡盤液壓缸運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 刀盤的運(yùn)動(dòng)分析 更換回轉(zhuǎn)刀架刀具時(shí)，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(gè)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(dāng) 4YA 通電時(shí)，刀盤松開；當(dāng) 8YA 通電時(shí)，系統(tǒng)壓力油經(jīng)閥 3—— 調(diào)速閥 9—— 液壓馬達(dá)，刀架正轉(zhuǎn)。 當(dāng) 7YA 通電時(shí)，刀架反轉(zhuǎn)；當(dāng) 4YA 斷電時(shí)，刀盤夾緊。如圖 所示。 保持不動(dòng) 原位停止 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)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(dāng) 5YA 通電時(shí)，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(shí)的預(yù)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(dāng) 6YA 通電時(shí)，系統(tǒng)壓力油經(jīng)減壓閥 8—— 電磁閥 5—— 直接進(jìn)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(shè)備，如果負(fù)載的變化更為復(fù)雜，在條件許可時(shí)，應(yīng)繪制負(fù)載循環(huán)圖， 確 .定 .工 .作 .壓 .力 .， .液 .壓 .執(zhí) .行 .機(jī) .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(shí) .的 .平 .穩(wěn) .性 .、 .可 .靠 .性 .、 .轉(zhuǎn) .換 .精 .度 .、 .停 .留 .時(shí) .間 .、沖擊力等方面的要求。一般情況下，液壓執(zhí)行元件帶動(dòng)工作部件作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要克服的外負(fù)載包括工作負(fù)載、摩擦負(fù)載和慣性負(fù)載。 液壓系統(tǒng)的負(fù)載分析 1. 工作負(fù)載 CF 液壓設(shè)備荷載不同，其負(fù)載工作形式也不同。金屬切削機(jī)床，工作負(fù)荷的工作部件的運(yùn)動(dòng)方向的切削力；對于提升機(jī)械，其重物的重量就是工作負(fù)載。工作負(fù)載的方向與活塞的運(yùn)動(dòng)方向相同的為負(fù)，反之則為正。 2．摩擦負(fù)載 Ff 液壓缸驅(qū)動(dòng)工作部件移動(dòng)時(shí)，需要克服導(dǎo)軌或支承面上的摩擦力，這個(gè)摩擦力稱為摩擦負(fù)載。 對于平導(dǎo)軌 fnF f F? ? () 對于 V 型導(dǎo)軌 ? ?sin 2nf fFF ?? ? () 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 式中， nF?在作用在導(dǎo)軌上的總的正壓力或沿 V 型塊導(dǎo)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(dòng)摩擦系數(shù) df= ～ ； ?— V 型導(dǎo)軌的夾角，一般 ? = 90176。 3. 慣性負(fù)載 iF慣性負(fù)載是工作部件在啟動(dòng)加速和制動(dòng)減速時(shí)的慣性力。啟動(dòng)時(shí)為正值，制動(dòng)時(shí)為負(fù)值。其大小可根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算： i GvF ma gt???? （ ） 式中， m運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量（ kg）； a—— 運(yùn)動(dòng)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(dòng) .加 .速 .或 .減 .速 .的 .時(shí) .間 .， .一 .般 .機(jī) .床 . t? .= . .0.. ..～ .0.. ..， .對 .輕 .載 .低 .速 .運(yùn) .動(dòng) .部 .件 .取 .小 .值 .， .對 .重 .載 .高 .速 .運(yùn) .動(dòng) .部 .件 .取 .大 .值 .。 4. 重力 GF 垂直放置和傾斜放置的移動(dòng)部件，其本身的重量也成為一種負(fù)載，當(dāng)上移時(shí)負(fù)載為正值，下移時(shí)為負(fù)值。 以上三種負(fù)載之和稱為液壓缸的外負(fù)載 F 在不同的工作階段外負(fù)載的負(fù)載的計(jì)算方法是不同的，具體公式如下面所列： a. 啟動(dòng)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(yùn)動(dòng)階段內(nèi)的負(fù)載與相應(yīng)的時(shí)間，可繪出液壓缸的負(fù)載循環(huán)圖，它清楚地表明了液壓缸在工作循環(huán)中負(fù)載的變化規(guī)律。負(fù)載循環(huán)圖如圖 所示。 圖 負(fù)載圖 實(shí)際上液壓缸工作時(shí)，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(jì)算，無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 一般用液壓缸的機(jī)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(jì)算的，通常在確定系統(tǒng)工作壓力時(shí)再考慮。 在本系統(tǒng)的各個(gè)液壓缸的工況大致相同，為啟動(dòng) 快進(jìn) 保持，或是啟動(dòng) 快退 停止。故只計(jì)算其中的一種，其他的此處不做計(jì)算了。由設(shè)計(jì)得出，沿軸向的切削力 CF切削力為 8000N；靜摩擦系數(shù)為 ，動(dòng)摩擦系數(shù)為 。時(shí)間為 ，速度為 minm。 慣性負(fù)載 4 0 0 5 0 4 . 5 6 9 ( )9 . 8 0 . 0 5 6 0iF m a N?? ? ? ?? 摩擦負(fù)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(fù)載，液壓缸在各工作階段的負(fù)載 F 如表 21 所示 ： 表 21 工作負(fù)載表 工況 負(fù)載組成 負(fù)載值 F（ N） 啟動(dòng) f G iF F F F? ? ? 919 快進(jìn) fGF F F?? 650 保持 f G CF F F F? ? ? 8850 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 3 MJ50數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) MJ50 數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 1. 液 .壓 .系 .統(tǒng) .的 .設(shè) .計(jì) .要 .求 .是 .進(jìn) .行 .每 .項(xiàng) .程 .序 .設(shè) .計(jì) .的 .依 .據(jù) .。 .在 .制 .定 .基 .本 .方 .案 .并 .進(jìn) .行 .進(jìn) .一 .步 .著 .手 .液 .壓 .系 .統(tǒng) .各 .部 .分 .設(shè) .計(jì) .之 .前 .， .必 .須 .把 .設(shè) .計(jì) .要 .求 .以 .及 .與 .該 .設(shè) .計(jì) .內(nèi) .容 .有 .關(guān) .的 .其 .他 .方 .面 .了 .解 .清 .楚 .。 （ 1） 機(jī) .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(dòng)作，動(dòng)作順序及彼此相互關(guān)系； （ 3） 液 .壓 .驅(qū) .動(dòng) .機(jī) .構(gòu) .的 .運(yùn) .動(dòng) .形 .式 .， .運(yùn) .動(dòng) .速 .度 .； （ 4） 各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)； （ 5） 對 .調(diào) .整 .范 .圍 .、 .運(yùn) .動(dòng) .平 .穩(wěn) .性 .、 .轉(zhuǎn) .換 .精 .度 .等 .性 .能 .方 .面 .的 .要 .求 .； （ 6） 自動(dòng)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(gè) .液 .壓 .傳 .動(dòng) .裝 .置 .的 .設(shè) .計(jì) .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(shí)間： t=6s； （ 2） 液 .壓 .系 .統(tǒng) .壓 .力 .（ .0.. .2.～ .4.. ..） .， .取 ..， .預(yù) .計(jì) .液 .壓 .系 .統(tǒng) .使 .用 .流 .量 .： ../ ..。 液壓系統(tǒng)作為 MJ50 數(shù)控機(jī)床 的傳動(dòng)裝置， 應(yīng) .采 .用 .結(jié) .構(gòu) .比 .較 .簡 .單 .， .設(shè) .備 .外 .形 .尺 .寸 .小 .， .能 .遠(yuǎn) .距 .離 .傳 .遞 .大 .能 .量 .； .能 .承 .受 .較 .大 .的 .載 .荷 .；沒有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；在室內(nèi)的空氣里能保證安全，動(dòng)作迅速；操作、調(diào)節(jié)簡單；過載保護(hù)簡單可靠 。 MJ50機(jī)床液壓系統(tǒng)選型 1. 調(diào)速方式的選擇 以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)的機(jī)器，其液壓傳動(dòng)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(fù)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