【正文】 .................................................................................... 41 動作順序 .................................................................................................................. 41 I/O 分配表 ................................................................................................................. 41 接線圖 ...................................................................................................................... 42 流程圖 ...................................................................................................................... 42 SFC 程序圖 ............................................................................................................... 42 結論 ............................................................................................................................................... 45 致謝 ............................................................................................................................................... 46 參考文獻 ....................................................................................................................................... 47 參考文獻 ....................................................................................................................................... 48 附 錄 ........................................................................................................................................... 49 蘭州工業(yè)高等專科學校畢業(yè)設計（論文） 1 1 緒論 課題研究的目的 本次設計的主要任務是半自動專用銑床的液壓系統(tǒng)設計，該設計可以培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論和專業(yè)理論知識，獨立解決機床設計問題的能力的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。主體部分基本在圖的編制和液壓系統(tǒng)的設計兩部分中完成的。 I 摘 要 本次畢業(yè)設計的是半自動液壓專用銑床的液壓設計，設計主要是將自己所學的知識結合輔助材料運用到設計中， 初步掌握正確的設計思想和設計的基本方法步驟 ,鞏固深化和擴大所學的知識 ,培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的工作方法和獨立工作能力，以及達到正確繪制部件總裝圖和零件工作圖等方面的基本訓練及基本技能。 整個設計主要完成了七個部分：參數(shù)的選擇、方案的制定、圖卡的編制、液壓系統(tǒng)的設計、 PLC 的設計以及最后有關的驗算。 通過這次畢業(yè)設計鍛煉了自己獨立思考和嚴謹?shù)那髮W態(tài)度，了解 了半自動專用銑床液壓系統(tǒng)的工作原理以及它的總體結構，同時 我也明白了學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。 因此，通過設計應達到下述目的。 b 獲得機床總體設計，結構設計，零件計算，編寫說明書。 c熟悉有關標準、規(guī)格、手冊和資料的應用。 銑床介紹 銑床（ millingmachine）系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機床。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、 齒輪 等。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。在生產(chǎn)中液壓專用銑床有著較大實用性，可以以液壓傳動的大小產(chǎn)生不同性質的銑床。為了銑削麻花 鉆頭 的螺旋槽，美國人 1862 年創(chuàng)制了第一臺 萬能銑床 ，是為升降臺銑床的雛形。 20世紀 20年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給 快速”或“快速 進給”的自動轉換。尤其是 70 年代以后，微處理機的數(shù)字 控制系統(tǒng) 和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應用，擴大了銑床的加工范圍，提高了 加工精度 與效率。數(shù)控編程銑床將逐步取代現(xiàn)在的人工操作。較高。 液壓系統(tǒng)的 簡介 液壓的發(fā)展歷程 幾十年來，隨著我國工業(yè)水平的不斷提高，液壓傳動技術被廣泛應用在機械制造、工程建筑、石油化工、交通運輸、軍事器械、礦山冶金、航空航海、輕工、農(nóng)機、漁業(yè)、林業(yè)等各個方面，也被應用在宇宙航行、海洋開發(fā)、核能建設、地震預測 等新的技術領域中。 19 世紀末，德國制造出液壓龍門刨床，美國制成液壓六角車床和液壓磨床，但因當時沒有成熟的液壓元件以及機械制造工藝水平的限制，液壓技術的應用仍不普遍。戰(zhàn)后，其迅速轉向民用，在機床、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車、船舶等行業(yè)中逐步推廣。目前，正在向高壓、高速、高效、大流量、大功率、低噪聲、長壽命、高度集成化和模塊化、提高可靠性技術及污染控制技術的方向發(fā)展。 我國的液壓工業(yè)始于 20 世紀 50年代，最初只是應用于機床和鍛壓設備，后來發(fā)展到拖拉機和工程機械上。 液壓技術中的重大進展是微電子 技術和計算機技術在液壓系統(tǒng)中的應用。 計算機控制是必然趨勢，電業(yè)比例閥和伺服閥只能接受連續(xù)變化的電壓或電流信號，而計算機要求數(shù)字開關量，使用電液比例閥和伺服閥與計算機接口必須經(jīng)過 D/A轉換和 A/D 轉換，極不方便。由于是可以直接與計算機接口，不需 D/A數(shù)模轉換器，是今后液壓技術發(fā)展的重要趨向之一。利用計算機閉環(huán)控制、最優(yōu)控制和自適應控制以及靈活的多余度控制等。計算機輔助試驗則可運用計算機技術對液壓元件及液壓系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能進行測試，對液壓設備故障進行診斷和對液壓蘭州工業(yè)高等專科學校畢業(yè)設計（論文） 3 元件和系統(tǒng)的數(shù)學模型辨識等。 總之，隨著科學技術的進步，液壓技術也隨之發(fā)展，拓寬范圍，以適應各行各業(yè)新技術的發(fā)展需求。 2. 執(zhí)行元件 —— 液壓缸或液壓馬達 將液壓能轉換為機械能的裝置，可克服負載做功。 4. 輔助裝置 —— 油管、管接頭、油箱、過濾器、蓄能器和壓力表等 起連接、儲油、過濾、儲存壓力能和測量油液壓力的輔助元件。 液壓系統(tǒng)的設計步驟和內容 液壓系統(tǒng)的設計是整個機器設計的一部分，它的任務是根據(jù)機器的用途、特點和要求，利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選取液壓元件的規(guī)格和進行系統(tǒng)的結構設計。 1）確定該機器中那些運動需要液壓傳動來完成。 3）確定液壓系統(tǒng)的主要工作性能。 4）確定各執(zhí)行元件所承受的負載及其變化范圍。 采用何種形式的執(zhí)行機構。 如何完成執(zhí)行機構的自動循環(huán)和順序動作。 壓力測量點的合理選擇。當液壓系統(tǒng)中有多個執(zhí)行部件時，要注意到它們相互間的聯(lián)系和影響，有時要采用防干擾回路。 （ 3）液壓系統(tǒng)計算和選擇液壓元件 液壓系統(tǒng)計算的目的是確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，以便按照這些參數(shù)合理選擇液壓元件和設計非標準元件。 2）計算液壓泵的工作壓力、流量和傳動效率。 4）選擇閥類元件和輔助元件的規(guī)格。 （ 4）繪制正式的工作圖和編制技術文件 設計的最后一步是要整理出全部圖紙和技術要求。 本文的主要研究工作 本次設計主要包括液壓升降臺液壓系統(tǒng)的設計和電氣控制系統(tǒng)的設計。 本說明書共分為 6 章： 第 1 章緒論 簡介了液壓傳動的發(fā)展歷程及特點，提出了本文的研究目標。 第 3 章液壓缸的設計 通過相關的計算，確定液壓缸的主要結構尺寸。 第 5 章集成 油路的設計 進行液壓集成回路設計和底塊、集成塊的結構設計。 本章小結 本章主要介紹了銑床的定義和用途、液壓系統(tǒng)的發(fā)展和特點、以及液壓系統(tǒng)的設計步驟和本文主要研究的工作。 設計題目分析 根據(jù)半自動專用銑床的主要參數(shù) ：要求該銑床的工作臺的移動和工件的壓緊采用液壓系統(tǒng)控制。 工況分析 經(jīng)過分析，銑床的工況如下所示。 液壓缸外負載的計算 液壓缸負載主要包括：切削阻力、摩擦阻力、慣性阻力、重力、密封阻力和背壓阻力等。 （ 4）重力 因氣動部件是水平安置，故重力在運動方向的分力為零。其數(shù)值待系統(tǒng)確定后才能定下來 。 表 21 液壓缸各階段的負載 工況 負載組成（ N） 系統(tǒng)負載 F/η m（ N） 啟動階段 1100?? fsFF ? 加速階段 ??? mfd FFF ? 快進階段 550?? fdFF ? 工進階段 9550??? fdt FFF ? 快退階段 550?? fdFF ? 制動階段 ??? mfd FFF ? 注： 1000mm/min； ； m=。 蘭州工業(yè)高等專科學校畢業(yè)設計（論文） 7 圖 21 速度循環(huán)圖 圖 22 負載循環(huán)圖 初步確定液壓缸參數(shù)及繪制工況圖 1）工作壓力 P的確定 工作壓力 P 可根據(jù)負載大小及機器的類型來初步確定，現(xiàn)參照 簡明手冊 表 21，取液壓缸工作壓力為 3MPa。 根據(jù)液壓缸快進和快退速度相等，可選擇單出桿液壓缸差動連接，活塞桿直徑可按下式計算： cmDd ???? 按活塞桿尺寸系列，取 d=55mm 根據(jù)已知的缸徑和活塞桿直徑，計算液壓缸實際有效工作面積，無桿腔面積 1A 和有桿腔面積 2A 分別為： 221 cmDA ?? ? ? ? 2222 cmdDA ??? ? 液壓缸面積確定后，還需驗算液壓缸能否獲得最小穩(wěn)定速度，如果驗算后不能獲得穩(wěn)定速度時，還需相應加大液壓缸直徑，直至滿足穩(wěn)定速度為止，其驗算方法如下： 2m inm in cmVQA ???穩(wěn) 蘭州工業(yè)高等?？茖W校畢業(yè)設計（論文） 8 式中 穩(wěn)A — 能保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積； minQ — 調速閥最小穩(wěn)定流量，從手冊查得 Q=25l/min，流量閥 Q=70cm2/min； minV — 執(zhí)行機構最低速度，取 V=4cm/min。 3）確定夾緊缸的內徑和活塞桿直徑 根據(jù) F夾 =4000~8000N，選 P 夾 =16179。 快速進給時液壓缸做差動連接，由于管道中有壓力損失 ,取此項損失 P? ==3179。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以計算出液壓缸在一個工作循環(huán)各階段的壓力、流量和功率如表 22 所示，并根據(jù)此繪制出其工況圖如圖 所示： 表 22 液壓缸在不同階段所需壓力、流量和 工作階段 系統(tǒng) 負載 F/ηm(N) 回油腔壓力 P2（ MPa） 工作腔壓力 P1（ MPa） 輸入流量 q（ L/min） 輸入功率 P（ KW） 快速前進 611 ? ?? pp 2121 ????? AApAFp m?= ? ? 121? ?? VAAq ??qpp 工作進給 10611 ? ?? pp 1221 AApFp m?? ?= ?? Avq ??qpp 快速退回 611 ? ?? pp 2121 AApFp m?? ?= 1732 ?? vAq ?? qpp 注：取液壓缸的機械效率η m=。要擬訂一個比較完善的液壓系統(tǒng)，就必須對各種基本回路、典型液壓系統(tǒng)有全面深刻的了解。而在快進、快退時負載較小，速度較高。現(xiàn)采用帶壓力反饋的限壓式變量 葉片泵。這種調速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛性好的特點，并且調速閥裝在回油路上，具有承載負切削力的能力。由于快進轉工進時，速度變化較大，故選用行程閥來實現(xiàn)速度的平穩(wěn)換接?？紤]到夾緊時間可調節(jié)和當進油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調速和單向閥保壓。 ，導致空氣進入系統(tǒng)， 影響蘭州工業(yè)高等專科學校畢業(yè)設計（