车床液压系统设计毕业设计.doc
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1、车床液压系统设计Hydraulic System Design of the Lathe摘要本文是关于双头车床液压系统设计过程的阐述。主要包括系统方案的确定、液压集成块与控制系统的设计几个方面的内容。双头车床加工时,由于零件较长,拟采用零件固定,刀具旋转和进给的加工方式,其加工动作循环方式是:快进工进快退停止,同时要求各个车削头能单独调整。显而易见,采用双头车床能使原需多道工序的产品能一次切削完成,使工序简化,生产效益大大提高。且这种设计所产生的产品对成均匀,精度高。对于双头车床的动力执行部分,本设计采用液压伺服机构。液压伺服机构较其他机构有传动平稳、噪音小、驱动力大等优点,同时也存在漏油、爬
2、行、体积大等缺点。 为了尽量避免液压系统的上述缺点,系统设计时用集成块来代替管路,在液压系统采用液压阀集成配置,可以显著减少管路联接和接头,降低系统的复杂性,增强现场添加和更改回路的柔性,具有结构紧凑、安装维护方便、泄漏少、振动小、利于实现典型液压系统的集成化和标准化等优点。关键词: 双头车床液压系统 液压伺服机构AbstractThis text is a concerning of hydraulic system of the double-head lathe. In this text ,it primarily includes the determination of hydra
3、ulic system program, the design of the hydraulic manifold block and control system, and the design of the total layout of the contents.When we use the double-head lathe to work the components, because they are relatively long, we plan adopt the way of components fixing, cutting tool revolving and ah
4、eading. The circulate pattern of working movement is speedingaheadingwithdrawinghalting. Meanwhile, each turning head is required to adjust solely. Tell its own tale, it can made the produce needed several working procedure formerly cut completely only once , predigest the working procedure and impr
5、ove the manufacture benefit enormously. And the produce manufactured by the design may be symmetry ,uniformity and high precision. For the drive perform part of the double-head lathe ,the design adopts hydraulic pressure servo mechanism. When compared to other institutions,it has many advances such
6、as driving calmly, small noise, drive power greatcontemporary, it exists several shortcomings such as leaking oil,creeping big vulume. In order to avoid the above shortcomings as far as possible,during the design of hydraulic system .I use the hydraulic manifold block to replace the oil tube.So that
7、 it can use less oil tube and tube joint, decrease complexity of the system, increase the flexibility of appending and altering the system on the spot, tight the system,install and uphold handily, littler seeping oil, lower vibration, and help for accomplish the integration and standardization of th
8、e characteristic hydraulic system.Keywords: Double-head lathe;Hydraulic system;Hydraulic servo目录摘要IABSTRACTII第一章 绪论11.1液压传动的组成11.2液压传动的优缺点11.3液压技术的应用及其发展趋势2第二章 工况分析和拟定原理图42.1确定对液压系统的工作要求42.1.1 执行机构42.1.2 方向回路42.1.3 调速回路52.2 拟定液压系统工作原理图6第三章 计算和选择液压元件93.1 原始数据93.2确定液压缸参数93.2.1负载分析及绘制负载图和速度图93.2.2 初步确定
9、液压缸参数123.2.3制进给液压缸工况图173.3 液压系统计算与选择183.3.1 液压泵的选择183.3.2电机的计算与选择193.3.4油管的计算和选择223.3.5管接头的选择233.3.6油箱的设计243.3.7液压油的选择263.4 液压系统性能的验算263.4.1计算液压缸各运动阶段的进、排油量263.4.2验算进给油路在快进、工进和快退时的压力损失273.4.3计算液压泵各运动阶段的输出压力303.4.4计算回路效率323.4.5验算系统温升32总结33参考文献34致谢35III南昌工程学院本科毕业设计第一章 绪论随着电子信息技术的发展,世界机床业已进入了以数字化制造技术为核
10、心的机电一体化时代,其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段,具有无限放大的经济与社会效应。目前,欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程,而中国从20世纪80年代开始起步,仍处于发展阶段。可以预见,未来普通机床的市场份额将不断下滑, 数控机床的消费会逐渐扩大。国外公司在中国数控系统销量中的80以上是普及型数控系统。如果我们能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破,中国数控系统产业就有望从根本上实现战略反击。在这样一个大背景下,我们的选择设计了数控车床的液压系统,以提高生产效率和产品质量和降低工人劳动强度。通
11、过本次设计培养综合运用基础知识和专业知识,解决工程实际问题的能力,使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能及能力得到训练和提高。此外,力求完成设计的同时,熟悉国内外数控技术及数控机床的现状及发展趋势,增强对如何发展民族数控机床产业的认识和使命感。1.1液压传动的组成(1)液压泵:把机械能转换为液体压力能的元件。(2)执行元件:把液体压力能转换为机械能的元件。如液压缸、液压马达等。(3)控制元件:通过对液压的压力、流量和方向的控制来实现对执行元件的运动速度、方向、作用力等控制,也用于实现过载保护程序控制等,其中包括压力控制阀、流量阀、方向控制阀等。(4)辅助元件:以上组成
12、部分以外的其他元件,如接头油箱、管道、滤油器、冷却器、加热器等。 随着工业的发展,机械化、自动化程度的日益提高,对液压元件及液压装置的标准化、集成化、微型化提出了更高的要求。于是出现了由液压系统组成的液压站。液压站不仅满足了日益发展数控机床、组合机床自动线及一般专用组合机床对液压系统的要求,而且适用于小批单件生产的非标准设备。1.2 液压传动的优缺点液压系统以液压液作为工作介质,而液体不可以压缩的特性使液压系统运动的平稳性得到保证。在工业的许多领域,液压系统的应用越来越广泛。其优点和缺点有以下几个方面: (1)在相同的体积下,液压装置能比电气装置产生出更多的动力。在相等的功率下,液压装置的体积
13、小,重量轻,功率密度大,结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的20%左右。 (2)液压装置工作比较平稳。由于重量轻,惯性小,反应快,液压装置易于实现快速启动,制动和频繁的换向。 (3)液压装置能在大范围内实现无级调速(调速范围可达2000),它还可以在运行的过程中进行调速。 (4)液压传动易于实现自动化,它对液体压力、流量或流动方向易于进行调速或控制。当将液压控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时,整个传动装置能够实现很复杂的顺序动作,也能方便的实现远程控制。 (5)液压装置易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在堵转状态下工作而不会过热,这是电气传动装置和机械传动装
14、置无法办到的。 (6)由于液压元件已经实现了标准化、系列化和通用化,液压系统的设计、制造和使用都比较方便。 (7)用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单,这一点在本设计中体现的比较出色。但液压传动也存在着一些缺点:(1)液压传动在工作过程中常有较多的能量损失(摩擦损失,泄漏损失等),长距离传动时更是如此。(2)液压传动对油温变化比较敏感,它的工作稳定性很易受到温度的影响,因此它不能在很高或很低的温度条件下工作。(3)为了减少泄漏,液压元件在制造精度上要求较高,因此它的造价较贵,而且对工作介质的污染比较敏感。液压传动出现故障时不易找出原因。总的来说,液压传动的优点是主要的,而它们的缺点通过技术
15、的进步和多年的不懈努力,已得到了很大的改善。1.3 液压技术的应用及其发展趋势1、国内液压技术的现状及发展趋势 我国液压产品有一定生产能力和技术水平的生产科研体系。尤其是近十年来基础产品工业得到国家支持,装备水平有所提高,目前已能生产品种规格齐全的产品。近年来,我国液压气动密封行业坚持技术进步,加快新产品开发,取得良好成效,涌现出一批各具特色的高新技术产品。 但取得的这些成果和目前国内需求和国外先进水平相比较还有好大差距。包括产品趋同化,构成不合理,性能低,可靠性差,创新和自我开发能力弱,自行设计水平低。具体表现在产品水平,产品体系与市场需求存在较大的结构性矛盾。因此,在众多低档产品压价竞争的
16、同时,不得不让出一块巨大的市场给国外产品。这表明,在市场丰富多样的需求面前,第一.国内企业必修依靠科技进步,不断调整产品结构;第二.适应国际传动技术产品工业向国际化发展趋向,对现有国内企业进行改组,合并。是企业开发能力,装备能力,管理水平和服务水平不断提高,以保持一定竞争能力;第三.不断提高企业产品的开发能力和创新能力,加强产学研结合,充分利用高等院校的科研开发人力资源,发展由自主产权的产品和技术;第四.完善质保体系,不断提高产品质量及可靠性,计划地进行技术改造.设备更新,挺高产品知名度,创立品牌。2、液压技术及产品发展方向(1)节省能耗,提高效率,采用液压传动与控制系统的节能技术(2)重视环
17、保,提高电液压自动控制系统性能,开发水压传动与控制技术,大力开发水压系统和元件,扩大其应用领域(3)先进设计技术,如计算机辅助设计与实验,仿真技术。1.4 液压技术在本课题中的具体应用 加工压缩机拖车上一根长轴两端轴颈时,如果我们采用传统的车削加工思路,即一端夹紧,另一端用顶针顶住,车削完一端后卸下重新换向一夹一顶加工另外一端轴颈,那么,由于长轴零件自身刚度不足,加工精度很难得到保证,而且上述加工流程务必会降低加工效率。因此,国内外设计人员提出了许多可行的方案。其中,本课题中的双头车床方案表现出了相对的优势。双头车床加工时,由于零件较长,拟采用零件固定,刀具旋转和进给的加工方式,其加工动作循环
18、方式是:快进工进快退停止,同时要求各个车削头能单独调整。显而易见,采用双头车床能使原需多道工序的产品能一次切削完成,使工序简化,生产效益大大提高,比原先提高一倍以上,且这种设计所产生的产品对成均匀,精度高。总之,我们相信采用双头车床加工长轴零件,加工精度和效率都会得到显著的改善,双头车床在机械加工中必将开辟更加广阔的前景。第二章 工况分析和拟定原理图2.1 确定对液压系统的工作要求双头车床,加工压缩机拖车上一根长轴两端的轴颈。由于零件较长,拟采用零件固定,刀具旋转和进给的加工方式。其加工动作循环是快进工进快退停止。同时要求各个车削头能单独调整。其最大切削力在导轨中心线方向估计为12000N,所
19、要移动的总重量估计为15000N,工作进给要求能在0.0201.2m/min范围内进行无级调速,快进、快退速度一致,为4m/min,最大行程为300mm(工进行程100mm,快进行程200mm)采用水平放置的V形导轨,静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fd=0.1,启动,制动时间t=0.2s。图2.1为该机床的外形示意图。 图2.1双头车床外形示意图2.1.1 执行机构根据加工要求,刀具旋转由机械传动来实现;主轴头沿导轨中心线方向的“快进工进快退停止”工作循环拟采用液压传动方式来实现,故拟选定液压缸作执行机构。2.1.2 方向回路液压缸的工作循环运动采用三位五通O型电磁换向阀,其工作原理是利用
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