二轴钻孔机床液压系统设计说明.doc

.1/38二轴钻孔机床液压系统设计二轴钻孔机床液压系统设计第一第一章章组合机床概述组合机床概述1.11.1组合机床的特点组合机床的特点在专用机床中某些部件因重复使用,逐步发展成为通用部件,因而产生了组合 机床。组合机床与一般专用机床相比较,具有如下优点：(1)设计与制造周期短。这是 因为组合机床的通用化程度高,通用部件、通用零件和标准件约占 7090,其中许多 是预先制造好的,在制造新机床时可以根 据需要选用。需要设计、制造的只是少量专 用零部件。(2)组合机床的通用零部件,是经 过生产实践考验多次反复修改定型的,因 而结构的可靠性和工艺性较好,使用性能 较稳定,有利于稳定地保证加工质量。(3)组 合机床的通用零部件都己标准化、系列化,因而可以组织成批生产,这样不仅可提高 制造精度,而且可以降低机床的成本,加快 专用机床制造的速度。(4)组合机床自动化 程度高,便于维修,通用的易耗易损件可以 提前准备,必要时甚至可以改换整个通用 部件。(5)便于产品更新。当改变加工对象 时,通用部件可以重新利用,改装成新的专 用机床。但由于组合机床的通用部件不是 为某一种机床设计的,具有较广的适应性,而且规格也有限,这样就使组合机床的结 构较一般专用机床稍为复杂。组合机床改 装时,约有10%20的零件不能利用,改 装劳动量也较大。1.21.2组合机床的分类和组成组合机床的分类和组成组合机床的通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为 1.5-30千瓦的动力部件与其配套部件。这类动力部件多为箱体移动的结构形式。小型通用部件是指电机功率甾.1-2.2 千瓦的动力部件与其配套不见。这类动力部件多为套筒移动的结.2/38构形式。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床。用小型通用部件真诚的机床称为小型组合机床。按设计的要求本次设计的二轴钻孔机床为大型通用机床。通用部件组成按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。1.31.3组合机床的方案选择组合机床的方案选择(1)制定工艺方案要深入现场了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹压情况以与生产率的要求等。确定在组合机床上完成的工艺容与其加工方法。这里要确定加工工步数，决定刀具的种类和型式。（2）机床结构方案的分析和确定根据工艺方案确定机床的型式和总体布局。在选择机床配置型式时，既要考虑实现工艺方案，保证加工精度，技术要求与生产效率；又要考虑机床操作、维护、修理是否良好；还要注意被加工零件的生产批量，以便使设计的组合机床符合多快好省的要求。（3）组合机床总体方案这里要确定机床各部件间的相互关系，选择通用部件的刀具的导向，计算切削用量与机床生产率。给制机床的总联系尺寸图与加工示意图等。（4）组合机床的部份方案和施工方案制定组合机床流水线的方案时，与一般单个的组合机床方案有所不同。流水线上由于工序的组合不同，机床的型式和数量都会有较大的变化。因此，这时应按流水线进行全面考虑，而不应将某一台或几台机床分裂开.3/38来设计。即使暂时不能全面地进行流水线设计，制定方案时也应综合研究，才能将工序组合得更为合理，更可靠地满足工件的加工要求，用较多的工作，也为进一步发展创造了有利条件。第二章第二章组合机床总体设计组合机床总体设计组合机床总体设计，是针对具体的被加工零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行方案图纸设计。这些图纸包括：被加工零件工序图、加工示意图（刀具布置图）、机床联系尺寸图、生产率计算卡（三图一卡的设计）。本机床要完成的工艺容：完成汽车转向节零件的钻孔加工工序；机床的结构方案是:单工位、立式、多品种（两个不同规格的零件）加工，PLC 控制的组合机床。2.12.1被加工零件工序图被加工零件工序图2.1.12.1.1被加工零件的工序图作用和要求被加工零件的工序图作用和要求被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上或自动线上完成的工.4/38艺容。加工部件的尺寸与精度、技术要求，加工用定位基准，夹压部件，以与被加工另加的材料，硬度和在本机床加工前毛坯情况的图纸。它是在原有的工件图基础上，以突出本机床或自动线加工容，加上必要的说明绘制的。它是组合机床设计的主要依据，也是制造使用时调整机床、检查精度的重要技术文件。2.1.22.1.2被加工零件工序图容被加工零件工序图容被加工零件工序图应包括下列容：1.在图上应表示出被加工零件的形状，尤其是要设置中间导向时，应表示出工件部筋的布置和尺寸，以便检查工件装进夹具是否相碰，以与刀具通过的可能性。2.在图上应表示出加工用基面和夹压的方向与位置，以便依次进行夹具的支撑，定位与夹压系统的设计。3.在图上应表示出加工面的尺寸、精度、光洁度、位置尺寸与精度和技术条件（包括对上道工序的要求与本机床保证的部分）。4.图中还应注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以与被加工部位的余量。5.本机床上需要钻下列孔：钻孔2-16.4 钻深 10(通孔)孔距 120.位置度0.3 钻深 10(通孔)孔距 120.位置度0.3被加工工件材料、硬度分别为:Mn50/GB1348-85、HBS235-277。2.22.2 加工示意图（刀具布置图）加工示意图（刀具布置图）2.2.12.2.1 加工示意图的作用加工示意图的作用加工示意图是根据生产率要求和工序图的要求而拟定的机床工艺方案。它是刀具、辅具的布置图，是刀具、辅具、夹具、电气、液压、主轴箱等部件设计的重要依据，是.5/38机床布局和机床性能的原始要求，是机床试车前对刀和调整机床的技术资料。2.2.22.2.2 加工示意图的容加工示意图的容1.加工部位结构尺寸，精度分布情况。2.刀具、刀杆与其与主轴的连接结构。3.导向结构的大镗杆的托架结构。4.上述各类结构的联系尺寸，配合尺寸与必要的配合精度。5.标有刀具种类与数量，刀具长度与加工尺寸，主轴尺寸与伸出长度与切削用量的数据。6.工作循环与工作行程。7.多工位机床的工位区别以与各工位的上述容。本机床的选用：1)刀具的选择：被加工工件材料为 Mn50/GB1348-85，钻孔加工，选用锥柄麻花钻，因加工汽车前转向轴孔为 2 个16.4。故根据国标选用16.5-245/GB1438-85 钻头（2 把）。2)导向结构的选择：夹具选用可换钻套，来保证孔的位置精度。3)确定主轴类型、尺寸、外伸长度4)选择接杆除主轴外，组合机床主轴与刀具间常用接杆连接。当钻头磨损后，可通过调整接杆长度来保证进给行程。根据选用原则选取可调接杆。5)标注联系尺寸.6/386)标注切削用量各主轴的切削用量应标注在相应主轴后端。其容包括：主轴转速、相应刀具的切削速度、每转进给量。7)动力部件工作循环与行程的确定动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到终了位置，又返回到原位的动作过程。a)工作进给长度L工的确定=+LLLL工12L工：工作进给长度L1：切入长度L：加工长度L2：切出长度工件一：L=10.5mmL1=5mmL2=6mm=+LLLL工12=10.5+5+6=21.5(mm)工件二：L=18.5mmL1=5mmL2=6.5mm=+LLLL工12=18.5+5+6.5=30(mm)b)快速引进长度的确定：快速引进是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度由具体情况确定。本工序选取快速引进长度为 540mm。c)快速退回长度的确定：快速退回长度是快速引进长度和工作进给长度之和。本工序为 350mm。d)动力部件总行程的确定：根据要求与机床结构性能定滑台总行程为 400mm,前备量为 20mm，后备量为 30mm。2.2.32.2.3 加工示意图的画法加工示意图的画法1.非加工部位用细线画出外，加工部位与其他图形均用粗实线画出。2.运动部分图形，按加工终了位置画。.7/383.对于一些标准的通用结构如钻头接杆可以不剖视。4.结构尺寸一样的主轴，只画一根即可，但必须在主轴上写出轴号，主轴的分布不受真实距离限制。5.在确定工作进给行程时，钻孔出量等于 5+0.3d（d 为钻头直径）,本机床加工的产品有盲孔，只考虑保证加工长度即可。6.本机床加工示意图如下：图 2-2 加工示意图2.32.3 机床联系尺寸图机床联系尺寸图2.3.12.3.1 机床联系尺寸图作用机床联系尺寸图作用机床联系尺寸图表示了机床的形式布局。是开展各专用部件设计和确定机床最大占地面积的指导图纸。组合机床是有一些通用部件和专用部件组成的，为了使所有设计的机床既能满足.8/38预期的性能要求，又做到配置上匀称合理，符合多快好省的精神，必须对所设计的组合机床各个部件间的关系进行全面的分析研究。这是通过绘制机床联系尺寸图来达到的。2.3.22.3.2 联系尺寸图主要容联系尺寸图主要容1)机床的布局形式。2)标有通用部件的型号规格。3)主要专用部件轮廓尺寸。4)机床分组，电机功率。5)各部件间的主要联系尺寸。2.3.32.3.3 联系尺寸图的画法联系尺寸图的画法机床联系尺寸图是在被加工零件工序图与加工示意图绘制之后进行。图中只画出各部件轮廓与相关尺寸。尽量减少不必要的线条和尺寸，各部件应严格按同一比例绘制。本机床联系尺寸图如下：.9/38图 2-3 机床联系尺寸图2.3.42.3.4 机床装料高度的确定机床装料高度的确定装料高度是工件安装基面与地面的距离。要根据工件大小、工件最低孔的位置。主轴箱最低主轴高度（h1）和通用部件高度尺寸的限制来确定。本机床装料高度选为 900mm，低座安装自动排屑机构的需要。2.42.4 机床生产率计算卡机床生产率计算卡2.4.12.4.1 生产率计算卡的作用生产率计算卡的作用生产率计算卡是反映所设计机床工作循环过程与每一过程所用的时间，切削过程所选择的切削用量，本机床每小时生产率与负荷率的关系的表格。.10/382.4.22.4.2 计算计算1)计算单件时间计算单件时间是指机床加工每个工件的总时间，这个时间等于机动时间与辅助时间之和。即：T单=T机+T辅=L1/SM+T辅（分/件）=0.87+1.6=2.5（min/件）T机=L1/SM+t停留=30/37+0.06=0.87(min)T辅=t快+t移+t装 卸=（L快 进+L快 退）/v快+t移+t装 卸=(0.54+0.57)/4+1.3=1.58(min)L1工作行程长度（mm）取值为 30mmT停留死挡铁停留时间（0.030.1）分取值为 0.03minSM每分钟进给量（mm/min）取值为 37mm/minL快进、L快退动力头快进和快退行程长度（m）分别取值为 0.54m、0.57mv快动力头快速行程的速度，一般（3.210）m/min取值为 4m/minT移工作台的回转或移动时间（38）秒t装卸工件装卸定位、夹紧以与清除定位基面切屑的时间，一般（0.51.5）分钟 取值为 1.2min2)机床生产率机床理想生产率是指机床在百分百负荷情况下每小时的生产能力。仅考虑加工一个工件所需的机动时间（T机）和辅助时间（T辅）。Q=60/T单=60/2.5=24 件/小时3)机床负荷率.11/38机床负荷率是指使用单位要求的生产率 Q1与理想生产率 Q 之比。负=Q1/Q当全年工时为 1800 小时（按单班制 7.5 小时，一周 5 天制）则Q1=年产量/4600（件/小时）=30000/1800=17 件/小时负=Q1/Q=17/27=0.70=70%表 2-1 生产率计算卡被加工零件图号毛坯种类铸件名称汽车转向节毛坯重量3kg材料Mn50/GB1348-85硬度HBS235-277工序名称钻孔 16.4 深 20工序号序号工步名称零件数加工直径(mm)加工长度(mm)工进行程(mm)切削速度(m/min)每分钟转速(r/min)进刀量工时(min)(mm/r)(mm/min)工进时间辅助时间共计1装上工件10.150.60.752工件定位0.020.080.1.12/38夹紧3动力部件快进3200.0450.0020.0474动力部件工进16.4204015.32980.1647.60.840.845死挡铁停留0.020.026动力部件快退3600.0450.0457松开工件0.030.038卸下工件0.70.7备注机床能满足厂家要求总计2.5min单件工时2.5min机床生产率17 件/小时机床负荷率70%.13/38表 2-1 生产率计算卡第三章第三章液压系统设计液压系统设计3.13.1 技术要求技术要求机床整体设计分析与计算时对本机床的液压系统有了下面具体要求:1)机床用液压油缸驱动滑台实现钻孔主轴箱的快进.工进.快退,要求运动平稳。2)滑台工作循环：快进工进快退停止；3)工件夹紧,定位,辅助定位由液压力完成:其中工件定位油缸一个,夹紧油缸二个,角度定位缸二个，辅助定位缸一个。4)机床滑台运动平稳,速度可调,随时可停止运动;夹紧.定位油缸力可调并且动作协调.机床半自动循环时互不干扰。5）本设计以主轴箱进给动力滑台液压系统为主进行论述计算，参数如表 1 所示，动力滑台采用平面导轨，其静、动摩擦系数分别为fs=0.2、fd=0.1。表 1设计参数表 1设计参数(2 轴钻孔机)参数数值切削阻力（N）10000滑台自重(N)8000快进、快退速度(m/min)8工进速度(mm/min)40.14/38最大行程(mm)350工进行程(mm)50启动换向时间（s）0.2液压缸机械效率0.93 3.2.2 分析系统工况分析系统工况在对液压系统进行工况分析时，本设计只考虑机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。（1）工作负载FW工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即FW=10000N（2）惯性负载最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。已知启动换向时间为 0.1s，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为 8m/min，因此惯性负载可表示为.15/38NtvmFm4502.088.98000（3）摩擦负载阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。静摩擦阻力Ffj=fjN=Ffj=0.28000=1600N动摩擦阻力Ffd=fdN=Ffd=0.18000=800N根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表 2 所示。表 2 液压缸在各工作阶段的负载（单位：N）m=0.9工况负载组成负载值F液压缸推力F=F/m起动F=fsF1600N1777 N加速F=fdF+mF1210 N1344N快进F=fdF800N888N.16/38注：此处未考虑滑台上的颠覆力矩的影响。(4)(4)负载循环图负载循环图根据表 2 中计算结果，绘制机床动力滑台液压系统的负载循环图如图 2 所示NF12000工进1600800启动加速快进st-1344-800-1600图 2 组合机床动力滑台液压系统负载循环图工进F=fdF+tF10800N12000 N反向起动F=fsF1600N1777 N加速F=fdF+mF1210N1344 N快退F=fdF800N888 N.17/38图 2 表明，当组合机床动力滑台处于工作进给状态时，负载力最大为 10800N，其他工况下负载力相对较小。所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计参数进行绘制，已知快进和快退速度min821mvv、快进行程mml3301、工进行程mml502、快退行程mml3803，工进速度min402mmv。根据上述已知数据绘制机床动力滑台液压系统的速度循环图如图 3 所示。V80.040380t.18/38-8图 3 机床液压系统速度循环图3 3.3 3 确定系统主要参数确定系统主要参数3 3.3.3.1 1 初选液压缸工作压力初选液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，其值为 12000N，其它工况时的负载都相对较低，液压系统的工作压力,一般为 3.05.0Mpa，初选液压缸的工作压力p1=3.0MPa。3 3.3.3.2 2 确定确定液压缸主要尺寸液压缸主要尺寸由于工作进给速度与快速运动速度差别较大，且快进、快退速度要求相等，从降低总流量需求考虑，应确定采用单杆双作用液压缸的差动连接方式。通常利用差动液压缸活塞杆较粗、可以在活塞杆中设置通油孔的有利条件，最好采用活塞杆固定，而液压缸缸体随滑台运动的常用典型安装形式。这种情况下，应把液压缸设计成无杆腔工作面积1A是有杆腔工作面积2A两倍的形式，即活塞杆直径d与缸筒直径D呈d=0.707D的关系。工进过程中，当孔被钻通时，由于负载突然消失，液压缸有可能会发生前冲的现象，因此液压缸的回油腔应设置一定的背压(通过设置背压阀的方式)，选取此背压值为p2=0.6MPa.19/38快进时液压缸虽然作差动连接（即有杆腔与无杆腔均与液压泵的来油连接），但连接管路中不可避免地存在着压降p，且有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时取p 0.5MPa。快退时回油腔中也是有背压的，这时选取被压值2p=0.7MPa。工进时液压缸的推力计算公式为11221112/(/2)mFA pA pA pAp，式中：F负载力m液压缸机械效率A1液压缸无杆腔的有效作用面积()A2液压缸有杆腔的有效作用面积p1液压缸无杆腔压力p2液压有无杆腔压力因此，根据已知参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为液压缸缸筒直径为19.7541ADmm由于有前述差动液压缸缸筒和活塞杆直径之间的关系，d=0.707D，因此活塞杆直径为 d=0.70775=74.7mm，根据 GB/T23481993 对液压缸缸筒径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm，活塞杆直径为d=55mm。此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：22124.504mDA.20/3822225.264mdDA3.3.33.3.3 计算最大流量需求计算最大流量需求工作台在快进过程中，液压缸采用差动连接，此时系统所需要的流量为q快进=（A1-A2）v1=18.5L/min工作台在快退过程中所需要的流量为q快退=A2v2=4.48 8=21.2 L/min工作台在工进过程中所需要的流量为q工进=A1v1=9.5 0.084=0.2 L/min其中最大流量为快进流量为 30.24L/min。根据上述液压缸直径与流量计算结果，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如表 3 所示。表 3各工况下滑台油缸的主要参数值工况推力F/N回油腔压力P2/MPa进油腔压力P1/MPa输入流量q/L.min-1输入功率P/Kw计算公式.21/383.43.4 拟定液压系统原理图拟定液压系统原理图根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，所设计机床对调速围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题。速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。此外，与所有液压系统的设计要求一样，该组合机床液压系统应尽可能结构简单，成本低，节约能源，工作可靠。考虑系统的稳定性滑台与夹具分开油泵供油。快进启动177700.752121AApAFPq=(A1-A2)v1P=p1qp2=p1+p加速13440.61.16618.50.591恒速8880.60.99418.50.362工进120000.73.090.20.0103P1=(F+p2A2)/A1q=A1v2P=p1q快退起动177700.67P1=(F+p2A1)/A2q=A2v3P=p1q加速13440.61.70720.670.591恒速8880.61.52520.670.591.22/383.4.13.4.1 速度控制回路的选择速度控制回路的选择工况计算表中表明，所设计机床液压系统在整个工作循环过程中所需要的功率较小，系统的效率和发热问题并不突出，因此考虑采用节流调速回路即可。虽然节流调速回路效率低，但适合于小功率场合，而且结构简单、成本低。该机床的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度-负载特性，因此有三种速度控制方案可以选择，即进口节流调速、出口节流调速、限压式变量泵加调速阀的容积节流调速。钻镗加工属于连续切削加工，加工过程中切削力变化不大，因此钻削过程中负载变化不大，采用节流阀的节流调速回路即可。但由于在钻头钻入工件表面与孔被钻通时的瞬间，存在负载突变的可能，因此考虑在工作进给过程中采用具有压差补偿的进口调速阀的调速方式，且在回油路上设置背压阀。油路采用开式循环回路，以提高散热效率，防止油液温升过高。3.4.23.4.2 换向和速度换接回路的选择换向和速度换接回路的选择3.4.2.13.4.2.1 换向回路换向回路所设计的钻床液压系统换向回路中换向阀的选择A.主轴箱滑台进给要求换向平稳，控制方便，选用了三位五通电液的换向阀进行控制B.工件的定位，夹紧（辅助定位）油路换向的平稳性要求不高，流量不大，选用了价格较低的，有定位的二位五通阀进行控制3.4.2.23.4.2.2 速度换接回路速度换接回路.23/38由前述计算可知，当工作台从快进转为工进时，进入液压缸的流量由 18 L/min 降为 0.82L/min，可选二位二通行程换向阀来进行速度换接，以减少速度换接过程中的液压冲击，如图 5 所示。由于工作压力较低，控制阀均用普通滑阀式结构即可。由工进转为快退时，在回路上并联了一个单向阀以实现速度换接。为了控制轴向加工尺寸，提高换向位置精度，采用死挡块加压力继电器的行程终点转换控制。图 5换向和速度切换回路的选择3.4.33.4.3 压力控制回路的选择压力控制回路的选择由于采用变量叶片泵供油回路，当活塞运动到终点,泵压力升高,输出流量减小,当泵压高到顸调的最大值,泵的流量减少到只需补充液压缸或换向伐的泄漏,，并实现保圧卸荷。为了便于观察和调整压力，在液压泵的出口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设测压点。将上述所选定的液压回路进行整理归并，并根据需要作必要的修改和调整，最后画出液压系统原理图。为了实现滑台快进时回油路接通实现液压缸差动连接的问题，必须在油路上串接一个外控顺序阀 5 顺序伐 6。为了避免机床停止工作时回路中的油液流回油箱，导致空气进入系统，影响滑台运动的平稳性，图中添置了一个单向阀 4。.24/38考虑到这台机床用于钻孔（通孔与不通孔）加工，对位置定位精度要求较高，图中增设了一个压力继电器。当滑台碰上死挡块后，系统压力升高，压力继电器发出快退信号，控制电液换向阀换向。在进油路上设有压力表开关和压力表，钻孔行程终点定位精度不高，采用行行程开关控制即可。.25/38图 7液压系统原理图.26/383.53.5液压元件的选择液压元件的选择3.5.13.5.1 阀类元件和辅助元件的选择阀类元件和辅助元件的选择液压系统原理图中包括调速阀、换向阀、单项阀等阀类元件以与滤油器、空气滤清器等辅助元件。1.对阀类零件的要求：A.动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动药效，使用寿命长B.油液通过液压阀时损失要小，密封性能好，泄漏要小，无外泄露C.结构简单紧凑，安装维护调整方便，通用性好2阀类元件的选择根据上述流量与压力计算结果，液压系统原理图中各种阀类元件与辅助元件进行选择。其中调速阀的选择应考虑使调速阀的最小稳定流量应小于液压缸工进所需流量。本机床选用板式阀组装，机床布置比较美观3.5.23.5.2 确定液压泵和电机规格确定液压泵和电机规格（1）计算液压泵的最大工作压力由于本设计采用变量泵供油方式。根据液压泵的最大工作压力计算方法，液压泵的最大工作压力可表示为液压缸最大工作压力与液压泵到液压缸之间压力损失之和。.27/38对于调速阀进口节流调速回路，选取进油路上的总压力损失p0.8MPa，同时考虑到压力继电器的可靠动作要求压力继电器动作压力与最大工作压力的压差为0.5MPa，则泵的最高工作压力可估算为amax15.55.08.009.3MPMPPPPPpa）（继电器损（2）计算总流量表 3 表明，在整个工作循环过程中，液压油应泵向液压缸提供的最大流量出现在快进工作阶段，为 26.8 L/min，若整个回路中总的泄漏量按液压缸输入流量的 11.5%计算，则液压油泵所需提供的总流量为：min15.24min2115.1LLqp据据液压油泵最大工作压力和总流量的计算数值，查阅有关样本，确定VBN40N型双联变量叶片泵分别向动力滑台与夹具体移动滑台供油。夹紧.定位用油泵。表 4液压泵参数元件名称估计流量1/minL规格。额定流量1/minL额定压力 MPa型号.28/38(3)电机的选择由于液压缸在快退时输入功率最大，这时液压泵工作压力为 0.345MPa，流量为17.07L/min(36x.95)。取泵的总效率0.55p，则液压泵驱动电动机所需的功率为：kwqPPppp07.155.007.17345.0根据上述功率计算数据，此系统用的泵选取电动机额定功率kwPn5.1，额定转速1440r/minn。本设计所使用液压元件均为标准液压元件，因此只需确定各液压元件的主要参数和规格，然后根据现有的液压元件产品进行选择即可。表 5元件清单变 量 叶片泵25最 高 工 作 压 力 为6.3MPaVBN40N序号元件名称数量型号1油箱1750600500.29/382电液阀1E35D0-253顺序阀1ECZ25-254顺序阀底板1EJD07-255单向阀1EDG-636滤油器1XUB501007压力表1Y-608压力继电器3EYX63-69电机1Y112M-4-B310油泵1YBN-40-11反向阀1EFZ10-2512反向阀单向垫块1EJD01-6313减压阀2EJX63-2514减压阀单向垫块2EJD03-2515电磁换向阀2E25DW-2516行程调速1EZZXQ-25.30/383.5.33.5.3 油管的选择油管的选择液压系统原理图中各元件间连接管道的规格可根据元件接口处尺寸来决定，液压缸进、出油管的规格可按照输入、排出油液的最大流量进行计算。由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以应对液压缸进油和出油连接管路重新进行计算，如表 8 所示。表 8 动力头液压缸的进、出油流量和运动速度流量、速度快进工进快退输入流量1/minL 17.5221111AAqAq2.01q5.241qqp排出流量1/minL15.241221AqAq1.01221AqAq78.451212AqAq运动速度1/minm10211AAqVp04.0121AqV11.9213AqV.31/38根据表 8 中数值，当油液在压力管中流速取 V=4m/s 时，由于系统为差动连接时，min78.452Lq，可算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管径为：mmvqd66.15478.4563.463.42取标准值 16mm因此与液压缸相连的两根油管可以按照标准选用公称通径为14的无缝钢管或高压软管。如果液压缸采用缸筒固定式，则两根连接管采用无缝钢管连接在液压缸缸筒上即可。如果液压缸采用活塞杆固定式，则与液压缸相连的两根油管可以采用无缝钢管连接在液压缸活塞杆上或采用高压软管连接在缸筒上。3.5.43.5.4 油箱的设计油箱的设计油箱长宽高的确定油箱的主要用途是贮存油液，同时也起到散热的作用，参考相关文献与设计资料，油箱的设计可先根据液压泵的额定流量按照经验计算方法计算油箱的体积，然后再根据散热要求对油箱的容积进行校核。油箱中能够容纳的油液容积按/T79381999 标准估算，取 3 时，求得其容积为6.1022.343pqV按/T79381999 规定，取标准值V=110L。3m143.06.1438.01108.0LVV容量依据如果取油箱长l1、宽w1、高h1比例为 3：2：1，可得长为：1l=744mm，宽1w=594mm，高为1h=325mm。对于分离式油箱采用普通钢板焊接即可，钢板的厚度分别为：油箱箱壁厚 3mm，箱底厚度 5mm，因为箱盖上需要安装其他液压元件，因此箱盖厚度取为 10mm。为了.32/38易于散热和便于对油箱进行搬移与维护保养，取箱底离地的距离为 160mm。因此，油箱基体的总长总宽总高为：长为：mmtll7503274421宽为：6003259421twwmm高为：mmhh5001605325101605101为了更好的清洗油箱，取油箱底面倾斜角度为0.5。3.63.6 液压系统性能的验算液压系统性能的验算本例所设计系统属压力不高的中低压系统，无迅速起动、制动需求，而且设计中已考虑了防冲击可调节环节与相关防冲击措施，因此不必进行冲击验算。这里仅验算系统的压力损失，并对系统油液的温升进行验算。3.63.6.1.1 管路系统压力损失验算管路系统压力损失验算由于有同类型液压系统的压力损失值可以参考，故一般不必验算压力损失值。下面以工进时的管路压力损失为例计算如下：已知：进油管、回油管长约为 l=1.5m，油管径 d=1.510-3m，通过流量vq=0.8 Lmin（0.013310-3m3s）。液压系统选用 N32 号液压油，考虑最低工作温度为 15 摄氏度，由手册查出此时油的运动粘度 v=1.5st=1.52/cms，油的密度3900/kg m，液压系统元件采用集成块式的配置形式。、(1)判断油流类型利用下式计算出雷诺数.33/38Re=1.273vq104de=1.2730.013310-31041.510-3/1.51602000为层流。式中V-管中液体的平均速度(米/秒)（m/s）d管子直径(米)me-液体的运动粘度(平方米/秒)q流量(立方米/秒)（3/ms）(2)沿程压力损失P1利用公式分别算出进、回油压力损失，然后相加即得到总的沿程损失。进油路上/10000(/2lvvpdg 公斤力 平方厘米)式中l管道长度(米)mV-管中液体的平均速度(米/秒)m/sd管子直径(米)mg重力加速度(9.81 米/平方秒)r-油的密度(公斤/立方米)(3/kg m）-管油的摩摩阻力系数;取 7.2回油路上，其流量 qv=0.75 Lmin（0.012510-3m3s）（差动液压缸 A12A2）,压力损失为P1=4.31012vlqvd4=4.310121.51.50.0032510-3124Pa=0.01532105Pa.34/38由于是差动液压缸，且 A12A2，故回油路的损失只有一半折合到进油腔，所以工进时总的沿程损失为P1=（0.076+0.50.01532）105Pa=0.0 837105Pa3.6.23.6.2 油液温升验算油液温升验算液压传动系统在工作时，有压力损失、容积损失和机械损失，这些损失所消耗的能量多数转化为热能，使油温升高，导致油的粘度下降、油液变质、机器零件变形等，影响正常工作。为此，必须控制温升T在允许的围，如一般机床T=25 30；数控机床T 25；粗加工机械、工程机械和机车车辆T=35 40。液压系统的功率损失使系统发热，单位时间的发热量（kW）可表示为PP12式中P1 系统的输入功率（即泵的输入功率）（kW）；P2 系统的输出功率（即液压缸的输出功率）（kW）。若在一个工作循环中有几个工作阶段，则可根据各阶段的发热量求出系统的平均发热量.35/38笫四章笫四章结论与展望结论与展望随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感帮助我的同学。总之，在整个毕业设计的过程中确实觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了真有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到了真正会用的时候才是真的学会了。.36/38第五章第五章参考文献参考文献1组合机床研究所编.组合合机床（第 1 册）.：机械工业，19752组合机床研究所编.组合机床设计参考图册.机械工业，19763家瀛.组合机床设计简明手册M.机械工业.19944裘愉.从几个侧面看组合机床的发展动向.组合机床与自动化加工技术 1994年第 11 期.5佟璞玮.中国组合机床市场.中国机电产品市场展望.1999.第 3 期6 如松组合机床和自线的技术发展组合机床与自动化加工技术，19997明、王合增、应午.组合机床的发展趋势与企业的对策 机械产品与科技2002 年第 1 期.8日耀主编.金属切削原理2 版.2002.1.37/389王先逵主编.机械设计工艺学2 版 机械工业.2006.1.10罗中先、周利平、程应端金属切削机床.大学.2006311康民.南欢机械制造工艺装备.大学.2007812 庆余、孟广耀.机械制造装备设计2 版M.：机械工业，2008.7.第六章第六章致致在此要感我的指导老师欧阳可春老师对我悉心的指导，感老师同学们给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向指导老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然本次毕业设计工作告一段落，但是我觉得在设计过程中所学到的东西才是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受.38/38益。