液压送料支架送料机构及液压系统设计.docx

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1、液压送料支架送料机构及液压系统设计毕业设计说明书（论文）中文摘要 摘要： 本次毕业设计通过功能分析，采纳类比设计的方法，进行液压棒料送料支架送料机构及液压系统的设计，本次设计的内容是通过调研并熟识课题、查阅相关资料，以液压送料支架作为设计课题，对液压送料支架的动力源进行分析，进行结构的设计，并对各结构部件进行必要的受力分析和计算。当加工棒料零件时，液压送料支架送料机构便可以与棒料类数控车床主机联合运用，实现单机自动化，提高机床的加工效率，降低人工成本。通过对液压送料支架送料机构的探讨和设计，驾驭一般机构设计的步骤和方法，提高自己分析和解决问题的实力。近年来，市场需求的改变以及激烈的竞争，都迫使

2、企业更新和改造机械设备，液压送料支架是通过自动限制来保证送料的精度，但近二十年来，数控送料的发展并没有取得实质性的突破，许多企业做的最大努力就是提高产品的质量，并没有推陈出新。所以将来数控送料机的发展还是存在很大的潜在市场。 关键词： 数控机床 液压送料支架 液压系统 设计 毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title The hydraulic rod feeding bracket feeding mechanism and hydraulic system design Abstract The graduation design through thefunctional analysi

3、s,using themethod of analogy design,design hydraulicrodfeeding bracketfeeding mechanism and hydraulic system ,the design isthrough researchand familiar with thesubject, access to relevant information,to the hydraulicfeeding bracketas the design subject,thepower source of the hydraulicfeeding bracket

4、is analyzed,and hydraulicfeeding designof support structure,and for each part of the structure ofthe necessary forceanalysis and calculation. When the processing ofrodparts,hydraulicfeeding bracketfeeding mechanism can be used in combination with bar type CNC lathe machine, realizing automation, imp

5、rove machining efficiency, reduce labor costs. Through the research and designofhydraulicfeeding bracketof the feeding mechanism,grasp thegeneralsteps and methodsof mechanism design, improve theirability to analyze and solve problems. In recent years,the change of market demand andfierce competition

6、,the enterpriseupgrading and transformationof mechanical equipment,hydraulic feeding bracketisto ensure thefeeding precisionthrough the automatic control, but in the past twenty years,the development of NCfeedingdid notachieve substantial breakthroughs,many enterprisestodo isimprovethe quality of th

7、e product,and did notbring forth the new through the old.Sothere is agreat potential market forthe future development ofCNCfeeding machine. Keywords CNC machine tool Hydraulic feeding bracket Hydraulic system Design 书目 前 言 1 第一章 绪论 2 1.1课题探讨的背景 2 1.2数控车床和数控送料机的发展趋势 2 1.2.1数控车床的发展趋势 2 1.2.2数控送料机的发展趋势

8、 3 1.3.1课题探讨方法 4 1.3.2课题探讨的详细内容 4 其次章 液压送料支架的设计 5 2.1 典型自动棒料送料装置及课题设计对象 5 2.1.1自动棒料送料装置的类型、特点 5 2.1.2 自动棒料送料装置的适用范围 7 2.1.3 确定本课题设计的对象 8 2.2 液压送料支架机构的概述 8 2.2.1液压送料支架送料机构的设计要求 8 2.2.2 液压送料支架的组成及工作原理 8 第三章 液压送料支架的动力源设计 11 3.1 计算送料系统送料时的液压推力 11 3.2计算棒料浮起的支撑力 12 3.3 确定液压泵的规格 12 3.3.1 液压泵工作压力的计算 12 3.3.

9、2 确定液压泵的规格 14 3.4.1电动机功率的确定 14 3.5 绘制液压传动系统原理图 15 第四章 液压送料支架的结构设计 17 4.1 棒料自身的结构 17 4.2 送料器前端承料器 18 4.3 送料支架料管结构规格的确定 18 4.4 挡料块的设计 19 4.5 限位挡块和弹簧片的设计 19 4.6 自动检测装置的安装位置设计 20 4.7 毛刷清油器 21 4.8 回油装置的设计 21 4.8.1回油装置设计的目的 21 4.8.2 回油装置设计的作用 21 第五章 液压送料支架运用对其性能影响分析 22 5.1 挡料装置的设置与安装 22 5.2与主机位置关系对液压送料支架的

10、影响 22 第六章 液压棒料送料支架技术经济分析 24 6.1 技术经济分析的目的与意义 24 6.2 成本材料分析 24 6.2.1 非标准件 24 6.2.2 标准件 25 6.3 课题技术经济成本计算依据 26 6.3.1成本计算依据 26 6.4课题技术经济成本计算 27 第七章 总结 28 7.1 主要工作及结论 28 7.2 存在的问题 29 致谢 30 参考文献 31 前 言 数控技术自问世已经50多年，相关技术的发展突破以及社会需求量的不断增长都使得数控技术在快速发展，到现在数控机床已经普及，我国从20世纪就起先推广数控技术，经过几十年的发展，到本世纪初，国内数控机床的生产出现

11、了供不应求的局面。1而为了提高工厂的生产效率，实现一人负责多台机床，越来越多的工厂被迫起先更新和改造设备，提高设备的自动化程度，从而降低生产人工成本，众所周知，一般机床通常采纳人工上料的方法，通过机床主轴法兰上的三爪卡盘或着四爪卡盘来夹紧工件，使得工人的劳动强度加大，效率降低，成了现代工厂提高加工效率考虑的方案之一。 对于毛坯为棒料零件的加工，液压棒料送料支架送料机构与棒料类数控车床联合运用，实现机床加工过程中零件的自动送料，若在和自动接料装置配套运用，就将实现机床单机自动化，提高机床加工性能，削减协助加工时间，实现数控车床最优化应用也是机床用户所追求机床最佳性价比的最终目的。明显，液压式液压

12、棒料送料支架作为数控车床的重要组成部分，与数控车床密不行分，因此液压式液压棒料送料支架与数控车床一样，发展前景广袤，并且越来越受到重视。 第一章 绪论 1.1课题探讨的背景 自1952年美国的第一台数控机床的诞生以来，随着电子技术、计算机技术、自动制造以及精密测量技术不断发展，数控机床在快速的发展和更新换代。特殊是近二十年来，出现了一个全新的局面。在发达国家，数控机床已经普及，我国从20世纪80年头起先推广普及数控技术，进过二十多年的发展，到本世纪初，随着国家宏观经济建设的发展以及产业结构不断地调整和优化，越来越多的企业为倾向于采纳各种机械化、自动化生产设备，先进机械制造业将渐渐取代了传动机械

13、制造业。数控车床具有效率高、柔性高、加工质量高、精度高、加工质量稳定、牢靠的特点，所以数控机床需求量出现了前所未有的增长势头，国内数控机床也出现了供不应求的局面。1 随着越来越激烈的的市场竞争，制造业的经营战略在不断地发生改变，这些都将迫使企业必需在多时间内找到快速地提高产品质量的方法，以此来降低产品的成本。2依据数控车床的结构特点，当小批量加工短小的轴类坯料时，数控车床便可以充分发挥到它的特点，但当大批量加工长径比相差很大的轴类坯料时，数控车床的高效率特性就得不到充分的发挥。众所周知，若以数控车床作为工作母机，传统加工以长棒料为坯料的零件则是采纳手工上下料的方法，必需事先将棒料分段，而若在数

14、控车床上配上液压棒料送料支架就可以解决上述问题，提高了加工效率，降低劳动力，削减材料的奢侈。 1.2数控车床和数控送料机的发展趋势 1.2.1数控车床的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的改变，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国际民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。3可以这么说一个国家数控技术的发展将是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标准，而当今制造的发展方向则是实现机床和生产过程的自动化，机械制造的竞争也将是数控技术的竞争，随着科学技术的不断发展，当今世界上数控车床正朝着高速高精密化、高牢靠性、智能化、网络化、柔性化、集

15、成化、体系开放化、复合化全自动化等方向发展。近几年五轴，六周的数控机床已经渐渐被各大企业购买，据有关权威机构探讨预料，轿车的产量每提高1，数控机床的产量需求量就会扩大0.54。初步估算，将来几年数控机床的需求量将有望接着增长，而且增长幅度很大。由此可见，将来数控机床在我国的发展前景将一片良好。1.2.2数控送料机的发展趋势 近年来，市场需求的改变以及激烈的竞争，都迫使着许多企业更新和改造机械设备，通过提高机械设备的自动化程度，来降低用工成本，提高生产效率。数控自动送料机就是协作数控车床实现自动送料，数控车床送料机、棒料自动送料机、车床自动送料机、车床送料架等产品都是通过自动限制来保证送料精度，

16、从而提高了加工设备的自动化程度和加工效率。今年到2017年中国送料机的行业发展和投资报告，主要分析了送料机行业的市场规模、供需状况，数控送料机的市场竞争以及其主要企业的经营状况、并且对对数控送料市场的企业占有率进行了有效的分析，同时这份报告还对将来数控送料机的前景做出了科学的分析。近二十年来，数控送料的的发展其实并没有取得实质的突破，产品的功能始终定位在好用和平安防盗上，许多企业做的最大的努力就是提高产品的质量，并在产品的外观上进行推陈出新，这些根本满意不了目前市场上的需求，所以将来数控送料机的的发展还是存在很大的潜在市场。 1.3课题探讨方法及详细内容 1.3.1课题探讨方法 本次毕业设计通

17、过功能分析，采纳类比设计的方法，熟识课题，查阅相关资料，进行液压棒料送料支架送料机构及液压系统的设计，使其能够实现功能要求，满意实际生产的须要。 1.3.2课题探讨的详细内容 （1）了解自动棒料送料支架的类型，选择液压棒料送料支架进行课题的设计，进行结构设计，并对各结构部件进行必要的受力分析和计算。 （2）通过确定棒料的直径，选择与其对应的棒料长度和选择适合的导管直径，必要时对棒料进行校直处理。（3）分析液压送料支架工作过程中棒料产生振动的缘由，确定相应的解决措施 液压送料支架结构设计要满意棒料用完后，主机断电，实现换料功能。（4）在液压送料支架工作过程中，可以自动限制棒料的送料长度 （5）对

18、设计的成果进行技术经济分析，包括对各零件的成本以及课题的成本分别进行分析与计算。 其次章 液压送料支架的设计 2.1 典型自动棒料送料装置及课题设计对象 2.1.1自动棒料送料装置的类型、特点 依据自动棒料送料装置不同的工作原理和构造形式，自动棒料送料装置分为料仓式、简易式和液压送进式每一种送料装置都有肯定的应用范围，须要在了解每一种自动棒料送料装置的工作类型和工作特点后，才能为数控车床选协作适的自动送料装置。 1.夹持抽拉式棒料送料装置 这种供料装置属于简易型，工作时可将其安装在数控车床的回转刀架上，可跟据阅历刀具的安装形式来确定安装柄的位置，夹持钳口的大小可通过调整螺栓来调整，来满意直径不

19、同的棒料供料。供料装置的工作过程如1所示。松 图1 抽 拉 式 棒 料 供 应 装 置 的 工 作 过 程 开夹爪，移动Z向托板接近棒料并夹住棒料，松开卡盘，托板带动刀架移动一个送料长度后，夹紧卡盘，移开Z向托板，但在工作之前，需人工将预先锯好的棒料送入车床主轴内，并且对好刀，以确定送料装置每次抽取棒料时，刀架须要移动的距离。2.料仓式自动棒料送料装置 料仓式自动棒料送料装置由料仓、隔料器、送料器等组成，料仓作用是储存毛坯，其大小有毛坯的尺寸和工作循环的长度所确定。依据毛坯的质量不同以及毛坯形态的困难程度不同，一般将料仓分为自重送进和强制送进两种形式。隔离器的作用是将毛坯将料仓中的很多毛坯隔离

20、开来，使其能逐个送入送料器，或者由隔离器将毛坯自动送入加工的位置。送料器的作用是将毛坯从料仓送入 机床加工位置的装置。下面以销轴类料仓式送料机构为例，如图2所示，如说 图2 料 仓 式 送 料 机 构 明其组成和工作原理，将工作前锯好的具有同一长度的棒料人工装入料仓，送料器左移将落入接收槽的毛坯送入主轴前端，其上表面将料仓的通道隔断，完成隔料作用的同时，送料杆将接着讲毛坯送入夹料筒中（图中为画出），待零件加工完毕后，夹料筒松开，卸料杆将加工完成的工件顶出落入导出槽（图中为画出）。 3.液压棒料送料支架送料装置 液压棒料送料支架又称为液压推动式棒料送料器，由液压站、导料管、推料杆、支架、限制电路

21、等五部分组成，其工作原理图如图3所示，在送料其导管中预先装好棒料，在车床开动前，棒料浸在送料导料管的油液中，由于自重，依靠在导料管的底壁上，当同时接通液压电气限制及液压限制器后，液压站以恒定的压力分两路向导料管中供油，一路轴向供油，一路径向供油，轴向油压作用是推动推料杆（料管活塞杆）将加工棒料推入车床主轴并弹簧夹头中夹紧，而径向油压作用是使加工棒料径向浮起，当棒料随车床转速上升而高速回转时，使棒料与导料管内壁形成液压油膜，起到隔离的作用，避开由于金属间的摩擦而产生振动 图3 液 压 送 料 支 架 工 作 原 理 简 图 2.1.2 自动棒料送料装置的适用范围 1.夹持抽拉式棒料供料装置的试用

22、范围 夹持抽拉式棒料供料装置与另外两种装置相比较，结构最为简洁，费用低，设计周期短，运用简单，无需额外的场地，但由于在棒料的后端无支撑，所以棒料不宜过长，否则会引起棒料的振动，从而影响加工零件的加工精度，因此对零件的加工精度要求不高，投资有限制可采纳此装置。 2.料仓式自动棒料送料装置 料仓式自动棒料送料装置自动化程度很高，适用于单件毛坯尺寸较大，棒料的加工，以及难于自动定向的大批量生产，但结构较为困难设计成本也较高，要求的安装场地较大。3. 液压棒料送料支架送料装置 液压棒料送料支架送料装置送料直径范围广（一般为342mm或更大）、送料长度长（一般在3m以内）、操作便利，稳定性好，棒料无磨损

23、，费用适中，特殊适用于高转速、长棒料、精度要求较高零件的加工，但由于液压棒料送料支架送料装置结构困难，棒料的长径比问题等等，当主轴高速回转时，棒料在弹簧夹头的夹持下会产生振动，影响零件的加工时的质量。2.1.3 确定本课题设计的对象 本课题设计是为在数控车床上加工以棒料为坯料的零件设计棒料送料装置，棒料的最大规格为33*2000mm，直径范围广，送料长度长，对零件的加工精度要求高，所以选择液压棒料送料支架送料装置作为本课题设计的对象。 2.2 液压送料支架机构的概述 2.2.1液压送料支架送料机构的设计要求 1.送料支架机构的设计应当能够满意送料要求 2.由于棒料液压送料支架结构比较困难，棒料

24、在弹簧夹头的加持下随着主轴的高速回转过程可能会产生振动，所以液压送料支架机构的设计应能够克服由于棒料在液压送料支架过程中产生的振动给零件的加工质量以及液压送料支架的关键零件带来的影响。 3.液压送料支架机构的设计要能满意自动确定棒料送进时的位置。4.液压送料支架机构的设计要能够满意棒料用完后，主机断电，实现换料的功能。5.当棒料在进入数控车床主轴内时，部分液压油膜会吸附在棒料上被带出，从而会对棒料的加工产生肯定的影响，以及增加液压油的损耗，所以液压送料支架机构的设计要能解决上述问题。2.2.2 液压送料支架的组成及工作原理 液压送料支架可以被分为单根棒料送料和成组棒料送料两种形式，本课题设计仅

25、分析了单根棒料送料支架。液压送料支架主要由棒料导管、径向输油装置、液压泵站、前后支座等组成（如图4所示）。4 图4 液 压 送 料 支 架 机 构 1-主机；2-接油槽；3-无触点行程开关；4-后支座；5-液压泵站；6-径向输油管；7-棒料导管；8-前支座 液压送料支架棒料导管的内部结构（如图5所示）。棒料的送料由此部分完成。由图5所示。推料杆由油压、导料管、活塞、接套、送料器组成。4当同时接通液压电气限制及液压限制器后，液压送料支架起先工作液压油经过调压阀、 分油板分两路，一路经过轴向输油装置，一路经过径向输油装置，棒料被轴向输入装置送入导管中的液压油推着向前移动，棒料被推入主轴后并被弹簧夹

26、头中夹紧，并随主轴一起旋转。由径向输入装置送入到导管中液压油使得棒料径向浮起，当棒料高速旋转时，还可以在导料管和棒料之间形成液压油膜，起到隔离作用，避开棒料与导料管内径产生摩擦而是的棒料振动。 图5 棒料导料管内部结构 1-倒料管；2-活塞；3-接管；4-送料器；5-棒料 2.3 液压送料支架方案的确定 液压送料支架主要由支座、棒料导管、径向输油装置、液压泵站等组成。4液压送料支架主要依靠液压推力进行工作，在液压机组接通前在送料器送料导管中装入事先打算的棒料，液压油从液压泵站输出经调压阀将压力油输入导料管内，棒料被油液压力推入车床主轴内并被弹簧夹头夹紧，因此棒料导管是液压送料支架重要组成部分，

27、是本次毕业设计的重要部分，必需合理拟定方案。 在这次设计中，依据设计任务书，拟定出液压送料支架方案，并对方案进行分析。棒料导管由套管、顶料杆、接油盘和无触点行程开关组成，顶料杆是棒料导管的重要组成部分通过将油液的压力转换为推动棒料移动的轴向力，从而来协助液压棒料送料支架正常工作，此次设计对顶料杆的组成零件提出了两种方案，方案一：顶料杆由缓冲环、密封环、活塞杆组成，这种方案棒料是干脆作用在活塞杆上的，当棒料被推入主轴并被弹簧夹头夹紧，随主轴一起作高速回转运动，而活塞杆在压力油的作用下是作轴向运动的，结果由于被加工材料的长期旋转，活塞杆与棒料接触简单造成变形而出现跳动的现象，同时活塞杆前端与棒料尾

28、部接触端没有定心锥面，无法保证棒料尾部的自定作用。3方案二：由缓冲环、密封环、活塞杆、弹簧片、限位挡块、接套、送料器等主要零件组成，方案二在原方案的基础上增加了弹簧片、限位挡块、接套、送料器等零件，在正常送进棒料时，限位挡块和弹簧片可以防止棒料在即将用完时，顶料杆伸出主轴而出现故障，而接套将送料器与活塞杆连接，送料器内装有轴承，当棒料转动时，送料器也跟随转动，这样顶料杆不仅可以作轴向运动，又可以作圆周运动，送料器前端的承料器也保证棒料尾部的自定心作用。方案二与方案一相比较顶料杆的结构较困难，设计成本较高，但满意此次设计要求，保证棒料精确被送入这床主轴内。通过从多方面对以上两种方案的分析，比较，

29、确定方案二为液压送料支架的最终方案。 第三章 液压送料支架的动力源设计 3.1 计算送料系统送料时的液压推力 1.计算棒料的质量 （1）棒料质量计算公式 (3.1) 式中 R一圆棒料的半径为16.5mm; L一圆棒料的总长为2000mm; 一棒料的密度为8.96g/cm3; 可求得： 2.计算送料系统送料时的液压推力 因为送料系统送料时的液压推力主要是克服棒料与导管内壁摩擦力，所以只需求得棒料与导料管内壁摩擦力。 （1）棒料与导料管内壁摩擦力的计算公式 (3.2) 式中 f一油液的动摩擦系数为0.1 可求的： 以上公式3.1至3.2均参考于液压与气压传动 3.2计算棒料浮起的支撑力 液压泵站接

30、通后，液压油通过径向输油装置进入油管，克服棒料自身重力并支撑棒料浮起，所以要计算径向液压动力只须要求得棒料的自身重力。（1）棒料的重力计算公式 （3.3） 由上述计算可知： 可求得： 以上公式（3.3）参考于高校物理 3.3 确定液压泵的规格 3.3.1 液压泵工作压力的计算 送料支架工作时，液压油泵站的输出油经过调压阀，分两路进入导料管，所以需比较在压力油作用下推动活塞轴向移动的油液压力和支撑棒料浮起的油液压力，从而依据导料管最大工作压力确定液压泵的最大工作压力。1. 计算送料系统送料时的油液压力 （1） 计算无杆腔面积 （3.4） 式中：D为无杆腔活塞的直径，通过查资料可知棒料与导管之间的

31、径向间隙不得超过10mm,单也不能小于1mm，取径向间隙为2mm，因棒料直径为33mm，所以导料管内径为35mm,为防止泄漏，液压缸与活塞之间的单侧间隙值在=0.020.05mm之间，取单侧间隙值为0.05mm，即双侧间隙值为0.1mm。所以D=35-0.1=34.9mm 可求得： （2） 计算无杆腔油液压力 2. 计算支撑棒料浮起的油液压力 （1） 计算油液作用的有效面积 式中 d一棒料直径为33mm; L一棒料总长为2000mm; 可求得： (2) 计算支撑棒料浮起的油液压力 （3.5） 3. 确定导料管最大工作压力 所以导料管最大工作压力为 4. 确定液压泵最大工作压力 （3.6） 式中

32、 P1一导料管最大工作压力为; P一从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间的管路损失 P的精确计算要待元件选定并绘出管路图图时才能确定，初算时可按阅历数据选取：管路简洁且流速不大时，取P=（0.20.5）MPa;管路困难时，进口装有调速阀的，取P=（0.51.5）MPa。由于本设计管路简洁，流速不大，所以选择管路损失P=0.3 MPa。可求得： 以上公式3.4指3.6均参考于液压与气压传动 3.3.2 确定液压泵的规格 因为PP =31.5*104pa7MPa,属于低压，可选择低压齿轮泵，依据机械手册，选取CB-B2.5型低压齿轮泵，额定压力为2.5MPa。液压送料支架工作时推动顶料杆的压力不

33、宜调得过大，若果过大会使得棒料产生冲击的现象从而影响棒料的加工质量，通常状况下，操作者可以依据棒料的直径和长度选择一合适的工作压力，但最大不行超过CB-B2.5型低压齿轮泵的额定压力2.5MPa。 3.4确定液压泵的电动机功率 3.4.1电动机功率的确定 1. 齿轮泵流量的计算 （3.7） 式中 V一齿轮泵的排量，依据机械手册可知CB-B2.5型齿轮泵的排量为 2.5MLr -1； 式中 V一齿轮泵的转速，依据机械手册可知CB-B2.5型齿轮泵的转速为1450rmin-1; 可求得： 2.电动机功率的计算 （3.8） 式中 一齿轮泵的总效率,取=0.7； PP一齿轮泵的输出压力为31.5*10

34、4pa 可求得： 以上公式3.7至3.8均参考于液压与气压传动 3.电动机功率的确定 依据计算得到的电动机功率属于小功率，根据设计手册选用YS45S-2型380V,三相异步电动机,额定功率为10W大于所须要的电动机输出功率P=2.719W，同步转速为1400 r/min。 3.5 绘制液压传动系统原理图 液压棒料送料支架液压限制原理图如图6所示，整个液压机组由单个液压电气箱限制。主要由液压油箱、滤油装置、平安阀装置、手动转阀、分油板、压力表、马达、油泵等主要装置和零件形成。当同时接通液压电气限制及液压 图6 液压限制原理图 1-导料管；2-手动转阀；3-压力表；4-依次阀；5-压力继电器；6-

35、马达；7-液压油箱；8-过滤器；9-外啮合齿轮泵 限制器后，液压机组起先工作，低压小定量齿轮泵起先为液压棒料送料支架液压限制系统起先供油，主要用于供应经分油板分径向和轴向两路进入油管的液压油，其油液压力由溢流阀10调定。径向供油的油量由手动转阀限制。当棒料用完或不够满意加工一个零件的棒料时，无触点行程开关接通，此时主机切断，液压机组马达反转，套管左腔产生负压，顶料管反向回到起点处，这是径向输油装置断开，套管内无油液。 第四章 液压送料支架的结构设计 4.1 棒料自身的结构 1棒料原材料的影响 市场上给我们供应的棒料尾部是没有进行预加工的，如图7所示，这时送料器中的定心锥面对棒料并没有起到定心作

36、用，棒料的位置会随上下料的状况而发生改变,此时棒料与导管之间的油膜会因为棒料旋转时产生的不稳定的现象而局部裂开，这不但会使棒料在油液中高速旋转时，液压动力起不到对棒料的支撑作用，而且棒料与导管内壁无法形成液压油膜，起不到隔离作用，从而引起两金属间的摩擦，造成棒料在液压送料支架工作过程中产生振动的现象。 图7 棒料尾部在倒料管中的支撑 1-送料器；2-棒料（尾部已加工） 2. 棒料直线度的影响 棒料的过度弯曲也会造成棒料与倒料管之间的间隙不等，造成棒料与导管之间的油膜分布不匀称，从而产生振动。 3. 棒料自身其他因素的影响 棒料太长，倒料管内的轴向推力不足，以及棒料与导管的间隙过大，无法形成油膜

37、等都会造成振动的现象。4. 棒料自身结构的设计 为了克服液压送料支架工作过程中由于棒料自身缘由而产生的振动，棒料自身结构的设计应当选择冷拔棒料以保证棒料有好的表面质量，棒料的最大长度为2m。为了使棒料在高速旋转有好的定心支撑作用，毛坯两端需进行预加工，尾部锥面应与送料器的定心锥面相同，以保证同轴度，见图8，另外我们可以依据棒料直径的大小，对毛坯棒料的两端倒角进行适当调整，若棒料为空心棒料，可以加工一实心小轴封住棒料尾端孔口，类似于实心的冷拔棒料。另外待加工棒料必要时应进行校直处理，弯曲度不超过0.5mm，长径比不超过50：1。4.2 送料器前端承料器 由图8所示，送料器前端承料器由套、轴、推力

38、球轴承组成，送料支架工作时，棒料不干脆作用在前端活塞杆上，而必需作用在送料器上，送料器前端有60的承料锥，与已加工后的棒料尾部接触，保证了棒料尾部的自定心作用，为避开由于被加工棒料长期旋转，送料器与被加工接触端简单造成变形而出现跳动的现象，进而产生噪声缩短送料器的运用寿命，将送料器前端设计套4，送料器内装有轴承2，当棒料高速旋转时，套4旋转，轴3通过紧定螺钉与套4连接同步转动，这样的设计使得整个顶料杆工作时，前端活塞杆做轴向运动，后端送料器作圆周运动。 图8 送 料 器 前 端 承 料 器 结 构 1-套；2-推力球轴承；3-轴；4-套；5-紧定螺钉；6-已加工棒料 4.3 送料支架料管结构规

39、格的确定 为了避开棒料与料管直径相差过大无法形成油膜，从而引起振动，不同直径的棒料应选择对应的料管直径，间隙值不得超过10mm，但不能小于1mm，因此选择了2mm的径向间隙。由于本次设计最大送料棒料规格为33 X2000mm，所以料管内径为35mm,单边壁厚5mm,管长3022mm，为了削减材料的损耗，提高料管的精度，料管选择了材料为20钢的高精度冷拔油缸管，这种紧密钢管与常用无缝缸管相比，不仅有好的力学性能，可以承受较大的压力，而且内孔与外壁的尺寸精度高，有严格的公差及粗糙度,管内外表面光滑度好，经热处理后内外表面均无氧化膜，冷弯无变形，能够做困难变形和深加工处理。 4.4 挡料块的设计 为

40、了能够实现液压送料支架在工作过程中自动确定棒料送进时的位置，本次设计在车床刀架上装有一挡料块，如图9所示，挡料块的形态被设计成L形块， 挡料块的尺寸见图所示。 图9 挡料块结构略图 4.5 限位挡块和弹簧片的设计 当棒料即将用完时，为了防止顶料杆伸出主轴而出现故障，顶料杆（如图10所示）上设计限位挡块（5）和弹簧片（4）。在正常送进棒料时，顶料杆上的限位挡块始终与料管（油缸）内壁接触，弹簧受压，当剩下的料头不足以加工一个零件时，顶料杆接着送料时，限位挡块很快脱离同料管的接触而进入一个推套内（如图11所示），推套的内径比料管的内径大，且设计有台阶。这样限位挡块在弹簧片的作用下又与推套内径接触，由

41、于有台阶，限位挡块便推着推套一起往前，进入无触点行程开关范围内。 图10 顶 料 杆 结 构 略 图 1-缓冲器；2-密封环；3-活塞杆；4-弹簧片；5-限位挡块；6-接套；7-送料器 4.6 自动检测装置的安装位置设计 在液压送料支架工作过程中，为了能够满意棒料用完或者剩下的棒料不足以加工一个零件时，主机断电，实现换料功能，液压送料支架的接套上设计了自动检测装置即采纳超声波无触点行程开关，超声波无触点行程开关的位置如图11所示，如4.5所述，当限位挡块推着推套一起往前，进入无触点行程开关范围内，无触点行程开关将接收到套筒的反射回波并将其转换成电信号，无触点行程开关接通，主机断电，液压机组马达

42、反转，料管内左腔内产生负压，顶料管吸回至起点，此时径向输油装置也断开，料管内无油。 图11 液 压 送 料 支 架 接 套 结 构 1-料管；2-套筒；3-接套；4-无触点行程开关；5-接油槽 4.7 毛刷清油器 在液压送料支架的集油器内设计一个专用的毛刷清油器，使得棒料在被送入车床主轴之前，毛刷清油器能够将棒料上少量的油膜清除干净，这不仅能削减了液压油对棒料加工的影响，而且能够削减液压油的损耗。 4.8 回油装置的设计 4.8.1回油装置设计的目的 在液压送料支架的工作过程中，当无触点行程开关接通，主机断电，液压机组马达反转，料管左腔内产生负压，顶料管吸回至起点，这时为了确保液压系统能够正常

43、运行，在液压系统回油路上设计了单向阀、过滤器与空气阀的组合装置。4.8.2 回油装置设计的作用 回油装置由单向阀、过滤器与空气阀组合而成，单向阀的作用是防止油液反向流淌，当料管左腔内产生负压时，为了防止油液从反憧憬回流，另外将单向阀安装液压缸（导料管）的回油管路中，使液压缸（导料管）的回油路上保持肯定的压力，这样可以液压传动系统的运动变得更加平稳，避开出现液压缸（导料管）爬行和前冲的现象，背压阀的弹簧采纳了较硬的弹簧，一般可以产生0.20.6Mpa,在系统回油路上设置过滤器的作用主要是为了使得进入油泵的油能够干净清洁，从而确保油压站的油泵能够平安运行在油箱上设置了空气过滤器，具有防止由于邮箱中

44、油量变动污染物随空气混入油箱。所以过滤器的精度应当具有与过滤器同等以上的性能，另外为了防止堵塞使得油箱内压力变成负压，引起液压泵的空穴现象，容量应留有足够的余地。 第五章 液压送料支架运用对其性能影响分析 5.1 挡料装置的设置与安装 挡料块被安装在数控车床的回转刀架上，可以依据阅历刀具的安装形式来确保挡料块的位置，当刀架分度，弹簧卡头松开，棒料在轴向油压作用下被推入主轴，推板带动挡料块移动一个送料长度，弹簧卡头夹紧，在此之前须要先对好刀，以确保棒料每次自动送进的长度时，托板须要移动的距离。一般数控车床会有四个刀位，能夹持四把刀具，将挡料块安装在其中一刀位上，通过添加一些厚薄不同的垫片来调整挡料块的高度，确保每次棒料送进时必需保证刀架分度运动后，挡料块能够精确地对准车床主轴中心孔，否则很简单造成事故，另外挡料块还应与车床主轴轴线垂直，挡料块装正后，应交替拧紧刀架螺丝。 5.2与主机位置关系对液压送料支架的影响 液压送料送料支架在上料时，通常转动手柄，使得手柄同托快脱开，此时整个导管能够围绕后支座上的螺钉在水平方向上摇摆。操作者用手将导料管根据顺时针方向摇摆至张紧链条拉紧为止，