四工位組合機床控制系統(tǒng)設計

26頁 10000字數(shù)+論文說明書+2張CAD圖紙【詳情如下】

動力頭液壓系統(tǒng)圖.dwg

四工位組合機床控制系統(tǒng)設計說明書.doc

液壓回轉工作臺液壓系統(tǒng)圖.dwg

四工位組合機床控制系統(tǒng)的設計

【摘要】

    作為現(xiàn)代機械設備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術手段，液壓技術在國民經(jīng)濟各領域得到了廣泛的應用。與其他傳動控制技術相比，液壓技術具有能量密度高﹑配置靈活方便﹑調(diào)速范圍大﹑工作平穩(wěn)且快速性好﹑易于控制并過載保護﹑易于實現(xiàn)自動化和機電液一體化整合﹑系統(tǒng)設計制造和使用維護方便等多種顯著的技術優(yōu)勢，因而使其成為現(xiàn)代機械工程的基本技術構成和現(xiàn)代控制工程的基本技術要素。液壓壓力機是壓縮成型和壓注成型的主要設備，適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。

    四工位組合機床由四個工作滑臺，各帶一個加工動力頭，組成四個加工工位。除 了四個加工工位外，還有夾具，上下料機械手和進料器四個輔助裝置以及冷卻和液壓系統(tǒng)共四個部分。機床的四個加工動力頭同時對一個零件的四個端面進行加工。一次加工完成一個零件。要求具有全自動、半自動、手動三種工作方式,總體的控制流程,當按下啟動按扭后，上料機械手向前，將零件送到夾具上， 夾具加緊零件，同時進料裝置進料，之后上料機械手退回原位，進料裝置放料，然后四個工作滑臺向前，四個加工動力頭同時加工（洗端面），加工完成后。由四工位加所實現(xiàn)的是加工按次序加工。本次加工按次序分為在一工位裝卸、二工位打中心孔、三工位鉆孔、四工位加工螺紋。

    本文運用大學所學的知識，提出了四工位組合機床的結構組成、工作原理以及液壓回轉工作臺液壓系統(tǒng)、動力頭液壓系統(tǒng)的組成，構建了四工位組合機床機械、液壓控制系統(tǒng)總的指導思想，從而得出了該四工位組合機床的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且運行平穩(wěn)的結論。

關鍵詞：液壓技術 四工位組合機床 液壓系統(tǒng) 結論

The design of the control system of the four working position combination machine tool 

【ABSTRACT】

As one of the modern machinery equipment ransmission and control important technical means, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used. Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overload protection, easily rintegration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other significant advantages n technology which make it become the basic technology of modern mechanical engineering.

it can be engaged in the adjustment, the mounting indentation, the grinding wheel formation, the swaging metal parts formation, the plastic products and the powder products suppressed formation.including the choice of motor, a crank connecting rod transmission design, shaft design, bearing design, selection of the key and the design of the frame, trying to through the design, so that the transport mechanism of walnut is simple, and can improve the efficiency, and also can reduce the energy consumption.Vibrating conveyer is the eccentric wheel drives a connecting rod to generate centrifugal force, the materials can be separated. This paper is divided into several parts to illustrate the design process, so I did about graduation design walnut vibration conveying equipment. 

Graduation project this time is a tube axial compressive loading machine. This paper introduces the theoretical calculation to design sleeve pressing machine structure, working principle and main parts of the strength check and the advantages of the sleeve, pressing machine is efficient.

Keywords: enery operation intergrtin design modern advantages 

目 錄

1 緒論................................................................................1

  1.1 課題的意義、背景及現(xiàn)狀............................................................1

  1.2 組合機床概述......................................................................2

  1.3 液壓系統(tǒng)的基本組成................................................................3

2 組合機床液壓系統(tǒng)的工況分析..........................................................7

   2.1 負載分析...............................................................................8

   2.2 運動分析...............................................................................9

3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定..............................................................10

4 確定液壓系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)原理圖................................................13

  4.1 確定液壓系統(tǒng)方案.......................................................................14

  4.2 確定基本回路............................................................................15

  4.3將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)................................................................16

5 選擇液壓元件.......................................................................17

  5.1 液壓泵..................................................................................18

  5.2 閥類元件及輔助元件......................................................................19

  5.3 油管....................................................................................19

  5.4 油箱....................................................................................20

  5.5 密封件的選擇............................................................................21

6 液壓缸在實際中的應用情況分析........................................................22

結 束 語......................................................................................23

謝 辭.........................................................................................24

參 考 文 獻...................................................................................25

1 緒論

由于液壓工程的知識總量已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術的進步和整個塊的技術，提高外部條件變化的適應能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。液壓工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益為目標，并研制和發(fā)展新的液壓產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟目標和任務。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務?，F(xiàn)代液壓工程液壓和液壓設備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學已經(jīng)開始加強，并部分代替人腦科學，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。

結 束 語

    在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是四工位組合機床控制系統(tǒng)的設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。

時間過得真快啊，一轉眼就思念大學時光就過去了，著這四年里，我學會了很多知識，也讓我懂的了很多做人的道理。

謝 辭

至此在論文完成之際，向我的導師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導師這幾年來對我的諄諄教導，感謝我敬愛的老師，您不僅在學習學業(yè)上給我以精心的指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學階段的學業(yè)同時，也學到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標。知道自己想要什么了，不再是從前那個愛貪玩的我了。導師嚴謹求實的治學態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學術作風，認真加負責，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設計與計算，查找了各類的組合機床設計的資料，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動和開心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多有用的知識，在此對所有關心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意，謝謝各位同學老師。

參 考 文 獻

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I 四工位組合機床控制系統(tǒng)的設計 【 摘要 】 作為現(xiàn)代機械設備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術手段，液壓技術在國民經(jīng)濟各領域得到了廣泛的應用。與其他傳動控制技術相比，液壓技術具有能量密度高﹑配置靈活方便﹑調(diào)速范圍大﹑工作平穩(wěn)且快速性好﹑易于控制并過載保護﹑易于實現(xiàn)自動化和機電液一體化整合﹑系統(tǒng)設計制造和使用維護方便等多種顯著的技術優(yōu)勢，因而使其成為現(xiàn)代機械工程的基本技術構成和現(xiàn)代控制工程的基本技術要素。液壓壓力機是壓縮成型和壓注成型的主要設備，適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事 校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。 四工位組合機床由四個工作滑臺，各帶一個加工動力頭，組成四個加工工位。除 了四個加工工位外，還有夾具，上下料機械手和進料器四個輔助裝置以及冷卻和液壓系統(tǒng)共四個部分。機床的四個加工動力頭同時對一個零件的四個端面進行加工。一次加工完成一個零件。要求具有全自動、半自動、手動三種工作方式 ,總體的控制流程 ,當按下啟動按扭后，上料機械手向前，將零件送到夾具上， 夾具加緊零件，同時進料裝置進料，之后上料機械手退回原位，進料裝置放料，然后四個工作 滑臺向前，四個加工動力頭同時加工（洗端面），加工完成后。由四工位加所實現(xiàn)的是加工按次序加工。本次加工按次序分為在一工位裝卸、二工位打中心孔、三工位鉆孔、四工位加工螺紋。 本文運用大學所學的知識，提出了四工位組合機床的結構組成、工作原理以及液壓回轉工作臺液壓系統(tǒng)、動力頭液壓系統(tǒng)的組成，構建了四工位組合機床機械、液壓控制系統(tǒng)總的指導思想，從而得出了該四工位組合機床的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且運行平穩(wěn)的結論。 關鍵詞 ： 液壓技術 四工位組合機床 液壓系統(tǒng) 結論 he of of 【 As of in of to be in n it of it be in of a of of to so of is is a to be is to is a to of of is 錄 1 緒論 ...............................................................................題的意義、背景及現(xiàn)狀 ...........................................................合機床概述 .....................................................................壓系統(tǒng)的基本組成 ............................................................... 組合機床液壓系統(tǒng)的工況分析 .........................................................載分析 ..............................................................................動分析 .............................................................................. 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 ............................................................. 確定液壓系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)原理圖 ...............................................定液壓系統(tǒng)方案 ......................................................................定基本回路 ...........................................................................液壓回路綜合成液壓系統(tǒng) ............................................................... 選擇液壓元件 ......................................................................壓泵 .................................................................................類元件及輔助元件 .....................................................................管 ...................................................................................箱 ...................................................................................封件的選擇 ........................................................................... 液壓缸在實際中的應用情況分析 ....................................................... 束 語 ..................................................................................... 辭 ........................................................................................ 考 文 獻 ..................................................................................1 1 緒論 由于液壓工程的知識總量已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術的進步和整個塊的技術，提高外部條件變化的適應能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。液壓工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益為目標，并研制和 發(fā)展新的液壓產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟目標和任務。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務。現(xiàn)代液壓工程液壓和液壓設備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學已經(jīng)開始加強，并部分代替人腦科學，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。 人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。 題的意義、背景及現(xiàn)狀 液壓工業(yè)是一個國家的重要產(chǎn)業(yè)，液壓工業(yè)的發(fā)展無時不刻都在影響著國家經(jīng)濟的發(fā)展，人類的進步離不開液壓工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境下，中國各個行業(yè)被其他國家的先進技術影響的同時，越來越多的外國企業(yè)和品牌傳播到中國已經(jīng)成為現(xiàn)實。在新的市場需求的推動下，對 液壓缸進行改良和優(yōu)化是 當務之急。有大型壓管設備企業(yè)對設備的安全指標的有著一定生產(chǎn)的嚴格要求。在生產(chǎn)設備的企業(yè)，充分考慮到在設備運行中可能出現(xiàn)的問題，從而減少噪聲污染引起的振動或不當操作設備的現(xiàn)象等。廣泛的液壓工程和多方位的服務領域都需要液壓系統(tǒng)的支持，在各行各業(yè)，特別是工程機械領域，液壓缸的使用非常廣泛，幾乎無處不在。傳統(tǒng)的液壓傳動形式已經(jīng)不能夠滿足當今越來越快的工業(yè)腳步的進展，迫切需要液壓系統(tǒng)進行更新?lián)Q代處理，從而來滿足當今社會液壓工業(yè)發(fā)展的需要。總之，現(xiàn)代液壓工程有五個業(yè)務領域：能源液壓的開發(fā)和交付，用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的液壓開 發(fā)和交付，在各種液壓服務的開發(fā)和交付，以及家庭和個人生活中的應用提供了各種液壓的發(fā)展，液壓臂的開發(fā)和交付。水利工程的理論基礎的建立和發(fā)展。例如，在工程力學、流體動力學流體和壓力的研究；金屬和非金屬材料性能的研究，材料科學與工程中的應用；熱生成熱力學，傳導和開關；各種液 2 壓部件的研究有不同的功能，工作原理，結構，和液壓原理和液壓零件的科學設計計算；研究金屬和非金屬成型和金屬切削加工技術和非技術等。研究，并開發(fā)新的液壓產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代液壓產(chǎn)品來滿足當前和未來的需求設計。液壓產(chǎn)品包括：規(guī)劃和實施生 產(chǎn)設施；生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)計劃的發(fā)展和實施的準備；制造工藝；設計和制造工具，模具和材料定額；確定工作定額；組織加工，裝配，測試和包裝運輸；產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制。液壓機制造企業(yè)的經(jīng)營管理。液壓系統(tǒng)的液壓部件通常是由許多獨特的形狀組合，精密零件的加工工藝復雜的產(chǎn)品。一個單件、小批量的生產(chǎn)量，而且在批量，大批量生產(chǎn)，直到。銷售目標在所有行業(yè)和個人，家庭。還賣的社會經(jīng)濟條件影響下，可能會出現(xiàn)大的波動。因此，液壓元件制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復雜，和生產(chǎn)管理的研究，規(guī)劃和管理等企業(yè)都開始在液壓行業(yè)。液壓產(chǎn)品的應用。這包括選擇， 排序，檢查，安裝，調(diào)整，操作，維護，修理和用于各種工業(yè)和成套液壓設備的液壓改造，液壓產(chǎn)品保證長期使用的可靠性和經(jīng)濟。液壓產(chǎn)品的應用。這包括選擇，排序，檢查，安裝，調(diào)整，操作，維護，修理和改造各種工業(yè)用液壓及成套液壓設備，液壓產(chǎn)品，保證長期使用的可靠性和經(jīng)濟性。 因此為提高機床的生產(chǎn)率，改善工人的勞動條件，提高一般機床切削加工的自動化程度，提高控制系統(tǒng)的可靠性，對現(xiàn)有機床進行 造，仍然具有非?，F(xiàn)實的意義，正是利用了 制技術具有功能強，速度快，可靠性高，經(jīng)濟實用等特點，針對雙面組合鉆床的控制部分進行了改 造，并分析了系統(tǒng)的性能。 合機床概述 組合機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件，完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。隨著技術的不斷進步，一種新型的組合機床 —— 柔性組合機床越來越受到人們的 青睞，它應用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（ 數(shù)字控制（ ，能任意改變工作循環(huán)控制和驅動系統(tǒng)，并能靈活適應多品種加工的可調(diào)可變的組合機床。 壓系統(tǒng)的基本組成 液壓系統(tǒng)分別由一下幾個部分組成： 1，動力元件（油泵），它的作用是將原動機的液壓能轉換成液壓能的流體動力部分液壓傳動。 2，執(zhí)行機構（油缸，液壓馬達）是液壓能轉換成液壓能的能量。其中，氣缸的直 3 線運動，將電機的旋轉運動。 3，壓力閥的作用是必需的流體動力速度無級 調(diào)節(jié)，壓力的工作流體的液壓系統(tǒng)，流量和流量調(diào)節(jié)控制。 4，除了輔助組件以外的其他組件，三部分包括壓力表，過濾器，存儲設備，冷卻器，管件和坦克，等，他們都是同等重要的。 2 組合機床液壓系統(tǒng)的工況分析 載分析 系統(tǒng)的負載包括切削負載、慣性負載及摩擦阻力負載。 1)切削負載 由機械切削加工方面的知識可知，用高速鋼鉆頭（單個）鉆鑄鐵孔時軸向切削力位為 N)為： 式中： D— 鉆頭直徑，單位為 s— 每轉進給量，單位為 mm/r ； 鑄件硬度。 根據(jù)組合機床加工特點，鉆孔時主軸轉速 n 和每轉進給量 s 按“組合機床設計手冊”?。? 對 ? 孔： 1n =360 r/ 1s =mm/r ； 對 ? 孔： 2n =550 r/ 2s =mm/r ； 所以，系統(tǒng)總的切削負載 ： 0 . 8 0 . 6 0 . 8 0 . 61 0 2 5 . 5 1 3 . 9 0 . 1 4 7 2 6 0 2 2 5 . 5 8 . 5 0 . 0 9 6 2 6 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ?＝ 慣性負載 51 2 0 6 6 . 6 6 76 0 0 . 1 5m vF m ? ? ??? 4 阻力負載 機床工作部件對動力滑臺導軌的法向力為： 1 2 0 9 . 8 1 1 7 6nF m g N? ? ? ? 靜摩擦阻力： 0 . 2 1 1 7 6 2 3 5 . 2t f s nF f F N? ? ? ? 動摩擦阻力： 0 . 1 1 1 7 6 1 1 7 . 6f d d nF f F N? ? ? ? 由此得出液壓缸在各工作階段的負載，如表 1 所列： 表 1 液壓缸在各工作階段的負載 況 負載組成 負載值 F（ N） 啟 動 L n f? 速 /L n f m v t? ? ? ? 進 L n f? 進 L n d f F?? 退 L n f? 表 1數(shù)值繪制的動力滑臺負載圖 1(a)所示 : 圖 1(a) 組合機床液壓缸負載圖 動分析 5 根據(jù)工作循環(huán)（總行程 3 1 2 150l l l m m? ? ? ，工進速度 1 1 1 2 2 5 3 / m i nv n s n s m m? ? ?），繪制動力滑臺速度圖 ,如圖 1(b)所示： 圖 1(b) 組合機床液壓缸速度圖 3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 根據(jù)表 2、表 3 可知，當組合機床在最大負載約為 24000N 時，取液壓系統(tǒng)工作壓力1 4p 。 表 2按負載選擇系統(tǒng)工作壓力 負載 /0 系統(tǒng)壓力/～ 7 表 3按主機類型選擇系統(tǒng)工作壓力 設備類型 機 床 農(nóng)用機械或中型工程機械 液壓機、重型機械、起重運輸機械 磨 床 組合機床 龍門刨床 拉 床 工作壓力p/(～ 5 2～ 8 8～ 10 10～ 16 20～ 32 6 鑒于要求動力滑臺快進、快退速度相等，液壓缸可選用雙作用單活塞桿式，并在快進時作差動連接。在此情況下，通常液壓缸無桿腔的工作面積 1A 為有桿腔工作面積 2A 的兩倍，即速比 12/2??。 在鉆孔加工時，液壓缸回油路上必須具有背壓 2p ，以防止孔鉆通時滑臺突然前沖。在液壓缸結構參數(shù)尚未確定之前，一般按經(jīng)驗數(shù)據(jù)估計一個數(shù)值。系統(tǒng)背壓的一般經(jīng)驗數(shù)據(jù)為：回油路有調(diào)速閥或背壓閥的系統(tǒng)取 現(xiàn)取液壓缸 回油背壓推薦值取 2p ＝ 快進時，液壓缸作差動連接，管路中有壓力損失，有桿腔的壓力應略大于無桿腔，但其差值較小，可先按 慮?？焱藭r回油腔中也應具有背壓，這時 2p 算。 用工進時的負載值計算液壓缸面積（取液壓缸的機械效率 m?? 322 6122 3 4 8 5 . 1 2 1 3 . 3 0 6 1 0( ) 0 . 9 6 ( 4 2 0 . 6 ) 1 0 ?? ? ? ?? ? ? ? ? 321 2 22 6 . 6 1 2 1 0A A A m? ?? ? ? ? 14 0 . 0 9 1 8? 0 . 7 0 7 0 . 0 6 5d D m?? 將直徑按 2348－ 1993(2001)圓整得 ： ； 由此求得液壓缸兩腔的實際有效面積為： 2 3 21 / 4 7 . 8 5 1 0A D m? ?? ? ? 2 2 3 22 ( ) / 4 2 . 8 2 6 1 0A D d m? ?? ? ? ? 根據(jù)上述液壓缸兩腔的實際有效面積值，可估算出液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率，如表 4 所示，并據(jù)此繪出工況圖 4(a)所示： 7 表 4液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值 工 況 負載/油腔壓力2 /p 1 /p 3310 /( / )q m s?? 輸入功率 /P 計算式 快進（差動） 啟動 ― 1 [( / )?2 1 2] / ( )A p A A??； 1 2 1()q A A v??； 1P 速 ?? － 恒速 進 [ ( / )2 2 1]/p A A?； 12q 1P p q?快退 啟動 － 1 [ ( / ) 2 1 2]/p A A?； 23q A v?； 1P p q?加速 － 恒速 8 4 確定液壓系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)原理圖 定液壓系統(tǒng)方案 由于該機床是固定機械，且不存在外負載對系統(tǒng)做功的工況，并由圖 4(a)知，液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺運動速度低，工作負載變化小，該液壓系統(tǒng)以采用節(jié)流 調(diào)速方式和開式系統(tǒng)為宜。 從工況圖中可以清楚地看到，在這個液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源交替地提供低壓大流量和高壓小流量油液。最大流量約為最小流量的 64 倍，而快進和快退所需的時間 1t 和工進所需的時間 2t 分別為： 311136 0 1 0 0 6 0 1 5 0 35 1 0 0 0 5 1 0 0 0? ? ? ? ?2226 0 5 0 5 6 . 60 . 0 5 3 1 0 0 0 ? ?? 亦即 21/ 19。因此從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量的角度來看，采用單個定量液壓泵作為油源顯然是不合適的，故采用由大、小兩個液壓泵供油的油源方案，如圖 5 所示： 9 圖 5動力源 定基本回路 由于不存在負載對系統(tǒng)做功的工況，也不存在負載制動過程，故不需要設置平衡及制動回路。但必須有快速運動、換向、調(diào)速、速度換接、調(diào)壓及卸荷等基本回路。 1）確定調(diào)速回路： 系統(tǒng)采用進油節(jié)流調(diào)速回路（設置調(diào)速閥），為解決孔鉆通時滑臺會突然前沖的問題，在回油路上設置了背壓閥。 2)確定換向、快速運動及速度換接回路 : 由圖 4(a)組合機床液壓系統(tǒng)工況圖可知，當滑臺從快進轉為工進時，輸入液壓缸的流量由 至 臺的速度變化較大，可選用行程閥來 控制（緩沖制動）速度的換接，以減少液壓沖擊。當滑臺由工進轉為快退時，回油路中通過的流量很大 (進油路中通過 油路中通過 L/了保證換向平穩(wěn)起見，宜采用換向時間可調(diào)的電液換向閥構成速度換接回路。如圖 6 所示： 10 圖 6速度換接回路 如圖 7 所示，在本系統(tǒng)中采用三位五通換向閥實現(xiàn)換向及快進、工進、快退速度換接。當換向閥處在左工位時，液壓缸實現(xiàn)差動快進。 如圖 7換向回路 3)選擇調(diào)壓和卸荷回路： 11 油源中設有溢流閥（見圖 5） ,由溢流閥調(diào)定系統(tǒng)工作壓力（由定量泵與溢流閥構成恒壓油源）。由于系統(tǒng)采用進油節(jié)流調(diào)速，故溢流閥常開，即使滑臺被卡住，系統(tǒng)壓力也不會超過溢流閥的調(diào)定值，所以又起安全作用。 在雙泵供油油源中設有液控順序閥作卸荷閥，當滑臺工進或停止時，低壓大流量液壓泵可經(jīng)此閥卸荷。由于高壓小流量泵的功率較小，在系統(tǒng)中不再為其單獨設置卸荷回路。 液壓回路綜合成液壓系統(tǒng) 把上述液壓回路組合在一起，就可以得到如圖 8 所示的經(jīng)過整合的液壓回轉工作臺液壓系統(tǒng)原理圖： 12 圖 8液壓 回轉工作臺 液壓系統(tǒng) 圖 1―雙聯(lián)葉片泵； 1A―小流量液壓泵； 1B―大流量液壓泵； 2―三位五通電液換向閥； 3―行程閥； 4―調(diào)速閥； 5―單向閥； 6―液壓缸； 7―卸荷閥； 8―背壓閥； 9―溢流閥； 10―單向閥； 11―過濾器； 12―壓力表接點； a―單向閥； b―順序閥； c―單向閥； d―壓力繼電器 。 經(jīng)過檢查，可以發(fā)現(xiàn)，該圖所示系統(tǒng)在工作中好存在一些問題。為了防止干擾、簡化系統(tǒng)并使其功能更加完善，所以對該系統(tǒng)進行如下整合： 1)為了解決滑臺工進（閥 2 在左位）時進、回油路相互接通，系統(tǒng)無法建立起工作壓力的問題，必須在換向回路中 串接一個單向閥 a，將進、回油路隔斷。 2)為了解決滑臺快進時其回油路接通油箱，無法實現(xiàn)液壓缸差動連接的問題，必須在回路上串接一個液控順序閥 b。這樣，當滑臺快進時，因負載較小而系統(tǒng)壓力較低，閥b 關閉，從而阻止了油液返回油箱。 3)為了解決機床停止后，因回路中的油液流回油箱，導致空氣進入系統(tǒng)，從而影響滑臺運動平穩(wěn)性的問題，在電液換向閥的回油口增設單向閥 c。 4)為了在滑臺工進后完成后，系統(tǒng)能自動發(fā)出快退信號，在調(diào)速閥輸出端增設一個壓力繼電器 d。 5)將順序閥 b 和背壓閥 8 的位置對調(diào)一下， 可以將順序閥 b 與油源處的液控順序閥7 合并。 動力頭液壓系統(tǒng)頭如下圖 9 所示： 13 圖 9 動力頭 液壓系統(tǒng) 圖 5 選擇液壓元件 壓泵 在整個工作循環(huán)中液壓缸的最大工作壓力為 使壓力繼電器能可靠地工作，小流量液壓泵的最大工作壓力應為： 1 3 . 6 8 7 0 . 8 0 . 5 4 . 9 8 7 P a? ? ? ? 大流量液壓泵在快進、快速運動時才向液壓缸輸油，由工況圖可知，快退時液壓缸的工作壓力比快進時大，假設油路上的壓力損失為 此時進油不 經(jīng)調(diào)速閥，故壓力損失減少），則大流量液壓泵的最高工作壓力為： 2 0 . 4 3 4 0 . 5 0 . 9 3 4 P a? ? ? 14 由圖 4(a)工況圖可知，兩液壓泵應向液壓缸提供的最大流量為 該系統(tǒng)較簡單，取泄漏系數(shù) ，則兩個液壓泵的實際流量應為：1 . 0 5 2 5 . 1 4 2 6 . 3 9 7 / m i ? ? 若溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為 3L/由小流量泵單獨供油時，其流量規(guī)格最少應為 根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取 6 型雙聯(lián)葉片液 壓泵，其小泵和大泵的排量分別為 6mL/r 和 26mL/r。當液壓泵的轉速 9 4 0 / m 時該液壓泵的理論流量為 ，若取液壓泵的容積效率 ? ，則液壓泵的實際輸出流量為： ( 6 2 6 ) 9 4 0 0 . 9 / 1 0 0 0 5 . 1 2 2 2 7 . 1 / m i n 2 6 . 3 9 7 / m i L? ? ? ? ? ? ? ? 即所選液壓泵的實際流量滿足設計要求。 且由于液壓缸在快退時輸入功率最大，這時液壓泵工作壓力為 液壓泵的總效率 ? ，則液壓泵驅動電動機所需的功率為： 0 . 9 3 4 2 7 . 1 0 . 66 0 0 . 7 5k W??? ? ?? 根據(jù)此數(shù)值查閱電動機產(chǎn)品樣本選取 6 型電動機，其額定功率 ，額定轉速 9 4 0 / m 。 閥類元件及輔助元件 根據(jù)閥類及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實際流量，可選出這些液壓元件的型號及規(guī)格，如表 10所列： 15 表 10 液壓元件和液壓輔助元件的型號及規(guī)格 序號 元件名稱 估計通過流量/(L/額定流量/(L/額定壓力 /定壓降 /號、規(guī)格 1 雙聯(lián)葉片泵 － (2) 6 6+26)mL/r 2 三位五通電磁閥 60 80 16 ＜ 5 行程閥 50 63 16 ＜ 向行程調(diào)速閥 ) m a x 1 0 0 / m i 調(diào)速閥 50 16 － 5 單向閥 60 63 16 單向閥 25 63 16 ＜ m a x 8 0 / m 液控順序閥 25 63 16 ＜ 背壓閥 3 16 － 溢流閥 5 63 16 － 0 單向閥 25 63 16 ＜ m a x 8 0 / m 1 濾油器 30 63 16 ＜ 2 壓力表開關 － － 16 － 測點 13 單向閥 60 63 16 ＜ m a x 8 0 / m 16 14 壓力繼電器 － － 14 － 通徑 ① 此為電動機額定轉速 9 4 0 / m 液壓泵輸出的實際流量 管 各元件間連接管道的規(guī)格按液壓元件接口處的尺寸 決定，液壓缸進、出油管則按輸入、排出的最大流量計算。 由于液壓泵選定之后液壓缸在各個工作階段的進、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計算，如表 11 所列： 表 11液壓缸的進、出流量及運動速度 快 進 工 進 快 退 輸入流量/(L/1 1 1 2( ) / ( ) q A A??( 7 8 . 5 2 7 . 1 ) / ( 7 8 . 5 2 8 . 2 6 )? ? ? 1 1 2 7 排出流量/(L/2 2 1 1( ) /( 2 8 . 2 6 4 2 . 3 4 ) / 7 8 . 51 5 . 2 4 2q A q A????2 2 1 1( ) /( 2 8 . 2 6 0 . 3 9 2 ) / 7 8 . 50 . 1 4q A q A????2 1 1 2( ) /( 7 8 . 5 2 7 . 1 ) / 2 8 . 2 67 5 . 2 8q A q A????運動速度/( 2/ ( )( 2 7 . 1 1 0 ) / ( 7 8 . 5 2 8 . 2 6 )5 . 3 9pv q A A??? ? ??2 1 1/( 0 . 3 9 2 1 0 ) / 7 8 . 50 . 0 5 3v q A????3 1 2/( 2 7 . 1 1 0 ) / 2 8 . 2 69 . 5 9v q A???? 17 /由表 11 可以看出，液壓缸在各個工作階段的實際運動速度符合設計要求。 根據(jù)表 11 中的數(shù)值，取推薦流速 3/v m s? ，計算得與液壓缸無桿腔及有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為： 362 / ( ) 2 ( 4 2 . 3 4 1 0 6 0 ) / ( 3 1 0 ) 1 7 . 3 1wd q v m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? 362 / ( ) 2 ( 2 7 . 1 1 0 6 0 ) / ( 3 1 0 ) 1 3 . 8 5yd q v m m? ? ? ? ? ? ? ? ? 液壓缸進、出兩根油管都選用內(nèi)徑 ? 15徑 ? 15 號冷拔無縫鋼管 。 箱 取經(jīng)驗數(shù)據(jù) 7?? ，則油箱估算容積為： 7 2 7 . 1 1 8 9 . 7VV q L?? ? ? ? 按 876― 1981 規(guī)定，取最靠近的標準值 250。 封件的選擇 液壓系統(tǒng)中密封件的作用是防止工作介質(zhì)的內(nèi)外泄漏，以及防止灰塵，金屬屑等異物侵入液壓系統(tǒng)。能實現(xiàn)上述作用的裝置稱為密封裝置，其中起密封作用的關鍵元件密封元件，簡稱密封件。系統(tǒng)的內(nèi)外泄漏均會使液壓系統(tǒng)容積效率下降，或達不到要求的工作壓力，甚至使液壓系統(tǒng)不能正常工作。外泄漏還會造成工作介質(zhì)的浪費，污染環(huán)境。異物的侵入會加劇液壓元件的磨損，或使液壓元件堵塞，卡死甚至損壞，造成系統(tǒng)失靈。一般的液壓系統(tǒng)對密封件的主要要求是： 在一定的壓力 ，溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能； 有相對運動時，因密封件引起的摩擦應盡量小，摩擦系數(shù)應盡量穩(wěn)定； 耐腐蝕、耐摩性能好，不易老化，工作壽命長，磨損后能在一定程度上自動補償； 1)結構簡單，裝拆方便，成本低廉。 18 6 液壓缸在實際中的應用情況分析 調(diào)速閥 20L 1 4 二位二通電磁換向閥型號： 3向閥型號： 2 三位四通電磁換向閥。 首先，故障診斷與處理故障或失敗的行動的原因及處理方法如下： （ 1）閥芯卡住或堵塞。時的 流動方向閥閥芯或閥卡住或堵塞，液壓缸容易出現(xiàn)運行故障或失效。你應該檢查油的污染；檢查是否有污物或膠狀沉淀物閥門或堵塞閥孔； （ 2）在這一點上，在任何情 況下操作，或動作液壓缸運行不均勻的微。然后檢查活塞和活塞桿密封嚴密，是否進入灰塵和膠質(zhì)沉淀物：活塞桿的軸線與氣缸，易損件和密封件的失效負荷太大的話。 （ 3）在控制線的節(jié)流阻力可能太大，不適當?shù)牧髁空{(diào)節(jié)閥，控制壓力不合適，壓力源的干擾。你應該檢查控制壓力源，確保壓力調(diào)整到規(guī)定值的系統(tǒng)。 （ 4）在液壓系統(tǒng)中進入空氣。主要是因為系統(tǒng)存在泄漏。 你應該檢查液壓油箱油位，密封件和配件，泵的吸入側吸入過濾器是臟的。如果是這樣的話，你應該添加液壓油，密封件和配件處理，清洗或更換粗濾器。 （ 5）液壓缸初始慢。在低的溫度下，更換液壓油的粘溫性能好的改進方法，可以使用與機器本身加熱或加熱油增加啟動，系統(tǒng)工作油的溫度應保持在 40左右℃。 工作時不能驅動負載 主要用于活塞止點不準確，推力不足，速度下降，原因是工作不安全感，等等： （ 1）液壓缸內(nèi)泄漏。液壓缸內(nèi)泄漏包括液壓缸密封，活塞桿密封和活塞密封和關閉是由于磨損如過度泄漏。原因 活塞密封泄漏和關閉密封皺紋，擠壓，撕裂，磨損，老化，變質(zhì)，失真，等等，你要用新的密封件更換。其次是外來物質(zhì)進入裝配和密封材料質(zhì)量不好。結果是慢，弱，也會造成活塞與氣缸嚴重損壞，“拉缸”現(xiàn)象。 （ 2） 液壓回路泄漏。包括液壓閥和管道泄漏。修復的方法是檢查和消除泄漏的液壓閥，通過操縱連接管。 （ 3）如果減壓閥上的污垢，使安全閥常開，液壓油通過溢流閥直接流回油箱，造成無油進入氣缸。如果負荷過大，安全閥調(diào)整壓力已超過最大額定值，但仍然沒有推力液壓缸的連續(xù)動作不需要行動。如果你調(diào)整下壓力，由于不足的壓力仍達不到要求的 負載的椎體強度，表現(xiàn)出足夠的推力。你應該檢查并調(diào)整減壓閥。 活塞滑動或爬行 19 造成液壓缸不穩(wěn)定 的主要原因是： （ 1）內(nèi)部的停滯和液壓缸。氣缸內(nèi)部零件裝配不當，零件變形，磨損或幾何公差超限，運動阻力過大，液壓缸的活塞速度和行程位置變化變化，滑移，或爬。主要是由于質(zhì)量差的零件裝配，表面有劃痕或燒結鐵生產(chǎn)，使阻力增大，下降的速度。例如：活塞桿彎曲和不同的心或桿，液壓缸的安裝位置偏移或軌道桿，密封環(huán)裝配過緊或過松等。 修復過程： 1，有氧 溫度，避免表面退火），常年滲油烤， 烤到?jīng)]有火花。 2，將表面的劃痕處理區(qū)與角磨機， 1毫米或更多的磨削深度，磨出凹槽沿軌，最好是燕尾。鉆井深度劃痕兩端，改變的力量。 3，用棉球蘸丙酮或乙醇清潔表面。 4，將調(diào)和甚至美國華福世藍 2211一層要薄，甚至把全部覆蓋表面，以保證最佳的粘接材料與金屬表面，然后在材料應用于反復推進整個修復網(wǎng)站，確保材料夯實達到要求的厚度，使其略高于軌面。 5，在 24的材料完全滿足℃性能需要 24小時，為了節(jié)省時間，你可以通過鹵素燈的溫度提高，每提升 11℃溫度，固化時間將會縮短一半，最佳固化溫 度 70℃。 6，在材料的固化，或用細砂輪打磨，將高于材料的表面修平軌，施工完成。 20 結 束 語 在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是四工位組合機床控制系統(tǒng)的設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取 才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 時間過得真快啊，一轉眼就思念大學時光就過去了，著這四年里，我學會了很多知識，也讓我懂的了很多做人的道理。 21 謝 辭 至此在論文完成之際，向我的導師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導師這幾年來對我的諄諄教導，感謝我敬愛的老師，您不僅在學習學業(yè)上給我以精心的指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學階段的學業(yè)同時， 也學到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標。知道自己想要什么了，不再是從前那個愛貪玩的我了。導師嚴謹求實的治學態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學術作風，認真加負責，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設計與計算，查找了各類的組合機床設計的資料，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動和開心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了 我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多有用的知識，在此對所有關心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意，謝謝各位同學老師。 22 參 考 文 獻 [1] ： 鄧星鐘 . 機電傳動控制 [M]. 華中科技大學出版社， 0 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