毕业设计（论文）-专用双面铣床液压系统设计(含全套CAD图纸)

优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763专用双面铣床液压系统设计摘 要本次毕业设计的是专用双面铣床液压系统设计，铣床是根据工件加工需要，以液压传动为基础，配以少量专用部件组成的一种机床。在生产中液压专用铣床有着较大实用性，可以以液压传动的大小产生不同性质的铣床。此次设计主要是将自己所学的知识结合辅助材料运用到设计中，巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法，正确合理的确定执行机构，选用标准液压元件，能熟练的运用液压基本回路，组成满足基本性能要求的液压系统。在设计过程中最主要的是图纸的绘制，这不仅可以清楚的将所设计的内容完整的显示出来，还能看出所学知识是否已完全掌握了。整个设计过程主要分成六个部分：参数的选择、方案的制定、执行元件的设计、图的编制、铣床液压系统的设计以及最后有关的验算。主体部分基本在执行元件和液压系统的设计两部分中完成的。关键词：专用双面铣床，液压传动，回路，油缸优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763Special double-sided milling machine hydraulic system designAbstractThe graduation project is dedicated sided milling machine hydraulic system design, milling machine is based on the workpiece needs to hydraulic transmission, based on a machine with a small amount of special parts. In the production of special hydraulic milling machine has a large practical, can be the size of the hydraulic drive generating milling different nature. The design is the combination of the knowledge they have learned auxiliary materials applied to the design, to consolidate and deepen the knowledge already learned to master the general procedures and methods of hydraulic system design calculations to determine the correct and reasonable executive body, the choice of standard hydraulic components, can skilled use of hydraulic basic circuit components to meet basic performance requirements of hydraulic systems. In the design process, the most important is to draw drawings, which not only can clearly be designed to display the contents of a complete out, but also to see whether the knowledge has been completely mastered. Throughout the design process is divided into six parts: selection parameters, program development, design elements designed to perform, prepare graphs, milling machine hydraulic system and, finally, the relevant checking. The body portion substantially completed in the design and implementation of the components of the two parts of the hydraulic system.Keywords: Special double-sided milling machines, Hydraulic transmission, Circuit, Cylinder优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763目 录1 绪论 .11.1 选题背景 .11.2 国内外专用铣床的发展和研究状况 .11.2.1 国外研究现状 .11.2.2 国内研究现状 .21.3 国内外数控机床技术发展的趋势 .32 专用双面铣床工况分析 .42.1 工作参数选定 .42.2 系统工况分析 .42.2.1 运动分析 .52.2.2 负载分析 .53 液压系统总体设计 .73.1 确定主要参数 .73.1.1 液压缸的工作压力的确定 .73.1.2 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定 .73.1.3 液压缸工况图的绘制 .93.2 液压系统方案选型与分析 .113.2.1 方案分析 .113.2.2 方案确定 .113.3 液压回路选择 .113.3.1 工作台部分 .113.3.2 定位夹紧部分 .133.3.3 组成液压系统原理图 .144 液压缸的设计 .154.1 液压缸的主要零件确定及其技术要求 .154.1.1 缸体 .154.1.2 缸盖 .164.1.3 活塞 .164.2 液压缸主要尺寸的确定 .164.2.1 液压缸壁厚和外径的计算 .164.2.2 液压缸工作行程的确定 .184.2.3 缸盖厚度的确定 .18优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397634.2.4 最小导向长度的确定 .184.2.5 缸体长度的确定 .194.2.6 固定螺栓得直径 .19sd4.2.7 液压缸强度校核 .204.3 液压缸的结构设计 .214.3.1 缸体与缸盖的连接形式 .214.3.2 活塞杆与活塞的连接结构 .224.3.3 活塞杆导向部分的结构 .234.3.4 密封装置 .234.3.5 缓冲装置 .244.3.6 排气装置 .254.3.7 液压缸的安装结构 .265 液压元件的计算和选择 .265.1 确定液压泵和电机的规格 .265.2 油箱的设计 .275.2.1 液压油箱有效容积的确定 .275.2.2 液压油箱的外形尺寸 .275.2.3 液压油箱的结构设计 .275.3 阀类元件和辅助元件的选择 .275.4 其它元件的选择 .285.4.1 过滤器的选择 .285.4.2 压力表及压力表开关的选择 .295.4.3 液位计的选择 .295.4.4 油管的选择 .306 液压系统的验算 .306.1 压力损失的验算 .316.2 发热温升的验算 .33致 谢 .35参考文献 .36优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397631 绪论1.1 选题背景铣床是一种主要用于金属切削的机床。于 1818 年由美国数位机械工程师共同发明的。铣床是用于切削平面，或者用特殊的形状的铣刀铣出成型表面、螺旋槽或齿轮的齿形等。铣床分为卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、和万能铣床等。由于铣床具有较高的工作效率以及加工出来的零件精度高等特点，现在已成为各行业中不可缺少的设备，特别是数控铣床。这种铣床更是用于国防、航空、汽车、拖拉机、造船、机床和工具制造部分发展品种、推进技术高招的重要设备。铣床拥有量已占机床量得 1/10 以上。而液压系统优点多应用也很广泛，一般用于液压传动。在一般工程机械、加工机械、压力机械、机床等，行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等，发电厂涡轮调速装置、测量浮标、升降旋转舞台等，军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等。随着现代加工行业在我国的迅速发展，数控铣床在制造业仲应用越来越广泛，所以数控铣床的研制和推广是加速机械工业技术革命的有效途径之一，成为了推动生产发站内信的重要设备。液压技术作为实现现代传动与控制的关键基础技术之一，已成为各行各业重要的技术基础。而液压元件及其控制已发展成为综合的液压工程技术。利用液压技术可在较宽范围内进行无级调速，具有良好的换向及转接功能，易于实现工作循环等优点，完成工件及刀具的夹紧，控制进给速度和驱动主轴作业。易管现代数控机床、加工中心等先进制造设备中采用机电伺服系统，但采用液压传动与控制仍然是现代金属切削机床自动化的重要途径。据 1995 年全国第三次工业普查统计，我国液压、气动和密封件工业乡及乡以上年销售收入在 100 万元以上的国营、村办、私营、合作经营、个体、“三资”等企业共有 1300 余家，其中液压约 700 家，气动和密封件各约 300 余家。按1996 年国际同行业统计，我国液压行业总产值 23.48 亿元，占世界第 6 位；气动行业总产值 4.19 亿元，占世界第 10 位。1.2 国内外专用铣床的发展和研究状况1.2.1 国外研究现状在美国、日本和德国等发达国家，它们将机床改造作为新的经济增长行业，优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个“永恒”的课题。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，己形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国，机床改造业称为机床再生 (Remanufacturing)业。从事再生业的著名公司有 :Bertsche 工程公司、ayton 机床公司、Devlieg-Bullavd(得宝)服务集团、US 设备公司等。美国得宝公司己在中国开办公司。在日本机床改造业称为机床改装(Retrofitting)业。从事改装业的著名公司有：大限工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。而现在国外现状偏向于：1）高速高精与多轴加工成为数控机床的主流，纳米控制已经成为高速高精加工的潮流。2）多任务和多轴加工数控机床越来越多地应用到能源、航空航天等行业。3）机床与机器人的集成应用日趋普及，且结构形式多样化，应用范围扩大化，运动速度高速化，多传感器融合技术实用化，控制功能智能化，多机器人协同普及化。4）智能化加工与监测功能不断扩充，车间的加工监测与管理可实时获取机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床的状态，提前进行相关的维护，避免事故的发生，减少机床的故障率，提高机床的利用率。5）最新的机床误差检测与补偿技术能够在较短的时间内完成对机床的补偿测量，与传统的激光干涉仪相比，对机床误差的补偿精度能够提高 34 倍，同时效率得到大幅度提升。6）最新的 CAD/CAM 技术为多轴多任务数 控机床的加工提供了强有力的支持，可以大幅度提高加工效率。7）刀具技术发展迅速，众多刀具的设计涵盖了整个加工过程，并且新型刀具能够满足平稳加工以及抗振性能的要求。1.2.2 国内研究现状我国是机床生产大国，又是使用大国。数控机床是机械工业发展的关键产品，我国的数控机床在机床产品中的比例总体水平低。但是我国是发展中国家，许多企业财力薄弱，不可能花费大量的资金添置许多全新的数控机床，同时大量的通用机床不可能全部淘汰。 因此，把普通机床改造为数控机床则不失为是一条提高数控化率的有效途径，机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原机床的缺点和存在的问题，生产效率高。所以现在的国内现在偏向于：1）低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销；2）高技术水平、全功能产品主要靠进口；优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397633）配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；4）应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；5）自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口装。1.3 国内外数控机床技术发展的趋势根据铣床行业 18 家骨干企业上报的经济信处统计资料显示，2008 年铣床行业的经济运行情况基本良好，主要经济指标仍保持增长的态势，但相比 2002年以来机床行业的持续高速增长，增速明显减缓。2008 年 1-4 季度完成工业总产值( 现价 )74.37 亿元，比上年增长 15.2%；产品销售产值 71.48 亿元，比上年增长 17.1%；利税总额 10.7 亿元，比上年增长 7.3%。生产情况分析：受金融危机的影响，自 2008 年 8 月份，之后多数企业的产量出现了下滑，库存量增加，后续合同减少。企业的经营面临着巨大的挑战。出口情况分析：由于金融危机对北美、欧洲以及南美等国的货币汇率波动的影响较大，汇率的不稳定，造成市场需求出现萎缩，国外客户购买能力下降，使机床出口量持续下滑。当前市场需求分析：伴随着国际经济危机的不断加深及全球经济增长的放缓，机床行业受宏观经济形势的影响，呈现出增长逐步减缓的趋势。自去年下半年以后，机床市场需求出现了严重滑坡。从用户行业上看，汽车行业是机床行业的主要下游行业之一，国内汽车行业受国际、国内整体经济的影响较大，美国汽车三大巨头正面临着前所未有的震荡，其结果有可能使国际汽车行业重新洗牌，给国内汽车行业带来新的机遇与挑战，期待今年下半年能够恢复并带动机床市场的需求；航空航天业是国家重点支持的下游行业，保持着较快的发展速度，对机床产品需求仍较高；电力设备工业有望维持正常增长，继续拉动中高档重型数控机床的需求；而船舶、模具、一般机械制造业，则受宏观经济影响很大，下行趋势已经形成，对机床的需求有所下降。从市场需求看，普通机床和经济型数控机床产品市场需求急剧下滑，传统普通产品生产企业库存量大幅增加。而中、高档数控机床，成套设备和大型重型数控机床需求相对集中，这说明行业产品结构发生了非常大的变化，单台产品平均价格走高，市场需求继续向高端倾斜，重型机床领域竞争将更加激烈。总的来说铣床行业呈现如下发展趋势：1）高速度与超精度化 速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品的质量。2）高可靠性 随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为数控系统制 造商和数控机床制造商追求的目标。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397633）多功能化 在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此数控机床实现了一机多能，以最大限度地提高设备利用率。4）多轴化 随着 5 轴联动数控系统和编程软件的普及，5 轴联动控制的加工中心和数 控铣床已经成为当前的一个开发热点。5）网络化 数控机床的网络化，主要指机床通过所配装的数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。6）柔性化、智能化 数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL 、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济 性方向发展。7）绿色化 21 世纪的金切机床必须把环保和节能放在重要位置，即要实现切削加工工 艺的绿色化。目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上。8）体系开放化 向未来技术开放：由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新 设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于 长生命周期。9）极端化（大型化和微型化）国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。2 专用双面铣床工况分析2.1 工作参数选定选定专用双面铣床的要求参数如下：要求循环：工作定位工件夹紧工作台快进工作台工进加工到位后停留快退原位停止工件松开定位销拔出；切削推力：25000N；行程：快进行程 400mm，工进行程 50mm；运行速度：V 快进=V 快退=6m/min 、V 工进=0.05-0.10m/min；运动部件重 G=9800N；摩擦系数：静摩擦系数 fs=0.2，动摩擦系数 fa=0.1；优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763液压缸机械效率： ；9.0快速起动时间不大于 0.2s。2.2 系统工况分析2.2.1 运动分析根据设计要求，该专用双面铣床的工作循环可分解为：工作台主缸：快进工进加工到位后停留快退原位停止夹紧缸：工件夹紧工件松开定位缸：工作定位定位销拔出快进、快退速度为：V 快进=V 快退=6m/min工进速度为：V 工进=0.05-0.10m/min绘制运动部件的速度循环图如图 2-1 所示。图 2-1 速度循环图2.2.2 负载分析液压缸所受外载荷 F 包括三种类型，分别为工作负载、摩擦阻力负载、惯性负载即：F = Fw+ Ff+ Fa1）工作负载 Fw对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，在本设计中工进工作负载即为切削推力故：Fw=25000N2）导轨摩擦阻力负载 Ff优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763启动时为静摩擦力，启动后为动摩擦力，对于平行导轨 Ff 可以由下式求的：Ff = f ( G + FRn )G 运动部件重力 9800N；FRn 垂直于导轨的工作负载，此设计中为零；f导轨摩擦系数，取静摩擦系数为 0.2，动摩擦系数为 0.1。求得Ffs = 0.29800N = 1960NFfa = 0.19800N = 980N上式中 Ffs 为静摩擦力，Ffa 为动摩擦力。3）运动部件速度变化时的惯性负载 FaFa = Ggvt式中 g重力加速度；加速或减速时间，本设计中要求不大于 0.2s，取 =0.1s；t t 时间内的速度变化量。vt故：Fa = N =1000N980.61根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载（见表 2-1），并画出如图 2-2 所示的负载循环图。表 2-1 工作循环各阶段的外负载序 工作循环 外负载 F(N)1 启动、加速 F = Ffs + Fa 29602 快进 F = Ffa 9803 工进 F = Fw+ Ffa 259804 快退启动加速 F = Ffs + Fa 29605 快退 F = Ffa 980优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 2-2 负载循环图3 液压系统总体设计3.1 确定主要参数3.1.1 液压缸的工作压力的确定执行元件的工作压力可以根据负载循环图中的最大负载来选取，也可以根据主机的类型了确定（见表 3-1 和表 3-2）。表 3-1 按负载选择执行元件的工作压力负载 / KN 50工作压力/MPa ）取背压为 。MPap6.02表 3-3 执行元件背压的估计值系 统 类 型 背压 p1 （ MPa）优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763简单的系统和一般轻载的节流调速系统 0.20.5回油路带调速阀的调速系统 0.50.8回油路带背压阀 0.51.5中、低压系统08MPa采用带补液压泵的闭式回路 0.81.5中高压系统 816MPa 同上比中低压系高50%100%高压系统 1632MPa 如锻压机等 出算可忽略3.1.2 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定为了节省能源宜选用较小流量的油源。利用单活塞缸差动连接满足快进速度的要求，且往复快速运动速度相等，这样就给液压缸内径 D 和活塞杆直径 d规定了 的关系。由此求得液压缸无杆腔面积为:d2 24-211 109.62.039.58mNpFAm ）（）（D7.16.16441md5.827.2活塞杆直径可以由 值算出，由计算所得的 D 与 d 的值分别按表 3-4 和/表 3-5 圆整到相近的标准直径，以便采用标准的密封元件。表 3-4 液压缸内径尺寸系列 (GB2348-1980) (mm)8 10 12 16 20 25 3240 50 63 80 （90） 100 （110）125 （140） 160 （180） 200 （220） 250320 400 500 630注：括号内数值为非优先选用值表 3-5 活塞杆直径系列 (GB2348-1980) (mm)4 5 6 8 10 12 14 16 182 22 25 28 32 36 40 45 5056 63 70 80 90 100 110 125 140160 180 200 220 250 280 320 360 400优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763由 GB/T2348-1980 查得标准值为 D=125mm， d=90mm。由此计算出液压缸的实际有效面积为: 2221 7.145cmA2222 .590-dD）（）（对选定后的液压缸内径 D，必须进行稳定速度的验算。要保证液压缸节流腔的有效工作面积 A，必须大于保证最小稳定速度的最小有效工作面积 ，minA即A min= iniqv式中 流量阀的最小稳定流量，一般从选定流量阀的产品样本中minq查得。液压缸的最低速度，由设计要求给定。inv如果液压缸节流腔的有效工作面积 A 不大于计算所得的最小有效工作面积，则说明液压缸不能保证最小稳定速度，此时必须增大液压缸的内径，以minA满足速度稳定的要求。按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度，由式（3-4）可得A = cm2 =10cm2minqv30.51式中 qmin 是由产品样品查得 GE 系列调速阀 AQF3-E10B 的最小稳定流量为 0.05L/min。调速阀安装在进油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应该选取液压缸无杆腔的实际面积，即A = A1 = 122.7cm2可见上述不等式满足，液压缸能够达到所需低速。3.1.3 液压缸工况图的绘制油缸各工况的压力、流量、功率的计算如下：（1）计算各工作阶段液压缸所需的流量 min/2.3861.5972-121 LvAq）（）（快 进 0.0）（工 进优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763min/5.361.932LvAq快 退（2）计算各工作阶段液压缸压力快速进给时液压缸做差动连接。由于管路中有压力损失，取此项损失为P= P2- P1=0.5MPa，同时假定快退时回油压力损失为 0.5MPa。MPaApFpm 63.01.597120.8421 ）（快 进 m .20.04621 工 进 MPaApFpm .11.59.72.84621 快 退 （3）计算各工作阶段系统输入功率 KWqpP43.052.126.8.快 退快 退快 退 工 进工 进工 进 快 进快 进快 进根据以上数据，可以计算出液压缸在一个工作循环各阶段的压力、流量和功率，如表 3-6 所示，并根据此绘制出其工况图如图 3-1 所示。表 3-6 液压缸在不同阶段所需压力、流量和功率工作阶段系统负载/NmF/回油腔压力 /MPa2p工作腔压力 /MPa1p输入流量 q/L/min 输入功率 P/W快速前进 1089 1.036 0.636 38.2 240工作进给 28867 0.6 2.64 1.22 32快速退回 1089 0.5 1.22 35.5 430注：取液压缸机械效率 9.0m优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 3-1 液压缸的工况图3.2 液压系统方案选型与分析3.2.1 方案分析(1)以速度变换为主的液压系统1）能实现工作部件的自动工作循环，生产率高；2）快进与工进时，其速度与负载相差较大；3）要求进给速度平稳、刚性好，有较大的调速范围；4）进给行程终点的重复位置精度高，有严格的顺序动作。（2）以换向精度为主的液压系统1）要求运动平稳姓高，有较低的稳定速度；2）启动与制动迅速平稳、无冲击，有较高的换向频率（最高可达 150次/min ）；3)换向精度高，换向前停留时间可调。（3）以压力变换为主的液压系统1）系统压力要经常变换调节，且能产生很大的推力；2）空程时速度大，加压时推力大，功率利用合理；3）系统多采用高低压泵组合或恒功率变量泵供油，以满足空程与压制时，其速度与压力的变化。（4）多个执行元件配合工作的液压系统优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397631）在各执行元件动作频繁换接，压力急剧变化下，系统足够可靠，避免误动作；2）能实现严格的顺序动作，完成工作部件规定的工作循环；3）满足各执行元件对速度，压力及换向精度的要求。3.2.2 方案确定专用双面铣床的主要部件是动力滑台。动力滑台其中的液压滑台是利用液压缸将泵站所提供的液压能转变成滑台运动所需的机械能。它的液压系统的特点是驱动功率一般属于中小功率，速度变化范围大，附在变化也大。为了保证加工元件的表面质量，要求液压系统的速度稳定性要好，所以选择以速度变换为主的液压系统作为专用双面铣床的液压系统。根据工况分析，所设计双面铣床对调速范围、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。3.3 液压回路选择3.3.1 工作台部分（1）调速方式的选择由于机床液压系统调速是关键问题，因此首选调速回路。有工况图可知：所设计的机床液压系统功率小，为了防止孔被钻通时负载突然消失而产生的钻头前冲，液压缸回油腔应有一定的背压，故可采用回油路调速阀调速回路。（2）调速与速度换接回路这台机床的液压滑台工作进给速度低，传递功率也较小，很适宜选用节流调速方式，由于钻孔时切削力变化小，而且是正负载，同时为了保证切削过程速度稳定，采用调速阀进口节流调速，为了增加液压缸运行的稳定性，在回油路设置背压阀，分析液压缸的 V-L 曲线可知，滑台由快进转工进时，速度变化较大，选用行程阀换接速度，以减小压力冲击。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 3-2 调速与速度换接回路从工况图上可以清楚地看到：整个工作循环过程中，液压缸要求交替提供快行程的低压大流量和慢行程的高压小流量油液。最大流量与最小流量之比约为 24。而快进、快退所需时间为： svLt 5.81064031 工进时间为： svt165.2则有： 8.012t因此该液压系统运行过程中 88%的时间处于小流量工进状态，从降低成本的角度出发，不宜选用双联泵，只需用单个定量泵就可以。现确定定量泵方案如图 3-3 所示。图 3-3 泵供油油源（3）换向回路此双面铣床快进时采用液压缸差动连接方式，使其快速往返运动，即快进、快退速度基本相等。滑台在由停止转快进，工进完毕转快退等换向中，速度变化较大，为了保证换向平稳，采用有电液换向阀的换向回路，由于液压缸采用了差动连接，电液换向阀宜采用三位四通阀，为了保证机床调整时可停在任意位置上，现采用中位机能 O 型。快进时，液压缸的油路差动连接，进油路与回油路串通，且又不允许经背压阀流回油箱。转为工进后进油路与回油路则要隔开，回油则经背压阀流回油箱，故须在换向阀处、在进、回路连通的油路上增加一单向阀，在背压阀后增加一液控顺序阀，其控制油与进入换向阀的压力油连通，于是快进时液压缸的回油被液控顺序阀切断（快进空行程为低压，此阀打不开），只有经单向阀与优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763进油汇合，转工进后（行程阀断路），由于调速阀的作用，系统压力升高，液控顺序阀打开，液压缸的回油可经背压阀回油箱，与此同时，单向阀将回油路切断，确保液压系统形成高压，以便液压缸正常工作。绘出该部分回路图。为了控制轴向加工尺寸，提高换向位置精度，采用行程开关做终点转换控制。图 3-4 换向回路3.3.2 定位夹紧部分本系统采用了电磁阀换向控制系统动作迅速，由二位二通电磁阀控制。保证工作迅速可靠。油泵也采用变量泵供油，在定位夹紧过程中，压力较低，流量较大，当定位、夹紧后需要压力较高。流量较小，排油量随压力变化的限压式变量泵正好满足这种要求。同时可减少功率损失，降低温升。夹紧后，系统压力升高，达到压力继电器调定值后，压力继电器发出信号，开始工进。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397633.3.3 组成液压系统原理图根据上面选定的基本回路，在综合考虑设计要求，便可组成完整的液压系统原理图，如图 3-5 所示。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 3-5 双面铣床液压系统图4 液压缸的设计液压缸是液压传动系统中的执行元件，用来实现工作机构直线往复运动或小于 360摆动运动的能量转换装置。活塞缸结构简单、工作可靠，因此在液压系统中得到了广泛的使用。在完成了液压系统的设计后，还必须对主要参数进行计算与校核，确定液压缸的材料，并对液压缸各部分的结构进行了设计。4.1 液压缸的主要零件确定及其技术要求4.1.1 缸体液压缸缸体的常用材料一般为 20、35、45 号无缝钢管，铸铁可采用HT200HT350 间的几个牌号或球墨铸铁。由于球墨铸铁具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳强度，也具有良好的塑性和韧性，其屈服度比钢高。因此，球墨铸铁制造承受静载荷的构件比铸钢节省材料，重量也轻。所以本设计的液压缸采用 Q235。铸件需进行正火消除内应力处理。1）缸体的内径因为须与活塞配合，防止漏油，所以要尽量减少表面粗糙度，可采用 H8、H9 配合。当活塞采用橡胶密封圈时，Ra 为 0.10.4m ，当活塞优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763用活塞环密封时，Ra 为 0.20.4m，且均需研磨。 2）缸体内径 的圆度公差值可按 9、10、11 级精度选取，圆柱度公差应按D8 级精度选取。3）缸体端面的垂直度公差可按 7 级精度选取。4）缸体与缸头采用螺纹连接时，螺纹应用 6 级精度的米制螺纹。5）当缸体带有耳环或轴销时，孔径 或轴径 的中心线对缸体内孔轴线垂Dd直公差值按 9 级精度选取。此液压缸体的外径需要与机架配合，应进行加工，且与中心线同轴度的要求。装卸时需把吊环螺栓吊起。所以缸体端部选用螺纹连接，螺纹连接径向尺寸小，质量轻，使用广泛。装卸需用专用工具，安装时应防止密封圈扭曲。4.1.2 缸盖本液压缸采用在缸盖中压入导向套，缸盖选用 HT200 铸铁，导向套选用铸铁 HT200，以使导向套更加耐用。4.1.3 活塞液压缸活塞常用的材料为耐磨铸铁，灰铸铁，钢及铝合金等。本设计液压缸活塞材料选用 45 号钢，需要经过调质处理。1）活塞外径 D 对内孔 d 的径向跳动公差值，按 7、8 级精度选取。2）端面 T 对内径 d 轴线的垂直度公差值，应按 7 级精度选取。3）外径 D 的圆柱度公差值，按 9、10、11 级精度选取。4）活塞与缸体的密封结构由前可以选用 O 型密封圈。4.2 液压缸主要尺寸的确定液压缸工作压力主要根据液压设备的类型来确定，对不同用途的液压设备，由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。所以设计时，可用类比法来确定。液压缸的工作压力 MPa，缸筒内径 D=125mm，活塞杆外径3Pd=90mm。4.2.1 液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指液压缸中最薄处的厚度。从材料力学可以知道，承受内压力的圆筒，其内应力分别规律因为壁厚的不同而各异。一般计算时可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径 D 与其壁厚 的比值 D/ 10 的圆筒称为薄壁圆筒。起重运输机械和工程机械的液压缸，一般采用无缝钢管，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒壁厚公式计算优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763 2ypD式中 液压缸壁厚（m） 。D液压缸内径（m） 。试验压力，一般取最大工作压力的（1.251.5）倍（MPa ） 。yp额定压力 16Mpa,取 =1.5 MPa。nypn1.534.缸筒材料的许用应力。 = ，其中 为材料抗拉刚度，bnbn 为安全系数，一般取 n = 5。 的值为：锻钢： = 110120 MPa；铸钢： bb b= 100110 MPa；无缝钢管： = 110110 MPa；高强度铸铁： = 60MPa；b灰铸铁： = 25MPa。b在中低压液压系统中，按上式计算所得液压缸的壁厚往往很小，使得液压缸的刚度往往不够，如在切削加工过程中的变形、安装变形等引起液压缸工作过程卡死或者漏油。因此一般不作计算，按经验选取，必要时按上式公式进行校核。对于 D/ 10 时，应该按材料力学中的厚壁圆筒公式进行壁厚的计算。对于脆性材料以及塑性材料 0.4123ypD式中的符号意思与前面相同。液压缸壁厚算出后，即可以求出缸体的外径 为1 +1D2式中 值应该按无缝钢管标准，或者按有关标准圆整为标准值。1D在设计中，取试验压力为最大工