数控铣床夹紧装置液压系统设计毕业设计论文.doc
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1、摘要作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用.与其他传动方式相比较,液压传动具有其独特的技术优势,其应用领域几乎囊括了国民经济各工业部门。 本文根据数控铣床的用途特点和要求,利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。数控铣床的液压系统,外形新颖美观,动力系统采用液压系统,结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。 本文通过对数控铣床的工况分析, 给出了对于一般夹紧装置分析的方法, 对于提高制造质量、实际生产具有一定的指导意义。 关键词:现代机械;数控铣床;夹紧
2、装置;液压系统设计ABSTRACTAs a modern machinery equipment realization transmission and control of important technical means, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used with other transmission way. Compared with its unique, hydraulic transmission technology advantage, its appli
3、cation field almost include the national economic each industrial sectors.This article according to the usage, characteristics and requirements of the purposes of CNC milling machine uses the basic principle of hydraulic transmission, draws up a reasonable hydraulic system and undergoes the necessar
4、y calculation to determine the parameters of hydraulic system which determine to choose hydraulic components and system structure of the specification. The hydraulic system of CNC milling machine is new and original beautiful, the driving force system adopts hydraulic pressure system that makes the
5、structure simple and compact, the action quick and reliable. This paper analyzed the operation condition of the CNC milling machine, and gives the analysis for average clamping device to improve the method, manufacturing quality, the actual production has certain directive significance Key words:Mod
6、ern machinery;CNC milling machine;Clamping device;Hydraulic system design 目录摘要IABSTRACTII目录III1液压传动的发展状况以及优缺点11.1 国内液压传动的发展状况11.2 国外液压传动的发展状况11.3 液压传动的优缺点11.3.1液压传动有以下一些优点11.3.2液压传动的缺点22液压系统的设计32.1设计要求32.2工况分析32.2.1工位夹紧缸的负载计算32.2.2 工位夹紧缸的负载计算42.3 液压系统主要参数的确定62.3.1系统工作压力的确定62.4液压执行器主要结构参数的计算72.4.1工位夹
7、紧缸主要结构参数的确定72.4.2 工位夹紧缸主要结构参数的确定82.4.3液压缸工作循环中各阶段的各项参数83液压系统原理图的拟定和方案论证103.1油路循环方式的分析和选择103.2调速方案的分析和选择103.3液压动力源的分析与选择113.4液压回路的分析、选择与合成123.5液压原理图的拟定与设计124液压元件的计算和选择144.1 液压泵的确定144.2 阀类的选择174.2.1 选择依据174.2.2 选择阀类元件应注意的问题174.3 液压附件的计算和选择184.3.1 确定管件的尺寸184.3.2 确定油箱容积195估算液压系统性能215.1液压系统压力损失验算215.2 系统
8、的发热和温升226结论25致谢26参考文献271液压传动的发展状况以及优缺点1.1 国内液压传动的发展状况近年来,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。北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流阀(拥有专利)、宁波华液公司的电液比例压力流量阀(已申请专利),均为机电一体化的高新技术产品,并已投入批量生产,取得了较好的经济效益。北京华德液压集团公司的恒功率变量柱塞泵,填补了国内大排量柱塞泵的空白,适用于冶金、锻压、矿山等大型成套设备的配套。天津特精液压股份有限公司的三种齿轮泵,具有结构新颖、体积小、耐高压、噪声低
9、、性能指标先进等特点。榆次液压件有限公司的高性能组合齿轮泵,可广泛用于工程、冶金、矿山机械等领域。另外,还有广东广液公司的高压高性能叶片泵、宁波永华公司的超高压软管总成、无锡气动技术研究所有限公司为各种自控设备配套的WPI新型气缸系列都是很有特色的新产品。 为应对我国飞速发展的经济形势,我国液压行业各企业加速科技创新,不断提升产品市场竞争力,一批优质产品成功地为国家重点工程和重点主机配套,取得较好的经济效益和社会效益。1.2 国外液压传动的发展状况20世纪80年代以来,逐步完善和普及的计算机控制技术和集成传感技术为液压技术与电子技术相结合创造了条件。随着微电子、计算机技术的发展,出现了各种数字
10、阀和数字泵,并出现了把单片机直接装在液压组件上的具有位置或力反馈的闭环控制液压元件及装置。近年来,由于世界能源的紧缺,各国都把液压传动的节能问题作为液压技术发展的重要课题。20世纪70年代后期,德、美等国相继研制成功负载敏感泵及低功率电磁铁等。最近美国威克斯公司又研制成功用于功率匹配系统的CMX阀。1.3 液压传动的优缺点工程机械广泛应用的传动方式主要有机械传动、电气传动、气压传动和液压传动。它们各有优缺。1.3.1液压传动有以下一些优点1)液压传动可在运行过程中方便地实现大范围的无级调速,调速范围可达1000:1。液压传动装置可在极低的速度下输出很大的力,如果采用机械传动装置减速,其减速器结
11、构往往十分庞大;2)在输出相同功率的情况下,液压传动装置的体积小、质量轻、结构紧凑、惯性小。由于液压系统中的压力比电枢磁场中单位面积上的磁力大30倍40倍,液压传动装置的体积和质量只占相同功率电动机的12%左右。因此,液压传动易于实现快速启动、制动及频繁幻想,每分钟的换向次数可达500次(左右摆动)、1000次(往复移动);3)液压传动易于实现自动化,特别是采用电液和气液传动时,可实现复杂的自动控制;4)液压装置易于实现过载保护。当液压系统超负荷(或系统承受液压冲击)时,液压油可以经溢流阀排回油箱,系统得到过载保护;5)易于设计、制造。液压元件已实现了标准化、系列化和通用化。液压系统的设计、制
12、造和使用都比较方便。液压元件的排列布置也有很大的灵活性。1.3.2液压传动的缺点1)不能保证严格的传动比。着是由于液压介质的可压缩性和不可避免的泄露等因素引起的;2) 系统工作时,对温度的变化较为敏感。液压截至的粘性随温度变化而变化,从而使液压系统不易保证在高温和低温下都具有良好的工作稳定性;3) 在液压传动中,能量需经过两次变换,且液压能在传递过程中有流量和压力的损失,所以系统能量损失较大,传动效率较低;4) 元件的制造精度高、造价高,对其使用和维护提出了较高的要求;5) 出现故障时,比较难于查找和排除,对维修人员的技术水平要求较高。从液压传动的优缺点来看,优点大于缺点。采用液压传动符合本次
13、设计的工位夹紧装置的工作条件。 2液压系统的设计2.1设计要求本设计是完成某机床需要对零件进行两工位装夹装置(装夹装置静动摩擦因数,)的设计,拟采用缸筒固定的液压缸驱动夹紧装置,完成工件装夹运动。夹紧装置由液压与电气配合实现的自动循环要求为:工位夹紧缸夹紧工位夹紧缸松开工位夹紧缸夹紧工位夹紧缸松开。机床工位夹紧装置的运动参数和动力参数如表2-1所列。表2-1 机床工位夹紧装置的运动参数和动力参数工况行程/mm速度时间/运动部件重力G/N负载/N启动、制动时间工位夹紧缸夹紧350.012245050000.053松开0.0351工位夹紧缸夹紧250.125150020000.050.2松开0.2
14、50.12.2工况分析2.2.1工位夹紧缸的负载计算惯性负载夹紧: =2450/9.810.012/0.05 =59N松开: =2450/9.810.035/0.05 =175N静摩擦负载 =0.2(2450+0) = 490N动摩擦负载 =0.1(2450+0) =245N2.2.2 工位夹紧缸的负载计算 此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系扣扣:九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载!该论文已经通过答辩2.3 液压系统主要参数的确定2.3.1系统工作压力的确定根据液压执行元件的负载表可以确定系统的最大负载数,在充分考虑系统所需的流量、性能等因素后
15、,可参照表2-4或者2-5选择系统的工作压力表2-4按负载选择工作压力负载 /kN50系统压力/MPa5-7表2-5 按主机类型选择系统工作压力主机类型设计压力/MPa机床精加工机床0.82半精加工机床35龙门刨床28拉床810农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构1016液压机、大中型挖掘机、中型机械、起重运输机械2032地质机械、冶金机械、铁道车辆维护机械、各类液压机具等25100本设计根据主机类型是数控铣床,初步选择系统压力为4MPa。为了防止夹紧时发生冲击,液压缸需保持一定回油背压。参考表2-6液压执行器的背压力取0.2表2-6液压执行器的背压力系统类型背压力(MPa)中低压系统简单
16、系统和和一般轻栽节流调速系统0.20.5回油带背压阀调整压力一般为0.51.5回油路设流量调节阀的进给系统满载工作时0.5设补油泵的闭式系统0.81.5高压系统初算是可忽略不计2.4液压执行器主要结构参数的计算2.4.1工位夹紧缸主要结构参数的确定本设计将工位夹紧缸的有杆腔作为主工作腔,则有公式: (21)公式中 液压缸无杆腔的有效面积; 液压缸有杆腔的有效面积;液压缸的最大负载力;液压缸的机械效率(一般取0.9-0.97)本设计取0.95; 液压缸工作腔压力; 系统的背压,本设计取0.2Mpa。当计算液压缸的结构参数时,还需确定活塞杆直径与液压缸内径的关系,以便在计算出液压缸内径D时,利用这
17、一关系获得活塞杆的直径d。通常是由液压缸的往返速比确定这一关系,即,按这一关系得到的d的计算公式入如下表表2-7根据往返速度比计算活塞杆直径d的公式往返速度比1.11.21.331.461.612活塞杆直径d0.3D0.4D0.5D0.55D0.62D0.7D油缸的速比,可由机械设计手册查得。本设计取=1.33。则由上表查得d=0.5D。得D=49.9(mm)按GB/T2348-1980 ,取标准值: D=50(mm)又d=0.5D,得d=25(mm),取标准值d=28(mm)则液压缸无杆腔实际有效面积为: =19.6有杆腔实际有效面积为: =13.52.4.2 工位夹紧缸主要结构参数的确定工
18、位夹紧缸的无杆腔作为主工作腔,则有公式:则有 得 D=27.9(mm)按GB/T23481980 ,取标准值: D=32(mm)又 d=0.5D,得 d=16(mm),取标准值 d=20(mm)则液压缸无杆腔实际有效面积为: =8.04有杆腔实际有效面积为: =4.892.4.3液压缸工作循环中各阶段的各项参数根据上述假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率,如下表所示: 表2-8 工位夹紧缸工作循环个阶段的压力、流量和功率工作阶段计算公式负载/N回油腔压力/MPa工作腔压力/MPa输入流量Q输入功率/w启动4900.98加速3040.20.53夹紧52450.24.380.
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