电磁阀体中心孔组合机床、机床总体工位布置和钻、扩、铰工位液压系统设计【机械毕业设计图纸】

专 业产 品 型 号零（部）件图号3共 页机械设计制造及自动化（机制方向）机机 械械 加加 工工 工工 序序 卡卡 片片产 品 名 称电磁阀体零（部）件名称共 页车 间工 序 号工 序 名 称材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每 坯 件 数每 台 件 数设 备 名 称设 备 型 号设 备 编 号同时加工件数夹 具 编 号夹 具 名 称工位器具编号工位器具名称专用夹具冷 却 液准 终工 序 工 时单 件工 时 定 额工序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转数（转/分）切削速度（米/分）走刀量（毫米/转）吃刀深度（毫米）走刀次数机 动辅 助1钻中心孔至13.7，工作台旋转 180麻花钻792.330.0781813.712扩端面孔，到24,深至 7mm，夹具旋转 180 复合刀具3161.03362.51描 图扩端面，到24,深至 7mm，到工作台旋转 45 复合刀具3161.03362.51邓辉焦3扩中心孔到15.9,工作台旋转 45扩孔钻853.6942.63421.11描 校4车槽 2，第一次进给到 43mm，车槽到20mm专用刀具36873.20.1121第二次进给到 38mm,车槽到20mm，夹具旋转 180专用刀具36873.20.1121底图号5车槽 4,第一次进给到 43mm,车槽到20mm专用刀具36873.20.1121编 制 日 期审核期会签日期班 级姓名姓名装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 专 业产 品 型 号零（部）件图号3共 页机械设计制造及自动化（机制方向）机机 械械 加加 工工 工工 序序 卡卡 片片产 品 名 称电磁阀体零（部）件名称共 页车 间工 序 号工 序 名 称材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每 坯 件 数每 台 件 数设 备 名 称设 备 型 号设 备 编 号同时加工件数夹 具 编 号夹 具 名 称工位器具编号工位器具名称专用夹具冷 却 液准 终工 序 工 时单 件工 时 定 额工序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转数（转/分）切削速度（米/分）走刀量（毫米/转）吃刀深度（毫米）走刀次数机 动辅 助第二次进给到 38mm,车槽到20mm，夹具旋转 180,工作台旋转 45专用刀具36873.20.11216车槽 3，第一次进给到 58mm，车槽到20mm 专用刀具36873.20.1121描 图第二次进给到 53mm,车槽到20mm，夹具旋转 180,工作台旋转 45 专用刀具36873.20.1121邓辉焦7车槽 1，第一次进给到 28mm，车槽到20mm专用刀具36873.20.1121描 校第二次进给到 23mm,车槽到20mm，夹具旋转 180,工作台旋转 45专用刀具36873.20.11218车槽 5 及卡圈槽,第一次进给到 28mm,车槽到20mm专用刀具36873.20.1121底图号第二次进给到 23mm,车槽到20mm，夹具旋转 180,工作台旋转 45专用刀具36873.20.1121编 制 日 期审核期会签日期班 级姓名姓名装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 专 业产 品 型 号零（部）件图号3共 页机械设计制造及自动化（机制方向）机机 械械 加加 工工 工工 序序 卡卡 片片产 品 名 称电磁阀体零（部）件名称共 页车 间工 序 号工 序 名 称材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每 坯 件 数每 台 件 数设 备 名 称设 备 型 号设 备 编 号同时加工件数夹 具 编 号夹 具 名 称工位器具编号工位器具名称专用夹具冷 却 液准 终工 序 工 时单 件工 时 定 额工序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转数（转/分）切削速度（米/分）走刀量（毫米/转）吃刀深度（毫米）走刀次数机 动辅 助9铰中心孔到20mm，工作台旋转 180铰刀318.8716.210.051描 图邓辉焦描 校底图号编 制 日 期审核期会签日期班 级姓名姓名装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 毕 业 设 计（论 文）说 明 书毕 业 设 计（论 文）说 明 书题 目电磁阀体中心孔组合机床、机床总体工位布置和钻、扩、铰工位液压系统设计学 生 系 别 机电工程系 专 业 班 级 学 号 指 导 教 师 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 电磁阀体中心孔组合机床、机床总体工位布置设计（论文）题目：和钻、扩、铰工位液压系统设计 系：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：学生：指导教师：接受任务时间 教研室主任 （签名）系主任 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求、设计依据：依据实物测绘出 25 升电磁阀体零件图;生产纲领 5 万件年。编制电磁阀体中心孔加工工序卡片;绘制电磁阀体中心孔加工组合机床加工示意图;并确定钻、扩、铰工位动作循环。、设计该机床钻、扩、铰孔工位液压系统，编写其液压系统设计计算说明书;液压元件各细表;绘制液压系统原理图。、绘制液压缸装配图和一零件图。2指定查阅的主要参考文献及说明、液压传动西南交通大学出版社、机械制造技术基础西南交通大学出版社、机械设计手册机械工业出版社、组合机床设计机械工业出版社3进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1收集、准备参考资料、查阅文献、完成开题报告2完成该机床工作布置和钻、扩、铰孔工位液压系统设计和计算3完成毕业设计所有的设计图纸4完成该机床钻、扩、铰孔工位液压系统设计计算说明书5毕业设计修改、答辩准备、毕业答辩目 录目 录中文摘要中文摘要.英文摘要英文摘要.前言前言.1 第一章电磁阀体中心孔加工工艺第一章电磁阀体中心孔加工工艺.2 1.1零件分析1.1零件分析.2 1.2明确设计要求1.2明确设计要求.2 1.3 对电磁阀体总体加工工艺方案设计对电磁阀体总体加工工艺方案设计.2 1.3.1 确定毛坯制造形式.2 1.3.2 基准的选择.31.3.4 电磁阀体中心孔加工中心孔的槽的加工部分.3 1.3.5 电磁阀体总体加工工艺.31.4确定工作循环1.4确定工作循环.31.5专用机床的概述1.5专用机床的概述.4 第二章编制中心孔加工工艺第二章编制中心孔加工工艺.6 2.1 确定加工方案2.1 确定加工方案.62.1.1 刀具的选择.62.2 钻孔2.2 钻孔.62.2.1 钻削时的进给量.62.2.2 确定其各加工余量.6 2.2.3 确定麻花钻直径并选择.62.2.4 确定主轴速度的转速.72.3 扩孔2.3 扩孔.7 2.3.1 扩孔钻的选择.72.3.2 扩孔时的速度.72.3.3 扩孔时的转速.82.4 铰孔2.4 铰孔.82.4.1 铰刀的选择.8 2.4.2 铰刀的速度.82.4.3 铰刀转速.82.5 计算切削力2.5 计算切削力.82.5.1 钻孔时的切削力.82.5.2 扩孔时的扭矩.9 2.6 钻、扩、铰切削的功率2.6 钻、扩、铰切削的功率.92.6.1 钻孔时的功率.92.6.2 扩孔时的功率.9第三章液压传动的设计第三章液压传动的设计.103.1 负载分析3.1 负载分析.103.2 速度图和负载图的绘制3.2 速度图和负载图的绘制.113.3 液压缸主要参数的确定3.3 液压缸主要参数的确定.123.3.1 稳定性验算.13 3.4 液压缸的组成3.4 液压缸的组成.153.4.1 缸筒和缸盖的联接.153.4.2 活塞和活塞杆的联接.153.4.3 液压缸的密封.163.5 液压系统的拟定3.5 液压系统的拟定.173.5.1 液压回路的选择.173.5.2 缸筒的厚度.213.5.3 螺栓的计算.213.5.4 端盖厚度计算.223.5.5 缸体连接计算.22 3.6 液压元件的选择3.6 液压元件的选择.243.6.1 选择液压泵.243.6.2 阀类元件辅助元件.253.7 液压系统的性能验算3.7 液压系统的性能验算.273.7.1 回路压力损失验算.283.7.2 油液温升验算.28第第 6 章章 结论结论.30 参考文献参考文献.31致谢致谢.32附录附录 A：加工工序卡：加工工序卡.33摘要摘要电磁换向阀是液压传动中用来改变油路的重要零件，针对该零件的加工，特别设计一组合机床，按流水线运作，实现自动化加工。本文主要介绍电磁阀体中心孔加工的工作布置和钻、扩、铰孔的加工，要运用液压传动来实现加工中心孔的进给运动。关键词：关键词：电磁换向阀，组合机床，液压传动第一章电磁阀体加工工工艺6ABSTRACTThe electromagnetism cross valve is in the hydraulic transmission usesfor to change the oil duct the important components,in view of thiscomponents processing,specially designs a aggregate machine-tool,according to assembly line operation,realization automationprocessing.This article main introduction solenoid valve body centerbore processes the work arrangement and drills,expands,Reams theprocessing,must realize using the hydraulic transmission processesthe center bore entering for the movement.Key wordKey word:Electromagnetism cross valve,aggregate machine-tool,hydraulic transmission 7前言前言本课题主要涉及机械、液压传动两大方面，近年来，液压传动在防漏、治污、降噪、减震、节能和材质等各方面都有长足进步，它和电子技术的结合也由拼装、混合到到整合，步步深入。到现在，在尽可能小的空间内传出尽可能在的功率并加以精确控制这一点上，液压传动已稳居各种传动方式之首，无可替代。这种情况使液压传动的元件类型、油路结构、系统设计和制作工艺等都发生了深刻的变化，也改变了人们对它进行认识、分析和综合的方式方法。第一章电磁阀体加工工工艺8第一章电磁阀体中心孔加工工艺第一章电磁阀体中心孔加工工艺1.1 零件分析1.1 零件分析对生产纲领 5 万件/年的电磁阀体加工属于大量生产，为了提高劳动生产效率，减轻工人的劳动强度，保证产品质量，采用高效专用机床及自动化机床，按流水线或自动线依据工序对工件进行加工，为了实现工序自动化或建立自动线，应实行机床加工循环自动化，一般可通过机械、电气、液压、气压等控制实现自动化循环。电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压缸控制，所以就会用到电磁阀。电磁阀的工作原理，电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。1.2 明确设计要求1.2 明确设计要求在开始设计液压系统时，首先要对机械设备主机的工作情况进行详细的分析，明确主机对液压系统提出的要求，具体包括：(1)主机的用途、主要结构、总体布局；主机对液压系统执行元件在位置布置和空间尺寸上的限制。(2)主机的工作循环，液压执行元件的运动方式(移动、转动或摆动)及其工作范围。(3)液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围。(4)主机各液压执行元件的动作顺序或互锁要求。(5)对液压系统工作性能(如工作平稳性、转换精度等)、工作效率、自动化程度等方面的要求。(6)液压系统的工作环境和工作条件，如周围介质、环境温度、湿度、尘埃情况、外界冲击振动等。(7)其它方面的要求，如液压装置在重量、外形尺寸、经济性等方面的规定或限制。1.3对电磁阀总体加工工艺方案的设计1.3对电磁阀总体加工工艺方案的设计1.3.1.确定毛坯的制造形式1.3.1.确定毛坯的制造形式零件的材料为 HT200 的灰铸铁。由于零件的生产纲领为 5 万件/年，属于大量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，为了提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度，保证9产品的质量，采用砂型压实型铸造。1.3.2基准的选择1.3.2基准的选择 （1）粗基准的选择：对于一般的阀体类零件而言，以面作为粗基准是完全合理的。采用完全定位即可。（2）精基准的选择：精基准是选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。1.3.3加工 25 公升电磁阀体的 55 毫米的四个平面铣削部分1.3.3加工 25 公升电磁阀体的 55 毫米的四个平面铣削部分根据工件的特点和需要本机床由左、右两端各二个铣削头组成,分别进行粗铣和精铣两道工序。工件穿入心轴后装入夹具体内,本机床一次可装三个工件,一次走刀完成两平面的粗、精加工工序。工件材料:HT21-40工件硬度:HB170-241刀具:直径 90mm 镶硬质合金端面铣刀被加工阀体面单向余量:3.5mm主孔直径 16D 加工前保证直径 11,面孔中心线对 72mm 边不得偏差 1mm。1.3.4电磁阀中心孔加工中心孔的槽的加工部分1.3.4电磁阀中心孔加工中心孔的槽的加工部分图 11切槽加工顺序示意图电磁阀体的加工分为 8 个工位完成，车槽分别是第工位加工第 2 和第 4 个槽，加工完第 2 槽后夹具转位 180 加工第 4 槽。然后工作台旋转 45进行第工位加工第 3 个槽。工作台再旋转 45进行第工位加工第 1，第 5 个槽和两端弹簧卡槽。每个槽车两刀，每刀都用挡铁定位。因此槽的纵向尺寸精度较高，但槽的尺寸必须是对称的。每加工一个槽都要进行两次进给。第一章电磁阀体加工工工艺101.3.5钻进、出油口的加工工艺1.3.5钻进、出油口的加工工艺加工此油口零件的作用：该零件是一个三位五通电磁换向阀体，主要的作用是借助电磁铁吸力推动阀芯在阀体内作相对运动来改变阀的工作位置。灵机只能的一个侧面上有12H7 的四个阶梯孔，用以连接进相互口油管，起控制油量及换向的作用。此零件油口的工艺分析 三位五通电磁换向阀体共有两组加工表面，它们相互之间有一定的位置要求及其精度。现分析如下：（1）以20H7 的阶梯孔为中心的加工表面。这一组表面包括：四个20H7 的阶梯孔，尺寸为0.018020mm和四个0.01806Mmm的螺纹孔和，还有两个0.018010mm的阶梯孔。其中主要加工表面为0.018020mm的四个阶梯孔。（2）以 24mm的阶梯孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：0.01806Mmm的四个螺纹孔，一个 8mm 的 U 形槽和0.018024mm的中心孔。这两组表面之间有着一定的位置关系，主要是：四个0.018020mm的阶梯孔与0.018024mm的阶梯孔相通，且分布在中心孔的两侧。由以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。1.3.6电磁阀总体加工工艺1.3.6电磁阀总体加工工艺根据上述对零件的分析，制定其加工工工艺见附表 111第二章编制中心孔的加工工艺第二章编制中心孔的加工工艺2.1确定加工方案2.1确定加工方案：图 21电磁阀中心孔结构图根据上图其加工方案：钻扩铰。加工阀体中心孔如图所示2.1.1 刀具选择2.1.1 刀具选择采用高速钢刀具 查得钻头直径 d 小于等于 20,后刀面磨损限度为 0.50.8mm 不用切削液。（查机械加工工艺手册 P544 表 2.437）钻头直径 d 在 11 到 20 之间，钻头耐用度为 2700（T）s.2.2 钻孔：钻孔：2.2.1 钻削时的进给量：2.2.1 钻削时的进给量：查得 外头直径 d=13mm，灰铸铁 HB200 及铜合金，进给量取 0.260.32.。（查机械加工工艺手册 P545）灰铸铁 HB200 的抗拉强度b200 （查机械加工工艺手册P63 表 1.247）2.2.2 确定其各加工余量：2.2.2 确定其各加工余量：钻孔余量查得：孔精度 H87 D1030mm，钻，扩及一次或二次铰孔。：查机械加工工艺手册表 2.347 P494）扩、铰孔余量：扩孔 d1018mm，扩孔余量：1.01.5mm，粗铰余量：0.10.15mm 精铰余量：0.05mm（查机械加工工艺手册表 2.348 P498）第二章编制中心孔加工工艺122.2.3 确定麻花钻的直径并选择：2.2.3 确定麻花钻的直径并选择：Dmin=16-1.5*2-0.05*2=12.9mmDmax=16.018-1*2-0.05*2=13.918mm 采用直柄长麻花钻：查得：d013.7 mm L214mm l=140mm 进给量 f=0.30mm/r (查机械加工工艺手册 P1031)2.2.4 确定主轴速度和转速2.2.4 确定主轴速度和转速VVpKfaTd3.01.0125.0875.05.00606.20 （21）查得 f=0.3 CV=14.7 yV=0.55 (查机械加工工艺手册表 2.468 P575)钻孔时查得：KMV1.0 KLV=0.6 查表 2.446 P556 代入公式得：V0.568m/s （即：34.078m/min）则其转速为：7.1314.3568.01000n算得：2.13nm/s (即：792.3m/min)2.3扩孔：2.3扩孔：2.3.1 扩孔钻的选择：2.3.1 扩孔钻的选择：查表 2.451 P561 查得：扩孔钻直径 d020 高速钢磨损为 0.60.9mm 查机械加工工艺手册P566 扩孔钻的耐用度 T（S）为 1800s 查表 2.456 查得：KMV1.0 查表 2.452 P562 查得扩孔直径 d015,HB200,f=0.70.9mm因考虑到铰刀时的加工余量，以及最后的中心孔的精度则需要把一直径为 15.9mm扩孔钻。参考机械加工工艺手册第 2 卷 机械工业出版社 P1043 表 10.236 整体式高速直柄扩孔钻形式和尺寸 GB425684 查得：自制钻头15.716 分级范围15.0016 偏差00.027 l=178mm l=120mm d1=10.4 螺旋角20 Kr=60 d=15.9mm 2.3.2扩孔时的速度：2.3.2扩孔时的速度：V3.01.0125.0875.05.07.0*1.1*1800*609.15*6.20KV(22)(其中查机械加工工艺手册表 2.456 得：Kmv=0.1 Ktv=0.6)13算得：V0.71m/s (即：42.62m/min)2.3.3扩孔时的转速：2.3.3扩孔时的转速：n=d14.3V1000（23）算得：n=14.23m/s (即：n=853.69m/min)2.4铰孔：2.4铰孔：2.4.1 铰刀的选择：2.4.1 铰刀的选择：采用机铰 查机械加工工艺手册表 2.458 铰刀直径：do 在（1020）查得进给量为：1.02.0精铰孔精度等级：加工表面粗糙度等级 切削速度 1.60.8 0.030.05 3.21.6 0.060.08 查机械加工工艺手册表 2.457 P567 查得：铰刀直径 d020 后刀面最大磨损 0.40.6;耐用度 T（S）2100S查 P567 表 2.458 查得：机铰刀进给量取 1.02.0查修正系数表 2.463 P571 高速钢铰刀粗铰使用条件变换时切削时修正系数查得：Kcv1.0 Ktv=1.02.4.2 铰刀速度：2.4.2 铰刀速度：VVpKfaTd5.01.03.07.03.00606.15（24）V5.01.03.07.03.0K0.105.0210060166.15 0.267m/s (即：16.02m/min)2.4.3 铰刀转速：2.4.3 铰刀转速：n=1614.3601000267.0 =318.87m/min2.5计算切削力：2.5计算切削力：2.5.1 钻孔时的切削力：2.5.1 钻孔时的切削力：F9.8142.7d0f0.8Kf (25)M=9.810.021d02f0.8Km (26)查表 2.447 P558 查得：第二章编制中心孔加工工艺14 Kmf=Kmm=1.0 普通标准头型 Kxf=1.0 Knm=1.0 Kwf=1.0 Kwnf=1.0则 F9.8142.713.70.30.8Kf 算得：F2190.355（N）M9.810.02113.70.30.81.0算得：F14.758（N。m）2.5.2扩孔时的扭矩：2.5.2扩孔时的扭矩：M9.810.196d00.85ap0.8f0.7Km (27)算得：M=52.34(N.m)2.6 钻、扩、铰切削的功率：2.6 钻、扩、铰切削的功率：Pm=dMV2（28）2.6.1 钻孔时的功率：2.6.1 钻孔时的功率：Pm607.13087.3467.212 算得：Pm=1.7975(KW)2.6.2 扩孔时的功率：2.6.2 扩孔时的功率：Pm609.1562112.4234.522 算得：Pm=4.6765(KW)2.7 确定工作循环：2.7 确定工作循环：因中心孔是关于升起平分中心孔的轴线而对称的，则为了保证精度，特此工作循环是钻出中心孔在扩端面孔和车槽时每切削一个槽或一个端面孔时都将工件旋转 180 度，加工另一面则其机床的工作过程和特点是：由于中心孔的是孔中有槽和扩端面，加工中心孔的精度较高要扩和铰孔，并且工作循环时还要旋转。则总共加工工步有：安装工件，钻、扩、铰、车端面孔、旋转 180 度、车槽旋转 180度、车槽旋转 180 度、车槽共 8 步，以此循环。2.8 专用机床的概述为：2.8 专用机床的概述为：15图 22工作台布置图根据如图所示工作循环，本机床总有 8 个工位，每一个加工工位各有一个回转夹具和一个动力头工作台，夹具要求动力头既能单独工作，又能联合自动循环工作，能同时进行钻孔扩端面孔以及倒角、扩孔、车槽、铰孔等工序。当扩孔端面孔及车槽时，夹具能自动（逆时针）回转 180 度，以完成两端面的任务，机床每自动循环一次做完一个工件时，工件能自动（逆时针）回转 45 度，将加工的工件送到操作工位以便装卸工件。刀具为液压无级每一个元件加工时，在 25 分钟财任意调整，机床动作全部用电气液压控制，操作者只需按电钮，即可进行手动操作和自动循环工作。第三章液压传动的设计16第三章 液压传动的设计第三章 液压传动的设计 3.1 负载分析：3.1 负载分析：由切削原理课程可知：高速钢外头铸铁孔时的轴向力切削力 Ft（以 N 计）与钻头直径 D，每转进给量 s（以 mm/r 计）和铸件硬度 HB 之间的经验。算式为：Ft=25.5Ds0.8(HB)0.6（31）则 Ft25.513.40.30.82000.6 算得：Ft3203.14（查机械设计课程设计手册第二版 高等教育出版社 吴宗泽 主编 P2）查得：灰铸铁的质量密度是 7.0 3cmg（3mt）7.0103kg/m3 则 Ggv算得：G7.0103110103721039.8 38.1N设该工作部件的总重量为 6000N则 Fm2.06078.96000 算得：Fm357.1加工13.7 的孔一个，刀具材料为高速钢工件材料为铸件，硬度为 200HB，机床工作部件总重量为 G6000N，快进、快退速度 V1V37m/min，快进行程长度 l=70mm，工进长度为 l2=130mm 往复运动加速不希望超过 0.2s，动力滑台采用平导轨其摩擦系数fs=0.2;动摩擦系数 fd=0.1,液压系统中的执行元件使用液压缸。则 阻力负载：静摩擦阻力：Ffs=0.260001200N17 动摩擦阻力：Ffd=0.16000600N所以 当液压负启动时需克服静摩擦推力就行了，则 F1333.4N 当液压缸加速时需克服动摩擦力和工作部件重量带的阻力，即 F1063.5N 快进时只需克服摩擦力 F666.7N 工进时需克服轴向力和动摩擦力 F4226.7N表 31液压缸在各工作阶段的负载值工况负载组成负载值推力 Fm(N)启动F=Ffs12001333.4加速F=Ffd+Fm957.11063.5快进F=Ffd600666.7工进F=Ffd+Ft38044226.7快退F=Ffd600666.7注：液压缸的机械效率取m=0.9。不考虑动力滑台上颠覆力矩的作用。3.2 负载图和速度图的绘制：3.2 负载图和速度图的绘制：负载图按上面数值绘制速度图已知数值 V1V37m/min l1=200mm l2=130mm,快退行程 l3=l1+l2=200+130=430mm 和工进速度 V2等绘制如图所示，其中主轴转速及每分进给量求出。即：V2n1s1=n2s2=34.078m/min 约取 34.1m/min 则其负载图为：则其负载图为：图 31负载图第三章液压传动的设计18 则速度图为：则速度图为：图 32液压速度图3.3 液压缸主要参数的确定3.3 液压缸主要参数的确定由液压传动P178表 111 执行元件形式的选择得：运动形式为：往复直线运动和短行程。采用的执行元件形式：活塞缸。表 112 按负载选择执行元件工作压力分为：5000NF:18.0P:）（负载工作压力所以：鉴于动力滑台要求快进、快退速度相等。这里，液压缸可选用单杆的，这种情况由液压传动 第五章得无杆腔工作面积 A 应用有杆腔工作面积工作。即：活塞杆直径d 与缸筒直径 D 成 d00.707D 的关系。在钻孔时，液压缸回路必须具有背压 P225105Pa（回油路有背压阀或调速系统：背压压力以 0.5MPa计算）则按 GB234880 将这些直径圆整成就接近标准值时得：F1（P1A1P2A2）m推出：A（mF）（P122P）（32）代入数据得：2/8.017.4226算得：A70.44cm2则 D=14.344.70419算得：D9.48cm 则 d0.3D算得：d2.8cm查机械设计手册下册（第二版）由化学工业出版社 P159表 11133 得:D=100mm d=70mm A1=78.54cm2 A2=40.06cm2活塞杆的计算：主要受拉力和压力作用：（活塞杆材料取 45 号钢 b=110MPa）d6R10F4（33）代入数据得：d6104.111014.37.42264算得：d0.0686m因 0.0686m21 则 FK309.01006.214.341112 算得：FK1.051011（N）FK441005.111 算得结果为：0.26251011FR所以，稳定性验算结果满足要求则 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值为表 32液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值为工况负载回油腔压力进油腔压力输入负载输入功率启动1333.4P200.35加速1063.50.29快进恒速666.7P2=P1+P0.18270.081工进4226.70.81.080.50.009快退启动1333.4P2=00.3321加速1063.50.28恒速666.70.50.17280.0793.4 液压缸的组成：3.4 液压缸的组成：通常它主要是由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五个部分组成的。但是根据工作具体情况的需要，在此次设计中没有设置缓冲装置都已经达到工作的3.4.1 缸筒和缸盖的联接3.4.1 缸筒和缸盖的联接如图所示：图 33缸筒和缸盖的联接一般地说，缸筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关。工作压力 P10MPa 时使用无缝钢管，这里所用的联接形式为半环连接式，它的缸筒壁部因开了环形槽而削弱了强度，为此有时要加厚缸壁，它容易加和装折，重量较轻，常用于无缝钢管或锻钢制的缸筒上。3.4.2活塞和活塞杆的联接3.4.2活塞和活塞杆的联接活塞和活塞杆的联接形式有很多，这里所用的联接是螺纹式连接，它结构简单，第三章液压传动的设计22装折方便，但在高压大负载下需备有螺帽防松装置。活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆是采用空心的，用钢料制造。螺纹联接形式采用类似的如图所示3.4.3液压缸的密封：3.4.3液压缸的密封：图 35液压缸密封图通常中用形密封，它是利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈幔在静、动配合面之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖这间都能使用。对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把脏物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需要在活塞杆密封处增添防尘圈，并在向着活塞杆外伸的一端。图 34活塞和活塞杆连接图233.5液压系统图的拟定3.5液压系统图的拟定3.5.1 液压回路的选择3.5.1 液压回路的选择 首先选择调速回路，由图可知，这台机床液压系统的功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，可采用进口节流的调速形式，为了解决进口节流的调速形式，为了解决进口节流调速在孔钻通时的滑台突然前冲现象，回油路上要设置背压阀。快进、快退时工进所花的时间为：T1=3311VlVl（37）代入数据：T1100071307060100077060）（算得：T12.32(s)0.350.290.181.080.330.280.17进油图进油图图 3液压进油图270.528输入流量图输入流量图图 37液压流量图第三章液压传动的设计24图 38液压功率图T2=1000568.013060算得：T213.74（s）则 92.512tt其速比为：21AA代入数据算得：06.4054.7823.5.2 缸筒厚度3.5.2 缸筒厚度 21DP（38）查液压传动控制骆简文，主编 重庆大学出版社 P69 (412 式)Py1.25Pn Pn16MPa 时则 5110210008.15.1算得：3.68mm 取5mm因本缸属于中低压系统它的强度已足够，不需要进行校核则 缸的外径为：10025110mm0.0810.0090.079功率图功率图253.5.3螺栓的计算3.5.3螺栓的计算固定螺栓直径按式计算：ds2.5ZKF（39）(查液压传动机械工业出版社 P25 52 式)其中：F 为液压缸负载 Z 为固定螺栓个数 K 为螺栓拧紧系数 一般 K 取 1.121.5 5.22.1s s为材料屈服极限则 ds=2110814.37.42263.12.5算得：ds20.7mm查 液压传动北京理工大学出版社 李寿刚 编 P93查得：缸筒材料多用无缝钢管，若缸筒上焊有缸底，耳轴等零部件时，缸筒用 35 号钢，并需调质处理，若缸筒上无焊接零件，则用 45 钢调质，若缸筒有内部油道，常用铸钢。缸筒内径和活塞用97fH配合，表面粗糙度 0.40.1,缸筒内表面研磨，珩磨或滚压，直径的圆度不大于直径公差之半，轴线的直径线度在 500mm 长度上不大于 0.03mm 端面对轴线的垂直度 100 以上应小于 0.04mm，缸体内孔与螺纹或卡环的同轴度先差为0.020.05mm活塞材料通常用耐磨铸铁，个别用铜（在外径上套尼龙 66 或尼龙 101 耐磨环）其主要的两个问题是活塞和缸筒之间的密封以及活塞杆的连接和密封，活塞和活塞杆之的密封多用 O 形密封圈。3.5.4端盖厚度计算3.5.4端盖厚度计算bemHddDddpDh2（310）前面算得：De=200mm dH=150mm db=24mm d1=115mm d2=125mmd=100mm 代入数据算得：h=0.113102421002002125115150411008.1h=0.0061m(即取 h=7mm)平底缸进度计算：第三章液压传动的设计26433.0Pdh 代入数据算得：411008.190433.0h算得：h=7.722mm (即取 h=8mm)3.5.5缸体连接计算3.5.5缸体连接计算缸体端部采用螺纹连接进其强度计算为：螺纹拉应力：2212110)(4DdKP（311）代入数据算得：2101.015.014.37.42265.14）（算得：2.16螺纹处剪切应力计算：33301102.0）（DddKKP（312）代入数据算得：333101001502.07.422625.1）（算得：7.2则 22F3（313）代入数据算得：22F7.232.16算得：41108.16F（其中：许用应力（MPa）nn;n 缸体材料的屈服极限（MPa）;n 为安全系数 n=1.22.5;P 液压最大推力;D 缸内径;K1 螺纹内摩擦系数 K10.072;d0:螺纹直径;d1:螺纹内径;t:螺距（m）;K：拧紧螺纹系数 K1.251.5.）缸体法兰连接的螺纹计算：螺栓的强度计算：27螺纹处的拉应力：22104(）ZdKP（314）代入数据算得：815014.37.42265.14245螺纹处的剪切应力：23101102.0KPK）（Zdd（315）代入数据算得：2310)81502.01507.42262.05.1(算得：53其合成为：353453373.4缸体焊接计算：2102110)(4dDP（316）代入数据得：2221010511014.37.42264）（算得：6.71因 6.71)4300(nn则焊接合格3.5.6 液压回路的选择：3.5.6 液压回路的选择：图 3调速回路第三章液压传动的设计28首先选择调速回路，由其前面的工况图得：这台机床系统的功率大小，滑台运动速度低。工作负载变化不大，可采用节口节流调速回路。为解决进口节流调速回路在钻孔时的滑台，突然前冲现象，回油路上要设置背压阀。（注：进油节流调速回路的使用普遍，但由于执行元件的回油不受限制，所以不宜用在超越负载（负载方向与运动方向相同）的场合。阀应安装在液压执行元件的进油路上，多用于轻载，低速场合，对速度稳定性要求不高时，可采用节流阀对速度稳定性要求较高时，应用调速阀该回路效率低功率损失大。）其次是选择快速运动和换向回路，系统中采用节流高速回路后，不管采用什么油源形式都必须有单独的油路直接向液压缸两腔以实现快速运动。图 310换接回路图(注：换接回路的功用是使执行机构在一个工作循环中有一种运动速度换成另一运动速度。)图示用行程程阀来实现快慢速度换接速度回路，当换向阀右位和行程阀下位接入回路中时，节流阀被短路，流入液压缸左腔的压力油使活塞快速向右运动。当活塞移动到挡块压下行程阀的位置时，行程阀关阀液压缸右腔的油液必须通过节流阀才能流回油箱，活塞运动转变为慢速工进，当换向阀在位接入回路时，压力油经单向阀进入液压缸右腔，活塞快速向左返回这种快慢换接过程比较平稳，活塞换接点较易控制，缺点是行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂，如将行程阀改用电磁阀，并通过挡块下的电气行程开关操作纵也可实现上述的快慢)自动换接，这样虽可灵活地布置电磁阀的安29装位置，但换接平稳性和慢换接精度没有行程阀好！溢流定压回路：（注：它是通过改变回路中流量控制元件通流截面积的大小来控制流入执行元件或自动执行元件流出流量以调节真运动速度，定压式节流调速回路的一般形式都是使用定量泵，并且必须并联一个溢流阀。）图 311溢流定压回路图卸荷回路：卸荷回路的功用是在液压泵驱动电机不须频繁启闭的情况下，使液压泵在零压或很低压力下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长液压泵和电机的使用寿命。把上面所选回路组合在一起，得到的图为则液压回路的综合：图 312液压系统图第三章液压传动的设计30表 33钻扩铰动作情况表电磁铁编号序号动作名称工位代号记号来源1DT2DT3DT3快进1K34工进K75动力头快退K86停止K103.6液压元件的选择3.6液压元件的选择3.6.1 选择液压泵3.6.1 选择液压泵液压泵是一种能量转换装置，它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的湍流的压力能，供液压系统使用