立式八軸組合鉆床設計

立式八軸組合鉆床設計,立式八軸組合鉆床設計,立式,組合,鉆床,設計 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)實習報告 畢 業(yè) 實 習 報 告 目錄 第一章　前言　　　 第二章 公司簡介 第三章 ?專用機床的設計步驟 第四章 ?多軸鉆床的總體分析 第一節(jié) 多軸鉆的設計程序 第二節(jié) 工藝方案的制定 第三節(jié) 工藝基面的分析 第五章 多軸鉆床主軸箱分析 第一節(jié) 箱體的分析 第二節(jié) 傳動系統(tǒng)的分析 第六章 多軸鉆床的夾具設計分析 第一節(jié) 夾具的原理分析 第二節(jié) 夾具的組成和設計 第七章 多軸鉆床液壓系統(tǒng)分析 第一節(jié) 液壓系統(tǒng)的組成 第二節(jié) 液壓系統(tǒng)的基本原理 第八章 結(jié)束語 第一章　　前 言 本次畢業(yè)實習，是大學四年最后一次實習，是也為最后畢業(yè)設計服務的，我畢業(yè)設計的題目是《八軸鉆床》，因為對于多軸鉆床，一般屬于專用機床，加工特定的零部件。這樣，有助于提高加工效率，而且還能保證加工質(zhì)量。在大的企業(yè)，還能有助于生產(chǎn)作業(yè)流水線的建設，另外對于計算機輔助制造，高自動化的加工有著特殊的作用。隨著科學技術(shù)的日新月異，機床制造業(yè)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)、外專用機床行業(yè)取得了很大的發(fā)展及成就。特別是大型多軸數(shù)控龍門鉆床是集機械電氣技術(shù)于一體自動化程度較高的機床，在電站、化工、鋼鐵等行業(yè)的大型設備制造上有著廣泛的應用前景。 因此，各國都在競相進行多鉆頭鉆床的研制工作。當前由于電站設備、海水淡化、化工設備和空調(diào)等行業(yè)迅猛發(fā)展，這些行業(yè)的板材需要鉆、擴成千上萬甚至數(shù)萬個孔。這些孔德公差及孔距均有相當高的要求。一般鉆床無論從速度、精度和效率均難以達到如此高的要求（孔公差為±0.05mm）。美國、日本等發(fā)達國家均研制多軸龍門鉆床，而我國只有沈陽生產(chǎn)二軸數(shù)控外排屑鉆床。為了滿足電站鍋爐制造的需要，有關(guān)廠進口了多臺數(shù)控龍門鉆床，每臺高達數(shù)百萬美元。，對于國內(nèi)來說，在開發(fā)中，國內(nèi)研制的1～16軸鉆床技術(shù)日臻成熟，而且注重基本部件的研究，受命指標也可適當放寬，而在壽命保質(zhì)期內(nèi)的可靠性不能降低，力爭少維護或免維護。長期以來多于16軸的多軸鉆床，在國內(nèi)卻是一片空白。到目前為止，上海精密機械制造有限公司和上海第三、第四機床廠，組織力量研制成功的ZKM27是27軸大型數(shù)控龍門鉆床，其精度、效率均達到世界先進水平。該機床可向二端延伸制成5軸, 7軸, 13軸,也可向高端35軸拓展(只有美國制造過)。除此之外，由上海高等機械?？茖W校自行研制開發(fā)的GSZ-1型數(shù)控鉆床也已經(jīng)通過專家驗收。GSZ-1型數(shù)控鉆床適用于管板類零件的多孔加工，使制冷專業(yè)、汽車行業(yè)等理想的工藝裝備。它采用雙柱龍門結(jié)構(gòu)，工作臺面積為1600mm×2800mm，三向行程為2900mm×2100×400mm，12根主軸都能單獨上下鉆削，恐懼調(diào)整用插板硬定位，因此機床加工精度較好。但是機床關(guān)鍵配套件采用的是進口，數(shù)控系統(tǒng)是西門子820M。 對于國外來說，美國、日本和西歐的技術(shù)比較先進，高產(chǎn)高效工作面發(fā)展迅速，已成為世界鉆床設備進步的代表。主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1. 多軸鉆的軸數(shù)已經(jīng)有了新的突破，可以達到56軸，甚至更多； 2. 鉆床工作的穩(wěn)定性越來越好； 3. 自動化的程度越來越高； 4. 27軸大型數(shù)控龍門鉆床，可向二端延伸制成5軸, 7軸, 13軸,也可向高端35軸拓展(只有美國制造過)； 多軸鉆床的主要發(fā)展方向：? 1. 普通鉆床改造為多軸鉆床； 2. 大型數(shù)控多軸鉆床研制； 3. 普通鉆床的數(shù)控改裝； 4. 普通車床向多軸鉆床的改裝； 但是立式多軸鉆床構(gòu)造比較簡單緊湊，外形尺寸較小，占地面積小，操作維護容易，廣泛應用于各加工企業(yè)，在國內(nèi)外制造行業(yè)中倍受青睞。而且，技術(shù)難度不高，操作方便、簡捷，成本又不高。 第2章 公司簡介 焦作制動器有限公司擁有先進的工業(yè)設備，雄厚的技術(shù)實力，完備的檢測手段，嚴格的質(zhì)量管理體系，高素質(zhì)的專業(yè)銷售隊伍，信譽至上的售后服務宗旨，是公司進入市場，贏得用戶的有力保證。公司擁有高效的工程師3人，中級工程技術(shù)人員17人，技術(shù)人員25人，可為用戶提供國際產(chǎn)品和非標產(chǎn)品的設計和制造。 公司生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有：電力液壓塊式制動器、電力液壓推動器、電力液壓盤式制動器、電磁鐵塊式制動器、電磁盤式制動器等。公司生產(chǎn)的制動器型號多，品種齊全，產(chǎn)品暢銷全國各地，應用于起重運輸、冶金、礦山、港口、建筑等機械驅(qū)動裝置的機械制動，具有結(jié)構(gòu)緊湊，制動平穩(wěn)，安全可靠，維修方便，耗電低，壽命長，無噪音，操作頻率高等特點。公司產(chǎn)品首家通過"國家建筑城建機械質(zhì)量監(jiān)督檢測中心"認證。 第三章 ?專用機床的設計步驟 1. 制定工藝方案 要深入現(xiàn)場，了解被加工零件的加工特點，精度和技術(shù)要求，定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。確定在機床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。這里要確定加工工步數(shù)，決定刀具的種類和形式。 2. 機床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機床的型式和總體布局，在選擇機床配置型式時，既要考慮實現(xiàn)工藝方案，保證加工精度技術(shù)要求及生產(chǎn)效率又要考慮機床操作，維護修理是否方便，排屑情況是否良好還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量,以便設計好的機床符合多快好的要求。 3. 專用機床的總體設計 這里要確定機床個部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件和刀具的導向，計算切削用量及機床生產(chǎn)率。繪制機床的總聯(lián)系得總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。 4. 專用機床的部件設計和施工設計 包括：主軸箱的設計，機床床體的設計，夾具和刀具的設計，液壓、電器的設計等。 5. 零件的設計 在機床方案確定以后，下一個步驟就是機床的部件和零件圖設計，生產(chǎn)調(diào)試須按這些圖紙進行，因此，專用機床部件和零件設計是保證組合機床的質(zhì)量及使用性能的極其重要的環(huán)節(jié)。 第四章 多軸鉆床的總體分析 機床設計是機床設計師根據(jù)市場的需求、現(xiàn)有的制造條件和新工藝的發(fā)展，運用有關(guān)的個可先學知識進行的一項創(chuàng)造性的勞動?？傮w設計是機床設計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它對機床所達到的技術(shù)性能和經(jīng)濟性能往往起著決定性的作用。 機床總體設計，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體情況進行專門設計；其二，因機床在組成部件方面有共性，可設計成通用部件，可以利用通用部件來進行機床設計。本設計屬于第一種情況，這也是當前最普遍的做法。 一般來說，機床總體設計時應考慮下列幾點: 1. 用合適的加工工藝，制定最佳方案； 2. 合理的確定機床工序集中程度； 3. 合適的選擇機床通用部件； 4. 選擇當前機床的配置形式； 5. 合理的選擇切削用量； 6. 設計高效率的夾具，刀具及主軸箱； 7. 要保證給定的工藝過程； 8. 保證機床的剛度、精度、抗振性和穩(wěn)定性，力求減輕機床重量； 9. 機床外形美觀大方，符合人機工程學原理。 評價機床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟指標來判斷的。機床設計的技術(shù)經(jīng)濟指標可從滿足性能要求，經(jīng)濟效益和人機關(guān)系等方面進行分析討論。 （一）性能要求 1.工藝范圍 機床的工藝范圍是指機床適應不同生產(chǎn)要求的能力。大致包括下列內(nèi)容：在機床上可完成的工序種類；加工零件的類型，材料和尺寸范圍；毛坯的種類等。 2.加工精度和表面粗糙度 機床的加工精度是被加工零件在尺寸，形狀和相互位置等方面所能達到的準確程度。機床精度分三級：普通精度級，精密級和高精密級。機床的精度，包括幾何精度，傳動精度，運動精度和定位精度等。幾何精度是指機床在不運動或運動速度較低時的精度，它是由機床各主要部件的幾何形狀和它們之間的相對位置與運動軌跡的精度決定的。傳動精度是指內(nèi)傳動鏈兩末端件之間的相對運動精度，它取決于傳動系統(tǒng)中機件的制造精度和裝配精度以及傳動系統(tǒng)設計的合理性。運動精度是指機床的主要部件以工作狀態(tài)的速度運動時的精度。定位精度是指機床主要部件在運動終點所達到的實際位置的精度。只有機床精度達到一定要求后，才能滿足機床加工精度的要求。 3.生產(chǎn)率 機床的生產(chǎn)率通常是指在單位時間內(nèi)機床所能加工的工件數(shù)量。要提高機床的生產(chǎn)率，必須縮短加工一個工件的平均總時間，其中包括縮短切削加工時間，輔助時間以及分攤到每個工件上的準備和結(jié)束時間。 4.機床壽命 機床壽命就是機床保持它應具有的加工精度的時間。隨著技術(shù)設備更新的加速，對機床壽命所要求的時間也在減短。對于本次設計的多軸專用鉆床來說，壽命要求短，因為它將隨加工產(chǎn)品的更新而廢棄。這就要求機床在最高生產(chǎn)率的條件下工作，在使用期內(nèi)充分發(fā)揮機床的效能，取得最大的經(jīng)濟效益。 （二）經(jīng)濟效益 在保證實現(xiàn)機床性能要求的同時，還必須使機床具有很高的經(jīng)濟效益。不僅要考慮機床設計和生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，更重要的是要從用戶出發(fā)，提高機床使用廠的經(jīng)濟效益。對于機床生產(chǎn)廠的經(jīng)濟效益，主要反映在機床成本上。機床的成本包括材料，加工制造費用，而且還包括研制和管理費用。 對于機床使用廠的經(jīng)濟效益，首先是提高機床的加工效率和可靠性。要使機床能夠充分發(fā)揮其效能，減少能源消耗，提高機床的機械效率，也是十分重要的。機床的機械效率是有效功率對輸入功率之比。兩者的差值就是損失，主要是摩擦損失。而且，摩擦功轉(zhuǎn)化為熱量，將引起機床的熱變形，又對機床的工作帶來不良的后果。因此，設計時必須重視提高機床的機械效率。 （三）人機關(guān)系 在設計中，還應該重視人機關(guān)系問題。 機床應操縱方便，省力，容易掌握，不易發(fā)生操作錯誤和故障。這樣不僅能減少工人的疲勞，保證工人和機床的安全，還能提高機床的生產(chǎn)率。 對于上述的各項技術(shù)經(jīng)濟指標，在機床設計時我們將綜合考慮，并應根據(jù)不同的需求，有所側(cè)重。 第一節(jié) 工藝方案的制定 專用機床上加工工件的工藝方法是多種多樣的。在總體布局時，往往由于工藝方法的改變，導致機床的運動、傳動、部件配置以及結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生一系列變化。 工藝方案制定的正確與否，將決定機床能否達到“質(zhì)量輕，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效率高，質(zhì)量好” 的要求。故在確定專用機床的總體布局方案時，應首先分析和選擇合理的工藝方案。 影響機床工藝方案制定的主要因素有： 1. 加工的工序和加工精度的要求 被加工零件需要在機床上完成的工序及加工精度，是制定機床工藝方案的主要依據(jù)。制定工藝方案時，首先需要全面的分析工件的加工精度及技術(shù)要求，了解現(xiàn)場加工工藝及保證精度的有效措施。例如，加工高精度的孔，不僅工步數(shù)要多，而且不同的孔徑亦應采用不同的工藝方法。當孔間的位置精度要求很高時，工藝安排上應使所有孔的精加工在同一個工件上進行。如果同一軸線上的幾個孔同心度要就較高，則應盡可能考慮從一面進行加工。 2. 被加工零件的特點 如工件材料及硬度、加工部件的結(jié)構(gòu)形式、工件的剛性、工藝基面等，對于機床工藝方案的制定都有重要的影響。 工件的剛性不足，加工時工序就不能太集中。有時為了減少機床臺數(shù)，必須采用高度集中工序時，從安排上，也必須把一些工序從時間上錯開加工，以避免同時加工時因工件受力變形、發(fā)熱變形以及振動而影響加工精度。 當毛坯孔余量很大或鑄造質(zhì)量較差，有大毛刺是，有時則安排粗加工，對幾個同心孔常采用粗擴的加工方法。工件有無適當?shù)墓に嚮嬉彩怯绊懝に嚪桨钢朴喌闹匾蛩亍? 3. 工件的生產(chǎn)方式 被加工零件生產(chǎn)批量的大小，對機床方案的制定也有影響。對大批量生產(chǎn)的箱體零件，工序安排上，一般趨于分散。以氣缸體為例，缸體和三軸孔加工由兩套機床來完成。其粗加工，半精加工及精加工也分別在不同的機床上進行。這樣，機床雖多一些，但由于生產(chǎn)批量很大，從提高生產(chǎn)率、穩(wěn)定的保證加工精度的角度來講仍然是合理的。在小批量生產(chǎn)情況下，完成同樣工藝內(nèi)容，則力求減少機床臺數(shù)，此時應當將工序盡量集中在一臺或少數(shù)幾臺機床上進行加工，以提高機床的利用率。 4. 使用廠的技術(shù)能力 如廠方是否有相當?shù)墓ぞ咧圃炷芰?。若使用廠制造刃磨復雜的復合刀具或特殊刀具有困難，則在制定機床工藝方案時，就應當避免采用這類刀具。 設計時，工藝方案的制定是否合理，對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有著及其大的影響。 制定工藝方案時，應首先分析生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型是衡量生產(chǎn)規(guī)模的標志。 生產(chǎn)類型不同，生產(chǎn)組織，生產(chǎn)管理，車間布置以及毛坯、設備、工具、加工方法和工人熟練程度等方面的要求程度均有所不同。在大量生產(chǎn)下，每個工序任務比較穩(wěn)定，因此，有條件采用高效率專用機床和工夾具，勞動效率可大大提高，產(chǎn)品成本也可降低。但產(chǎn)量小的情況下，如果仍使用這些高效率的專用機床和工夾具，由于加工對象經(jīng)常改變，勢必造成機床調(diào)整的復雜化，降低機床利用率，提高加工成本。所以制定的工藝過程應與生產(chǎn)類型相適應，以取得合理的經(jīng)濟效果。 在制定工藝方案時，首先對產(chǎn)品的裝配圖進行研究分析，熟悉該產(chǎn)品的用途性能及工作條件，明確該工件在產(chǎn)品中的地位和作用，然后對工件的工作圖進行分析和工藝審查。 第二節(jié) 擴孔工藝分析 在機床上用擴孔鉆加工零件的示意圖如下 擴孔工序多半是精絞或精鏜前的粗加工工序，由于擴孔鉆有較多的導向韌帶，因此其加工精度比鉆頭高。對一些精度要求不高的孔也可以用擴孔作為最后的完成工序。比如，汽車輪輻上的螺栓孔可以用擴孔完成最后的工序。在鑄件上擴孔，孔的精度能達到6-5級，表面光潔度為3.2左右，個別精度也可以達到4級精度及1.6的光潔度?？椎奈恢镁瓤梢赃_到。正確的選擇擴孔導向的參數(shù)是保證精度的重要條件，為了提高擴孔的精度，要見效擴孔鉆與導向套的徑向間隙，并使導向適當靠近加工表面，以及嚴格要求主軸與導向的同心度。 第三節(jié) 機床總體布局的分析 合理的總體布局的基本要求是： (1) 保證工藝方法所要求的工件和刀具的相對位置和相對運動。 (2) 保證機床具有與所要求的加工精度相適應的剛度和抗振性。 (3) 便于操作、調(diào)整、修理機床；便于輸送、裝卸工件、排除切屑。 (4) 經(jīng)濟效果好，如節(jié)省材料、減少機床占地面積等。 (5) 造型美觀。 機床總體布局設計的一般步驟是，首先根據(jù)工藝分析分配機床部件的運動，選擇傳動形式和支承形式；然后安排操作部位，并擬定在布局上改善機床性能和技術(shù)經(jīng)濟指標的措施。上述步驟之間有著密切聯(lián)系，必要時可互相穿插或并進。 決定多軸鉆床總體布局的因素： 1. 零件的工藝方法對多軸鉆床的設計有一定影響： 在確定專用多軸鉆床的總體布局時應首先分析和選擇合理的加工工藝。 2. 運動分配對鉆床的總體布局有一定的影響 專用機床的工藝方法確定后，刀具與工件在加工時的相對運動也被確定下來，但此相對運動可以完全分配給刀具，也可以完全分配給工件，或由刀具和工工件共同完成。設計專用鉆床，我們應分析比較不同方案的優(yōu)缺點，選擇最佳的運動方案。下面是我們擬定的幾種分配方案： 1）切削加工的相對運動由刀具實現(xiàn) 在輪輻專用多軸鉆床上鉆孔時，主運動和進給運動都有刀具完成，鉆頭的軸向移動為進給運動，鉆頭的回轉(zhuǎn)運動為主運動。采用該方法，耗能較大，由于工件質(zhì)量較輕所以應把進給運動分配給刀具，這樣加工時耗能較低，可以順利完成對工件的加工。 2）切削加工時相對運動由刀具和工件共同完成 在多軸鉆床設計中，擴絞輪輻孔時的主運動分配給鉆頭，進給運動由工件完成，即通過鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動和工件的向上移動來完成對工件的加工。這樣在加工過程中機床耗能較少，又由于工件較輕移動方便平穩(wěn)，能保證工件的加工質(zhì)量，該方案用于工件重量不大的設計中。 3. 精度等級對機床的總體設計有一定的制約 由于多軸鉆床的加工精度和光潔度與機床的剛度和抗震性有關(guān)，為了得到所要求得加工精度和光潔度，在機床總體布局上就應該保證有足夠的剛度和抗震性。通常情況下，支承形式為封閉的框架時，其剛度較好，如大型立車、刨床、銑床、坐標鏜床等都采用龍門式。當收到工藝限制無法采用龍門式時，可采用輔助支承懸臂梁、活動橫梁來加強機床的剛度和抗震性如下列圖形所示： a.龍門式機床（剛性好不易變形） b.搖臂鉆床增加剛度和抗振性的措施 圖3-4機床抗震措施 振動對機加工的危害較大，機床加工過程中產(chǎn)生的震動傳遞給工件和刀具，會使被加工表面產(chǎn)生震動，降低表面光潔度。振動也可以使刀具壽命縮短，使機床零件的磨損加快。震動所造成的噪音，使工人疲勞。因此，設計機床應采用措施來消除和減少震動。減少機床震動可從布局、結(jié)構(gòu)、剛度等方面來采取措施。 機床總體布局方案的確定 （1）臥式機床：考慮到零件的夾具設計，采用臥式機床將導致零件的裝夾難度增加； （2）懸臂式機床：考慮到零件的橫向尺寸不大，所以沒有必要采用這種形式的機床； （3）立式機床：立式機床運動自由度大，操作方便，足可以滿足該零件的加工。戰(zhàn)地面積小，動運自由度大，操作方便，操作者可站在機床的前面，左面右面進行操作。如下圖： 第五章 多軸鉆床主軸箱分析 主軸箱是多軸鉆床的重要組成部分，是用于布置機床工作主軸及其傳動零件和附加機構(gòu)的。它通過按一定速比排布傳動齒輪，把動力部件上的動力傳遞給各個工作主軸，使之獲得所需要的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。主軸箱的設計包括箱體的設計和傳動系統(tǒng)的設計兩部分。 第一節(jié) 箱體的分析 主軸箱是機床的重要組成部分，按專門要求或需要來進行設計的，在機床設計過程中，是工作量較大的部件之一。 首先，介紹機床主軸箱的用途。主軸箱是用于布置（按所要求的坐標位置）機床工作主軸及傳動零件和相應的附加機構(gòu)的。它通過按一定速比排布傳動齒輪，把動力從動力部件—動力箱，電動機等，傳遞給各工作主軸，使之獲得所需求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，并防止?jié)櫥屯饬骱突覊m，污物侵入。主軸箱體應有足夠的精度和剛度，；有良好的散熱性和密封性；具有美觀大方且與總體布局協(xié)調(diào)一致的外姓；具有良好的工藝性，便于加工和裝配。 箱體結(jié)構(gòu)的工藝性 箱體結(jié)構(gòu)的工藝性，是指在一定的生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)條件下，箱體零件的結(jié)構(gòu)要適合于最有利的箱體制造工藝過程的要求。 設計時主要應考慮以下幾個方面： (1) 主要孔的結(jié)構(gòu)工藝性。 (2) 同軸線上孔的結(jié)構(gòu)工藝性。 (3) 箱體的安裝基面要大，結(jié)構(gòu)形式要簡單。 (4) 箱體外壁上凸臺的結(jié)構(gòu)性。箱體同一外壁上的凸臺要在一個平面上，以便與加工和檢查。 (5) 孔的內(nèi)端面的工藝性。 主軸箱的技術(shù)要求 對于普通圓柱齒輪傳動的兩平行軸之間應注明： ① 軸線距離的公差； ② 平行度的允許公差。 主軸箱的一般鏜孔公差多半是二級精度，主軸孔徑根據(jù)加工要求可分二級或一級精度。幾何形狀的偏差，例如最大橢圓度和錐度，應不超過孔徑公差的1/3~1/2?？椎耐钠?，可根據(jù)對轉(zhuǎn)動件的影響情況而定。 與軸孔垂直的加工面也應注明允許偏差，通常在100毫米半徑內(nèi)不應超過0.01~0.03毫米。如果兩平行箱壁之間的距離影響安裝精度，也應注明公差，可根據(jù)所要求的精度和距離，取0.2~0.5毫米或更大。 第二節(jié) 傳動系統(tǒng)的分析 傳動系統(tǒng)的設計是主軸箱設計中最關(guān)鍵的一環(huán)。所謂傳動系統(tǒng)的設計，就是通過一定的傳動鏈，按要求把動力從動力部件的驅(qū)動軸傳遞到主軸上去。同時，滿足主軸箱其他結(jié)構(gòu)和傳動的要求。 傳動系統(tǒng)設計的一般要求： 1) 在保證主軸的強度、剛度，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求的前提下，力求使傳動軸和齒輪為最少。應盡量用一根傳動軸帶動多根主軸；當齒輪嚙合中心距不符合標準時，可采用齒輪變位的方法來湊中心距離。 2) 在保證有足夠強度的前提下，主軸、傳動軸和齒輪的規(guī)格要盡可能少，以減少各類零件的品種。 3) 通常應避免主軸帶動主軸，否則將增加主動主軸的負荷。 4) 最佳傳動比為1~1.5，但允許采用到3~3.5。 5) 粗加工主軸上的齒輪，應盡可能靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 6) 盡可能避免升速傳動，必要的升速最好放在傳動鏈的最末一，二級，以減少功率損失。 一、 齒輪的分析 1. 齒輪傳動是機械傳動中最重要的傳動之一，其主要特點有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長等優(yōu)點，并且該傳動比較平穩(wěn)。齒輪傳動可分為開式、半開式和閉式傳動 2. 齒輪齒數(shù)確定 確定齒輪齒數(shù)時，需先初定變速級內(nèi)齒輪副模數(shù)和傳動軸直徑，以便根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸判斷其齒輪齒數(shù)或齒數(shù)和是否適宜。主傳動齒輪要傳遞足夠動力．齒輪模數(shù)一般取M＞2。在強度允許的條件下盡可能取鉸小模數(shù)，可方便加工、降低噪聲。為了便于設計與制造，主傳動所用齒輪模數(shù)的種類應盡可能少。在同一個變速組內(nèi)，通常選用相同的模數(shù)，這是因為各輪副的速度和受力情況相差不大的緣故。而在某些場合．如最后擴大組或折回傳動組中，由于各齒輪副的速度和受力情況相差懸殊，在同一個變速組內(nèi)可選用不同的模數(shù)，但一般不多于兩種。 A 齒輪齒數(shù)確定的原則和要求 齒輪齒數(shù)確定的原則是齒輪結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，主軸轉(zhuǎn)速誤差小。 (1)齒數(shù)和不應過大，推薦齒數(shù)和Sl00—120。 (2)齒數(shù)和不應過小，但需從下述限制條件中選取較大值： 其一，受傳動性能限制的最小齒數(shù)，為了保證最小齒輪不產(chǎn)生根切以及主傳動具有較好的運動平穩(wěn)性等，對于標準直齒圓栓齒輪，一般取最小齒輪齒數(shù)＝18—20，主袖上小齒輪＝20，高速齒輪?。?5。 其二，受齒輪結(jié)構(gòu)限制的最小齒數(shù)，齒輪(尤其是最小齒輪)應能可靠地安裝到軸上或進行套裝，特別要注意齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽處的壁厚不能過小，以防齒輪熱處理時產(chǎn)生過大的變形或傳動中造成斷裂現(xiàn)象。 其三，受兩軸組件結(jié)構(gòu)限制的最小中心距．若齒數(shù)和太小，則過小的中心距將導致兩軸上的軸承或其他元件之間的距離過近或相碰。 B 查表法確定齒輪齒數(shù) 若齒輪副傳動比是標準公比(或1．06)的整數(shù)次方，變速組內(nèi)的齒輪模數(shù)相等時．可按表直接查出齒輪齒數(shù)。 二、 軸的分析 1、軸是組成機器的主要零件之一。—切作回轉(zhuǎn)運動的傳動零件(例如齒輪、蝸輪等)，都必須安裝在軸上才能進行運動及動力的傳遞。因此軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運動和動力。 軸的設計也和其它零件的設計相似，包括結(jié)構(gòu)設計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。 軸的結(jié)構(gòu)設計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設計是軸設計中的重要內(nèi)容。 軸的工作能力計算是指軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強度。這時只需對軸進行強度計算，以防止斷裂或塑性變形。而對剛度要求高的軸(如車床主軸)和受力大的細長軸，還應進行剛度計算，以防止工作時產(chǎn)生過大的彈性變形。對高速運轉(zhuǎn)的軸，還應進行振動穩(wěn)定性計算，以防止發(fā)生共振而破壞。 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。 由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常見的是45鋼。 合金鋼比碳鋼具有更高的機械性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。 必須指出:在一般工作溫度下(低于200℃)，各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多。因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時，所根據(jù)的是強度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)剛度。但也應當注意，在既定條件下，有時也可選擇強度較低的鋼材，而用適當增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。 各種熱處理(高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等)以及表現(xiàn)強化處理(如噴丸、按壓等)，對提高軸的抗疲勞強度都有著顯著的效果。 高強度鑄鐵和球墨鑄鐵容易做成復雜的形狀,且具有價廉,良好的吸振性和耐磨性,以及對應力集中的敏感性較低等優(yōu)點,可用于制造外形復雜的軸。 2、主軸的結(jié)構(gòu)主要取決于機床的類型．主軸上所安裝的傳動件、軸承和密封件等零件的類型、數(shù)目、位置和安裝定位方法、同時還要夸慮主軸的加工和裝配工藝性，為了便于裝配并滿足軸承、傳動件等零件的軸向定位需要，主軸通常作成階梯形，其直徑從前端向后或從中間兩端逐段縮小，為使傳動件能傳遞扭矩，主軸上常制有鍵槽或花鍵；為了能通過棒料或拉桿，有的主軸須制成空心的形式：主軸的軸端結(jié)構(gòu)應保證夾具或刀具定位準確，安裝連接可靠，裝卸方便并能傳遞足夠的扭矩。 主軸的型式和直徑，主要取決于刀具的進給抗力和切削扭矩或主軸—刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。 軸的分布類型機床所加工零件是多種多樣的，結(jié)構(gòu)各有不同，但被加工零件上（即主軸箱上主軸的分布），大體可以歸納成下述幾種類型： ① 單組或多組圓周分布； ② 等距或不等距直線分布； ③ 圓周或直線混合分布； ④ 任意分布。 3.、多軸鉆的主軸前端形式如下圖 4、主軸材料 主軸材料主要應根據(jù)強度、耐磨性、載荷特點和熱處理后變形大小來選擇。在結(jié)構(gòu)尺寸一定的條件下，主軸的剛度取決于材料的彈性模量E。但是各種鋼材的E值基本相同，而且與熱處理無關(guān)．因此，沒有什什么特殊要求時應優(yōu)先選用價格便宜的中碳鋼，常用的如45鋼。 主軸的技術(shù)要求主要應滿足主軸精度及其他性能的設計要求，同時應考慮制造的可能性和經(jīng)濟性，便于檢測等。為此應盡量做到檢驗、設計、工藝基準的一致性。 5 、主軸滾動支承 主軸支承是主軸組件的重要組成部分，主軸支承是指主軸軸承，支承座及其相關(guān)零件的組合體，其中核心元件是軸承。因此，采用滾動軸承的支承稱為主抽滾動支承；采用滑動軸承的支承稱為主軸滑動支承。滾動軸承的主要優(yōu)點是適應轉(zhuǎn)速和載荷變動的范圍大；能在零間隙或負間隙(一定的過盈量)條件下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，具有較高的旋轉(zhuǎn)精度和剛度：軸承潤滑容易，維修、供應方便，摩擦系數(shù)小等。其缺點是滾動軸承的滾動體數(shù)日有限，剛度是變化的，阻尼也較小，容易引起振動和噪聲；徑向尺寸也較大。滑動軸承具有抗振性好、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、旋轉(zhuǎn)精度高及徑向尺寸小等優(yōu)點，但制造、維修比較困難，并受到使用場合限制，如立式主軸漏油問題解決較困難等。 設計主軸支承時，應盡量采用滾動軸承。當主軸速度、加工速度及工件加工表面有較高要求時才用滑動軸承。 6、 滾動軸承選擇 主軸組件的滾動軸承既要有承受徑向載荷的徑向抽承，又要有承受兩個方向軸向載荷的推力軸承。軸承類型及型號選用主要應根據(jù)主軸組件的剛度、承載能力、轉(zhuǎn)速、抗振性及結(jié)構(gòu)等要求合理進行選定。 同樣尺寸的抽承，線接觸的滾子軸承比點接觸的球抽承的剛度要高，但極限轉(zhuǎn)速要低；多個軸承比單個軸承承裁能力要大；不同軸承承受裁荷類型及大小不同：還應考慮結(jié)構(gòu)要求，如中心距特別小的組合機床主軸．可采用滾針軸承。 為提高主軸組件的剛度，通常采用輕系列或特輕系列軸承，因為當軸承外徑一定時其孔徑(即主軸軸頸)較大。 第六章 多軸鉆床的夾具設計分析 第一節(jié) 夾具的原理分析 夾具按通用程度分為：通用夾具，專用夾具，成組夾具，組合夾具和隨行夾具。我們這次設計的多軸鉆床的夾具屬于專用夾具。它可以保證加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。同時可以擴大機床的工藝范圍。夾具是現(xiàn)代制造業(yè)中不可缺少的。因此也是這次設計的重要組成部分。根據(jù)畢業(yè)實習工廠的要求，設計多軸鉆床的專用夾具主要包括三個方面的內(nèi)容： 1、 工件在夾具上的定位 2、 工件的夾緊 3、 定位誤差的分析 （一）定位原理 圖6-1 一個物體在空間可以有六個自由度，以圖4-1所示的長方體為例，它在直角坐標系oxyz中可以有三個平移運動和三個轉(zhuǎn)動。三個平移運動別是沿x,y,z軸的平移運動；三個轉(zhuǎn)動分別是繞x,y,z軸的轉(zhuǎn)動。習慣上，把上述6個獨立的運動稱為6個自由度。如果采取一定的約束措施，消除物體的6個自由度，則物體被完全定位。 采用6個按一定規(guī)律布置的約束點，可以限制工件的6個自由度，實現(xiàn)完全定位，成為六點定位原理。 （二）定位分析 現(xiàn)根據(jù)六點定位原理對其進行分析，如圖6-2所示 圖6-2 常用的定位方法有：工件以平面定位，工件以圓柱孔定位，工件以外圓表面定位。設計多軸鉆床的夾具用的定位方法是以 1. 圓柱銷 2. 定心銷 3.定位銷進行六點定位的。如圖4-2所示 定位基準1為主基準，它限制了工件在方向上的位移以及工件在和方向上的旋轉(zhuǎn)；基準2起到了定心作用，限制工件在和方向上的位移；基準3用來限制工件在方向上的轉(zhuǎn)動，這樣被加工零件就完全定位了。 （三）對夾緊裝置的要求 夾緊裝置是夾具的重要組成部分，在設計夾緊裝置時，應該滿足以下基本要求。 1）在夾緊過程應能保持工件定位時所獲得的正確位置； 2）夾緊應可靠和適當； 3）夾緊裝置應操作方便、省力和安全； 4）夾緊裝置的復雜程度和自動化程度應與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應。 （四）夾緊力的確定 夾緊力包括力的大小，方向，和作用點三個要素，它們的結(jié)果是夾緊機構(gòu)設計中首要解決的問題。多軸鉆床的夾緊力的選擇如下： 1）夾緊力的方向：與工件鉆削力、工件的自重方向一致，這樣可以減少所需要的夾緊力，有利與工件的準確定位，而且與工件的剛度最大方向是一致的，減少了工件的變形。 2）夾緊力的作用點：夾緊力的作用點選在輪輻的中心平面內(nèi)。這樣正對著支撐元件，保證了工件已獲得的定位不變；而且減少了工件的變形。 3）夾緊力的估算：夾緊力的大小可以根據(jù)作用在工件上的各種力來具體計算，確定工件保持平衡最小的夾緊力；為安全起見將此最小夾緊力乘以一個安全系數(shù)k即可。 第二節(jié) 工件定位分析及夾具設計要求 1.定位分析 利用六點定位的原理來分析該工件的定位，工件的簡圖如圖6-3所示。 圖6-3 工件的簡圖 在鉆擴的加工過程中，工件的主要受力如圖6-4所示。 圖6-4工件的主要受力示意圖 F1.液壓缸的推力 F2.工件受的自重 F3.壓料板和彈簧的壓力 F4 .鉆頭的切削力 由圖可見，工件在加工過程中所受的力主要有液壓系統(tǒng)向上的推力，鉆頭的鉆削力，工件的自重以及工件的夾緊力。其中鉆頭的鉆削力可分為沿鉆頭的軸向力和扭矩，由設計的原始資料得： （1）被加工零件 名稱及編號：汽車輪輻8.5-20-I，STR擴孔。 材料及硬度：碳結(jié)構(gòu)鋼Q235B 重 量：20～25kg （2）加工余量 ￠26.5-￠23.5=3.0mm 則每個孔的直徑上加工余量為3.0mm （3）技術(shù)條件 1）本機床加工前應保證零件圖上的所有尺寸； 2）本機床保證： a、加工后各對稱孔的中心距不變； b、加工后的孔的尺寸為￠26.5±0.2； c、其余尺寸不變。 根據(jù)受力情況可見，工件的主要受力在豎直方向上，次要受力方向為水平面，試確定工件的定位方案如圖6-2所示，現(xiàn)根據(jù)六點定位原理對其進行分析。 2. 定位誤差分析 在批量生產(chǎn)中是采用調(diào)整法加工，在不考慮磨損、多次換刀誤差及工藝系統(tǒng)受力變形和熱變形的情況下，可以認為加工表面的位置是不變的。因此，定位誤差實際上是由于工序基準的位置變化引起的，即定位誤差是工序基準在加工尺寸方向上的位置變動量（）。 定位誤差太小，說明定位精度高，加工要求容易保證，但會提高定位基準和定位元件的制造精度，并會增加組裝困難，所以定位誤差應合理。一般情況下，定位誤差與相應尺寸應滿足下面不等式： 因為所加工工件是在板狀工件上加工均布的12個加工孔，工件以底平面及定心和定位孔為定位基準。 如圖6-3所示：孔的孔徑是由刀具尺寸保證的，加工尺寸３mm的工序基準是工件孔的軸線，因為是用定心與工件中心孔配合實現(xiàn)在和方向上的定位，定心也是定位基準。盡管工序基準與定位基準重合，但因中心孔和定心的直徑都有制造誤差，所以工序基準3在和方向的位置仍然是變化的，其起最大變動量即為工件的定位誤差，即 所以工件定位良好。 第三節(jié) 夾緊機構(gòu)的選擇和工藝性分析 先考慮切削力的大小、方向和作用點、工件的重量和是否做變速運動。假設工件和夾緊系統(tǒng)是剛性的，取工件為分離體，分析工件所受的力。 由已知，工件的受力情況如圖6-4，工件在加工時做勻速運動，故沖擊和振動較小。主切削指向主定位基準的支承面且落點落在主支承面內(nèi)。主切削力P與夾緊力方向相同，垂直指向支承面。此兩力對工件的反力構(gòu)成平衡力系，使工件保持不動。水平方向使工件沿水平面產(chǎn)生位移的力和定位銷所產(chǎn)生的反力相互平衡。所以求出工件的理論夾緊力為： 根據(jù)靜力平衡條件 W1=（公斤力） 為了安全起見，乘以安全系數(shù)K，作為實際需要的夾緊力。K值一般為1.5~3，在本加工過程中，取K=2.5。且只考慮切削力的影響，把切削力視為常值。 則 W=W1*K=24.72.5=61.75（公斤力） 所以，在工件的裝夾時，在其上表面設置一壓料板。壓料板在夾緊時主要利用其自身的重力和彈簧的彈力對工件起夾緊作用。同時也設計鉆模，在鉆孔時起導向作用。 根據(jù)以上分析，可做出夾具的設計簡圖6-5如下 圖6-4夾具設計的工裝簡圖 1. 圓柱銷 2. 定心 3.夾具體 4.定位銷 第七章 多軸鉆床液壓系統(tǒng)分析 第一節(jié) 液壓系統(tǒng)的簡介 液壓傳動的工作原理 液體容易流動．而且?guī)缀跏遣豢蓧嚎s的。液體受壓后．其內(nèi)部的壓力強度可以向各個方向傳遞。液壓傳動正是利用了液體的這一特征。 現(xiàn)以圖所示的液壓干斤項為例來說明液壓傳動的工作原理。當將手柄1向上扳動時，小活塞3向上移動，其下端容積增大，產(chǎn)生相對真空。在大氣壓力的作用F，油箱中的油液通過管道5和單向閥4進入小液壓缸2的下腔。當將手柄1向下壓時，小活塞下移，其下端的封閉容積減小，油壓使單向閥4關(guān)閉。受壓的油液則經(jīng)管道6和單向閥7進入大液壓缸9的下腔，推動大活塞8上洛頂起重物12。若上下不停地板動手柄l，油濃則不斷地進人大液壓缸，使重物漸漸升起o這種靠受壓液體在密閉容積中的流動傳遞動力的方式就叫做液壓傳動。截止閥11打開后，截止閥11打開后，重物下落。 液壓系統(tǒng)的組成 1)動力裝量 動力裝真的作用是向液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力的液體流量，它將原動機輸入給它的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。液壓泵17就是液壓系統(tǒng)的動力裝置。 2)執(zhí)行機構(gòu) 液壓系統(tǒng)購執(zhí)行機構(gòu)包括液壓缸和液壓馬達，它們的作用分別是把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成直線運動形式的機械能和旋轉(zhuǎn)形式的機械能。 3)控制調(diào)節(jié)裝置 在圖1—2(a)中，用于控制液流的方向、流量和壓力的元件統(tǒng)稱為閥，它們分別是電磁校向閥14、仕流閩11和溢流閥4等。 4)輔助裝置 用于液壓介質(zhì)的儲存、過濾、傳輸以及對液壓參量進行測量和顯示等元件都屬于輔助裝置，也叫附件；液壓系統(tǒng)中的附件主要有油箱、濾油器、管件、密封件、加熱器、冷卻器、壓力表等等。 5)作介質(zhì) 工作介質(zhì)用以傳遞動力并起潤滑作用。根據(jù)使用環(huán)境和主機的不問，需要采用不同的工作介質(zhì)。常用的工作介質(zhì)有石油基油液和合成油液等等. 第二節(jié) 液壓系統(tǒng)的設計 液壓系統(tǒng)設計步驟 液壓系統(tǒng)的設計步驟并無嚴格的順序，各步驟間往往要相互穿插進行。一般來說．在明確設汁要求之后，大致按如下步驟進行。 1)確定液壓執(zhí)行元件的形式； 2)進行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； 3)制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖； 4)選擇液壓元件。 5)液比系統(tǒng)的性能驗算； 6)繪制工作圖，編制技木文件。 液壓系統(tǒng)設計要求的提出 在制訂主機總體方案的過程中，究竟選用哪種傳動方式，必須進行充分的分析，將使用液壓、機械和電力傳動的各種方案從使用性能、可靠性、經(jīng)濟性、維護保養(yǎng)及生產(chǎn)條件等多方面。液壓與電氣聯(lián)合使用，便于實現(xiàn)遠距離操縱和自動控制，而且結(jié)構(gòu)簡單，布置靈活，但制造質(zhì)量和調(diào)整維護要求較高。 這次畢業(yè)設計，我們根據(jù)工廠的實際生產(chǎn)和加工情況，以及廠方提出的具體要求，在設計多軸鉆床液壓系統(tǒng)的時候重點考慮以下技術(shù)要求： （1） 液壓缸帶動工作臺的運動方式為上下移動； （2） 工作臺快進速度為0.072m/s，工進速度為； （3） 工作臺在個工作階段所需要克服的負載見后表 （4） 其為成批生產(chǎn)，為提高效率，系統(tǒng)應能滿足自動化要求 （5） 系統(tǒng)發(fā)熱量，維修方便。 明確了液壓系統(tǒng)的設計要求之后，就可以選用執(zhí)行元件，確定它的種類與數(shù)量及各個執(zhí)行元件的工作順序，其次分析各執(zhí)行元件的工作情況，其內(nèi)容包括動力分析和運動分析。即分析執(zhí)行元件的負載，速度隨時間的變化規(guī)律，并繪制負載圖和速度圖，它們是設計液壓系統(tǒng)的基本依據(jù)。 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。 在液壓傳動系統(tǒng)中，傳遞的功率是由壓力和流量的乘積決定的。因此，壓力和流量是液壓系統(tǒng)中的主要參數(shù)。他們都由兩部分組成：一部分是液壓執(zhí)行元件的工作需要決定，另一部分是油液流過回路時的壓力損失和泄露決定的；前者是主要的，占有很大的比重，后者是附加的，應該設法可能使之減少。 液壓裝置的工作性能 根據(jù)液壓裝置要求達到的性能來確定工作壓力。例如機床類為了保證零件加工精度，對液壓驅(qū)動的工作臺，刀架的運動平穩(wěn)性，低速度穩(wěn)定性、換向精度以及液壓系統(tǒng)的溫升都有較高的要求。為了滿足上述要求，通常把液壓系統(tǒng)的工作壓力限制在7Mpa以下。 經(jīng)濟性 在選擇壓力還須考慮液壓裝置餓制造和維修費用，對不同的方案應進行成本分析，以確定合適的壓力。 裝置重量及其占用的空間 在工業(yè)回路和行走機械回路的設計中，重量因素一般占次要地位。單純從占用空間最小的角度來看，最理想的壓力是56Mpa，例如系統(tǒng)壓力從14Mpa增到56Mpa時，油箱的體積是原來是1/3，液壓缸與蓄能器的體積均為原來的1/2。 環(huán)境溫度 環(huán)境溫度顯著的影響系統(tǒng)的散熱。由于系統(tǒng)內(nèi)部的能量損失引起的油溫升高，對密封著一類元件有不良的影響，同時回導致泄露的增加，潤滑性能的變壞。發(fā)熱量是系統(tǒng)壓力的函數(shù)，因此它直接涉及到壓力的選擇。下表是我國各類液壓設備常用的工作壓力，可供選用時參考。 設備類型 機床 農(nóng)業(yè)機械，汽車，小型工程機械 船舶舵機 重型設備 大型工程機械，鍛壓機械 飛機 系統(tǒng)壓力MPa 1~10 10~16 8~25 20~32 21~28 第三節(jié) 多軸鉆床的液壓系統(tǒng) 擬訂液壓系統(tǒng)原理圖包括兩項內(nèi)容：一是選擇液壓回路。二是把選出的液壓的基本回路組成液壓系統(tǒng)。 3.1 選擇液壓基本回路 從工況圖上可以看出： 供油源 該系統(tǒng)的流量、壓力較小，可以選用但個定量泵和溢流閥組成的供油源。如圖5-6所示。 圖5-6 調(diào)速回路 由工況圖可知，該液壓系統(tǒng)功率小，因此選用節(jié)流調(diào)速方式?？紤]到鉆削加工中有快進，工進和快退等動作，因此選用二位調(diào)速閥。多段調(diào)速回路其特點是在一個行程中有快速與慢速。而在回程時一般不調(diào)速。也可以分為節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速兩種 多段節(jié)流調(diào)速，進油節(jié)流出油節(jié)流所用的辦法與單程調(diào)這類似，只足任單向節(jié)流閥處再并聯(lián)一個一個二通換向閥、，在二通間接通時是快速v一通問關(guān)閉時就是慢如圖5-7所示。 圖5-7 換向和卸荷回路 多軸鉆床采用單活塞桿液壓缸驅(qū)動。由工況圖可知，系統(tǒng)壓力和流量都不大，同時考慮工作臺工作一個循環(huán)后裝夾時間不長，為方便工作，選用三位四通M型電磁換向閥，并由電器行程開關(guān)配合實現(xiàn)自動換向，換向閥應用中間位置卸荷，活塞可以在行程上的任何位置鎖緊。由于滑閥內(nèi)部的泄露，再加上快退時受負的負載，故不能有效鎖緊，但可以用在這種鎖緊要求不高的場合下，這種系統(tǒng)比較簡單和廉價。如圖5-8所示。 圖5-8 卸荷回路 換向閥應用中間位置卸荷，活塞可以在行程上的任何位置鎖緊。由于滑閥內(nèi)部的泄露，再加上快退時受負的負載，故不能有效鎖緊，但可以用在這種鎖緊要求不高的場合下，這種系統(tǒng)比較簡單和廉價。如圖5-8所示。 壓力控制回路 由于液壓系統(tǒng)流量較小，鉆床工作臺進給時，采用進油路節(jié)流調(diào)速。故選用溢流閥和齒輪泵供油比較簡單，經(jīng)濟。維持液壓泵出口壓力恒定。 3.2 液壓系統(tǒng)的合成 根據(jù)以上選擇的液壓基本回路，合成為圖5-8所示的定量泵—回油路節(jié)流調(diào)速液壓系統(tǒng)圖 圖5-5：液壓系統(tǒng)原理圖 1.液壓缸 2. 兩段式調(diào)速閥 3.三位四通換向閥 4.壓力表 5.液壓泵 6. 濾油器 7.空氣過濾器 8.溢流閥 9..電機 10.油箱 液壓系統(tǒng)的工作原理： 如圖所示的多軸鉆床工作臺液壓傳動原理圖，液壓泵5由電動機9帶動，從油箱10中吸油，然后將具有壓力能的油液輸送到管路，油液通過管路流至三位四通換向閥3，換向閥有三個不同的工作位置，因此通路情況不同。當閥芯處于中間位置時，同向液壓缸的油路被堵死，液壓缸不能通壓力油，所以工作臺停止不動。若將閥芯向左推，這時壓力油流入液壓缸的左腔，壓力油流入換向閥，活塞在液壓缸下腔壓力油的作用下推動工作臺向上運動，液壓缸上腔的油通過換向閥流回油箱。若將換向閥3的閥芯右推（右端工作位置），活塞帶動工作臺向下移動。因此換向閥3的工作位置不同時，就能改變壓力油的通路，使液壓缸不斷換向，以實現(xiàn)工作臺所需要的往復運動。 根據(jù)加工要求的不同，工作臺的移動速度可以通過兩段式調(diào)速閥2來調(diào)節(jié)，利用改變兩段式調(diào)速閥開口的大小來調(diào)節(jié)通過的流量，以控制工作臺的運動速度。 工作臺運動時，由于工作情況的不同，要克服的阻力也不同，不同的阻力都是由液壓泵輸出油液的壓力能來克服的，系統(tǒng)的壓力可通過溢流閥8來調(diào)節(jié)。當系統(tǒng)中的油壓升高到稍高于溢流閥的調(diào)定壓力值時，溢流閥上的鋼球被頂開，油液經(jīng)溢流閥排回油箱，這時油壓不再升高，維持穩(wěn)定值。 為保持油液的清潔，設置了過濾器6，將油液中的污物雜質(zhì)去掉，使系統(tǒng)能夠正常工作。 第八章　結(jié) 束 語 本次焦作制動器有限公司的實習有了很大的收獲： 1、明白了純理論的設計知識與工作現(xiàn)場是有一定的出入； 2、如何解決設計中理論知識和實際經(jīng)驗的沖突； 3、設計中應該注意哪些事項； 4、設計不但要考慮它實用性能，而且還要考慮它的實際加工、裝配、生產(chǎn)條件等因素； 這次畢業(yè)實習，是一次全方位的實習，綜合了我們學過的很多專業(yè)知識，對我們的畢業(yè)設計有很大的幫助。同時我們非常感謝我們的公司技術(shù)人員！ - 34 -