畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-液壓剪板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (2).doc

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1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒論1.1課題研究現(xiàn)狀,選題的目的和意義我國(guó)目前高檔數(shù)控機(jī)床和成套成線設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)能力，在品種、質(zhì)量和數(shù)量上還不能適應(yīng)市場(chǎng)需要。拿汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)來(lái)說(shuō)，目前急需的高檔數(shù)控機(jī)床設(shè)備有：高速加工中心、多軸聯(lián)動(dòng)加工中心、雙主軸車削中心和車銑中心、精密磨床和復(fù)合磨床、精密電加工機(jī)床、精密大型龍頭鏜銑床和精密落地鏜銑床、高效數(shù)控專機(jī)等，而這些設(shè)備國(guó)內(nèi)企業(yè)還不能很好滿足，產(chǎn)業(yè)化水平尚待提高。隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，告訴簡(jiǎn)板機(jī)床的發(fā)展越來(lái)越成為機(jī)械制造行業(yè)中的中流砥柱，通用型高性能簡(jiǎn)板機(jī)，廣泛適用于航空、汽車、農(nóng)機(jī)、電機(jī)、電器、儀器儀表、醫(yī)療器械

2、、家電、五金等行業(yè)。通過(guò)對(duì)算選課題的全面研究及所給參數(shù)的分析確定告訴剪板機(jī)的整體方案，并進(jìn)行主軸組件的設(shè)計(jì)計(jì)算和主軸箱的整體結(jié)構(gòu)安排，最終完成高速剪板機(jī)的設(shè)計(jì)從而全面培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論，分析解決實(shí)際問題的能力；為以后更好的走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 我國(guó)機(jī)床產(chǎn)量居世界第四，但高檔數(shù)控機(jī)床仍主要靠進(jìn)口。專家指出，要使我國(guó)機(jī)床水平得到整體提升，就要加大數(shù)控機(jī)床的研發(fā)力度。近年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床一直保持兩位數(shù)增長(zhǎng)。去年產(chǎn)值達(dá)260億元，產(chǎn)。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率還不高，目前生產(chǎn)產(chǎn)值數(shù)控化率還不到30%；消費(fèi)值數(shù)控化率還不到50%，而發(fā)達(dá)國(guó)家大多在70%左右。拿金切機(jī)床來(lái)說(shuō)，我

3、國(guó)去年產(chǎn)量為23萬(wàn)臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床只有2.4萬(wàn)臺(tái)，僅為產(chǎn)量的1/10強(qiáng)。高檔次的數(shù)控機(jī)床及配套部件只能靠進(jìn)口。 信息產(chǎn)業(yè)是我國(guó)增長(zhǎng)最快的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，必將為我國(guó)機(jī)床業(yè)發(fā)展提供有力支持。以新材料、新能源、自動(dòng)化等為特征的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)也將成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新亮點(diǎn)，其發(fā)展需要大量高精、復(fù)合、智能、多軸控制、自動(dòng)化高檔機(jī)床。國(guó)家許多重點(diǎn)項(xiàng)目引發(fā)的機(jī)床需求也頗為可觀。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造的步伐加快，制造裝備水平和數(shù)控化程度的要求越來(lái)越高。 專家指出，以我國(guó)目前高檔數(shù)控機(jī)床和成套成線設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)能力，在品種、質(zhì)量和數(shù)量上還不能適應(yīng)市場(chǎng)需要。拿汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)來(lái)說(shuō)，目前急需的高檔數(shù)控機(jī)床設(shè)備有：高速加工中

4、心、多軸聯(lián)動(dòng)加工中心、雙主軸車削中心和車銑中心、精密磨床和復(fù)合磨床、精密電加工機(jī)床、精密大型龍頭鏜銑床和精密落地鏜銑床、高效數(shù)控專機(jī)等，而這些設(shè)備國(guó)內(nèi)企業(yè)還不能很好滿足，產(chǎn)業(yè)化水平尚待提高。所以從整體上提高我國(guó)機(jī)床水平刻不容緩。當(dāng)前需要特別注意的是，必須快速提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的自主開發(fā)、制造能力。為此，要建立有效的數(shù)控技術(shù)開發(fā)中心，加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)工藝的研究、試驗(yàn)，形成成套開發(fā)能力；同時(shí)，通過(guò)國(guó)際合作生產(chǎn)、合資經(jīng)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)主流產(chǎn)品生產(chǎn)的高起點(diǎn)、成量、專業(yè)化。 提升機(jī)床質(zhì)量，必須建立新型的機(jī)床企業(yè)發(fā)展模式。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，機(jī)床企業(yè)要“收縮陣線”，精化主業(yè)，掌握關(guān)鍵件、關(guān)鍵工序的核心技術(shù)。一般的零件加工可以充

5、分實(shí)施國(guó)際化采購(gòu)。同時(shí)，要加強(qiáng)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)盟，為了更快得到最新技術(shù)，企業(yè)可直接與國(guó)內(nèi)外科研院所“聯(lián)姻”。 相對(duì)數(shù)控機(jī)床主機(jī)來(lái)說(shuō)，我國(guó)功能部件生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展更顯滯后。但功能部件不僅決定著機(jī)床的整機(jī)性能，還占到整機(jī)成本的60%左右，其發(fā)展?fàn)顩r直接關(guān)系到機(jī)床的競(jìng)爭(zhēng)力水平。目前，我國(guó)的功能部件生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小，布局分散，有些還依附于主機(jī)廠或研究所。理順功能部件生產(chǎn)企業(yè)的體制，做大做強(qiáng)一批功能部件生產(chǎn)企業(yè)，已迫在眉睫。在很大程度上取決于數(shù)控系統(tǒng)的性能和水平，而數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展及其技術(shù)基礎(chǔ)離不開微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)及其軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺(tái)趨于一致化，而控制系統(tǒng)軟件的競(jìng)

6、爭(zhēng)日益加劇。我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)“六五”期間的引進(jìn)，“七五”期間的數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)，“八五”期間的數(shù)控應(yīng)用技術(shù)研究以及“九五”期間的主數(shù)控系統(tǒng)軟件開發(fā)應(yīng)用，已逐步形成了以航天數(shù)控、藍(lán)天數(shù)控、華中數(shù)控和中華數(shù)控為主的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。1.2 國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析隨著滲透和交叉融合，推動(dòng)了先進(jìn)沖壓成形技術(shù)的形成和發(fā)展。近十多年來(lái)，隨著對(duì)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識(shí)，沖壓成型技術(shù)無(wú)論在深度和廣度上都取得了前所未有的進(jìn)展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上發(fā)生很大變化。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)。在汽車、航空航天、電子和家用電器領(lǐng)域，需要大量的金屬板殼零件，特別是隨著電子業(yè)的

7、發(fā)展，小型電子零件的需求日趨高漲，促進(jìn)了高精度、高效率的高速剪板機(jī)的發(fā)展。目前日本已成為高速剪板機(jī)技術(shù)的領(lǐng)軍，在100KN壓力、8mm沖程下，滑塊速度可達(dá)4000次/min。我國(guó)金豐、江蘇揚(yáng)鍛、高將精機(jī)、江蘇揚(yáng)力、徐鍛和西安通力等公司都有高速剪板機(jī)產(chǎn)品。2004年已開發(fā)出了速度達(dá)1200次/min的SH-25開式高速精密剪板機(jī)。其他還有VH形式、JF75G閉式系列高速剪板機(jī)。這些剪板機(jī)廣泛應(yīng)用于電子和微電子行業(yè)，全面提高了行業(yè)技術(shù)裝備水平，替代了大量的進(jìn)口機(jī)床。近年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，數(shù)控化率也顯著提高。另一方面我國(guó)數(shù)控產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量也不斷提高。目前我國(guó)一部分普及型數(shù)控機(jī)床的

8、生產(chǎn)已經(jīng)形成一定規(guī)模，產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)較為成熟，價(jià)格合理，在國(guó)際市場(chǎng)上具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)所掌握的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)較成熟，并已有成熟商品走向市場(chǎng)。 我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)近年來(lái)大力推廣應(yīng)用CAD等信息技術(shù)，很多企業(yè)已開始和計(jì)劃實(shí)施應(yīng)用ERP、MRP和電子商務(wù)。如，濟(jì)南第二機(jī)床集團(tuán)有限公司的CAD普及率達(dá)100%，是國(guó)家級(jí)“CAD示范企業(yè)”，企業(yè)的MRP系統(tǒng)應(yīng)用也非常成功，現(xiàn)代化管理水平較高。但是和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)在信息化技術(shù)應(yīng)用上仍然存在很多不足。 一、信息化技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，對(duì)國(guó)外技術(shù)依存度高。我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)總體的技術(shù)開發(fā)能力和技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，信息化技術(shù)應(yīng)用程度不高。行業(yè)現(xiàn)

9、有的信息化技術(shù)來(lái)源主要依靠引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，對(duì)國(guó)外技術(shù)的依存度較高，對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化仍停留在掌握已有技術(shù)和提高國(guó)產(chǎn)化率上，沒有上升到形成產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的高度。具有高精、高速、高效、復(fù)合功能、多軸聯(lián)動(dòng)等特點(diǎn)的高性能數(shù)控機(jī)床基本上還得依賴進(jìn)口。 二、產(chǎn)品成熟度較低，可行性不高。國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間在10000小時(shí)以上，國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)僅3000-5000小時(shí)；整機(jī)平均無(wú)故障工作時(shí)間國(guó)外達(dá)800小時(shí)以上，國(guó)內(nèi)最好只有300小時(shí)。三、創(chuàng)新能力低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。我國(guó)生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的企業(yè)雖達(dá)百余家，但大多數(shù)未能形成規(guī)模生產(chǎn)，信息化技術(shù)利用不足，創(chuàng)新能力低，制造成本高，產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能

10、力不強(qiáng)。 高速度、高精度化。速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，我國(guó)生產(chǎn)的第六代數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)均采用位數(shù)、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本運(yùn)算速度，使得高速運(yùn)算、模塊化及多軸成組控制系統(tǒng)成為可能。 發(fā)展可靠性最大化。數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)。新一代的數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)模或超大規(guī)模的專用及混合式集成電路，減少元器件的數(shù)量，從而提高可靠性。同時(shí)通過(guò)自動(dòng)運(yùn)行診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。第2章 剪板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核計(jì)算2.1 總體技術(shù)參數(shù)的確定本機(jī)器用

11、于剪切厚度為0.8-6mm，最大寬度為2000mm，最大長(zhǎng)度為800mm的鋼板。被剪鋼板（Q235）強(qiáng)度以為準(zhǔn)，如需剪切其他強(qiáng)度的板料時(shí)，可相應(yīng)的改變被剪板料的厚度。2.2 總體結(jié)構(gòu)的確定本設(shè)計(jì)的剪板機(jī)正面看呈龍門式，側(cè)面看呈字形，主要如圖2.1.01 構(gòu)，為了節(jié)省材料橫梁和側(cè)板等支撐結(jié)構(gòu)均采用空心鋼板焊接結(jié)構(gòu)。圖2-1-1 總體結(jié)構(gòu)圖2.2.1 主要技術(shù)要求 1.有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不會(huì)產(chǎn)生永久變形。 2.有足夠的剛度，能承受油缸的作用力，不至于產(chǎn)生彎曲。3. 焊接結(jié)構(gòu)的焊接處不應(yīng)產(chǎn)生裂紋或有過(guò)大的變形。2.2.2 側(cè)板的校核計(jì)算側(cè)板是缸體的固定部分它承受

12、著主要?jiǎng)恿?，是本設(shè)計(jì)的主要受力部分，它的計(jì)算是否滿足要求至關(guān)重要，涉及到精度、材料力學(xué)的性能。為了節(jié)省材料本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)多數(shù)采用空心焊板結(jié)構(gòu)具體如圖2-1-2圖2-1-2側(cè)板受力主要為來(lái)自剪切時(shí)的剪切力，其主要計(jì)算公式為 公式（2-2-1）式中 一一工作時(shí)最大剪切應(yīng)力一一工作時(shí)最大工作壓力 500KN一一受的剪切面積 ()一一剪切極限應(yīng)力， 取=300MPa 滿足要求由于最危險(xiǎn)的截面在喉口，所以在喉口處加厚一肋板結(jié)構(gòu)如圖所示圖2-1-3 肋板的固定2.2.3 橫梁的設(shè)計(jì)計(jì)算橫梁主要是用于支撐油缸的耳環(huán)、支撐油箱和電機(jī)和泵等液壓系統(tǒng)元件和連接側(cè)板的，起主要計(jì)算涉及到剪切計(jì)算和撓度的計(jì)算。 剪切的計(jì)

13、算在前面已經(jīng)計(jì)算過(guò)在此不祥述了。這里主要進(jìn)行撓度的計(jì)算。其撓度主要由兩部分合成計(jì)算公式如下 公式（2-2-2） 公式（2-2-3） 公式（2-2-4）式中：總撓度之和：橫梁內(nèi)的元件重力產(chǎn)生的撓度：橫梁自重產(chǎn)生的撓度q：橫梁重力產(chǎn)生的均布載荷：彈性模量，去 E=210GPa：橫梁內(nèi)的元件重力：橫梁的長(zhǎng)度：慣性矩，矩形的慣性矩為 公式（2-2-5） 式中h：矩形的高b：矩形的寬撓度為0.021mm對(duì)工作沒有大的影響，滿足撓度要求。2.3 上刀架的設(shè)計(jì)計(jì)算上刀架是直接的受力體，所以對(duì)上刀架的要求很嚴(yán)格的，即要滿足力學(xué)性能要求，還要滿足受撓度的影響。而且還和精度有很大的聯(lián)系。所以上刀架應(yīng)滿足下面的要求

14、。2.3.1 上刀架的主要技術(shù)要求 1. 有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不會(huì)產(chǎn)生永久變形2. 有足夠的撓度，能承受或緩解兩個(gè)油缸的不均衡作用力，不至于產(chǎn)生彎曲甚至扭斷上刀架。3. 有足夠的精度，上刀架是安裝上刀片的裝置，上刀的安裝是確定精度的一個(gè)重要部件，所以上到因該有足夠的精度才能滿足要求。2.3.2 上刀架的受力計(jì)算和校核上刀架的主要力源是來(lái)自液壓缸和切削工件時(shí)帶來(lái)的剪切力。起計(jì)算公式為 公式（2-3-1）式中一一工作時(shí)最大剪切應(yīng)力F 工作時(shí)最大工作壓力 500KN A 受的剪切面積 ( )一一剪切極限應(yīng)力，取 力學(xué)強(qiáng)度滿足要求。2.3.3 上刀架的撓度校核 由于

15、采用的是兩個(gè)油缸，所以兩個(gè)油缸產(chǎn)生的壓力不可避免的產(chǎn)生偏差這個(gè)偏差的比值稱為不均衡系數(shù)，在這個(gè)過(guò)程中上刀架產(chǎn)生了撓度。其撓度主要由兩部分合成計(jì)算公式如下 公式（2-3-2） 公式（2-3-3） 公式（2-3-4） 式中：總撓度之和一一橫梁內(nèi)的元件重力產(chǎn)生的撓度一一橫梁自重產(chǎn)生的撓度 公式（2-2-5） 式中h一一矩形的高 b一一矩形的寬 滿足要求。2.4 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算2.4 .1 主傳動(dòng)系統(tǒng)功用及設(shè)計(jì)要求 該剪板機(jī)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)床主進(jìn)給的傳動(dòng)系統(tǒng),屬于外聯(lián)系傳動(dòng)鏈,其功用是:將一定的動(dòng)力由動(dòng)力源傳遞給后擋料能夠方便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開停、換向和制動(dòng)。 設(shè)計(jì)要求：1. 主傳動(dòng)的有關(guān)結(jié)構(gòu)，

16、特別是主軸組件要有足夠的精度、抗振性、溫升和噪聲要小，傳動(dòng)效率要高，以滿足機(jī)床的工作性能要求。2. 操縱靈活可靠，調(diào)整維修方便，潤(rùn)滑密封良好，以滿足機(jī)床的使用要求。 3. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工藝性好，成本低，以滿足經(jīng)濟(jì)性要求。2.4.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定傳動(dòng)方式的選擇圖3 . 2 - 1 導(dǎo)軌和工作臺(tái)側(cè)視圖 在工作臺(tái)和底座之間有長(zhǎng)2100m m,寬1400 mm， 高750mm 的長(zhǎng)方體空間?？紤]到安裝空間的限制和傳動(dòng)平穩(wěn)性的要求。可以在蝸輪蝸桿和絲杠螺母兩種傳動(dòng)方式中選擇。 現(xiàn)將兩種傳動(dòng)方式的特點(diǎn)作以對(duì)比：A 蝸輪蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)：（1）傳動(dòng)比小，可以代替幾對(duì)減速齒輪。（2）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小。（

17、3）機(jī)械效率低。（4）制造困難，要用專門的蝸輪滾刀。B 螺旋傳動(dòng)(1) 滑動(dòng)螺旋；摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于自鎖； 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)； 定位精度和軸向精度較差； 磨損快。（2）滾動(dòng)螺旋：摩擦阻力小,傳動(dòng)效率高； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難； 具有傳動(dòng)可逆性（可將轉(zhuǎn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，又可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)）為了避免螺旋副受載后逆轉(zhuǎn)，必須設(shè)置防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速不爬行；工作壽命長(zhǎng)，不易發(fā)生故障； 抗 沖 擊 性 能 較 差。 本設(shè)計(jì)中的主傳動(dòng)系統(tǒng)要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因此選擇滑動(dòng)螺旋副進(jìn)行傳動(dòng)。(1)尺寸 螺旋中徑 d2=42mm 螺旋小徑 d1=35mm 螺旋大徑 d=48mm旋向 右旋螺

18、紋 30度梯形螺紋(2)材料為45號(hào)鋼。2.4.3 螺母的選擇與計(jì)算(1)材料7級(jí)或7級(jí)以上精度絲杠的螺母常用錫青銅。8級(jí)或8級(jí)以下精度絲杠的螺母常用耐磨鑄鐵。對(duì)于本機(jī)床,由于是精確傳動(dòng),要求7級(jí)精度，選擇材料為45號(hào)鋼。 (2)結(jié)構(gòu)尺寸確定了螺母的具體結(jié)構(gòu)和尺寸如下: 該螺母 長(zhǎng) 120mm 寬 80 mm 高 105mm2.4.4 絲杠的校核與計(jì)算 絲杠的工作載荷主要是扭矩,拉力和壓力。 為控制齒面壓強(qiáng),必須對(duì)絲杠進(jìn)行耐磨性計(jì)算;為保證絲杠傳動(dòng)精度要進(jìn)行剛度計(jì)算;由于絲杠的長(zhǎng)徑比較大,應(yīng)進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性計(jì)算。具體較核步驟:(1)絲杠受力分析工作臺(tái)和底座重量的計(jì)算擋料板共9個(gè)，它們都是大小相同

19、。設(shè)下工作臺(tái)的體積是，擋料板的體積為，則整體體積，工作臺(tái)寬120mm，高90mm，長(zhǎng)2010mm。底座高95mm,寬800mm,長(zhǎng)2240mm，壁厚15mm。上擋料高95mm，寬90mm,長(zhǎng)120mm。 公式（2-4-1） 公式（2-4-2）絲杠牽引力 對(duì)于燕尾型導(dǎo)軌,滑動(dòng)導(dǎo)軌進(jìn)給牽引力的計(jì)算公式為: Q=kPx+f(Pz+G) 公式（2-4-3）式中 G一一移動(dòng)部件的重量 Px一一沿進(jìn)給方向的分力 Pz一一豎直方向上的分力 F一一當(dāng)量摩擦系數(shù) K一一考慮顛覆力矩影響的系數(shù)對(duì) Px=FH 公式（2-4-4） Pz=Fv 公式（2-4-5）對(duì)于燕尾型導(dǎo)軌，取=1.15，=0.18 這里G應(yīng)取工作

20、臺(tái)和底座重量的二倍。則=29.29.8=286.19 A 工進(jìn)時(shí)牽引力 Q=kFH+f(Fv+G) =1.15436.008+0.18(1035.5+286.19)=1321.69 B 快進(jìn)或快退時(shí)絲杠牽引力此時(shí), FV=0 FH=0 =0.18286.19=51.5 螺旋副摩擦轉(zhuǎn)矩 公式（2-4-6）式中T1-螺旋副摩擦轉(zhuǎn)矩 Nmm一一作用于螺旋上的軸向力 N一一螺旋中徑 mm一一螺旋導(dǎo)程角一一當(dāng)量摩擦角一一導(dǎo)程 mm-螺紋半角F=5772.3992 d2=42mm=15 o S=12mm T1=5722.399242/2tan(5.2+5.19)=10402.49Nmm=10.4Nm (2

21、)耐磨性計(jì)算 螺紋工作面上的平均壓強(qiáng)P= （公式2.4.7） Q-絲杠最大牽引力 d-螺紋中徑 h-螺紋工作面高度,等于螺紋高度減去螺紋頂隙 T-絲杠螺紋的導(dǎo)程 k-螺紋頭數(shù) L-螺母的長(zhǎng)度 Q=51.5N T=12mm d=4 8mm h=7mm L=50mm k=1P=51.5/(3.142487501)=9762Pa表 2-1 許 用 壓 強(qiáng) p （ MPa）應(yīng)用范圍 絲杠螺母材料 鋼（不淬硬） 鑄鐵 鋼（不淬 硬）青銅 鋼（淬硬拋光） 青銅 精密傳 動(dòng)236一般傳 動(dòng)51115由表可知PP, 因此該絲杠的耐磨性滿足要求(3)剛度較核 一一螺旋副摩擦轉(zhuǎn)矩一一作用于螺旋上的軸向力 -螺旋中

22、徑 一一螺旋小徑一一螺旋大徑 一一螺旋導(dǎo)程角一一當(dāng)量摩擦角S一一導(dǎo)程-軸向載荷使導(dǎo)程產(chǎn)生的彈性變形 轉(zhuǎn)矩使導(dǎo)程產(chǎn)生的彈性變形 導(dǎo)程的總彈性變形 每米螺紋距離上的彈性變形量每米螺紋距離上的彈性變形量許用值表2-2 這里=5772.3992 =35 =42 =48 =12 =10.4 =83.3 E=2.06 = =0.012 則對(duì)應(yīng)7級(jí)精度的絲杠的彈性變形量的許用值為。所以該絲杠的剛度滿足要求 (4)穩(wěn)定性計(jì)算受壓絲杠的穩(wěn)定性與其構(gòu)造及支承特性有關(guān),根據(jù)材料力學(xué)大柔度壓桿穩(wěn)定性計(jì)算公式,受壓絲杠失穩(wěn)的最大軸向載荷為 公式（2-4-8） 一一絲杠的受壓長(zhǎng)度() 一一彈性模量（）一一絲杠斷面慣性矩

23、一一螺紋內(nèi)徑 穩(wěn)定安全系數(shù)豎直絲杠，水平絲杠 -根據(jù)支點(diǎn)位置和類型而定的系數(shù)表2-3 值的選取 支承情況 兩端固定 0.5 一端固定 一端鉸支 0.7 兩端鉸支 1 由于 因此絲杠壓桿穩(wěn)定性合格。第3章 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 缸筒3.1.1 缸筒的主要技術(shù)要求 1.有足夠的強(qiáng)度，能長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不會(huì)產(chǎn)生永久變形。 2.有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和裝置的反作用力，而不至于產(chǎn)生彎曲。 3.內(nèi)表面在活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作，且磨極少，幾何精度高，確?；钊芊?。 4.某些焊接結(jié)構(gòu)的缸筒，焊接上法蘭或管接頭后，不應(yīng)產(chǎn)生裂紋或有過(guò)大的變形。5.在采用鑄鐵

24、缸筒時(shí)，其組織應(yīng)該緊密無(wú)滲漏現(xiàn)象。3.1.2 缸筒的結(jié)構(gòu)形式 通常根據(jù)缸筒與缸蓋的連接形式來(lái)選用缸筒結(jié)構(gòu)，不同的連接形式具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，要根據(jù)額定工作壓力、用途、和使用環(huán)境等因素合理選用缸筒結(jié)構(gòu)。我所設(shè)計(jì)的缸筒與缸蓋的銜接方式：（1）前缸蓋與缸筒的連接方式是焊接（2）后缸蓋與缸筒的連接方式是焊接法蘭式連接3.1.3 缸筒材料的選用 缸筒材料一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接的結(jié)構(gòu)，要求有良好的焊接性能。因?yàn)楦咨w和缸筒和安裝耳軸、耳環(huán)需要焊接所以本設(shè)計(jì)所采用的材料是焊接良好的35鋼。3.1.4 缸筒的計(jì)算 缸筒厚度的計(jì)算由 公式（3-1-1） 其中 缸筒材料強(qiáng)度要求的最小值（m）一一缸

25、筒外徑公差余量（m）一一腐蝕余量（m）時(shí)，采用 公式（3-1-2） 公式（3-1-2）式中 缸筒內(nèi)徑 缸筒內(nèi)最高壓力時(shí)，當(dāng)工作壓力p16 時(shí)，=1.25 材料的許用應(yīng)力（） 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度（）n 安全系數(shù)，取103.1.5 缸筒厚度的驗(yàn)算對(duì)缸筒壁厚要做以下4個(gè)方面的驗(yàn)算 額定工作壓力應(yīng)低于一定限值，一保證工作安全。 公式（3-1-3） 為避免塑性變形，額定工作壓力應(yīng)滿足 公式（3-1-4）式中 缸筒發(fā)生完全變形的壓力 公式（3-1-5）式中 缸筒材料的屈服強(qiáng)度 缸筒外徑 缸筒內(nèi)徑 額定工作壓力（MP） 缸筒徑向變形量D應(yīng)在允許范圍內(nèi)，不得超過(guò)密封圈的允許變化范圍。 公式（3-1-6）式中

26、D 缸筒徑向變形量 缸筒耐壓試驗(yàn)壓力（）E 缸筒材料的彈性模量（） 材料的泊松比，鋼材 缸筒的爆裂能力 的（MP）應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于耐壓試驗(yàn)壓力。 公式（3-1-7）式中 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度本設(shè)計(jì)選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，經(jīng)過(guò)驗(yàn)算以上4個(gè)條件滿足。3.2 耳軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與選定耳軸的計(jì)算一般采用下面的公式： 公式（3-2-1）式中 液壓缸輸出的最大工作力 材料的許用應(yīng)力。對(duì)于采用45鋼，調(diào)質(zhì)后，=70MP。耳軸的長(zhǎng)度l應(yīng)該根據(jù)和耳軸支座的相關(guān)尺寸選擇，一般取3.3 耳環(huán)的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核耳環(huán)的結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)味h(huán)，不帶軸套 公式（3-3-1） 耳環(huán)承受的最大推力或拉力 銷軸孔直徑耳環(huán)寬度材料的許用壓應(yīng)力，一般取材料的抗

27、拉強(qiáng)度。 尺寸的確定 當(dāng)壓力1632（MP）時(shí)=1.4，=54 尺寸的確定=30(耳環(huán)不帶軸套)尺寸的確定=1.2,=453.4 活塞桿的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核結(jié)構(gòu) 端部結(jié)構(gòu)：活塞桿的端部包括內(nèi)端部結(jié)構(gòu)和外端部結(jié)構(gòu)。內(nèi)端部結(jié)構(gòu)與活塞聯(lián)接，外端部結(jié)構(gòu)與負(fù)載結(jié)構(gòu)件聯(lián)接。本設(shè)計(jì)均采用螺紋聯(lián)接。 由于活塞桿為螺紋聯(lián)結(jié)，所以螺紋退刀槽處為活塞桿的危險(xiǎn)截面，其拉應(yīng)力為 公式（3-4-1） 公式（3-4-2）其切應(yīng)力為 公式（3-4-3）式中 液壓缸的輸出拉力（N） 系統(tǒng)工作壓力（Pa） 缸筒內(nèi)徑（m） 活塞桿直徑（m） 螺紋擰緊系數(shù)，靜載時(shí)取=1.25-1.5 動(dòng)載時(shí)，取2.5-4 螺紋摩擦因數(shù)，一般取=0.12

28、 活塞桿的敘用應(yīng)力（）為 公式（3-4-4） 活塞桿材料的屈服強(qiáng)度n 安全系數(shù)，取為n =3其拉應(yīng)力其切應(yīng)力為其合成壓力為 桿體結(jié)構(gòu) (1) 活塞桿的桿體有實(shí)心桿和空心桿兩種，本設(shè)計(jì)采用實(shí)心桿材料,實(shí)心活塞桿一般取材料35，45鋼，本設(shè)計(jì)采用活塞桿的材料是45鋼。 (2)強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算本設(shè)計(jì)屬于短程活塞缸，主要演算拉壓強(qiáng)度： 活塞缸的最大推力 活塞桿直徑 安全系數(shù)， 活塞桿材料的屈服強(qiáng)度 我取活塞桿直徑60，經(jīng)驗(yàn)算滿足條件。第4章 電機(jī)的選擇 合理選用三相異步電機(jī)電機(jī)是比較復(fù)雜的問題，需要根據(jù)電機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中的實(shí)際工作情況，經(jīng)過(guò)分析后才能正確選擇。對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其故障形式主要分為繞組損

29、壞和軸承損壞兩方面。因此選擇三相異步電動(dòng)機(jī)主要考慮他們兩種方式。 造成繞組損壞的主要原因有： (1)由于電源電壓太低使得電動(dòng)機(jī)不能順利啟動(dòng)，或者短時(shí)間內(nèi)重復(fù)啟動(dòng)，使得電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)時(shí)間的大啟動(dòng)電流而過(guò)熱。 (2)長(zhǎng)期受電、熱、機(jī)械或化學(xué)作用,使繞組絕緣老化和損壞,形成相間或?qū)Φ囟搪贰?(3)因機(jī)械故障造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)。 (4)三相電源電壓不平衡或波動(dòng)太大，或者電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行。 (5)冷卻系統(tǒng)故障或環(huán)境溫度過(guò)高。造成電動(dòng)機(jī)軸承損壞的原因主要是機(jī)械負(fù)荷太大、潤(rùn)滑劑不合適，或者惡劣的工作環(huán)境，如多塵、腐蝕性氣體等給軸承帶來(lái)的損壞。 由于電動(dòng)機(jī)的微機(jī)保護(hù)主要通過(guò)測(cè)量電量(電流、電壓以及開關(guān)狀態(tài)等)來(lái)監(jiān)測(cè)

30、電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況，因此面對(duì)的主要是繞組故障。 電動(dòng)機(jī)損耗增加，發(fā)熱嚴(yán)重而損壞電機(jī)。電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行所能承擔(dān)的恒定負(fù)載（即額定負(fù)載）受其本身發(fā)熱量的限制。電動(dòng)機(jī)在工作運(yùn)行時(shí)有銅損、鐵損和機(jī)械損耗，這些損耗轉(zhuǎn)變成熱能散失到周圍空氣中。由電動(dòng)機(jī)損耗所產(chǎn)生的熱量，在起初階段中大部分使電動(dòng)機(jī)溫度升高，而少部分散失到空氣中，隨著電動(dòng)機(jī)溫度升高，熱量的分配發(fā)生變化，小部分熱量使電動(dòng)機(jī)溫度升高，大部分散失到空氣中；最后在恒定負(fù)載情況下，電動(dòng)機(jī)溫度達(dá)到了穩(wěn)定值。 1.引起電動(dòng)機(jī)銅損增加的原因。 電動(dòng)機(jī)在下列情況下運(yùn)行時(shí)將引起銅損的增加。 （1）電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)過(guò)載是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)的一種非正常運(yùn)行狀態(tài)

31、，長(zhǎng)期過(guò)載或嚴(yán)重過(guò)載運(yùn)行是電動(dòng)機(jī)損壞的主要原因之一。電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行由以下幾中原因造成：負(fù)荷增加；機(jī)械設(shè)備故障或尚未安裝好；電動(dòng)機(jī)本身機(jī)械故障；電動(dòng)機(jī)容量選擇偏?。浑妱?dòng)機(jī)修理時(shí)繞組線徑選擇偏??；雙機(jī)拖動(dòng)負(fù)荷分配不均；電動(dòng)機(jī)端電壓過(guò)底造成電動(dòng)機(jī)電流過(guò)大。 （2）電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)的故障之一，造成此種故障的原因有以下幾種：由于熔絲選擇或安裝不當(dāng)引起一相熔絲熔斷；電動(dòng)機(jī)短路過(guò)載造成一相熔絲熔斷；接觸器或熱繼電器觸頭閉合不好；供電線路或電動(dòng)機(jī)內(nèi)部導(dǎo)線機(jī)械折斷或連接不良等。 （3）電動(dòng)機(jī)空載電流太大。當(dāng)電流電壓過(guò)高、繞組接法錯(cuò)誤（星形誤接成三角形）、電動(dòng)機(jī)修理時(shí)使氣隙增

32、加等造成空載電流太大，引起銅損增加。 （4）電動(dòng)機(jī)的操作方式或工作方式不正確，如電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)或點(diǎn)動(dòng)、負(fù)載的工作方式不一致（如短時(shí)或繼續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)連續(xù)工作方式負(fù)載）、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式不合適或操作方法不合適等。 2.引起鐵損增加的原因電源電壓過(guò)高、繞組接法錯(cuò)誤，以及電動(dòng)機(jī)在修理時(shí)定子繞組匝數(shù)不夠引起鐵芯磁密度過(guò)高；電動(dòng)機(jī)在修理過(guò)程中因工藝不當(dāng)，損壞了鐵芯片間的緣，使渦流損耗增加、鐵芯磁性下降等都引起鐵損增加。 3.引起機(jī)械損耗增加的原因一般為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械故障，如軸承內(nèi)有異物；軸承與軸、軸承與端蓋配合過(guò)松或過(guò)緊；潤(rùn)滑脂過(guò)多或過(guò)少，油脂不良；電動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)子相摩擦，風(fēng)扇葉與片罩相摩擦等。 （二）散熱

33、不良，電動(dòng)機(jī)溫度升高燒損電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)散熱的主要途徑是對(duì)流和輻射，而且在通風(fēng)散熱中以對(duì)流起主要作用，散熱能力與風(fēng)速有直接關(guān)系。當(dāng)電動(dòng)機(jī)全部或部分被埋、風(fēng)扇損壞或風(fēng)道被堵賽、水冷電動(dòng)機(jī)水道部分全部堵塞以及環(huán)境溫度過(guò)高等都將造成電動(dòng)機(jī)溫度升高。 （三）電動(dòng)機(jī)絕緣電阻降低，正常負(fù)載下電動(dòng)機(jī)繞組燒損。 引起電動(dòng)機(jī)絕緣電阻降低的原因有：電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)浸入油污或水，繞組受潮；電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)使用期過(guò)長(zhǎng)；電動(dòng)機(jī)定子繞組緣老化等。 熱敏電阻的使用我首先針對(duì)電動(dòng)的的常見問題過(guò)載、短路等等能引起電動(dòng)機(jī)溫度升高的等問題進(jìn)行了對(duì)溫度監(jiān)控。電動(dòng)機(jī)在工作的同時(shí)有銅損、鐵損和機(jī)械損耗產(chǎn)生，它們轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，一部分通過(guò)

34、機(jī)體散失到周圍空氣中，一部分積存在機(jī)體加熱電動(dòng)機(jī)，使其溫度上升。單位時(shí)間內(nèi)加給電動(dòng)機(jī)的熱量，決定于電動(dòng)機(jī)的損耗。 針對(duì)這一點(diǎn)我在電動(dòng)機(jī)的定子中安裝了6枚AD590熱敏電阻并通過(guò)多路模擬開關(guān)時(shí)刻對(duì)6枚熱敏電阻進(jìn)行導(dǎo)通，從而達(dá)到時(shí)刻對(duì)電動(dòng)機(jī)的溫度進(jìn)行檢測(cè)，一旦溫度升高超過(guò)了預(yù)先設(shè)定的溫度并達(dá)到一定時(shí)間，那么這時(shí)候溫度傳感器通過(guò)多路模擬開關(guān)傳送到運(yùn)算放大器經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大，之后傳送到A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，最后傳送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算和判斷是否符合斷路要求，一旦符合要求單片機(jī)通過(guò)輸出高電平控制SCR（固態(tài)繼電器）關(guān)段，來(lái)達(dá)到對(duì)外圍繼電器的控制。 對(duì)于電動(dòng)機(jī)的保護(hù)1 啟動(dòng)階段：電動(dòng)機(jī)

35、在啟動(dòng)階段通常持續(xù)有幾十秒幾分鐘的起動(dòng)過(guò)電流，該電流隨著電動(dòng)機(jī)正常工作后逐漸恢復(fù)到正常值，即是說(shuō)，正常起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)電流經(jīng)電流互感器,V/F電路,單片機(jī)轉(zhuǎn)換后獲得的電流I會(huì)在約定時(shí)間內(nèi)逐步減小到整定窗口（I+、I-）內(nèi)，單片機(jī)程序設(shè)計(jì)時(shí)，延時(shí)程序可確保在約定啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)保護(hù)器不會(huì)因起動(dòng)電流大而誤動(dòng)作。若電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)或缺相（缺A或缺B），過(guò)電流不會(huì)在約定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。以YB系列2.2kW電動(dòng)機(jī)為例，額定電流6A，缺相起動(dòng)電流11A，空載電流為3A，設(shè)定I+=10A、I=4A。起動(dòng)后，約2030s后，電流I若仍超過(guò)I+，單片機(jī)系統(tǒng)經(jīng)程序判定后，通過(guò)I/O輸出高電平，固態(tài)繼電器SCR

36、關(guān)斷，主控制回路交流接觸器線圈失電,系統(tǒng)停車。若缺C相，因電流I為0，低于電流整定下界I-，單片機(jī)系統(tǒng)立即判斷出電機(jī)缺相起動(dòng)，I/O口輸出高電平，SCR截止，系統(tǒng)立即停車。 2 工作階段： 在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電機(jī)電流為正常值，則保護(hù)器檢測(cè)電路獲得的電流I在整定窗口（I+、I-)內(nèi)，單片機(jī)I/O口輸出低電平，SCR導(dǎo)通，電機(jī)正常工作。若偶然因素造成電機(jī)缺相（缺A或缺B相）或過(guò)載，電機(jī)電流上升，在2030s后，I超過(guò)上邊界I+而使SCR截止，系統(tǒng)停車。缺C相時(shí)，則電流I立即降至下邊界I-之下，系統(tǒng)立即停車。 3 空載節(jié)能保護(hù)：電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，電流低于正常值，電流I降至窗口比較電路的下邊界電平I-之

37、下，系統(tǒng)停車。需要說(shuō)明的是，空載節(jié)能保護(hù)并非所有應(yīng)用場(chǎng)合必備功能，可通過(guò)合理整定下邊界電平I-低于電機(jī)實(shí)際空載電流而對(duì)此項(xiàng)功能予以取舍。 4 此外還要有漏電保護(hù)等注意事項(xiàng)。現(xiàn)僅就三相異步電機(jī)電機(jī)最基本的原則介紹如下： （1）距角步距角應(yīng)滿足：式中 傳動(dòng)比系統(tǒng)對(duì)三相異步電機(jī)所驅(qū)動(dòng)部件的最小轉(zhuǎn)角 （2）精度 三相異步電機(jī)的精度可用步距誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開始，經(jīng)過(guò)任意步后，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角之差的最大值，用積累誤差衡量精度比較實(shí)用。所選用的三相異步電機(jī)應(yīng)滿足 式中步進(jìn)電機(jī)的積累誤差 系統(tǒng)對(duì)三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分允許的角度誤差 （3）轉(zhuǎn)矩 為了使三相異步電機(jī)正常運(yùn)行（不

38、失步，不越步），正常啟動(dòng)并滿足對(duì)轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)距一般啟動(dòng)力矩選取為： 式中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩 電動(dòng)機(jī)靜負(fù)載力矩 根據(jù)三相異步電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)，選取啟動(dòng)力矩。在要求的運(yùn)行頻率內(nèi)，電動(dòng)機(jī)力矩應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的靜載力矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（包括負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）引起的慣性矩之和。 （4）啟動(dòng)頻率 由于三相異步電機(jī)的啟動(dòng)頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的增大而降低，因此相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的極限啟動(dòng)頻率應(yīng)滿足：式中極限啟動(dòng)頻率 要求三相異步電機(jī)最高啟動(dòng)頻率 根據(jù)曹宏主編機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇功率為，轉(zhuǎn)速為型號(hào)為的系列三相異步電動(dòng)機(jī)。第5章 經(jīng)濟(jì)預(yù)算預(yù)算可以確定設(shè)計(jì)。如在機(jī)械設(shè)計(jì)在中，經(jīng)費(fèi)預(yù)算是非常必要的，根據(jù)經(jīng)

39、濟(jì)預(yù)算可以確定設(shè)計(jì)所需的大致費(fèi)用，確切的經(jīng)濟(jì)預(yù)算能夠減少不必要的費(fèi)用甚至浪費(fèi)。根據(jù)經(jīng)濟(jì)預(yù)算的結(jié)果可以考慮該產(chǎn)品是否內(nèi)容能夠走向市場(chǎng)，營(yíng)取利潤(rùn)。具體的費(fèi)用如下： 1. 調(diào)研差旅費(fèi) 0.2萬(wàn)元 2. 實(shí)驗(yàn)材料費(fèi) 0.4萬(wàn)元 3. 資料費(fèi) 0.5萬(wàn)元 4. 實(shí)驗(yàn)費(fèi) 0.6萬(wàn)元 5. 儀器費(fèi) 1.2萬(wàn)元 6. 協(xié)作費(fèi) 0.5萬(wàn)元 7. 管理費(fèi) 0.2萬(wàn)元 8. 其他 0.2萬(wàn)元 9. 材料費(fèi) 3.5萬(wàn)元10. 液壓器件費(fèi) 2.5萬(wàn)元 總計(jì)金額 9.1萬(wàn)元結(jié)論通過(guò)在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我復(fù)習(xí)了以前學(xué)習(xí)中的主要知識(shí)點(diǎn)，并對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更深一層的掌握。在設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到問題苦難，但是在老師們的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，克服了

40、這些苦難。由此也總結(jié)了許多學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)中得經(jīng)驗(yàn)，會(huì)對(duì)以后生活與工作有很多幫助。本文的主要工作總結(jié)如下1.介紹了目前國(guó)內(nèi)外木工機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì)。2.對(duì)剪板機(jī)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，尤其對(duì)其主要零件如刀架、電機(jī)、液壓系統(tǒng)等進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算與校核。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來(lái)工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。設(shè)計(jì)中一定存在不少問題，請(qǐng)老師和同學(xué)批評(píng)指正。通過(guò)這次實(shí)踐，鍛

41、煉了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。致謝首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師敖宏瑞老師，沒有他的及時(shí)督促和悉心指導(dǎo)，設(shè)計(jì)不可能順利完成。無(wú)論在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到什么樣的問題敖老師都會(huì)耐心地給我講解和指導(dǎo)。不僅在設(shè)計(jì)知識(shí)方面，在做人做事方面，老師教導(dǎo)我們要具有踏實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木?，具有高尚的思想道德品質(zhì)。所以，在這里我向敖老師致以我最真摯的謝意。同時(shí)感謝同窗學(xué)友們的全力幫助。感謝學(xué)校在四年中對(duì)我的培養(yǎng)，感謝四年中辛苦栽培我的所有老師，感謝無(wú)私幫助我的所有同學(xué)，最后祝各位老師和同學(xué)身體健康，工作學(xué)習(xí)事事順心！參考

42、文獻(xiàn) 1. 戴世杰,李鐵軍,李概,師戰(zhàn)群,岳宏 .一種多功能液壓折彎?rùn)C(jī) .河北工業(yè)大學(xué)機(jī)器人及自動(dòng)化研究所,2000.09. 2. 王懋瑤. 液壓傳動(dòng)與控制:天津大學(xué)出版社,1987.1. 3. 鄧彬,熊約.剪板機(jī)的PLC .控制系統(tǒng):湖南理工大學(xué)出版社m2006.03. 4. 李成全,彭貴生.BJ1113.齒形剪板機(jī)的應(yīng)用.河南省木工機(jī)械有限公司,2003.05. 5. 余志合,李慶煜,剪板機(jī)液壓壓料裝置的改造.宜昌學(xué)院工學(xué)院,2004.12. 6. 孔順富,中板斜刃剪板機(jī)的改造方案及實(shí)施效果.馬鞍山鋼鐵股份有限公司,2004.11. 7. 郭健.剪板機(jī)方鍵離合器常見故障原因分析與改進(jìn)方式:

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46、38,No.7, July 1993, pp.1060-1065.25. Senetal, Microprocessor Control of an Induction Motor with FluxRegulation,IEEETransactions,ElectronicsandControlInstrumentation,Vol. IECI-28, No.l，F(xiàn)ebruary, 1981，pp.17-23.附錄1專題設(shè)計(jì)： 剪板機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖 1 剪板機(jī)液壓系統(tǒng)圖 液壓元件選擇: 我們將介紹一下在系統(tǒng)圖中所選用的一些液壓元件 （1）液壓泵：液壓泵的選擇主要根據(jù)系統(tǒng)的工況來(lái)選擇液壓泵。

47、泵的主要參數(shù)有壓力、流量、轉(zhuǎn)速、效率。為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和泵的使用壽命，一般在固定設(shè)備系統(tǒng)中，正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右；要求工作可靠性較高的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，系統(tǒng)工作壓力為泵的額定壓力的60%左右。泵的流量要大于系統(tǒng)工作的最大流量。為了延長(zhǎng)泵的壽命，泵最高壓力與最高轉(zhuǎn)速不宜同時(shí)使用。由表4-1可以看出液壓缸的最高工作壓力出現(xiàn)在帶負(fù)載沖擊階段， =18.22。估取進(jìn)油路壓力損失為p=0.5MPa。則泵的最高工作壓力為所以應(yīng)首選柱塞泵，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版R2.0根據(jù)所需的壓力與流量選擇由天津高壓泵閥廠生產(chǎn)的斜盤式軸向柱塞泵型號(hào)為250MCY141B。此泵為定量泵，排量為250ml

48、/r，額定壓力為32Mpa，最大轉(zhuǎn)速為1000r/min。經(jīng)計(jì)算泵的流量和額定壓力均滿足設(shè)計(jì)要求。由表4-1可知，最大功率出現(xiàn)在帶負(fù)載沖擊階段，由此時(shí)的液壓缸工作壓力和流量可算出此時(shí)液壓泵的最大理論功率。取泵的總效率為p=0.85，則液壓泵的實(shí)際功率，即所需電動(dòng)機(jī)功率為查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表22-1-28選用規(guī)格相近的Y132M1-6型三相異步電機(jī)，其額定功率為4.0KW，額定轉(zhuǎn)速為960r/min。按所選電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，液壓泵的最大理論流量為大于計(jì)算所需流量134L/min，滿足使用要求。 （2）濾油器：當(dāng)工作介質(zhì)被各種雜質(zhì)污染時(shí)，液壓元件和系統(tǒng)的可靠性將下降，壽命縮短。并造成液壓滑閥

49、閥芯的卡死，以及節(jié)留縫隙和其他小截面油道的堵塞等事故。另外，懸浮在工作油液中的污染微粒對(duì)一些具有分配窗口作用的刃邊起磨料作用，從而使遮蓋度逐漸減少，造成操作失靈。油液的污染還促使液壓本身的惡化變質(zhì)。所以，保持工作介質(zhì)的清潔度是很重要的。 濾油器在液壓系統(tǒng)中，就是濾除外部混入的或系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中內(nèi)部產(chǎn)生在液壓油中的固體雜質(zhì)，使液壓油保持清潔，延長(zhǎng)液壓元件使用壽命，保持液壓系統(tǒng)的工作可靠性。一般認(rèn)為75%以上的液壓系統(tǒng)故障是由于液壓油的污染所造成的。因此，過(guò)濾器對(duì)液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不可缺少的重要組成部分。 過(guò)濾是從液壓油中分離非溶性的固體威力的過(guò)程。它是在壓力差的作用下，迫使液壓油通過(guò)多孔介質(zhì)（過(guò)濾介質(zhì)），

50、液壓油中的固體微粒被截留在過(guò)濾介質(zhì)上，從而達(dá)到從液壓油中分離固體微粒的目的。由于濾油器裝在液壓泵的吸油管路上，為了保護(hù)液壓泵，要求通油能力大（為油泵流量的兩倍以上），阻力?。ú怀^(guò)0.01Mpa0.02Mpa）。高壓工況下一般多用精濾油器。因此查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第四卷表17-8-132 選擇紙質(zhì)過(guò)濾器型號(hào)為ZUH400X20FS，額定壓力為32Mpa，過(guò)濾精度為20m,流量為 400L/min。 （3）油箱：油箱在系統(tǒng)中的功能，主要是儲(chǔ)油和散熱，也起著分離油液中的氣體及沉淀污物的作用。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮： 1）油箱必須有足夠大的容積，以滿足散熱要求，停車時(shí)能容納液壓系統(tǒng)的所有油液，而工作時(shí)

51、又保證適當(dāng)?shù)挠臀灰蟆?2）為保持油液清潔，吸、排油口應(yīng)該放置過(guò)濾器，安裝位置便于拆卸和清洗。油箱應(yīng)有密封的頂蓋，頂蓋上應(yīng)設(shè)有帶濾油網(wǎng)的注油口，帶空氣過(guò)濾器的通氣口。有時(shí)通氣口和注油口可以通用。 3）吸油口及回油管應(yīng)插入最底油面以下，以防吸油管吸空和回油沖濺產(chǎn)生氣泡。管口一般與箱底、箱壁的距離不小于管徑的3倍。吸、回油口須斜切45并面向箱壁，這樣增大了回油和吸油截面，可有效的防止回油沖擊油箱底部的沉淀物，4） 吸、回油口距離應(yīng)該盡量遠(yuǎn)一些，中間設(shè)置隔板，將吸、回油口隔開，以增加油的循環(huán)時(shí)間和距離，增大散熱效果。并使油中的氣泡和雜質(zhì)有較長(zhǎng)時(shí)間的分離和沉淀，隔板的高度約為油面高度的2/3，另外還根

52、據(jù)需要在隔板上按裝過(guò)濾網(wǎng)。 5）為便于放油，箱底應(yīng)傾斜，在最底處，裝設(shè)放油塞或閥，以邊放油和污物能順利地從放油口留出。 6）油箱的底部距離地面150mm以上。以便于散熱、放油和搬移。為了防銹、防凝水，油箱內(nèi)部應(yīng)涂耐油防銹涂料。 7）油箱壁上應(yīng)該安裝油面指示器以及油箱上安裝溫度計(jì)等。8）為防止油泵吸空，提高油泵轉(zhuǎn)速，可設(shè)計(jì)充壓油箱。特別對(duì)于自吸能力較差的油泵而又無(wú)設(shè)輔助泵時(shí)，用充壓油箱能改善其自吸能力。一般充壓氣壓為70kPa。根據(jù)系統(tǒng)的具體條件，合理選用油箱的容積、形式和附件，以使油箱充分揮作用。油箱容積按下式估算V =式中；V油箱的有效容積； 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)字；高壓系統(tǒng)=1012 液

53、壓泵的額定流量V=12240=2880L根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-8-160選用AB40-02/3000油箱。 （4）單向閥：?jiǎn)蜗蜷y安裝在液壓泵的出口處以防止油液倒流。根據(jù)系統(tǒng)工作壓力、流量和壓力損失來(lái)選擇合適的單向閥。主要性能要求：1)正向最小開啟壓力,國(guó)產(chǎn)單向閥的開啟壓力有0.04MPa和0.4MPa，通過(guò)更換彈簧，改變剛度k 來(lái)改變開啟壓力的大小。 2）反向密封性好。 3）正向留阻小。 4）動(dòng)作靈敏。 應(yīng)用：主要用于不允許液流反向的的場(chǎng)合 1）單獨(dú)用于油泵出口，防止由于系統(tǒng)壓力突升油液倒流而損壞油泵。 2）隔開油路不必要的聯(lián)系。 3）配合蓄能器實(shí)現(xiàn)保壓。 4）作為旁路與其他閥組成復(fù)合閥。

54、5）采用較硬彈簧做背壓閥。因此查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第四卷表 17-7-134選擇S型單向閥型號(hào)為S25A0.0.5。額定壓力為31.5Mpa,流量為175L/min，通徑為25mm，壓力損失為0.05Mpa。 （5）溢流閥： 溢流閥用于防止系統(tǒng)壓力過(guò)載和保持系統(tǒng)壓力恒定。 對(duì)溢流閥的主要要求： 1） 調(diào)壓范圍大。 2） 調(diào)壓偏差小。 3） 壓力震動(dòng)小。 4） 動(dòng)作靈敏、燥聲小。5） 過(guò)流能力大根據(jù)系統(tǒng)工作壓力選擇溢流閥，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第四卷表17-7-16選B型先導(dǎo)式溢流閥，型號(hào)為BT-10-32，調(diào)壓范圍0.5-25Mpa最大流量為200L/min。（6）節(jié)流閥：節(jié)流閥是一種簡(jiǎn)單而又精

55、確地調(diào)節(jié)執(zhí)行元件速度的流量控制閥，完全關(guān)閉時(shí)它又是截止閥。根據(jù)系統(tǒng)工作壓力和流量來(lái)選擇節(jié)流閥，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第四卷表17-7-93 選擇DV 型節(jié)流截止閥，型號(hào)為DV-20，通徑為20mm，流量為200L/min,最大工作壓力為35Mpa。 （7）二位四通電磁閥：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版R2.0根據(jù)系統(tǒng)工作壓力選擇WE型電磁換向閥，型號(hào)為4WE10D10，最大工作壓力為31.5Mpa，通徑10mm。 （8）三位九通電磁閥：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版R2.0根據(jù)系統(tǒng)工作壓力選擇WE型電磁換向閥，型號(hào)為3WE10D10，最大工作壓力為31.5Mpa，通徑10mm。機(jī)器的液壓系統(tǒng)如圖1主要由10MCY14-1B軸向柱塞泵2、組合閥3、溢流閥3c