663 Y32-1000四柱壓機液壓系統(tǒng)設計

663 Y32-1000四柱壓機液壓系統(tǒng)設計,y32,四柱壓機,液壓,系統(tǒng),設計 摘 要本文主要論述了液壓設計。因為液壓是活塞式發(fā)動機和壓縮機的主要零件之一，其大頭孔與曲軸連接，小頭孔通過活塞銷與活塞連接，其作用是將活塞的氣體壓力傳送給曲軸，又收曲軸驅動而帶動活塞壓縮汽缸中的氣體。連桿承受的是沖擊動載荷，因此要求連桿質量小，強度高。所以在安排工藝過程時，按照“先基準后一般”的加工原則。連桿的主要加工表面為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結合面及螺栓孔定位面。 在夾具設計方面也要針對連桿結構特點比較小，設計應時應注意夾具體結構尺寸的大小等，最終就能達到零件的理想要求！關鍵詞: 液壓 變形 加工工藝 夾具設計AbstractThe diesel connecting rod treating handicraft the main body of a book has been discussed mainly and their grip design. Because of the connecting rod is one of dyadic engine of piston and main compression engine part, whose larger end hole and crank shaft link up , the small head hole links up by the wrist pin and the piston , whose effect is that the piston gas pressure is transmitted to the crank shaft , collect crank shaft gas in driving but setting a piston in motion to compress a cylinder. Being that the pole bears pounds a live load , request connecting rod mass is minor therefore , the intensity is high. Therefore when arranging procedure for, according to "first the criterion queen-like " treating principle. The connecting rod main part processes a surface being that head hole and both ends big or small are weak, more important faying face and bolt hole locating surface being the connecting rod body and cover treating outside. Also should be comparatively small specifically for connecting rod structure characteristic in the field of grip design , design that the size should pay attention to gripping the concrete structure dimension of the season waits, the ideal being therefore likely to reach a part ultimately demands!Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device第一章 引言………………………………………………………………………11.1 數控機床的特點………………………………………………………11.2 設計采用的方法……………………………………………………1第二章 分度盤的加工與編程……………………………………………………22.1 加工任務分析………………………………………………………22.2 工藝處理……………………………………………………………42.2.1 毛坯準備…………………………………………………………42.2.2 裝夾…………………………………………………………42.2.3 工藝設計…………………………………………………………52.3 數控刀具……………………………………………………………72.4 宏程序編程………………………………………………………92.5 模擬仿真……………………………………………………………112.5.1 定義機床…………………………………………………………112.5.2 定義毛坯…………………………………………………………122.5.3 選擇夾具…………………………………………………………142.5.4 安裝工件…………………………………………………………162.5.5 定義刀具…………………………………………………………172.5.6 建立工件坐標系…………………………………………………172.5.7 輸入代碼—輸入宏程序代碼進行準備模擬……………………172.5.8 空運行…………………………………………………………182.5.9 模擬加工…………………………………………………………202.5.10 模擬三維工件和刀具…………………………………………23第三章 3 機械手液壓系統(tǒng)機構設計計算………………………………………… 243.1 負載分析…………………………………………………………………………… 253.2 液壓馬達的負載…………………………………………………………………283.3 執(zhí)行元件主要參數的確定…………………………………………………………303.4 計算液壓缸各工作階段的工作壓力、流量、功率………………………………363.5 擬定液壓原理圖……………………………………………………………………373.6 選擇液壓元件……………………………………………………………………383.7 液壓缸基本參數的確定……………………………………………………………403.8 液壓缸結構強度計算和穩(wěn)定校驗…………………………………………………423.9 液壓傳動用油的選擇……………………………………………………………434.1 驗算系統(tǒng)液壓性能………………………………………………………434.2 液壓系統(tǒng)發(fā)熱和溫升驗算……………………………………………………434.3 濾油器的選擇………………………………………………………………………44結論 ………………………………………………………………………… 45參考文獻………………………………………………………………………………………46第一章 引言1.1 數控機床的特點在數控技術中，所謂的加工程序，就是把零件的加工工藝路線、工藝參數、刀具的運動軌跡、切削參數以及輔助動作等，按照數控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把程序中的內容通過控制介質或直接輸入到數控機床的數控裝置中，從而控制機床加工零件。 數控編程分為手工編程和自動編程。手工編程是從零件圖樣確定工藝路線，計算數值和編寫零件加工程序單，制備控制介質到校驗程序都由人工完成。對于形狀簡單零件的加工，計算比較簡單，程序較短，采用手工編程可以完成，但對于形狀復雜的零件，特別是具有非圓曲線，列表曲線的零件，用手工編程相當困難，必須用自動變成完成.自動編程是編程人員根據加工零件圖紙要求，進行參數選擇和設置，由計算機自動地進行數值計算，后置處理，編寫出零件加工程序單，直至將加工程序通過直接通信的方式進入數控機床，控制機床進行加工。隨著數控技術的發(fā)展，數控機床得到了廣泛的應用。目前，在機械行業(yè)中，單件小批量生產所占有的比例越來越大。這對工件的加工要求也提高了，目前在數控加工中比較廣泛的應用了手工編程，它是按照事先編制好的加工程序，根據加工程序自動的對被加工零件進行加工，我們把零件的加工工藝路線，工藝參數，刀具軌跡，切削參數以及輔助功能，按照數控機床規(guī)定的指令代碼及編寫成的加工程序單，然后輸入到數控機床中，從而控制機床完成對零件的加工，但這種手工編程只能加工一些簡單的面。面對具有復雜曲面的點位關系是無法完成的。例如在分度盤的加工過程中，孔的數量相當多，而且加工精度要求高，在加工中還有很多變量，一般編程很難完成，但我們可以采用宏程序來完成。宏程序結構類似于計算機高級語言，可以實現(xiàn)變量的算術運算，邏輯運算和條件轉移等操作。它可以很輕松的完成分度盤的加工。1.2 設計采用的方法本設計采用宏程序進行加工程序的編制，在分度盤的實際運用中比較適用，在運用過程中還可以采用算術運算和邏輯運算，能夠多次轉移和循環(huán)，極大的簡化了我們的操作過程，與普通加工相比，也減輕了編程人員的勞動強度和工作時間。在這次設計分度盤的過程中，我們要感受到計算機在工業(yè)生產中的重要輔助作用。有些復雜的曲面和多孔零件在加工中必須要通過電腦軟件的幫助才能完成工件的加工，人工計算是很難得到的，而通過自動編程和宏程序就可以簡單快速的完成。通過這次畢業(yè)設計，使我能更熟練的應用宏程序進行設計、加工等。第二章 分度盤的加工與編程2.1 任務分析在加工編程前，必須按照加工工藝要求先對該零件進行詳細的加工工藝分析，這是編程人員編輯程序的重要依據之一。由于分度盤的加工較復雜，如果用普通機床加工，必須先進行人工畫線，打樣沖，鉆孔，再擴孔等工藝，而操作過程中需要人為干涉，不僅費時而且誤差較大，使其加工精度底，產品質量不高，同時生產效率也大大降低。分度盤示意圖如圖一所示：圖 一 分 度 盤采用數控機床加工，因數控機床對工件的加工是按事先編好的程序自動完成的，工件加工過程中不需要人為干涉，加工完成后自動停止，消除了操作者人為產生的誤差，提高了加工精度高，同時也減少了劃線，打樣沖等時間，提高了生產效率。數控加工編程分為自動編程和手工編程，手工編程無法完成具有較多變量的加工，而宏程序可以完成有較多變量的編程，所以我們選擇了宏程序編程，它是一固定功能，避免多次編程的繁瑣，減少了編程時間，提高了加工效率，并且其結構類似于計算機高級語言，可以實現(xiàn)變量的算術運算，邏輯運算和條件轉移等操作。按照工件的加工及實際應用的基本要求，可以將該工件的加工主要分為三個部分：外輪廓加工：外輪廓加工主要完成將工件毛坯加工到需要的尺寸精度，外輪廓加工一般需要經過粗加工、半精加工、精加工等步驟才能達到需要的精度要求。由于本設計的分度盤零件對外圓沒有加工要求，因此這里只進行了一次加工，即能滿足實際要求。上表面加工：由于需要在上表面上進行大量的孔加工，再加上鉆削過程中所產生的切削抗力較大以及較大的振動，因此在孔加工之前需要將上表面加工光整?？准庸ぃ嚎准庸な潜驹O計的一個重點加工部位，本設計采用了兩個子程序的辦法來完成該加工，并作出了一個標準孔加工宏程序，在設計中通過反復調用即可完成。在調用宏程序時，只要改變其中任意一個參數，就可完成不同厚度，不同大小，不同孔數的分度盤或類似扇形的分度盤多孔的加工。在孔加工中，主要經過了中心鉆鉆引入孔、麻花鉆鉆底孔等步驟。2.2 工藝處理由于加工分度盤較復雜，精度要求高，所以選擇數控加工中心進行加工，這就可以保證較高的加工精度并滿足加工要求。加工中心加工選擇定位基準的基本要求：1、所選基準與各加工部位見的各個尺寸計算簡單。2、保證各項加工精度。3、選擇定位基準應遵循的原則：盡量選擇分度盤的設計基準為準，選擇設計基準做為定位基準不僅可以避免因基準不重合而引起的定位誤差，保證加工精度，可以簡化程序編制。當在加工中心上無法同時完成包括設計基準在內的全部表面加工時，要考慮所選擇基準定位后，一次裝夾能夠完成全部關鍵精度部位的加工。由于加工分度盤較復雜，精度要求高，所以選擇數控加工中心進行加工，這就可以保證較高的加工精度并滿足加工要求。2．2．1 毛坯準備毛坯如圖二所示：圖二 毛坯示意圖2．2 ．2 裝 夾對夾具的基本要求：夾緊結構或其他元件不得影響進給，加工部位要敞開。為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面在外，夾具要開敞。為保持分度盤安裝方位與機床坐標系及編程坐標系方向的一致性，夾具應能保證在機床上事項定向安裝，還要求能使零件定位面于機床之間保持一定的坐標聯(lián)系。夾具的剛性和穩(wěn)定性要好，在考慮夾緊方案時，夾緊力應靠近主要支撐點或在支撐點所組成的三角形內，靠近切削部位及剛性好的地方，盡量不要在被加工孔的上方。加工中心夾具的選擇要根據零件精度等級，結構特點，產品批量及機床精度等情況綜合考慮。在單件生產或產品研制中，應廣泛采用通用夾具。我們在這次分度盤的設計中所選用的是通用夾具三爪卡盤。為使其定位和裝夾準確可靠，由于毛坯中已經有中心空，不需要再加工中心孔。所以我們只需要限制零件的 X 軸的移動與轉動，Y 軸的移動與轉動，Z 軸的移動就可以保證零件的定位精度要求。能滿足這種要求的夾具就是三1、08F 低碳鋼材料2、淬火后回火至 HRC40-50爪卡盤，所以采用三爪卡盤進行定位安裝，數控加工工件和零件設定，見表一：表 一 工 件 安 裝 卡 片零件圖號 J30102-4 工序號零件名稱 分度盤 數控加工工件安裝卡片 裝夾次數 一次裝夾零件 分度盤鉆銑夾具 GS53-61編制（日期） 審核（日期） 批準（日期） 第 1頁 表 一 三爪卡盤 00102007/6/20 2007/6/20 共 4頁 序 號 夾具名稱 夾具圖 號2．2．3 工藝設計先對零件毛坯在熱處理，熱處理可以減少加工過程中內應力的產生，提高加工精度。然后再進行粗加工，為數控銑削加工工序提供了可靠的工藝基準，用三爪卡盤裝夾零件時，零件的各孔，外圓，及端面均留 0.2mm~0.5mm粗加工余量，經調質處理后對零件的內孔進行半精銑加工，外圓及端面均留1.0mm~2.0mm 余量，其中數控加工工藝卡片詳見表二：表 二 工 序 卡產品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 單位 數控加工工序卡片 FW300 分度盤 車 間 使用設備 數控車間 DA4565 工藝序號 程序編號 005 N0110 夾具名稱 夾具編號 三爪卡盤 HA2313 工步號 工 步 作 業(yè) 內 容 加工面 刀 具 號 刀 補 量 主軸轉速 進給速度 背吃刀量 備注 1 銑輪廓 X，Y T01 5mm 1200 0.3 0.5 2 銑平面 XY T02 10 1200 0.3 0.53 銑平面 XY T03 25 1800 0.3 0.5 4 鉆孔 Z T04 20 600 0.2 0.5 5 倒角 Z T05 20 1600 0.2 0.5 6 絞孔 Z T06 20 230 0.2 0.5 編制 楊 闖審核 批準 07 年 6 月 20 日共4 頁 第2 頁 2.3 數控刀具刀具是機械制造系統(tǒng)中重要的組成部分之一，機械工業(yè)的生產過程中要涉及大量的金屬切削。數控機床于普通機床相比較，對刀具提出了更高的要求，不僅要精度高，剛性好，裝夾調整方便，而且要求切削性能強，耐用度高，因此數控加工中刀具的選擇是非常重要的內容，刀具選擇合理于否不僅影響機床的加工效率，而且還直接影響加工余量，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力，工序內容，工件材料等多中因素。數控刀具通常應考慮的因素有：（1）被加工工件的材料及性能，如材料的硬度，耐磨度，韌性。（2）切削工藝的類別。（3）加工的幾何形狀，零件精度，加工余量等因素。（4）要求刀具能承受的背吃刀量，進給速度，切削速度等切削參數。銑刀主要參數的選擇：粗銑時，銑刀直徑要小些，因為粗銑切削力大，選小直徑銑刀可減少切削按扭；精銑時，銑刀直徑要大些，盡量包容工件整個加工寬度，一提高加工精度和效率并減小相鄰兩次刀具的接刀痕跡。根據工件的材料，刀具材料及加工性質的不同來確定銑刀的幾何參數。刀柄的選擇是根據零件的加工工藝，盡量選用加工效率較高的刀柄和刀具，選用模塊式刀柄或復合刀柄要綜合考慮。1、由于分度盤的加工精度要求較高、并且加工過程需要進行多次換刀，因此對刀具的要求十分嚴格，刀具安裝時，一般要在機外對刀儀上預先調整刀具直徑和位置，這樣才能保證刀具的安裝精度要求。刀具卡反映了刀具編號和材料等。它是組裝刀具和調整刀具的依據，詳見表三：表 三 數 控 銑 削 刀 具 卡 片零件圖號 J30102-4 使用設備刀具名稱 銑刀 數 　控　 刀 　具 　卡 　片 加工中心刀具編號 T13006 換刀方式 自動 程序編號 O0001編號 刀具名稱 規(guī)格 數量 備注7013960 拉釘 1刀具 390．140-5063050 刀柄 1391．35-4063110M 銑刀桿 1448S-405628-11 銑刀體 1組成 TRMR110314-21SIP 銑刀頭 1拉釘 刀柄 銑刀桿 銑刀體 銑刀頭編制 楊 闖 審校 批準 共 4 頁 第 3 頁2、分度盤加工中所用刀具和刀具尺寸、半徑長度補償。如表四：文字說明？？表 四 刀 具 卡 片序號 刀具編號 刀具名稱 尺寸 半徑補償 長度補償1 T01 輪廓銑刀 d10mm 5mm 20.957mm2 T02 盤銑刀 d180mm 90mm 45.527mm3 T03 盤銑刀 d170mm 85mm 27.820mm4 T04 鉆頭 d5.8mm 2mm 30.080mm5 T05 倒角銑刀 d10mm 2.5mm 68.536mm6 T06 絞刀 d6mm 3mm 12.535mm2．4 程序編制宏程序是數控加工編程的特殊功能。FANUC 6M 數控系統(tǒng)變量表示形式為# 后跟 1～4 位數字，變量種類有三種：（1）局部變量：#1～#33 是在宏程序中局部使用的變量，它用于自變量轉移。(2) 公用變量：用戶可以自由使用，它對于由主程序調用的各子程序及各宏程序來說是可以公用的。#100～#149 在關掉電源后，變量值全部被清除，而#500～#509 在關掉電源后，變量值則可以保存。(3) 系統(tǒng)變量：由 # 后跟 4 位數字來定義，它能獲取包含在機床處理器或 NC 內存中的只讀或讀/寫信息，包括與機床處理器有關的交換參數、機床狀態(tài)獲取參數、加工參數等系統(tǒng)信息。根據宏程序編制程序程序，先經過輪廓加工，再加工表面，最后進行鉆孔加工。本設計主要靠調用子程序來進行加工，先進行三次輪廓銑削，再進行兩次平面加工，然后再經過三次鉆孔，從而完成分度盤的加工。具體流程圖如圖三所示。下面就根據圖三的流程圖進行詳細的程序設計。1、主程序文字說明？？圖三 流程圖O0001；#101=300； X 坐標#102=-150；Y 坐標#103=340；Y 坐標#104=3；Z 坐標#105=140；X 坐標N0005 G92 X0 Y0 Z100；； 建立機床坐標系N0010 M03 S360 ； 主軸旋轉N0015 G65 P0002 A01 ； 調用子程序 N0020 G42 G00 X [#101] Y [#102]；Z [#104]； 建立刀具半徑補償N0025 G65 P0003 D-5 E-150 F0； 調用子程序銑輪廓D-10；D-12；N0030 G40 G00 X[#101] Y[#102]；， 快速定位N0035 G65 P0002 A02；N0040 G00 X[#105] Y[#102]；N0045 Z[#104]；N0050 G65 P0004 A-1.5 C[-#103] D[-#105] V[#104]；粗銑平面N0055 G65 P0002 A03 ；N0060 G00 Z[#104] ；N0065 G65 P0004 A-2 C[-#103] D[-#105] V[#104]； 精銑平面N0070 G65 P0002 A04 ； 換刀N0075 G00 Z[#104]；N0080 M98 P1002； 鉆孔 5.8mmN0085 G49 G00 Z[#104] 取消刀具長度補償N0090 G65 P0002 A05；N0095 G00 Z [#104]；N0100 M98 P1002； 倒角N0105 G49 G00 Z[#104]；N0110 G65 P0002 A06；N0115 M98 P1002； 絞孔 6mmN0120 G49 G 00 Z[#104]；N0125 G92 X0 Y0 Z100；N0130 M302、換刀子程序因為在加工中需要調用多把刀具，因此這里編制一換刀子程序以簡化編程。另外，該子程序作為標準字程序，也可作為在加工其他零件是調用，這是對加工中心編程中比較重要的一個子程序。O0002；N0010 #111=#1 ；變量 N0020 T[#111]；刀具號N0030 G28 Z50 N0035 M06；換刀N0040 G29 X0 Y0；N0050 G43 Z20 H01； 長度補償N0060 M99；3、銑輪廓子程序這是本設計編制的銑削圓形輪廓類零件的子程序，這一程序同樣可以用于以后任何圓形輪廓的銑削。O0003；N0010 #112=#7；Z 坐標（銑削深度）N0020 #113=#8；X 坐標N0030 #114=#9；Y 坐標N0040 G01 Z[#112] F0.2；N0050 Y0；N0060 G03 X0 Y0 I[#113] J [#114] F0.2； 銑外圓N0070 G49 G00 Z3 ；N0080 M99；4、銑平面子程序 這是本設計編制的銑削平面零件的子程序，這一程序同樣可以用于以后任何大小平面的銑削。O0004；N0010 #115=#1；銑削深度N0020 #117=#3；N0030 #118=#7；N0060 #121=#22；退刀高度N0070 G01 Z[#115]；N0080 Y [#117]；N0090 X [#118]；N0100 Y[-#117]；N0110 X[-#118]；N0120 G49 G00 Z [#121] ； N0130 M99；5、鉆孔子程序該鉆孔程序通過 G65 調用標準孔加工宏程序（ O1003） ，以后在加工同類零件進行加工時，只需要修改其中的孔深、孔數、分布半徑、起始/中止角度等即可。O1002；N0010 G65 P1003 Z－12 D0 B140 V360 U43 ；Z 孔深，D 起始角，B 半徑，V 終止角，U 孔數 N0020 B130 U42；N0030 B120 U41；N0040 B110 U39；N0050 B100 U38；N0060 B90 U37；N0070 B80 U34；N0080 B70 U30；N0090 B60 U28；N0100 B50 U25；N0110 B40 U24； N0120 M99；6、孔加工宏程序本設計完成孔加工宏程序，可作為一個加工中心的標準子程序，為以后加工同類零件提供編程方便。O1003；N0010 #100=0；X 坐標N0020 #101=0；Y 坐標N0030 #109=#26；Z 坐標N0040 #102=#7；起始角N0050 #103=#2；半徑N0060 #105=#22；終止角N0070 #106=#21；每一圈的孔數N0080 #104=[#105－#102]/#106 ；兩孔之間的夾角N0110 #100=#103*COS[#102]；孔的 X 坐標N0120 #101=#103*SIN[#102]；孔的 Y 坐標N0130 G81 X[#100] Y[#101] Z[#109] R3 F0.3； 鉆孔循環(huán)N0140 #102=#102+#104； 角度增加N0150 #110=#106-1；N0160 IF[#106GT#110] GOTO 0110； #106>#110 條件轉移N0170 M99；2．5 模擬仿真零件的數控加工程序完成后，我們需要對零件的的加工走刀軌跡有個大致了解，采用模擬軟件就可以解決問題了。我們可以清楚的知道刀具的走刀軌跡和零件的成型狀況。目前我們普遍采用斯沃 6.0 軟件進行加工模擬，此軟件能夠根據所選擇的機床以及所定義的刀具毛坯，然后輸入宏程序進行自動化模擬仿真，能夠讓我們清楚的看見刀具路徑和零件的成型情況，此軟件能夠讓我們掌握現(xiàn)實機床中所遇見的所有問題，避免我們在現(xiàn)實操作著中冒的風險，所以我們在這次畢業(yè)設計中選擇了此軟件來模擬仿真， 具體操作過程如下：2．5．1 定義機床運用北京第一機床廠 XKA714\ B 的 FANUC0I 系統(tǒng)進行模擬加工。 性能、技術要求？2．5．2 定義毛坯圓柱形 08F 低碳鋼材料，高為 90mm，直徑 305mm 的毛坯，如圖四所示： 圖四 定義毛坯2．5．3 選擇夾具用長為 75mm，高 50mm，寬 25mm 的三爪卡盤裝夾工件，如圖五所示：圖五 夾具2．5．4 安裝工件對高為 90mm，直徑為 305mm 的毛坯進行安裝，如圖六所示：圖六 安裝工件2．5．5 定義刀具本設計選擇了直徑為 10mm 的輪廓銑刀，直徑為 180mm 和 170mm 的盤銑刀和直徑為 4mm、5mm、6mm 的鉆頭加工。2．5．6 建立工件坐標系由于分度盤的加工要求較高，為了提高零件的加工精度，在刀具安裝時，需要進行對刀，對刀時，先把工件毛坯裝夾在工作臺夾具上，用手動方式分別回 X 軸，Y 軸和 Z 軸到機床參考點。將百分表安裝在刀柄上，移動工作臺使主軸中心軸線大約移到工件的中心，在使百分表的觸頭接觸工件的外圓周，用手慢慢轉動主軸觀察百分表指針的偏移情況，慢慢移動工作臺的 X 軸和 Y軸，反復多次后，若轉動主軸時百分表的指針基本在同一位置，這時主軸的中心就是 X 軸和 Y 軸的原點。在將機床工作方式轉換成手動數據輸入方式，輸入并執(zhí)行程序段“G92 X0 Y0 ”。這時刀具中心 X 軸坐標和 Y 軸坐標已設定好，都為零。Z 軸的坐標值同理可得。這樣就可以通過對刀建立設置工件坐標系。2．5．7 輸入代碼——輸入宏程序代碼進行準備模擬根據分度盤的所編程序輸入代碼，如圖八：圖八 輸入代碼2．5．8 空運行在程序完成后，利用模擬仿真軟件進行加工，但是在沒有工件的前提下，掌握了工件的加工路徑，進行的完整的運行過程。2．5．9 模擬加工運用宏程序所編程序和模擬加工軟件進行模擬加工。作用是可以預先知道工件的加工路線，可以預先看到會出現(xiàn)什么問題。例如，在加工中出現(xiàn)了撞刀，加工路線的錯誤等。2．5．10 模擬三維工件和刀具利用宏程序編程后模擬加工后的分度盤三維實體和刀具，如圖九所示：圖九 分度盤三維實體3 機械手液壓系統(tǒng)機構設計計算3．1 負載分析3．1．1 載荷的組成和計算如圖 1 表示一個以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計算簡圖。各參數標注圖上，其中 Fw 是作用在活塞桿上的外部載荷，F(xiàn)m 是活塞與缸壁以及活塞桿遇導向套之間的密封阻力。作用在活塞桿上的外部載荷 Fg，導軌的摩擦力 Ff 和由速度變化而產生的慣性力 Fa。圖 3-1 液壓缸受力簡圖（1）工作載荷 Fd常見的工作載荷有作用于活塞桿上的重力、切削力、擠壓力等，這些作用力與活塞的運動方向相同為負相反為正。（2）導軌摩擦載荷 fF摩擦阻力是指液壓缸驅動工作機構工作時所克服的機械摩擦阻力，對于機床來說，即導軌摩擦阻力，其值與導軌的形式，放置情況和運動狀態(tài)有關。在機床上經常使用的平導軌和 V 型導軌水平放置。對于平道軌＝f× fFn（3-1）對于 V 型導軌＝f× /sin（Φ/2） fn（3-2）式中 Fn——作用在導軌上的法向力 Φ——V 型導軌夾角f——導軌摩擦因數圖 3-2 平導軌圖 3-3 V 型導軌本課題采用平軌，故：＝f×fFnf 取滑動導軌（材料鑄鐵對鑄鐵）低速（v10cm 滿足最底速度的要求。223.4 計算液壓缸各工作階段的工作壓力，流量，功率根據液壓缸的負載圖和速度圖以及液壓缸的有效面積，可以算出液壓缸工作過程各階段的壓力，在計算時工進時的背壓力按 Pb＝8×10 Pa 代入，快退時5按Pb＝5×10 Pa5代入公式和計算結果如下表：表 3-1 各工作階段的工作壓力，流量，功率工作循環(huán) 計算公式 負載 進油壓力 回油壓力 所需流量 輸入功率F(N) P (Pa)JPn (Pa) L/min P(KW)差動快進 Pj＝ 21ApF???q＝v(A1 －A2)P＝P jp550.2 8.5×10 513.5×10 512.5 0.174工進 jqjPVAbF??12479.1 38.5×10 58×10 50.32 0.021快退 2Fbj?jqPVA?2408 13.1×10 55×10 512.9 0.218注：1.差動連接時，液壓缸的回油口到 進油口之間的壓力損 失 ΔP＝5×10Pa，而Pn＝P ＋ΔPj2．快退時，液壓缸有桿腔進油。壓力為 P ，無桿腔回油，壓力為 Pn。j3.5 擬定液壓系統(tǒng)原理圖3.5.1 選擇液壓基本回路1．確定調速方式及供油形式在液壓缸的初步計算前，已經確定了采用調速閥的進口節(jié)流調速，因此相應采用開式循環(huán)系統(tǒng)，這種調速回路具有較好的低速穩(wěn)定性和速度負載特性。2．快速運動回路和速度換接回路根據本設計的運動方式和要求，采用差動連接和雙泵供油，兩種快速回路來實現(xiàn)快速運動，即快進時，由大小泵同時供油，液壓缸實現(xiàn)差動連接。采用二位三通電磁閥的速度換接回路，控制由快進轉為工進，與采用行程閥相比，電磁閥可直接安裝在液壓站上，由工作臺行程開關控制，管路較簡單，行程大小餓容易調整，另外采用液壓控制順序閥與單項閥來切斷差動油路，因此速度換接回路為形成和壓力聯(lián)合控制形式。3．換向回路選擇本系統(tǒng)對換向的平穩(wěn)性沒嚴格的要求，所以選用電磁換向閥的換向回路。為提高換向的位置精度，采用壓力繼電器的行程終點反程控制。3.5.2 組成液壓系統(tǒng)將選定的液壓回路進行組合，并做出休整，即組成液壓系統(tǒng)圖。3.6 選擇液壓元件3.6.1 選擇液壓泵液壓系統(tǒng)的工作介質完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調速系統(tǒng)一般用定量泵供油，再無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經溢流閥流回油箱，溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調速系統(tǒng)多數是采用變量泵供油。對長時間所需油量較小的情況，可增設蓄能器作輔助油源。工進階段液壓缸工作壓力最大。若取壓力損失 ＝5×10 Pa 壓力繼??p5電器可靠動作需要壓力差為 5×10 Pa 液壓泵最高工作液壓可按：5 aapP 8.410)58.3(101 ?????????因此泵的額定壓力可取Pa556.42.?ar p工進所需的流量最小是 0.32L/min，設備流量最小流量為 2.5L/min，則小流量泵的流量按公式 即max1qkp?＝2.85L/minin/)5.23.0(L???快進快退時液壓缸所需的最大流量是 12.9L/min，則泵的總流量為：i/.149.qp?即大流量泵的流量： min/35.in/)85.2(12 LLpp??根據上面計算的壓力和流量，查產品樣本選用 YB-4/12 型的雙聯(lián)葉片泵，該泵的額定壓力為 6.3MP，額定轉速為 960r/min。3.6.2 電動機的選擇系統(tǒng)為雙泵供油系統(tǒng)，其中小泵 1 的流量為： smsmqp /1067./)60/4( 3231 ??????大泵的流量為： ss/./)/( 3532 ??差動快進快退時兩個泵同時向系統(tǒng)供油，工進時，小泵向系統(tǒng)供油，大泵卸載，下面計算三個階段所需要的電動機功率 P 。01.差動快進差動快進時，大泵 2m 出口油經單向閥與小泵匯合，然后經單向閥 2，三位五通閥 3，二位三通閥 4 進入液壓缸大腔，大腔的壓力 查樣aPj81105.??本可知，小泵的出口壓力損失 ，于是計算可得小泵的出口壓力Pa510.???（總效率 ） ，大泵出口壓力 （總效率aP510??.1?ap52.4） 。電動機效率為：.2? ?? 463)5.01.145.0673( 3321 ??????? ??qpP2．工進考慮到調速閥所需最小壓力 壓力繼電器可靠動作所需壓力差aP51???因此工進時小泵的出口壓力 而aP5210??? aP5211 108.4????大泵的卸載壓力取 （小泵的總效率 ）a520?? 3.,56.02??大 泵 總 效 率電動機功率： ?? 96)51.085.01671.6( 33212 ?????? ??qP綜合比較 快退時所需功率最大，因此選用 Y90l-6 異步電動機，電動機功率 1.1KW，額定轉速910r/min.3.6.3 選擇液壓閥根據液壓閥在系統(tǒng)中最高的工作壓力與通過的最大流量，可選出這些元件的型號及規(guī)格，本設計中所有閥是壓力為 63×10 額定流量根據通過的流量5aP是確定為 10L/min，30L/min 和 63L/min 三種規(guī)格。表 3-2 液壓閥的流量、型號和規(guī)格序號元件名稱通過流量（L/min）vQ額定流量（L/min）n額定壓力（MPa）p額定壓降（MPanA）型號、規(guī)格1 過濾器 34.8 63 1.6 0.07 XU-A63×502 單向閥 34.8 30 6.3 0.1mm） 、普通的（d>0.01mm） 、精的（d>0.005mm） 、特精的（d>0.001mm） 。不同的液壓系統(tǒng)，對濾清器的過濾精度要求如下表：表 4-1 濾清器的過濾精度要求系統(tǒng)類別 潤滑系統(tǒng) 傳動系統(tǒng) 隨動系統(tǒng) 特殊要求系統(tǒng)壓 力(Pa) 0--25 ≤70 >70 ≥350 ≤210 ≤350顆粒度（mm）≤0.1 ≤0.025-0.05 ≤0.025 ≤0.005 ≤0.005 ≤0.0012. 能滿足液壓系統(tǒng)對過濾能力的要求濾油器的過濾能力，是指在一定壓差下，允許通過濾油器的最大流量。一般用濾油器的有效過濾面積（濾芯上能通過的油液的總面積）來表示。對濾油器過濾能力的要求，應結合濾油器在系統(tǒng)中的安裝位置來考慮。如安裝在液壓泵吸油管路上的濾油器，其過濾能力應為液壓泵流量的兩倍以上。3. 濾油器的材料應具有一定的機械強度，保證在一定的工作壓力下不會因液壓力的作用而受到破壞4. 在一定的工作溫度下，應能保證性能穩(wěn)定，有足夠的耐久性5. 有良好的抗腐蝕能力6. 結構盡量簡單，尺寸緊湊7. 便于清洗維護，便于更換濾芯8. 造價低廉4.3.2 濾油器的種類濾油器按過濾精度分粗、普通、精、特精四類。濾油器還可按濾芯的結構分類1. 網式濾油器，油液流經此濾油器時，由濾網上的小孔起濾清作用。2. 線隙式濾油器，濾芯由金屬絲繞制而成，依靠金屬絲間的微小間隙來過濾混入油液中的雜質。3. 紙質濾油器，濾芯為多層酚醛樹脂處理過的微孔濾紙，由微孔濾掉混入油液中的雜質。4. 磁性濾油器，依靠永久磁鐵，利用磁化原理來濾除混入油液中的鐵屑。5. 燒結式濾油器，濾芯為顆粒狀青銅粉末等金屬粉末壓制燒結而成，利用顆粒之間的微孔濾去混入油液中的雜質。6. 不銹鋼纖維濾油器，濾芯為不銹鋼纖維壓制制成，由纖維絲之間的間隙濾掉混入油液中的雜質，這種濾油器的過濾精度高，可承受 200bar 的壓差，可以清洗，但因為濾芯價格昂貴，一般液壓系統(tǒng)并不采用，只推薦在高壓伺服系統(tǒng)中應用。7. 合成樹脂濾油器，濾芯由一種無機纖維經液態(tài)樹脂浸滯處理制成。由于微孔很小、牢度很大，因此過濾精度高，且能承受 210bar 的壓差。4.3.3 線隙式濾油器如圖 4-1 所示，線隙式濾油器的濾芯由銅絲（d=0.4mm）繞成，依靠銅絲間的微小間隙來濾除混入油液中的雜質。線隙式濾油器分為壓油管路用線隙式濾油器和吸油管路用線隙式濾油器兩種。圖 4-1 線隙式濾油器圖示為壓油管路用線隙式濾油器，有外殼 1；當用于吸油管路時不用外殼，濾芯部分 2 直接進入油液中。壓油管路用線隙式濾油器的過濾精度分 0.03 mm和 0.08mm 兩類，壓力損失小于 0.6bar；吸油管路用濾油器的過濾精度分0.05mm 和 0.1mm 兩類，壓力損失小于 0.2bar。線隙式濾油器結構簡單，通油能力大，過濾精度比網示濾油器高，缺點是不易清洗，一般用于低壓回路或輔助回路。4.3.4 濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置和維護安裝位置濾油器的連接形式有板式、管式和法蘭式三種，可以安裝在液壓泵的吸油管路上、壓油管路上、回油路上、輔助泵的輸油路上、支流管路上或單獨過濾。本課題中濾油器安裝在液壓泵的吸油管路上，如圖 4-2 ，將粗濾油器裝在液壓泵的吸油管路上，主要目的是保護液壓泵免遭較大顆粒雜質的直接傷害。為了不置影響液壓泵的吸油能力，裝在吸油管路上的濾油器的通油能力應大于液壓泵流量的兩倍。濾油器應經常清洗，以免過多增加液壓泵的吸油能力。圖 4-2 濾油器安裝位置結論畢業(yè)設計以接近尾聲，這次的畢業(yè)設計使我學到了很多的知識，并且為以后的學習和工作打下了堅實的基礎。同時也感受到了宏程序獨特的功能。集中體現(xiàn)了我對綜合知識的運用和對宏程序的編程中的具體運用。在設計分度盤的過程中，我感受到計算機在工業(yè)生產中的重要輔助作用。有些多孔零件在加工中必須要通過電腦軟件的幫助才能完成工件的加工，人工計算是很難得到的，而通過宏程序就可以簡單快速的完成。通過這次畢業(yè)設計，使我能熟練的應用宏程序進行設計、加工等。在工藝分析和編程完成以后，再進行仿真、刀具軌跡生成等。刀具軌跡生成后便采用快速模擬加工，當確認加工過程正確、無干涉、碰撞后， 利用系統(tǒng)提供的自動加工處理，把所設定的參數、指令代碼輸入數控系統(tǒng)中。在這次設計中我也還有許多缺點，還要進一步的進行改正。在這次設計中我學到了我平時在課堂學不到的東西，這接合我們的理論知識和我們的實際操作能力，當然這一切都和我的指導老師有著密切的關系，如果沒有他們的教導我也不可能有這樣多的收獲，也不能順利的搞好這次的畢業(yè)答辯，在此表示深深的感謝。 參考文獻1．嚴烈.Mastercam8 模具設計超級寶典，冶金工業(yè)出版社，2000.2．柳迎春.Master cam v8.1 高手指路 ，清華大學出版社，2002.3．全國數控培訓網絡天津分中心.數控編程，機械工業(yè)出版社，2004. 4．何滿才.MastercomX基礎教程，人民郵電出版社，2006.5. 郭肇強 杜智敏 何華妹.MastercomV10 塑料注射模具制造實例，機械工業(yè)出版社，2005.6. 劉瑞新 汪遠征.Visual Basic 6.0 程序設計 機械工業(yè)出版社，2000，10.7. 許紅海.數控機床刀具及其應用，化學工業(yè)出版，2005，8.8．劉秋月.銑削加工防真系統(tǒng)中刀具數據庫的建立與研究，天津大學，2005.9. 劉思濤.趙耀峰，Visual Basic 6.0 編程技巧與實例分析，中國水利出版社，1993.10. 王風蘊 張超英.數控原理于典型數控系統(tǒng)，高等教育出版社，2003.11. 趙長明 劉萬菊.數控加工工藝，高等教育出版社，2003.12．姬文芳.機床夾具設計，航空工業(yè)出版社，1994.13．許影.機械加工工藝手冊，機械工業(yè)出版社，2003. 14．王愛玲.現(xiàn)代數控機床結構與設計，兵器工業(yè)出版社，1999.15. 于俊一.機械制造技術基礎，機械工業(yè)出版社，2003.16. 陳世鐘.刀具工程師手冊，黑龍江科技技術出版社，2004. 17. 姜家吉.數控機床加工工藝，機械工業(yè)出版社，2000.18. 李斌.數控加工技術，高等教育出版社，2001.19. 李宏盛.機床數控技術及應用，高等教育出版社，2001. 20. 袁哲俊.金屬切削刀具，上?？茖W技術出版社，2000.