數(shù)控車床夾盤液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)（機(jī)械類）畢業(yè)論文.doc

前言液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，是一門發(fā)展較晚的技術(shù)。自18世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)技術(shù)只有二三百年的歷史。直到20世紀(jì)30年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線，從而使它在機(jī)械制造、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。720世紀(jì)60年代以來(lái)，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，并滲透到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中。液壓技術(shù)開始向高速、高壓、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)、計(jì)算機(jī)直接控制(CDC)、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。我國(guó)的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，最初只應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來(lái)又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國(guó)的液壓元件隨著從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。我國(guó)的液壓技術(shù)在21世紀(jì)必將獲得更快的發(fā)展。本次設(shè)計(jì)機(jī)床的夾盤液壓系統(tǒng)，運(yùn)用了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的各方面知識(shí)，通過(guò)對(duì)夾盤液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)和工況分析計(jì)算其技術(shù)參數(shù)，選擇系統(tǒng)的回路、元件、附件等。在滿足其使用要求的前提下使系統(tǒng)質(zhì)量輕，體積小，性能完善，維護(hù)方便。21緒論1.1液壓技術(shù)的應(yīng)用液壓技術(shù)是涉及液體流動(dòng)和液體壓力規(guī)律的科學(xué)技術(shù)。近十幾年來(lái)，液壓技術(shù)發(fā)展非?？欤瑧?yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展，幾乎囊括了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門：工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國(guó)防等各個(gè)部門。如機(jī)械制造業(yè)、其中設(shè)備、礦山機(jī)械、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及化工機(jī)械；又如軍艦上的舵機(jī)、雷達(dá)掃描設(shè)備、坦克、火炮、飛機(jī)、導(dǎo)彈等都采用了液壓技術(shù)。特別是在機(jī)床行業(yè)中，油液采用液壓傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速、自動(dòng)化和在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)頻繁的換向等，所以它的應(yīng)用正在不斷的擴(kuò)大和完善。例如，液壓傳動(dòng)經(jīng)常應(yīng)用在機(jī)床的如下方面。1）機(jī)床往復(fù)運(yùn)動(dòng)6龍門刨床的工作臺(tái)、牛頭刨床或插床的滑枕、組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)、拉床刀桿等都是采用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。與機(jī)械傳動(dòng)相比，采用液壓技術(shù)可以大大地減少換向沖擊，降低能量消耗，并能縮短換向時(shí)間，有利于提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。2）機(jī)床回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)床和銑床主軸采用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可是主軸無(wú)極變速。但是，由于液壓傳動(dòng)泄漏是難免的，加之液體的可壓縮性使液壓傳動(dòng)不能保證有嚴(yán)格的傳動(dòng)比；因此，車床的螺紋傳動(dòng)鏈、齒輪機(jī)床的展成傳動(dòng)鏈，亦即具有內(nèi)聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)，尚不能采用液壓傳動(dòng)。3）機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)液壓傳動(dòng)在機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)裝置中應(yīng)用的比較多，如磨床砂輪架快進(jìn)、快退運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置；六角車床、自動(dòng)車床的刀架或轉(zhuǎn)塔架；磨床、鉆床、銑床、刨床的工作臺(tái)；組合機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)等都廣泛采用了液壓技術(shù)。4）機(jī)床仿形運(yùn)動(dòng)在車床、銑床、刨床上應(yīng)用液壓伺服系統(tǒng)進(jìn)行仿形加工，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面加工自動(dòng)化。隨著電液伺服閥和電子技術(shù)的發(fā)展，各種數(shù)字程序控制機(jī)床和加工中心開始普及，提高了機(jī)床自動(dòng)化水平和加工精度，并為計(jì)算機(jī)輔助制造創(chuàng)造了條件。5）機(jī)床輔助運(yùn)動(dòng)機(jī)床上的卡緊裝置，變速操縱裝置，絲杠螺母間隙消除機(jī)構(gòu)，分度裝置，工件和道具的裝卸、輸送、儲(chǔ)存裝置，都采用了液壓技術(shù)。這樣不但簡(jiǎn)化了機(jī)床結(jié)構(gòu)，而且提高了機(jī)床的自動(dòng)化程度。此外，為了提高機(jī)床的承載能力，滿足高精度、高效率的需要，在大型機(jī)床上應(yīng)用了靜壓技術(shù)，如靜壓導(dǎo)軌、靜壓軸承和靜壓絲杠等。1.2液壓技術(shù)的發(fā)展我國(guó)的液壓行業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，隨著工業(yè)迅速發(fā)展逐日發(fā)展壯大，相繼建立了科研機(jī)構(gòu)和專業(yè)生產(chǎn)廠家，從事液壓技術(shù)研究和液壓產(chǎn)品生產(chǎn)。他們不但生產(chǎn)液壓泵、液壓閥等液壓元件，還設(shè)計(jì)制造了許多新型的液壓元件，如電液比例閥、電液伺服閥等。到目前為止，液壓元件的生產(chǎn)，已經(jīng)形成了我國(guó)液壓元件產(chǎn)品的生產(chǎn)系列。液壓技術(shù)的發(fā)展正向著高效率、高精度、高性能方向邁進(jìn)；液壓元件向著體積小、重量輕、微型化和集成化方向發(fā)展；靜壓技術(shù)、交流液壓等新興的液壓技術(shù)正在開拓。又由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，更大大推進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展，像液壓系統(tǒng)的輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也都取得了顯著的成績(jī)?？梢灶A(yù)見，為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，液壓技術(shù)也將繼續(xù)獲得飛速的發(fā)函，它在各個(gè)工業(yè)部門中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。綜上所述，在機(jī)床行業(yè)，尤其是在卡緊和拖料架等需要往復(fù)運(yùn)動(dòng)并且頻繁換向的機(jī)構(gòu)上，選用液壓系統(tǒng)作為其控制系統(tǒng)是最為合理的。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要盡量發(fā)揮液壓傳動(dòng)與其他傳動(dòng)形式相比所體現(xiàn)出的長(zhǎng)處，把液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)限制到最小，還必須符合重量輕、體積小、成本低、效率高等特點(diǎn)，盡量滿足顧客的所有要求，才是設(shè)計(jì)的宗旨。42液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)是完成數(shù)控車床上高、低壓夾盤裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。具體的設(shè)計(jì)要求如下：夾盤裝置要實(shí)現(xiàn)“夾盤油缸前進(jìn)夾盤夾緊保壓夾盤油缸后退”的行程循環(huán)。整個(gè)裝置全部采用滑臺(tái)裝置，其靜摩擦系數(shù)s0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)d0.1，運(yùn)動(dòng)行程見表2-1.表2-1車床夾盤的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)Tab.2-1themovementanddynamicparametersoftheLatheclamp工況行程速度時(shí)間最大夾緊力運(yùn)動(dòng)部件重力啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間/mm/1mst/s/NG/Nt/s快進(jìn)2000.0752.510000.05夾緊保壓005000(高壓)3000(低壓)快退2000.07522.2液壓系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)42.2.1工況分析由表2-1中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分析卡盤液壓缸的負(fù)載情況，具體的計(jì)算結(jié)果見表2-2。表2-2夾盤液壓缸外負(fù)載計(jì)算結(jié)果Tab.2