1、液壓滑臺(tái)設(shè)計(jì)【摘要】目前液壓機(jī)械設(shè)備的技術(shù)是發(fā)展最快的技術(shù)之一。尤其是伴隨著微電 子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，最近幾年以來，液壓技術(shù)已進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。目前, 液壓技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種制造工業(yè)領(lǐng)域。由于最近幾年的微電子技術(shù)，計(jì) 算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，促使以進(jìn)一步改善液壓元件和液壓技術(shù)的制造技術(shù)，不僅在 傳統(tǒng)的形式作為基本占有重要的位置和優(yōu)異的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能成為重要的控制 裝置。對于中國經(jīng)濟(jì)近年來的快速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)增長，占據(jù)了制造業(yè)的國民經(jīng) 濟(jì)中占有重要位置，使的液壓技術(shù)能夠是穩(wěn)定、快速發(fā)展。不斷地制造設(shè)備以及 改進(jìn)，使得重要設(shè)備制造業(yè)各類機(jī)技術(shù)和設(shè)備也有許多新的變化，特別是鉆孔， 使它在今天的

2、液壓系統(tǒng)的位置的正變得越來越重要。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了滿足在操作和性能的規(guī)定的要求，也應(yīng)該滿足體積小， 重量輕，制造成本低，效率高，結(jié)構(gòu)簡單，可靠，易于使用和維修的基本原則的 通用設(shè)計(jì)。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)已知的條件來決定其它的工作部件的液壓 方案，液壓流量，壓力以及液壓泵和設(shè)計(jì)。綜上所述，就完成了整個(gè)設(shè)計(jì)過程中需要一系列的艱苦的工作。設(shè)計(jì)者首先 應(yīng)樹立正確的設(shè)計(jì)思路，試圖掌握的科學(xué)技術(shù)知識(shí)和辯證思維的科學(xué)方法的藝 術(shù)。與此同時(shí)，還要堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，不斷總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中， 還應(yīng)該多向廣大科技工作者和工人從事生產(chǎn)實(shí)踐者學(xué)習(xí)，才能不斷發(fā)展和創(chuàng)新， 以更好地在相關(guān)領(lǐng)域完成機(jī)械設(shè)計(jì)任

3、務(wù)。本次設(shè)計(jì)主要圍繞組合機(jī)床的液壓傳動(dòng)部分，首先對液壓傳動(dòng)的發(fā)展和應(yīng)用 進(jìn)行總體闡述，并對液壓傳動(dòng)部分滑臺(tái)及導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與分析，設(shè)計(jì)三維模型最后 對液壓系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)分析，并分析和選擇各個(gè)回路，之后畫出機(jī)床液壓傳動(dòng) 部分的原理圖，最后在對液壓缸、液壓泵及控制元件進(jìn)行選擇的說明。【關(guān)鍵詞】：組合機(jī)床滑臺(tái)液壓系統(tǒng)液壓缸hydraulic slide【abstract 1: the technology of hydraulic machinery is currently one of the fastest growing technolog y. especially with microel

4、ectronics technology, computer technology, in recent years, the hydraulic technology has entered a new stage of development. at present, the hydraulic technology has been widely used in various manufacturing industries. with microelectronics technology in recent years, rapid development of computer

5、technology, led to further improve the manufacturing technology of hydraulic components and hydraulic technology, not only in traditional forms as basic occupies an important position and excellent static and dynamic performance becomes important control device.for the rapid development of china'

6、;s economy in recent years, mechanical manufacturing growth, occupy the manufacturing occupies an important position in the national economy, can make the hydraulic technology is stable and rapid development. manufacturing equipment, and constantly improve, make important equipment manufacturing all

7、 kinds of machine technology and equipment also has many new changes, especially drilling, to make it in today's the location of the hydraulic system is becoming more and more important.the design of the hydraulic system, in addition to meet the requirements of in the provisions of the operation

8、 and performance, should also meet the small volume, light weight, low manufacturing cost, high efficiency, simple structure, reliable, easy to use and maintenance of the basic principles of universal dcsign. the design of the hydraulic system is mainly based on the known conditions to determine the

9、 working parts of other hydraulic scheme, hydraulic flow rate, pressure and hydraulic pump and design.to sum up, completes the whole design process to a series of hard work. designers should first set up the correct design idea, try to master the knowledge of science and technology and the dialectic

10、al thinking of the art of the scientific method. at the same time, also to adhere to the theory with practice, constantly sum up and accumulate experience, in the design practice, you should also learn a lot from the science and technology workers and workers engaged in the production of practitione

11、rs, to continuous development and innovation, in order to better complete mechanical design tasks in related fields.this design mainly around the hydraulic part of modular machine tool, first described the overall development and application of hydraulic transmission, and the hydraulic transmission

12、part of the sliding table and guide the design and analysis, the design of 3 d model of the hydraulic system to analyze the overall design, and analyze and select each loop, then draw the machine tool hydraulic transmission part of the schematic diagram, finally in the hydraulic cylinder, hydraulic

13、pump and control element of choice.【key words: combination machine tools sliding table the hydraulic system the hydraulic cylinder目錄1緒論11液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況11.2液壓傳動(dòng)的應(yīng)用11.3液壓控制特點(diǎn)22機(jī)械式與液壓式滑臺(tái)特點(diǎn)32.1機(jī)械滑臺(tái)特點(diǎn)32.2液壓滑臺(tái)的特點(diǎn)42.2.1液壓系統(tǒng)對滑臺(tái)的要求42.3導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)42.3.1導(dǎo)軌的功用及分類42.3.2導(dǎo)軌應(yīng)滿足的要求52.3.3導(dǎo)軌的材料52.3.4導(dǎo)軌的防護(hù)62.4液壓滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)73液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)93.1

14、液壓缸的設(shè)計(jì)93.2運(yùn)動(dòng)分析93.3負(fù)載分析103.3阻力計(jì)算103.3.2液壓缸各階段工作負(fù)載計(jì)算103.4.1初選液壓缸的工作壓力113.4.2液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算11343最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算114液壓系統(tǒng)的擬定124.1液壓滑臺(tái)工作原理圖124.2液壓泵的比較134.3液壓泵和電機(jī)的選擇134.3.1液壓泵的選擇134.3.2選擇電機(jī)164.4控制元件的選擇164.5導(dǎo)管尺寸的確定164.6油箱容積的確定175.液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算175.1管道屮壓力損失驗(yàn)算175.2液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫度變化的驗(yàn)算19參考文獻(xiàn)20致謝211緒論1.1液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況氣壓和液壓傳動(dòng)稱之為流體傳動(dòng)，是在十七世紀(jì)

15、帕斯卡基于靜水轉(zhuǎn)達(dá)原則 提出并開發(fā)了一種新技術(shù)，被普遍應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。到現(xiàn)在，流體傳 動(dòng)的技術(shù)水平已經(jīng)變成認(rèn)可一個(gè)國度產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展水平的首要標(biāo)記。首個(gè)使用液壓傳動(dòng)原理的人是約瑟夫布拉曼。他當(dāng)時(shí)在倫敦把水用作工作介 質(zhì)，用水壓機(jī)的方式在工業(yè)將被以運(yùn)用，從而發(fā)明了首個(gè)液壓機(jī)。在1905年， 他又努力把油變?yōu)榻橘|(zhì)物，使它進(jìn)一步得到的提深。第二次世界大戰(zhàn)才開始使用液壓傳動(dòng)，在1920 z后，進(jìn)步更加快速。大概 在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初的開始，液壓元件便慢慢發(fā)展到了生產(chǎn)的時(shí)候。1925 年f. vikers制造了壓力平衡式的葉片泵，慢慢建立現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)液壓元件和液壓驅(qū) 動(dòng)。在20世紀(jì)的初期，康斯

16、坦丁尼斯克(gconstantimsco)發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)移 理論，并且進(jìn)行實(shí)踐研究的波動(dòng)。到1910年到，這兩個(gè)領(lǐng)域得到了很好的發(fā)展 階段。最開始我們國家的液壓運(yùn)用在工業(yè)里的機(jī)床里而的液壓元件以及一般的段 壓設(shè)備。在60年代初期得到了較大的提升，并且己經(jīng)融入到所有工業(yè)制造部門, 機(jī)床，工程機(jī)械，冶金，農(nóng)業(yè)機(jī)械，汽車，船業(yè)，航空，煤油，兵工等得到了普 遍應(yīng)用。正向電流與高壓液壓技術(shù)，高速，高功率，高效率，低噪音，低功耗， 長壽命，高集成度等目標(biāo)發(fā)展。與此同時(shí)，新組件的被應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助的設(shè)計(jì), 計(jì)算機(jī)仿真以及優(yōu)化，計(jì)算機(jī)控制等，已經(jīng)得到了明顯的效果。當(dāng)前社會(huì)，中國的液壓都是從低壓至高壓的，以形成一

17、個(gè)串聯(lián)，而且發(fā)現(xiàn)了 了很多其它的元素，比如電液比例閥，電動(dòng)液壓伺服閥和錐形插裝閥，電動(dòng)數(shù)字 控制閥。目前，中國的制造工業(yè)在不斷的努力學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)國外一些先進(jìn)的液壓方 面的技術(shù)，科研和產(chǎn)品的開發(fā)也不斷地進(jìn)步，我們自己生產(chǎn)的液壓元件，他們質(zhì) 量與技術(shù)也得到了保證，加強(qiáng)新技能的開發(fā)，積極采用國際的標(biāo)準(zhǔn)，合理改變產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)形式，一些產(chǎn)品不好的企業(yè)，不能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，采取一定的辦 法，慢慢淘汰。因此，隨著我國技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓技術(shù)一定會(huì)得到更好的發(fā) 展，各類機(jī)械設(shè)備的使用范圍也會(huì)越來越廣泛。1.2液壓傳動(dòng)的應(yīng)用機(jī)床工業(yè)一一磨床、銃床、刨床、拉床、壓力機(jī)、自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床、數(shù) 控機(jī)床、加工中心等

18、工程機(jī)械一一挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等汽車工業(yè)一一自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車等農(nóng)業(yè)機(jī)械一一聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)、拖拉機(jī)的懸掛裝置等輕工機(jī)械一一打包機(jī)、注塑機(jī)、校直機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)等冶金機(jī)械一一電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)等起重運(yùn)輸機(jī)械一一起重機(jī)、叉車、裝卸機(jī)械、液壓千斤頂?shù)鹊V山機(jī)械一一開采機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等建筑機(jī)械一一打樁機(jī)、平地機(jī)等船舶港口機(jī)械一一起貨機(jī)、錨機(jī)、舵機(jī)等 鑄造機(jī)械一一砂型壓實(shí)機(jī)、加料機(jī)、壓鑄機(jī)等1.3液壓控制特點(diǎn)液壓控制體系是由伺服閥等電業(yè)控制閥構(gòu)成帶有反饋的閉外系統(tǒng)，他們主要 為傳遞信息，然后再是傳遞動(dòng)力，尋求控制特性的完。系統(tǒng)能夠用一-般元件構(gòu)成的 準(zhǔn)確的節(jié)制系

19、統(tǒng)，是因?yàn)榧尤肓藱z測反饋，因此它的控制重量會(huì)因?yàn)楣ぷ鳁l件變 化受到的影響較小。1.3.1液壓控制系統(tǒng)具有以下類型：（1）按輸出量分類的系統(tǒng)有加速、速度、位置控制以及壓力控制這幾類控制系統(tǒng)。（2）按方式的控制分類具有閥控制、泵控制系統(tǒng)。控制閥也被叫為節(jié)流控制系統(tǒng)，他們 的特點(diǎn)是和應(yīng)速度很快，控制精度高，但是缺點(diǎn)是他們效率很低，所以 他們很適合運(yùn)用在中、小型的電力系統(tǒng)里面的高精度控制。按照控制 閥、閥門控制系統(tǒng)也可以分為伺服閥、比例閥、數(shù)字閥式等系統(tǒng)。泵 控制系統(tǒng)的主要控制元素是變量泵，它具有很高的高的效率，強(qiáng)度大, 但響應(yīng)速度慢，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式,所以它很適合運(yùn)用在高功率和響應(yīng) 速度的系統(tǒng)里面，并

20、且控制場合要求不高（3）按控制信號(hào)傳導(dǎo)介質(zhì)分類控制信號(hào)傳遞是由機(jī)械液壓控制系統(tǒng)以及電氣液壓系統(tǒng)組成的。機(jī)械液壓系統(tǒng)又叫做機(jī)液控制系統(tǒng)。它是由給定、反饋和比較元件組成 了機(jī)械構(gòu)件，它的好處可靠性高、構(gòu)造簡單、成本低、工作位置適應(yīng)性好， 但其缺點(diǎn)偏差信號(hào)的矯正沒有電氣方便，很難實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。而且，反饋 機(jī)構(gòu)的摩擦和間隙能夠影響到系統(tǒng)的整體性能。電氣液壓系統(tǒng)又可以稱之為電液控制系統(tǒng)。它是運(yùn)用電氣得元件來達(dá)到 偏出信號(hào)的測量、矯正以及初始數(shù)據(jù)的放大。它具備的優(yōu)點(diǎn)是便于信號(hào)的檢 測放大和矯止，遠(yuǎn)程控制也很輕松。便于與擁有反應(yīng)速度迅速、抗負(fù)載剛性 大方面的能力較大的零件組合在一起，組成了電液控制系統(tǒng)。正

21、是因?yàn)槠毡?韻適應(yīng)性和靈巧性，讓他成為了控制精度和反應(yīng)速度最棒的控制系統(tǒng)。電液控制系統(tǒng)的廣泛獲得運(yùn)用是離不開屯機(jī)一體化技術(shù)的逐步成長和 計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的發(fā)展。2機(jī)械式與液壓式滑臺(tái)特點(diǎn)2.1機(jī)械滑臺(tái)特點(diǎn)圖2-1機(jī)械滑臺(tái)機(jī)械滑臺(tái)大多數(shù)都是由蝸桿或者齒輪傳動(dòng)，齒輪箱控制它的固定速率， 全部的機(jī)械滑臺(tái)他們的結(jié)構(gòu)都很清晰明白，一般情況下就能夠?qū)崿F(xiàn)。它的優(yōu) 點(diǎn)為：（1）進(jìn)給量不變，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)候不會(huì)有震蕩，慢速運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)用爬行，能 夠下降加工工件的票面粗糙度。（2）運(yùn)行的時(shí)候很安全，機(jī)械故障很容易發(fā)現(xiàn)，維修方便。（3）沒有液壓成為驅(qū)動(dòng)的線路，噪聲和液壓占據(jù)空位置的問題。（4）沖擊能力較好，不會(huì)因?yàn)殂@頭鉆通孔

22、要出口時(shí)破壞刀具。機(jī)械滑臺(tái)的缺點(diǎn)：（1）只擁有級(jí)調(diào)速，變速相比而言比較麻煩。（2）大多數(shù)都不沒有可以信賴的過載保護(hù)。（3）快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換位置精度較低。2.2液壓滑臺(tái)的特點(diǎn)圖2-2液壓滑臺(tái)液壓滑臺(tái)大多數(shù)是由液壓缸作為驅(qū)動(dòng)的，可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速和單程變速是 液壓滑臺(tái)的最大的特點(diǎn)，但是他的制造成本比較昂貴。它的優(yōu)點(diǎn)是：（1）能夠擁有較大的進(jìn)給量。（2）過載保護(hù)簡單可靠。（3）進(jìn)給量可以無極調(diào)度在很大的范圍以內(nèi)。（4）零點(diǎn)磨損小，使用吋間短，這是由于液壓作為驅(qū)動(dòng)。（5）通過液壓換向閥，能夠輕易實(shí)現(xiàn)工藝要求屢次進(jìn)給。（6）由行程調(diào)速閥來控制滑臺(tái)的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。 液壓滑臺(tái)的缺點(diǎn)：（1）

23、進(jìn)給量載荷的轉(zhuǎn)化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定。（2）液壓系統(tǒng)難免會(huì)出現(xiàn)漏油而導(dǎo)致影響工作環(huán)境，浪費(fèi)成本。（3）調(diào)整維修比較麻煩。221液壓系統(tǒng)對滑臺(tái)的要求（1）可以在持續(xù)負(fù)載或者負(fù)載的情況下正常工作，可以讓滑臺(tái)的進(jìn)給速度 特別是最小進(jìn)給速度保持穩(wěn)定，可以因此來保證加工的精度高。（2）可以經(jīng)受住劃定范圍內(nèi)的載荷，而且擁有很大的工進(jìn)調(diào)速范圍（一般 為5-900mm/min）來履行不同工藝之間的工序要求。（3）平穩(wěn)和快速的實(shí)現(xiàn)快速前進(jìn)、快速后退和各個(gè)進(jìn)給速度之間的轉(zhuǎn)換。（4）系統(tǒng)能夠一起進(jìn)行很多個(gè)滑臺(tái)工作，為了就是每個(gè)執(zhí)行元件相互之間 和流量相互之間的影響而存在干擾。（5）在減少系統(tǒng)發(fā)燙的時(shí)候能夠合理的把

24、熱能最高效系的利用起來，盡量 滿足工進(jìn)和快速進(jìn)退吋的速度差而造成流量值比較人的問題。2.3導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)2.3.1導(dǎo)軌的功用及分類導(dǎo)軌的功效是起支持而且援用活動(dòng)部件，讓它朝著必然的軌跡舉行精確度的 活動(dòng)；在導(dǎo)軌副內(nèi)，又分為導(dǎo)軌和支撐導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)的則為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的為支 撐導(dǎo)軌；支持狀態(tài)下，動(dòng)導(dǎo)軌相對做于支持導(dǎo)軌是直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌的分類：（1）按運(yùn)動(dòng)軌跡分：盲線和圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。育線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌在正常情況下 為兩條導(dǎo)軌構(gòu)成；工作的臺(tái)面寬度大于3米時(shí)，可能夠使用3條或3條以上 導(dǎo)軌的構(gòu)成形式；圓運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌類型又有雙錐面、錐面環(huán)形和平面導(dǎo)軌。（2）按運(yùn)動(dòng)性子分：主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、位置導(dǎo)軌。主運(yùn)動(dòng)導(dǎo) 軌的定

25、義為支承導(dǎo)軌相互之間，相對速率要比給進(jìn)動(dòng)導(dǎo)軌的低。導(dǎo)軌和支撐 導(dǎo)軌之間，相對運(yùn)動(dòng)的速率是比較低的。移至導(dǎo)軌：只適合調(diào)整元件之間的 相對位置，移置后牢固，在加工的時(shí)候不會(huì)發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)。（3）按摩擦性質(zhì)分為：滑動(dòng)的導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)軌。滑動(dòng)導(dǎo)軌根據(jù)磨擦情 況還能夠有動(dòng)壓、摩擦及邊界摩擦導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌：把球、滾子 或者滾針等等放在兩個(gè)導(dǎo)軌而的中間。在兩個(gè)導(dǎo)軌而之間放一個(gè)有球、滾子 或滾針等元件，具有滾動(dòng)摩擦的特性，廣泛地使用在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)軌以及旋 轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。（4）按受力狀態(tài)分：分為開式、閉式導(dǎo)軌。開式導(dǎo)軌：在零件本身的體 重和外部力的作用下，導(dǎo)軌面一直都貼合在導(dǎo)軌上。閉式導(dǎo)軌：當(dāng)傾覆力矩

26、時(shí)很大的很適合也能過，元件自重不能夠貼合在導(dǎo)軌上，只有把用壓板成為 輔助導(dǎo)軌讓它緊貼在導(dǎo)軌和上面。2.3.2導(dǎo)軌應(yīng)滿足的要求導(dǎo)軌性能的利害，直接關(guān)乎機(jī)床的加工時(shí)候的精度、承載能力和使用的年 限；導(dǎo)軌應(yīng)該滿足精度較高、承受力比較犬、剛的性能優(yōu)秀、摩擦產(chǎn)生的阻力小、 運(yùn)動(dòng)時(shí)候穩(wěn)定、精度維持良好、使用年限長、構(gòu)造形式單一、方便生產(chǎn)、成制造 成本低。1、導(dǎo)向精度：意思是運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)候的準(zhǔn)確度主要影的響因素：導(dǎo)軌的幾何精度和接觸精度，構(gòu)造的形式、裝配時(shí)候 的質(zhì)量、導(dǎo)軌以及支承件剛度得。2、承載力比較大，剛性強(qiáng)度好，按照經(jīng)受載荷質(zhì)子，正確的選取導(dǎo)軌截面 形態(tài)以及大小。讓導(dǎo)軌具有充足的剛度，目的就是

27、為了保證機(jī)床的在加 工零件時(shí)候的精度。3、精度保持狀態(tài)性能好，導(dǎo)軌最開始時(shí)候的精度喪失的首要原因是加工過 程的磨損。磨損的主要形式有：磨粒和粘著以及接觸疲勞磨損。影響耐磨性的主耍因素：材料、載荷狀況、磨擦性質(zhì)、工藝方法、潤滑。4、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)時(shí)：動(dòng)導(dǎo)軌變?yōu)榈退龠\(yùn)動(dòng)的時(shí)候或者較小的進(jìn)給時(shí)候，運(yùn)動(dòng)一育保持著平穩(wěn)，不會(huì)有爬行情況。影響因素：導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的形式、潤滑的情況、靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之間的差。5、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好，易于加工。2.3.3導(dǎo)軌的材料一、鑄鐵1、特點(diǎn)：制造成本費(fèi)用低，有優(yōu)良的減振性和耐磨性，易于鍛造和切削加工。2、材料： 灰鑄鐵ht200o孕育鑄鐵ht300o 耐磨的鑄鐵添入了合金的元素，

28、比如：高磷、磷銅鈦、銳鈦鑄鐵。 耐磨性要比孕育鑄鐵高出一倍，力學(xué)各方面的性能好，制造的本錢高，大 多運(yùn)用在精密機(jī)床。3、鑄鐵導(dǎo)軌的淬火：感應(yīng)淬火和火焰淬火。目的：提高導(dǎo)軌表面輪廓的硬度，提升它的耐磨性。二、岡u1、應(yīng)用：鑲鋼支承導(dǎo)軌。2、特點(diǎn)：可以大幅度地提升導(dǎo)軌的耐磨性。工藝過程比較復(fù)雜、加工過 程較困難、制造成本也比較昂貴。3、常用材料： 45 或 40cr,整體淬破，hrc>48o 20cr,滲碳淬硬，hrc>60o三、有色金屬1、應(yīng)用：導(dǎo)軌的動(dòng)導(dǎo)軌上面安裝有色金屬板材，讓它和鑄鐵上面的支承 導(dǎo)軌相互搭配。2、特點(diǎn)：耐磨的性能比較高，這樣可以避免損傷和讓運(yùn)動(dòng)的途中穩(wěn)定性 能以

29、及移動(dòng)時(shí)候的精度。3、材料：錫青銅zqsn663、鋁青銅zqa194四、塑料1、應(yīng)用：把塑料軟帶安裝在動(dòng)導(dǎo)軌的上而。和淬硬的鑄鐵支承導(dǎo)軌以及 鑲鋼支承導(dǎo)軌構(gòu)成導(dǎo)軌副。2、特征：摩擦因數(shù)比較低、耐磨性能高、防止損壞能力強(qiáng)、慢速運(yùn)動(dòng)時(shí) 不容易出現(xiàn)緩行、化學(xué)性能比較好、工藝過程容易、制造本錢低等一系列 的長處。3、材料：棉綸、酚醛夾布塑料等等(1) 塑料軟帶：氟塑料導(dǎo)軌軟帶(2) 采用三層復(fù)合材料導(dǎo)軌板具有的特點(diǎn)：有兩種材料的長處，不僅擁 有氟塑料的特點(diǎn)還擁有剛性以及導(dǎo)熱性。很適合運(yùn)用在中、小型精密機(jī)床和 數(shù)控機(jī)床。2.3.4導(dǎo)軌的防護(hù)圖2-3導(dǎo)軌的防護(hù)上面的圖是導(dǎo)軌的五種保護(hù)方式。圖a是刮板式，圖

30、中1為毛氈，2是金屈刮 能適合移動(dòng)速度很低的導(dǎo)軌。圖b為鋼帶式保護(hù)單，3為滾輪，4為韌帶，把韌 帶的一個(gè)端固定在運(yùn)動(dòng)部件上，另一端繞住在滾輪上，鋼帶在滾輪上會(huì)隨著運(yùn)動(dòng) 部件發(fā)生位移吋一起展開或者卷起。這個(gè)保護(hù)罩結(jié)構(gòu)很簡單，但是滾輪上面很容 易把切削雜物帶至到鋼帶內(nèi)表面導(dǎo)致掉在軌道上面，所以保護(hù)效果受到影響。圖 c構(gòu)造定防護(hù)罩，鐵皮罩住運(yùn)動(dòng)部件，牢固在導(dǎo)軌的表面上，結(jié)構(gòu)較為簡易。一 般在多數(shù)情況下，用于行程不大的中小型機(jī)床，因?yàn)槠涿荛]性較差。圖d為層疊 式保護(hù)罩，由多段金屬薄片制造而成，圖中5為運(yùn)動(dòng)部件，6為外層蓋板，7為內(nèi)層蓋板，8為床身，床身和運(yùn)動(dòng)部件上面固定好外層蓋板及內(nèi)層蓋板，防護(hù)罩 可

31、以跟著運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)收縮。雖然這種防護(hù)罩具有很好的耐熱性和使用壽命, 但是它的制造成本卻很高，所以適用于大型精密機(jī)床的保護(hù)。2.4 m攵壓滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖2-4液壓滑臺(tái)的三維模型圖2-5液壓滑臺(tái)主視圖匚oo<圖2-6為液壓滑臺(tái)的俯視圖匚<1圖2-7為液壓滑臺(tái)側(cè)視圖一般情況下，液壓滑臺(tái)是由的兩個(gè)大部分構(gòu)成的：液壓滑臺(tái)部分和液壓傳 動(dòng)部分。液壓滑臺(tái)又是由液壓缸、滑座、滑臺(tái)體以及控制擋鐵組成。而它的液壓 傳動(dòng)部分又由液壓泵、油箱以及閥組成。一液壓缸的安裝形式液壓缸的安裝形式讓活塞推動(dòng)著滑臺(tái)移動(dòng)，滑座的尾部裝上液壓缸。這 種形式的好處為：方便維修和拆卸液壓缸的各個(gè)部件，把活塞桿前面的螺母取下

32、來，接著取下后面的螺釘，油箱就很容易的取下來了。此外，這樣安裝可以讓滑 座體的剛性變高，這是因?yàn)榛钊麠U所占取的空間很小，所以可以使用活塞桿移動(dòng)。二液壓傳動(dòng)系統(tǒng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)我們可以使用進(jìn)油口節(jié)流、差動(dòng)液壓缸系統(tǒng)。定量泵和變 量泵都可以使用。三液壓缸緩沖裝置組合機(jī)床在正常的使用情況下，滑臺(tái)一般情況下都不會(huì)到達(dá)最后而的地 方，有時(shí)候我們只需要刀具退出工件。通常，毎個(gè)滑臺(tái)都有后退備量以便換道具 的時(shí)候使用。要是每次都到達(dá)最后的地方，就會(huì)讓機(jī)床的輔助時(shí)間變得更長。所 以，現(xiàn)在的液壓滑臺(tái)都不在有緩沖裝置。四導(dǎo)軌的潤滑的問題可調(diào)分油器可以滿足液壓滑臺(tái)的滑潤問題，多個(gè)軸箱進(jìn)油可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)潤 滑。我們還可以使用

33、定量分油器，采用電磁或手動(dòng)潤滑泵的方式進(jìn)行潤滑。3液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1液壓缸的設(shè)計(jì)3-1圖為液壓缸的裝配圖3.2運(yùn)動(dòng)分析一、要求1液壓滑臺(tái)的工作時(shí)的循環(huán)圖3-2圖工作時(shí)的循環(huán)圖從工件加工方式開始分析，完成切削的方式為一次裝夾然后一次進(jìn)刀，所以工 作臺(tái)自動(dòng)工作的循環(huán)方式是：快進(jìn)t工進(jìn)t快退t停止。二、原始數(shù)據(jù)：1、加工時(shí)候的最大切削力：30000n2、快進(jìn)速度v=0. 2m/s快退時(shí)速度：v=0. 2m/s3、往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速和減速：0. 04s4、動(dòng)摩擦系數(shù)：0.1,靜摩擦系數(shù)：0.25、工件速度：3 x w4-5 x 10 3m/s6、滑臺(tái)工進(jìn)速度:60mm/min7、滑臺(tái)快進(jìn)行程：100mm

34、,工進(jìn)行程為50mm8、運(yùn)動(dòng)部件總重：g=15000n3.3負(fù)載分析3.3.1阻力計(jì)算1、摩擦阻力靜摩擦系數(shù)=0.乙動(dòng)摩擦系數(shù)竊=0.1,貝ij：靜摩擦阻力ffy=0.2x 15000n=3000n動(dòng)摩擦阻力甩=0x 15000n=1500n2、切削阻力切削阻力為己知fq=30000n3、慣性阻力當(dāng)動(dòng)力滑臺(tái)開始運(yùn)動(dòng)提速時(shí)，反向起與快退減速制動(dòng)的加速 度，他們兩個(gè)的絕對值都是相同的，既u=0.2m/s, at二0.04s,他們的慣 性阻力為：e,=gau/gat=(15000x0. 2)/(9. 8x0. 04)=32184、背壓力暫時(shí)不考慮。5、由于滑臺(tái)為臥式放置，所以不考慮重力負(fù)載3.3.2

35、液壓缸各階段工作負(fù)載計(jì)算1 啟動(dòng) fuj/ n cm=3000/0. 9=3333n2 加速 f2= (fm +凡)/ncm= (1500+3218) /0. 9=5242n3 快進(jìn) f3= fud/n ca=1500/0. 9n=1666n4 工進(jìn)f4= (fq + fud) / n cm= (30000+1500) /o. 9n=5000n5 快退 f5= fm / 嘰滬 1500/0.9n= 1666n3.4.1初選液壓缸的工作壓力查閱各種液壓設(shè)備常用的工作壓：p=5mpaa=f/p r5000/ (5x 10fix0.9)=2250 x 10 ' mm2確定缸筒內(nèi)徑d活塞桿直徑

36、dx2250x10“ 心 =92mm34按 gb/t23481995,取 d= 100mmd=0.71d=71mm按 gb/t23481995,取 d=70mm3.4.2液壓缸實(shí)際有效面積計(jì)算無桿腔面積a尸 ji d2/4=34x 100鄉(xiāng)4 mm2=7850mm2有桿腔面積 人2=兀(d2-d2) /4=3.14x ( 1002 - 702) /4 mm2=4004 mm2活塞桿而積 a3=jid2/4=3.14x702/4 mm2=3846 mm2343最低穩(wěn)定速度驗(yàn)算當(dāng)最小的速度是工進(jìn)時(shí)u=60mm/min,所以工進(jìn)會(huì)使用無桿腔的進(jìn)油方式, 這樣可以單方面行使用程調(diào)速閥進(jìn)行調(diào)速，我們可以

37、查表知道最低穩(wěn)定時(shí)候的流 量為 qmin=0.1l/minai 2qmin/umin=0.1/50=0.002 m2=2000 mm2 滿足最低速度要求4液壓系統(tǒng)的擬定4.1液壓滑臺(tái)工作原理圖圖4-1液壓滑臺(tái)工作原理圖1-工作臺(tái)2-液壓缸3-油塞4-換向閥5-節(jié)流閥6-開停閥7-溢流閥8-液壓泵9濾油器10-油箱工作臺(tái)要求實(shí)現(xiàn)慢速向右進(jìn)給，然后向左快速退回的動(dòng)作要求。圖中液壓缸活塞通過活塞桿與工作臺(tái)固定在一起，液壓缸缸體固定在機(jī)床身 上。圖示電磁換向閥4處于通電狀態(tài)，液壓泵8排出的液體輸入液壓缸2的左腔, 使其容量不斷擴(kuò)大，推動(dòng)活塞3和工作臺(tái)1向右做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，液壓缸右腔 的容積縮小回液，

38、它排出的液體經(jīng)管道及截流閥5返回油箱10.調(diào)節(jié)截流閥5的 閥口通流面積，便可控制液壓缸右腔的回液流量，達(dá)到控制進(jìn)給速度的目的。如果令電磁閥斷電，則閥心便在彈簧力的作用下左移，是電磁換向閥4處于 右位工作。這時(shí)液壓泵排岀的液休經(jīng)過單向閥輸入液壓缸右腔，推動(dòng)活塞桿和工 作臺(tái)向左返回。而其左腔容積不斷縮小回液，回液經(jīng)電磁換向閥4直接流回油箱。 在此過程中，液體不受截流閥的控制，工作臺(tái)快速返回。溢流閥7與液壓泵的排液口并聯(lián)。當(dāng)活塞進(jìn)給速度較慢時(shí)，系統(tǒng)中積累多余 的液體將使其壓力升高。壓力上升到足以克服溢流閥閥心的彈簧力作用時(shí)，就將 閥心推開，使多余的液體直接返回油箱，防止系統(tǒng)過載。4.2液壓泵的比較我

39、們可以從液壓缸工況圖可以明目的知道，其特征是工作時(shí)間段、運(yùn)行速度 快時(shí)為低壓、流量大、時(shí)間短，當(dāng)工進(jìn)吋又為高壓、流量小、吋間長。所以我們 可以考慮選擇限壓式變量泵或者雙聯(lián)葉片。表4-1雙聯(lián)葉片泵限壓式變量葉片泵1.流量突然變化時(shí)，溢流閥的性能決 定液壓的沖擊，一般情況沖擊較低1 .當(dāng)流量突變化時(shí)，定子的反應(yīng)比較滯后， 液壓沖擊很大大2有溢流損失，系統(tǒng)效率較低，。溫升較 高2.系統(tǒng)較簡單3.要有具備有溢流閥、卸載閥組，系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較難。3.里面的徑向力沒有平衡，軸承比較較大， 壓力的浮動(dòng)和噪聲大，工作平衡比較不好4里面徑向力、壓力平衡，噪音較小， 工作各方面的性能都較好。4.不存在溢流的損失，系

40、統(tǒng)的效率比較高，溫升比較低通過上面雙聯(lián)葉片泵和限壓式變量葉片泵的比較可以看岀雙聯(lián)葉片泵能夠滿足 對系統(tǒng)平穩(wěn)、工作可靠，所以比較滿足。4.3液壓泵和電機(jī)的選擇431液壓泵的選擇一、明確液壓泵工作時(shí)壓力24230.39400.快退.300.快進(jìn) .400工進(jìn)8 y葉s'尸圖4-10.990.474.4400快抿300.盼 .400«工進(jìn).7 圖4-30.40 160.0279400.快退.300亠快進(jìn)400工進(jìn).圖4一4我們可以從圖42可看出他在所以的循環(huán)工作時(shí)候，最大的工作壓力是 4.4mpa,所以我們選擇進(jìn)油管道的壓力損失為0.6mpa吋候最適合我們選取的調(diào) 速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速

41、。ppi= (4.4+0.6+0.5) mpa=5.5mpa其中0.5mpa是由于我們選擇了壓力繼電器，所以系統(tǒng)最大的壓力要比溢流閥低 0.5mpao液壓泵的額定工作壓力為：pr=1.25 ppi =1.25x5. 5mpa=6. 7mpa我們可以從圖4-3看出，液壓缸的工作壓力是快捷的時(shí)候要比快退的時(shí)候小， 此時(shí)液壓油不會(huì)經(jīng)過調(diào)速閥，可是這吋候的從管道和閥門通過的油卻是比較多， 因此我們把取經(jīng)油路里的壓力損耗取為0. 5mpa,故：pp2= (0.99+0.5) mpa=1.49mpa二、我們可以從圖42看岀，當(dāng)快進(jìn)的時(shí)候，最大流量是23l/min,故泵的最 大流量為：qvp k(s?v)m

42、ax(其中回路泄露系數(shù)k為1.1)qvp =1.1 x 23l / min二25. 3l / min當(dāng)工進(jìn)時(shí)候，最小的流量是0.39 l/min,但是我們也應(yīng)該確保系統(tǒng)壓力的穩(wěn) 定性，所以還必須顧及溢流閥它的最小時(shí)候的溢流量，為ll/min。故系統(tǒng)的小 流量泵為1. 39l/mino通過上面的驗(yàn)算，確定選取分別為18l/min、12l/min的流量，雙聯(lián)葉片 泵的壓力為70mpao4.3.2選擇電機(jī)我們可以上面的圖44可以看出，快退階段是功率最大的時(shí)候，因此：pp二 pp2 (qvl+ qv2) / np二 1.35x10° (0.2+0. 3) x10_3 / 0. 75=993w

43、其中 大泵流量為qvi=18 l / min (約0. 3x lov / s)小泵流量為 qv2=12l / min (約 0.2x10_3m3 / s)hp =0. 75 (液壓泵總效率)我們按照它空轉(zhuǎn)時(shí)候達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速所需要的功率1. 1kw來選取合適的電機(jī)， 選取y802-2型號(hào)的三項(xiàng)異步電機(jī)。4.4控制元件的選擇表4-2序號(hào)名稱型號(hào)1雙連葉片泵yb1-16/62溢流閥yf3-10b3單向閥af3-ealob4三位五通電液換向閥35d-25b5壓力繼電器dp-63b6單向行程閥axqf3-e10l7背丿玉閥yf3-10b8外控順序閥xf3-10b9過濾器xu-j340x804.5導(dǎo)管尺寸

44、的確定因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)的這個(gè)液壓缸差動(dòng)連接的時(shí)候，它的油管里面流量很大，實(shí)際 流量大約為 qv 24 l / min(o. 5x 10' m3 / s),貝!j：= 1.13 = .130.5；10 加=1 1.3x10=加得到主壓力油管：d=l 2mm油管的厚度通常情況下是不需要驗(yàn)算的，我們通過查閱相關(guān)的表格以及手冊 可以獲得管的厚度，選擇12mmxl5mm的鋼管。剩下的油管都是取決于元件的接口大小來定，測壓管選擇3mmx3mm的鋁 管。4.6油箱容積的確定油箱容積一般情況下都是為泵流量的3至5倍，此系統(tǒng)選取7倍，所以它的有效容量v的計(jì)算如下：v=7 qv =7x3l=21l因此我們應(yīng)該

45、選擇稍微大一些的油箱所以選用ab40-33的標(biāo)準(zhǔn)油箱。5.液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算5.1管道中壓力損失驗(yàn)算因?yàn)槲覀兛梢园严嘧R(shí)的液壓系統(tǒng)的損失作為參考，所以通常情況下不用去 驗(yàn)算它的損失，我們把共進(jìn)的管理壓力的損失作為例子：已知：冋油管和進(jìn)油管長度大概為1.5m,油管內(nèi)的直徑為412x10%,所 經(jīng)過的流量為：0=0.39 l / min (0. 0065x 10'3m7 s)選擇使用l-hm32全損耗系統(tǒng)用油，還應(yīng)該滿足最低溫度15°c, v=1.5cm2/s(1) 判別油流類型 運(yùn)用計(jì)算式可以計(jì)算出雷偌數(shù)£二一二(4x0. 0065x 10-：?)/(3. 14x0. 01

46、22)=0. 0575m/s兀dre=°» =(0. 575x12x10_3)/1. 5x10_44. 6<2000 為層流vad . i pv2 v 1.5 v 870x0.05752 9qq1papi=x -=re xx=2931pad 20.0122(2) 所有的沿程損失溫控儀通過進(jìn)油壓力的損失和回油壓力損失，兩個(gè)相加 便可以得到：進(jìn)油:1.50.012870x0.057522=2543pan、油an_o 1870x0.1121.5回油: zpi- a re xx=5130pad 220.012因?yàn)椴捎玫氖遣顒?dòng)液壓缸，并且a2a2,所以進(jìn)油腔里只有一半是從回油路

47、來 的，故總的沿程損失為：s apl=ap,+ap2=2543+5130=7673pa(3) 我們還要把閥門類元件和集成塊內(nèi)損失的壓力考慮到，只是因?yàn)槲覀冞x擇 了集成塊式作為液壓裝置。表5t閥的流量和壓力損失編號(hào)名稱實(shí)際通過流量q、. (l / min)公稱流量%l/min)公稱壓力損失aprx105(pa)1單向閥0. 392522三位五通電磁換向閥0. 392523單向行程調(diào)速閥0. 392551液動(dòng)順序閥0. 195251.5 (卸荷時(shí)壓力損失)5液動(dòng)順序閥0. 195106各個(gè)閥局部壓力的損失之和為:織=2x10 x o.39/25)2 +2x1/ x(039/25)+5x1(/ +0.5xl.5x o39/25)2 +0.5x6xl0?/h=& lxlo5pa當(dāng)取油通過集成塊上面壓力損失：ea