关于自动加工车床液压传动系统的设计.doc
《关于自动加工车床液压传动系统的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《关于自动加工车床液压传动系统的设计.doc(33页珍藏版)》请在文库网上搜索。
1、目 录1 设计方案的确定11.1 设计思想11.2 液压系统总体方案的确定21.3 车床的工作原理42 送料液压缸52.1 送料机构设计52.1.1 送料机构尺寸确定52.1.2 四杆机构位置确定52.1.3 求活塞所受的力62.2 送料液压缸参数的确定102.2.1 液压缸最大工作压力102.2.2 缸的流量计算102.2.3 缸的压力计算112.2.4 缸的功率的计算112.2.5 送料液压缸壁厚设计122.3 送料液压缸的校核123 夹具体液压缸133.1 夹紧动作参数的确定143.1.1 速度分析143.1.2 流量分析143.1.3 受力分析143.1.4 功率分析143.2 松夹动
2、作时参数的确定143.2.1 速度分析143.2.2 流量分析153.2.3 受力分析153.2.4 功率分析153.3 夹具体液压缸的壁厚计算154 进退刀液压缸164.1 车刀进给时切削力计算164.2 进退刀液压缸相关参数计算184.2.1 各个工作阶段的负载计算184.2.2 各个工作阶段压力的确定204.2.3 流量分析204.2.4 功率分析214.3 进退刀液压缸壁厚的计算214.4 进退刀液压缸的尺寸校核214.5 螺纹直径的确定224.5.1 螺纹处直径的确定224.5.2 螺杆直径的计算235 泵的设计235.1 确定泵的实际工作压力235.2 确定泵的流量235.3 选取
3、泵245.4 确定电机功率246 液压控制系统的设计及元件的选择246.1 液压控制系统的设计256.2 各个动作的实现过程256.3 控制元件的选取266.4管道及密封圈的选择277油箱的设计287.1 求容积287.2 求油箱的尺寸287.3验算油液温升281 设计方案的确定1.1 设计思想按设计任务书的要求,由于是大批量生产且加工时间短,加工一件仅用几秒,显然不能用手动加工,否则辅助时间就大大超过加工时间,生产效率极低,而且个人的劳动强度大,为了提高生产率,把个人从反复的机械的体力劳动中解脱出来,降低他们的劳动强度,因此决定设计一台全自动加工专用加工车床,来完成对工件的加工,从而大大减短
4、了辅助时间,提高了生产率。另外,针对加工的零件是童车上的脚踏板轴,负载小,且精度要求又提高,因此在设计过程中,以最低的成本为根本点,从节约材料的角度出发,尽可能利于一些型刚,废旧材料,在强度允许的情况下,尽量采用广泛使用且价格便宜的材料Q235A。力求达到最低的成本。自动车床区别于普通车床和数控车床,它是通过液压系统控制刀具的运动而实现自动控制,其特点是受人为因素小,一次性加工多道工序,因此具有精度稳定,效率高的优势。适应大批量单品种的零件加工。金属切削机床是应用液压技术较广泛的领域之一。采用液压传动技术与控制的机床,可在较宽范围内进行无级调速,具有良好的换向及速度换接性能,易于实现自动工作循
5、环,对提高生产效率,改进产品质量和改善劳动条件,都起着十分重要的作用1。作为自动加工车床来说,采用液压传动与控制仍然是它自动化的重要途径,本论文针对自动加工的液压系统进行设计。液压系统的设计其实就是液压站的设计,它是独立的液压装置,它按驱动装置要求供油,并控制油流的方向、压力和流量,它适合用于主机与液压装置分离的各种液压机械下。在用的时候只要将液压站与主机上的执行机构(油缸和油马达)用油管相连,液压机械即可实现各种规定的动作、各种循环液压站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱组合而成2。各部件功能如下:泵装置上装有电机和油泵,它是液压站的动力源,将机械能转化为液压油的动力能。集成块是由液压阀及通道
6、体组合而成。它对液压油实行方向、压力、流量调节。阀组合是板式阀装在立板上,板后管连接,与集成块功能相同油 箱是钢板焊的半封闭容器,上还装有滤油网、空气滤清器等,它用来储油、油的冷却 及过滤。液压站的工作原理如下:电动机带动油泵旋转,泵从油泵中吸油后打油,将机械能转换成液压油的压力能,液压油通过集成快(或阀组合)被液压阀实现了方向、压力、流量调节后经过外接管路传输到液压机械的油缸或油马达中,从而控制了液动机方向的变换、力量的大小及速度的快慢,推动各种液压机械做功。在知道了各部件的功能以及液压站的工作原理后下面就对液压系统的总体方案设计一下。1.2 液压系统总体方案的确定自动控制机床一般有电气控制
7、和电气、液压联合控制及机械控制三种但通常采用电气液压联合控制方式,它有结构简单,动作灵活,平稳,所用的控制元件少等优点,但它也有泄露,灵敏度不够高等缺点,而所需设计的车床在这方面上的要求又不是很高,因此决定采用电气,液压联合控制为所需设计机床的控制方式。首先,所需设计的车床是专用机床,所加的工件除在长度方向有系列外,其他方面的大小,要求都一样,而且其加工工艺简单,无需变速,可用一固定转速,因此可考虑采用单轴传动,加以简化机床的总体结构,这也是符合,全自动加工车床的要求。从电机出发的扭矩,通过皮带轮直接传递给主轴,由于每件的加工工时极短,如果采用频频开起电机的方法来进行控制,显然不实际,否则电机
8、频频起动会导致于被破坏,针对这个问题可用一个电磁摩擦离合器就可以在电机正常运转的情况下,切断对主轴扭矩的传递,为以后的动作做准备,之后,送聊缸开始工作当送料到位夹紧后,又由电磁摩擦离合器接通主轴的扭矩传递,开始对工件加工,虽然在送料过程中主轴有可能还处于惯性转动状态,但如果工件开始保持较长的一部分在夹头体内,即使在送料过程中也不至于会飞出,避免造成不必要的麻烦,加上把落料架做到适当点,那就更安全了。其次要有三个液压缸参与工作,这就是送料,装夹进刀三个液压缸。送料液压缸可以选用一般的液压缸,出来有一个摆杆机构,还由于加工的工件有三个系列长度,因此在送料机构中应安装有一个调整弹簧,起长度方向的调节
9、作用。液压系统的设计其实就是液压站的设计,液压控制系统的整个设计流程实质分为两个部分:一、是系统的工能原理设计,二是系统的结构设计,它包括液压能源的选定、液压装置的设计、电气控制装置的设计等。液压控制系统的功能原理设计完成之后,可根据所选择或设计的液压元件和辅件,进行液压系统的结构设计3。所设计的液压控制系统图包括液压装置及部件的装配图、零件图及液压原理图、系统外形图、安装图、管路布置图、电路原理图、零件明细表、液压标准液压元器件及标准件、设计任务书、设计说明书等技术文本。液压装置设计是液压控制系统功能原理设计的实体,也可以说飞整个液压系统设计过程的归宿。一个液压控制系统能否可靠有效地运行,在
10、很大程度上取决于液压装置设计质量的优劣,从而使液压系统设计过程中成为一个相当重要的环节,故设计者必须重视设计。液压装置总体分为两种类型:一、分散配置型。二集中配置型。分散配置型液压配置、是将液压控制系统的液压泵及其驱动电动机、执行原器件和辅助元件按照机械设备的布局工作特性和操作要求等分散设计在主机的适当位置,液压系统各组成元件通过管道连接起来。分散配置型液压装置的优点是节省安装空间。缺点是元件布置零乱,安装维护复杂4。集中配置型液压装置、是将系统的执行器安放在主机上,而将液压泵及其驱动电机、辅助元件等安装在主机之上,按照操作执行器的液压控制安放位置及液压站的功能,又可进一步将液压站分为动力型液
11、压站和复合型液压站两种类型。散装在主机各适当位置上的动力型液压站,其形态较为简单,它主要由液压泵其驱动电机、油箱及附件、少数控制元器件等组成,因此经常称之为液压站5。器主要功能是为液压执行提供一定压力、流量。而系统的控制任务主要有散装在主机各处的控制阀来承担。复合型液压站是将系统中液压泵及其驱动电机、油箱及附件、液压控制装置及其它辅助元器件等安装在主机之上,系统的执行器仍然安装在主机上。复合型液压站不仅具有向执行器提供液压动力的功能,同时还兼具控制调节功能。按照液压控制装置是否安装在液压站上,此种液压站又可分为整体式液压站上。分离式液压站是将液压泵及电动机和油箱及附件、液压控制装置和蓄能器等分
12、散装成液压站、液压阀组等几部分,各部分之间按照液压系统原理图中确定的油路连接起来6。1.3 车床的工作原理从电机输出的扭矩通过挠性爪型联轴器传递给主轴,再由主轴传给液压泵使之运转,之后机床的运作可分为送料、定位、装夹、进刀(同时送料机构复位)退刀(同时松夹)现在来分别论述以上运动的实现过程。 1送料液压油出来经过油管,直角管,直角管接头和软管,进入送料缸的活塞杆进出移动,活塞杆缩回时,由于杆的端部用销轴与摆杆连接因此带动摆杆向右摆动,摆杆通过连接块与拨动体连接,此时拨头体向右运行,从而推动工件实现送料。 2定位在送料过程当技术体运行到一定的位置时,与定位机构的连杆碰撞,使连杆压下,从而经过一系
13、列的连杆机构,使定位机构的摆杆摆下,与工件接触,阻碍工件向前运行,使工件定位。3装夹在定位的同时,拨头体也压下行程开关,给电气液压联合控制系统一个信号,使夹紧液压缸进入工作状态从而夹紧工件。4进刀(同时送料机构复位)在夹紧液压缸夹紧工作后进油口的压力急剧上升,这时通过压力继电器直接给电气,液压控制系统一个信号,控制进刀液压缸实行进刀,送料液压缸进行复位,并与之同时控制电磁摩擦离合器工作,使主轴运转。5退刀(同时松夹)当进刀缸的活塞杆运行到规定的行程时,由于行程开关挡块的作用,不可能再向前运行,同样进油口的压力急剧升高,压力继电器给电-液控制系统一个信号,通过电-液控制系统的作用,使进刀液压缸进
14、行退刀,同时使电磁摩擦离合器断电,切断主轴扭矩的传递。与此同时进到缸的活塞退了一定的行程时,活塞杆的端部上的行程挡块又和微调手轮上的盖板发生碰撞,由于微调手轮是用螺纹固定于进刀缸的缸盖上,因此活塞杆不可能在退了,此时进油口的压力急剧上升,压力继电器给电-液控制系统一个信号,使之控制夹紧缸,松夹。 6送料松夹到一定的程度时,装夹缸的活塞杆碰上行程开关,通过电液控制系统,使送料缸又开始送料,把加工完的一个零件顶出落料,从而开始下一个运动的循环。2 送料液压缸2.1 送料机构设计2.1.1 送料机构尺寸确定 = =初步确定,滑块轨道与支点垂直距离即 即在此区间,可保证机构无工件死点,如果太大,滑块可
15、能达不到行程。初选,初步设计机构如图2-1所示: 图2-1送料机构图2.1.2 四杆机构位置确定 图2-2四杆机构图如图2-2所示,,点为滑块的两个极限位置,对应摆杆的两个极限位置,。设两极限位置,与竖线夹角为,在中 = = = 可见滑块行程在之内,又满足了不出现死点72.1.3 求活塞所受的力1)求负载送料机构对速度变化没有严格要求,若只考虑阻力负载,为简化计算,忽略惯性力。阻力负载= (公式2-1)= =求活塞杆上的力图2-3活塞杆受力图设轨道夹角为活塞杆与水平方向夹角,摆杆与竖直线夹角8为图2-3所示, (公式2-2) 中 (公式2-3) 活塞受力分析如图2-4所示图2-4活塞受力图根据
16、力平衡方程有= (公式2-4)摆杆受力分析如图2-5所示 图2-5摆杆受力图对点求距得 (公式2-5)由图三可求得 (公式2-6)2)求活塞杆拉力及滑块位移如图2-6所示图2-6活塞杆拉力图以滑块左极限位置为参考位置滑块位移为活塞杆的位移为 取不同的、的值列于表2-1所示:表2-126.12520151050-5-10-15-19.51.71.571.030.60.270.0700.070.310.711.2351.24098.89-13.8-31.5-43.86-48.6-43.86-31.56.3418.5716.2212.2910.910.410.711.712.713.012.511.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 关于 自动 加工 车床 液压 传动系统 设计