数控加工中心液压和气动系统的设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上山东英才学院 毕 业 设 计（论 文）题 目95系列汽车连杆双孔侧平面铣加工专用机床气动和液压系统设计专 业机械设计制造及其自动化学生姓名薛现洋班级学号1指导教师吕怡方指导单位山东英才学院 日期： 年 月 日至 年 月 日毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。 论文作者签名： 日期： 年 月 日摘 要液压气动技术是机械设备中

2、发展速度最快的技术之一。特别是近年可与微电子、计算机技术相结合、使液压技术进入了一个新的发展阶段。目前，已广泛应用在工业各领域。由于近年来微电子、计算机技术的发展，液压元器件制造技术的进一步提高，使液压技术不仅在作为一种基本的传统形式上占有重要地位而且以优良的静态、动态性能成为一种重要的控制手段。液压传动在防漏、制污、降噪、节能、和材质研究等各方面都有长足的进步，在数控系统中是不可缺少的元素，零件夹具夹紧和机械手的旋转、机械手的上下移动他们通过阀连接完成换刀动作和夹具夹紧。机床润滑部分同样应用的液压原理，通过油泵叶片旋转带动油在管道中流通。关键词：液压传动；夹紧；换刀；阀；ABSTRACT H

3、ydraulic and pneumatic technology is one of the fastest-growing technology in the machinery and equipment. Especially in recent years with the microelectronics, computer technology combine to make the hydraulic technology has entered a new stage of development. At present, has been widely applied in

4、 various fields of industry. In recent years, microelectronics, computer technology development, manufacturing technology of hydraulic components to further improve the hydraulic technology not only plays an important role as a basic traditional in form but also to the excellent static and dynamic p

5、erformance as an important control means.Hydraulic transmission have made great progress in all aspects of the leak, sewage system, noise reduction, energy efficiency, and materials research is indispensable in the NC system elements, parts, Clamp, and the rotation of the robot, the robot moves up a

6、nd down The complete tool change action through a valve connection and clamp. Machine lubrication part of the same hydraulic principle, through the pump rotating blades driven by oil circulation in the pipeline.Keywords: hydraulic transmission; clamping; tool changer; valve;目 录专心-专注-专业第一章 绪论1.1 题目来源

7、及题目类别题目名称：95系列发动机连杆双孔侧平面铣加工专用机床气动和液压系统设计1.2 研究的目的及意义液压系统设计是一个综合实践性教学环节，通过该毕业设计，要求达到以下目的： (1) 巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力； (2) 正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统； (3) 熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、UG、CAD技术等方面的基本技能进行一次训练，以提高这些

8、技能的水平。(4) 国内外液压的发展和研究状况液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一。液压传动的各种元件由于重量轻、体积小，可以根据需要方便、灵活地来布置；结合最新技术自动化程度高且操纵控制方便，容易实现直线运动；可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1）；自动实现过载保护；采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长。因此，液压技术广泛用于国民经济各部门，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。据统计，世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%3.5%，而我国只占1%左右，这充分说明我国液压技术使用率较低，努力扩大其应用领域，将有广阔的发展前景。液压气动技术具有

9、独特的优点，如:液压技术具有功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等优点；气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点，并易与微电子、电气技术相结合，形成自动控制系统。因此，液压气动技术广泛用于国民经济各部门。但是近年来，液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争，如：数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此，必须努力发挥液压气动技术的优点，克服缺点，注意和电子技术相结合，不断扩大应用领域，同时降低能耗，提高效率，适应环保需求，提高可靠性，这些都是液压气动技术继续努力

10、的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。现如今我国的液压行业现已形成一个门类比较齐全、有相当竞争实力、初具生产规模的工业体系。改革开放以来，液压行业迅速发展，先后引进了40余项国外先进技术，经消化吸收和技术改造，现均已批量生产，并成为行业的主导产品。近年来，行业加大了技术改造力度，19911998年，国家、地方和企业自筹资金总投入共约16多亿元。经过技术改造和技术攻关，一批主要企业技术水平进一步提高，工艺装备得到很大改善，为形成高起点、专业化、批量生产打下良好基础。近几年，在国家多种所有制共同发展的方针指引下，不同所有制的中小企业迅猛崛起，呈现着勃勃生机。随着国家的进一步扩大开

11、放，三资企业迅速发展，为行业提高水平，并扩大出口起着重要作用。目前我国已和美国、日本、德国等国家的著名厂商建立了柱塞泵/马达、行星减速机、转向器、液压控制阀、液压系统、静液压传动装置、液压件铸造、气动控制阀、气缸、等类产品生产的合资企业或独资企业50多家，引进外资5亿多美元。进入21世纪后液压产品技术发展呈现与计算机技术相结合的趋势。现有的液压伺服和液压比例技术在与计算机结合上不是十分方便，数字液压技术克服了这个缺点，它把整个液压和控制技术都简化了，促进了整个液压技术的进步。1.3 研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路1.3.1 主要研究内容机床液压系统的设计的具体步骤（1）明确系统设计要

12、求（2）分析系统工况。（3）确定主要参数。（4）拟定液压系统图。（5）选择液压元件。（6）验算是否符合要求。（7）画出工程图集编制技术文件1.3.2 液压的设计（1）液压工作介质（2）液压油箱的设计（3）阀组的设计及连接通道体（4）管路的设计（5）其他辅助元件设计（6）机床液压系统安装调试和使用1.4 设计的方法和思路 计算夹具夹紧的负载力，负载力计算液压缸的活塞杆的外径和缸筒内径、活塞杆的行程、密封，选择控制阀和管道的尺寸，确定油泵和电机的型号参数。第二章 零件加工方案的确定2.1零件2.1.1零件的参数35CrMo含碳量0.320.40，硬度为207269HBS，=490Mpa，,=685

13、Mpa。2.1.2连杆的各加工表面粗糙度表2-1-1项 目Ra连杆衬套孔0.63连杆大头孔0.8连杆小头孔加衬套1.25不加衬套0.63连杆大头两端面1.6连杆大头分开面1.6螺栓孔支承端面3.2连杆的各加工表面粗糙度表2-1-2项 目公 差 等 级连杆衬套孔IT6连杆大头孔IT6连杆小头孔IT7连杆大小头孔中心距IT82.1.3零件尺寸和其他参数图2-1-12.1.3毛坯尺寸图1.1.22.2加工工艺的确定2.2.1连杆加工的主要问题和工艺措施部分式连杆，连杆体、盖分别加工后再合件加工。整体毛坯加工过程中尚需切开，装成连杆总成后还需继续加工。重要表面应进行多次加工，在粗、精加工之间穿插一些其

14、他工序，使内应力有充分时间重新分布，促使变形及早发生、及早丢正，最终保证连杆的各项技术要求。先加工定位面后加工其他面。一般从基面加工开始（大小头断面、小头孔），再加工主要面（大头孔、分开面、螺栓面），然后进行连杆总成的精加工（大小头孔及端面）。各主要表面的粗精加工分开为使活塞销和连杆小头孔的配合间隙小而均匀，采用分组选择装配。2.2.3定位基准的选择（1）一般选大小头孔上下两端面作为主要定位基准。同时，选择小头孔和外侧作为第二、第三定位基准。（2）在粗磨上下两端面时，采用互为基准的原则进行加工。为了保证壁厚均匀，在钻、粗镗小头孔时，选择端面及小头外轮廓为基准面。（3）在精加工时，采用基准统一、

15、自为基准的原则进行加工，及以大小头孔端面和大头外侧面为统一的精基准，小头孔加工以其自身为精基准，上下端面磨削加工采用互为基准的原则。（3）合理夹紧，连杆的刚度差，应合理选择夹紧力的大小、方向和作用点，避免不必要的夹紧变形。夹紧力方向应朝向主要定位面，及大小头端面。2.2.4连杆加工工艺过程卡片连杆的机械加工路线主要是围绕着主要表面的加工来加工安排的，连杆的加工路线按连杆的合分可分为三个阶段：第一个阶段为连杆体和盖切开之前的加工；第二个阶段为连杆体和盖切开后的加工；第三个加工阶段为连杆体和盖合装后的加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准（上、下两端面、小头孔、两螺栓孔端平面和大头孔外侧

16、面）；第二阶段主要是加工除精基准以外的其他表面，包括大头孔的粗加工，为合装做准备的螺栓孔和结合面的粗加工，以及轴瓦锁口槽的加工等；第三阶段主要是最终保证连杆各项技术要求的加工，包括连杆合装后大头孔的精加工和上、下两端面的精加工以及大、小头孔的精加工。连杆的加工工艺路线：01 模锻02 毛坯检查03 磁粉探伤04 粗钻小头孔05 粗铣大、小头上下两端面06 精铣大、小头上下两端面07 粗镗大、小头孔08 铰小头孔、小头孔两端倒角09 粗铣大头孔两外侧面10 精铣大头孔两外侧面11 粗铣连杆两螺栓孔端平面12 精铣连杆两螺栓孔端平面13 打印商标、编号14 铣开连杆盖和体15 精铣连杆盖、体结合面

17、16 铣连杆体轴瓦锁口槽17 铣盖轴瓦锁口槽18钻扩铰连杆盖、体螺栓孔19 铣螺栓孔两端倒角20 去毛刺、清洗21 中间检查22 装配连杆盖和体23 紧固连杆螺栓24 精磨大、小头两端面25 粗镗大头孔26 大头孔两端倒角27 精镗大头孔28 珩磨大、小头孔29 钻小头孔油孔30 去油孔毛刺31 压铜衬套并挤入铜衬套圈32 称重33 检验、探伤34 入库2.3 精铣上下两端面的切削用量2.3.1 刀具的材料图1.4.1YT15硬质合金刀片详见【7】硬质合金端铣刀铣削2.3.2 铣刀的参数 铣刀的直径=125mm，详见【7】铣刀的齿数z=10铣刀的几何形状,=685Mpa800Mpa，故选择，（

18、假定0.08mm），。2.3.3选择切削用量 =h=0.5mm 进给量采用对称端铣,取小值为0.09mm/z。=0.090.18mm/z，当=125mm，z=4，=0.55mm，=0.090.24mm，n=300r/min,2.3.4 切削力的计算(水平进给量)/ 0.30.4 （垂直进给量）/ 0.850.95 (轴向切削力)/ 0.500.55 =470×0.5××86.5×125×10×=512N （2-3-1）=512×0.4=204.8N （2-3-2）= 512×0.95=486.4N （2-3-3）=

19、512×0.55=281.6N （2-3-5）第三章机床液压系统3.1液压原理说明数控机床液压气压系统大体设计到5个部分（1）液压动作部分（2）冷却部分（3）润滑部分（4）液压站部分（5）液压辅助部分3.2夹具夹紧和换刀液压原理设计液压系统中的动作：在加工零件时需要用专用夹具夹紧零件，则此中需要一个夹紧液压缸，来实现夹具的自动夹紧。在主轴换刀时，机械手的上下移动、主轴夹紧刀具、机械手的旋转都是通过液压元件带来实现的。机械手上下移动、主轴夹紧刀具需要液压缸来实现其动作，机械手的旋转需要摆动马达来实现机械手的旋转。3.2.1动作逻辑液压原理设计 图3.2.1起初系统发给PLC信号要求换刀

20、动作首先机械手旋转，及电磁换向阀CT7工作，油路右路通路液压摆动马达逆时针旋转90°，当触动行程开关7时完成机械手抓刀动作，同时发出信号主轴刀具松刀，CT5电磁换向阀工作，油路左端工作，及液压缸上充油，机械手下移，下移到触动行程开关4完成机械手拔刀动作，并发出信号电磁6换向阀回中路，同时发出信号两刀互换，及液压马达旋转电磁换向阀15CT6工作，油路从左路进入摆线马达，当触动行程开关7，完成机械手顺时针旋转180°，发出信号主轴刀具夹紧，及刀具夹紧缸的活塞杆上移，二位三通电球阀断电，油路回油，液压缸由于弹簧的作用回升同时带动拉套夹紧刀具的拉钉，完成刀具的夹紧，并发出信号机械手

21、逆转90°，及电磁换向阀CT7工作，油路右路通路液压摆动马达逆时针旋转90°触动行程开关6完成换刀动作，发出信号，准备零件的加工。为了保证摆动马达带动机械手旋转作用和液压缸带动机械手上下移动不发生冲突，机械手的原理结构图如图3.2.2所示，采用花键形式，这样机械手上下移动不影响机械手的旋转，摆动马达旋转，需考虑行程开关的放置位置，行程开关5、7放是放在机械手原来高度，行程开关6应放在机械手下移的位置，这样，当机械手两次经过中间，才能保证只有在下移后才能触动行程开关6，不发出错误信号，使换刀动作简单快捷安全的运行。图3.2.23.2.2连杆夹紧原理设计 图3.2.2连杆的夹具

22、夹紧动作，当液压缸的活塞杆带动夹具夹紧零件时，靠近零件时为避免过大的冲力对夹具或零件的损害，需要在夹具靠近连杆时有缓冲这一步骤，及控制油路中油的速度。为了达到控制油速的目的，我们设置了溢流阀和二位二通电磁换向阀，当活塞杆接近夹具的很近位置会触动到行程开关3，发出信号回油路由原来的二位二通阀转换到节流阀中流通，由于节流阀有调速的作用。为了防止液压缸在夹紧时液压缸上下移动，我们需设置一个锁紧装置，能达到此目的，需要有液控单向阀和三位四通电磁换向阀Y来完成，当电磁换向阀回到中路，油压为0，液控单向阀不导通，起到锁紧的作用，这里我们需注意为什么我们选择三位四通换向阀Y不选其它呢，这种相对M性锁紧更好。

23、3.2.3机械手上下移动原理设计 机械手上下移动原理和夹具夹紧原理大致一样，但其液压缸的尺寸，型号，及管路的油压不同，具体介绍一下原理图中的单向阀的功能，油从单向阀进入系统，单向阀为了保持持续供油，各个动作互不干扰，油路中不会因为其他油路因动作运行、缓冲或加速引起的油路压力系统不稳定。由于各油路的压力不同需减压阀对压力调整。系统中夹具夹紧和机械手换刀都会有可能同时进行，在这里单向阀就能起到此作用。图3.2.33.2.4机械手旋转的设计 图3.2.4机械手旋转液压系统需要考虑摆动马达，在一位置不会摆动，这里在油路中加了单向阀和溢流阀，当电磁换向阀回到中位时，由于摆线马达两端压力不平衡，所以当左端

24、压力大时会通过单向阀和溢流阀回到油箱，同理右端也是。需注意这里我们选择三位四通单向阀M型，与夹紧中阀不同，这样才能起到锁紧的目的。配合上面的单向阀和溢流阀达到液压马达锁紧和油液缓冲目的。3.2.5主轴夹紧和松刀原理设计 图3.2.5 刀具松刀，原理是卡套上移夹紧拉钉，为了实现这一目的用液压缸带动卡套就可以，考虑到，机床大部分都在夹刀，我们不能再用上面的原理及元件了，液压缸选单作用弹簧复回，只有在换刀时松开，及只有油路中又进入液压缸时才松刀，其余时间是不通的，二位三通电磁阀的作用，控制油路进出，比其他换向阀简单。3.2.6主油路图3.3.1液压主油路，必不可少的提供压力的液压泵，那么在连接液压泵

25、和油箱之间还存在过滤器，为了实现压力保持不变，溢流阀是必不可少的元件。如图3.3.1所示，当压力超过其所设定的压力时，溢流阀通流触动二位二通电液换向阀开关下移，液压油直接从二位二通电液换向阀流到主油箱。压力表是检测其压力，单向阀为防止油倒流。蓄能器的作用稳压保压的功能，尤其是夹具夹紧对主油路的压力影响比较大，而且夹具夹紧需要持续长时间供压，所以蓄能器是必不可少的元件。电磁继电器，当压力变化很明显时，则会报警，发出信号立即停车。过滤器毫无疑问起到过滤的作用，由于空气中含有粉尘进入油箱，但需要定期清洗一下。压力表我们最好选择能够测多管路的压力的那种对管路方便的检测。3.3冷却原理设计在加工零件时需

26、要冷却液，用手动或编程开启CT15，冷却液通过分流阀最大面积的接触零件，完成降温功能。图3.2.3 分流阀的作用，分出多个端口，让冷却液更大面积的接触夹具体和刀具，最大限度的减少因加工产生的热量，从而达到保护刀具的作用。3.3润滑原理设计每台机床在开机时都应该对主轴、X轴、Y轴、Z轴润滑一般每个2分钟次 主轴使用脂润滑，图3.2.4 这里润滑油有的可回收，有的不可回收，像导轨上的，设计好润滑的油量和时间，其他地方可以回收需收集有装置。第四章液压元件的选择4.1液压缸的选择4.1.1夹具夹紧缸（1）夹紧缸的负载力计算图4.1.1负载力F为1000N初选液压公称压力为p=0.315MPa，初选液压

27、缸 P=0.3 MPa(2)计算液压缸此尺寸：为了简化专用机床结构，液压缸采用单杠活塞缸，为使快进退速度相同则用单活塞差动连接，所以液压缸无腔面积A和A关系应为 A =2A，即活塞直径d和液压缸内径D应符合d=0.707D。背压压力为P=0.1MPa。F= P A- P A （4-1-1）=0.9机械效率A=D （4-1-2）A=（D- d） （4-1-3）d=0.707D （4-1-4）得到D=75.2×10m=75.2mmd=75.2×0.707=53.2mm根据液压缸气缸的缸压力内、外径尺寸GB/T2348-1993选择内径为50mm外径70mm。 验算一下提供F=8

28、28N故应选大一点D=80mm（3）活塞活塞杆行程的确定根据GB/T2349-1980活塞行程为S=25mm活塞和活塞杆的连接方式整体式，优点结构简单，用于工作压力较大而活塞直径较小的液压缸。密封装置的形式为间隙密封在活塞表面开出一些小环形槽，以使压力油在经过这些槽时因产生多种能量损失而使压力下降，从而达到减少泄露密封效果。优点是：结构简单，摩擦阻力小，因而动作灵敏，启动迅速，制动准确；耐高温；由于他没有容易刮伤密封件，不会因密封件损失发生泄露。但它的内漏较大，加工要求高，一般均需珩磨或配研，磨损后无法恢复原有的能力。 (3)液压缸的流量计算根据2p177表5-6-5小型系列缸内径在80100

29、mm的最大线速度极限为v=0.4m·sq=v×A=v A=0.1539m/s =2.567L/min A为有效面积及A(4)液压壁厚的确定PD/2=1.5×0.3/84=0.00535m=5.35-液压缸壁厚（mm）P液压缸实验压力当额定压力P=0.316MPa时P=1.5 P（MPa）缸筒材料的许用应力（MPa） = /n=84MPa缸体材料的抗拉强度（MPa）根据【2】p197表5-6-30选用合金钢缸管牌号为Q345的为420MPa。n安全系数一般取n=5。=6mm（5）油口尺寸根据【2】p207表5-6-36M27×2（6）缓冲机构两级缓冲【2】

30、p209图h（7）导向套的结构O型密封，插件式导向套磨损后便于更换，应用较普遍。机床中、低压液压缸一般将导向套装在密封圈内侧，或将O型圈装在导向套内，以利于导向套的润滑。表4.1.1缸径代号ABBDDDEEETGFHJKKKLMMPWYFA型其它80602565M20×1.5145ZG3/4922410106742M39×1.585452235218图4.1.14.1.2机械手上下移动液压缸（1）负载力的计算带动专用刀具8Kg刀具上下移动，但刀具有可能大于8kg，这里我们取m=15kg，机械手m=15kg，m活塞和连杆m=1kg考虑受力情况我们只需考虑机械手上移时及活塞杆带

31、动刀具往上匀速移动。经受力分析的F=F+ mg+ mg=310NF可忽略不计，因为缸筒是竖直向下的，几乎没有对内壁产生压力，所以忽略不计。（2）初选液压缸的压力P=0.16MPa，背压阀P=0MPaF= P AA=（D- d）d=0.707D计算的D=74mm，d=54mm根据液压缸气缸的缸压力内、外径尺寸GB/T2348-1993选择内径为63mm外径80mm。验算F=274.9N减小内径d=50mm再验算F310N（3）活塞活塞杆行程的确定根据GB/T2349-1980活塞行程为S=132mm。 (4)液压缸的流量计算根据2p177表5-6-5小型系列缸内径在80100mm的最大线速度极限

32、为v=0.4m·sq=v×A=v A=0.1539m/s=2.567L/min A为有效面积及A(5)液压壁厚的确定PD/2=1.5×0.3/84=0.00535m=5.35-液压缸壁厚（mm）P液压缸实验压力当额定压力P=0.316MPa时P=1.5 P（MPa）缸筒材料的许用应力（MPa） = /n=84MPa缸体材料的抗拉强度（MPa）根据【2】p197表5-6-30选用合金钢缸管牌号为Q345的为420MPa。n安全系数一般取n=5。=6mm（5）油口尺寸根据【2】p207表5-6-36M27×2(6)缓冲机构两级缓冲【2】p209图h（7）尺寸

33、结合夹具夹紧缸的设计来设计4.1.3主轴刀具夹紧液压缸（1）分析负载所受的力刀具重G=150N,活塞杆重m=1kgF=G+ mg=150+10=160N（2）初选液压缸P=0.315MPa，P=0.1MPaF=n=P A- P A=0.9机械效率A=D （式4-1-2）A=（D- d） （式4-1-3）d=0.707D n为安全系数此处取n=5解得D=0.143m=143mm，d=0.992m=99.2mm此中D=140，d=80mm验算F160N（3）活塞杆的行程s=150具体图纸见图表4.1.2缸径代号ABBDDDEEETGFHJKKKLMMPWYFA型其33&#

34、215;1.5215ZG1160366117752M72×2110802750275（4）根据2p177表5-6-5小型系列缸内径在80100mm的最大线速度极限为、v=0.25m·sq=v×A=v A=0.259m/s =4.317L/min A为有效面积及A(5)液压壁厚的确定PD/2=1.5×0.3×1.4/84=0.00535m=7.49-液压缸壁厚（mm）P液压缸实验压力当额定压力P=0.316MPa时P=1.5 P（MPa）缸筒材料的许用应力（MPa） = /n=84MPa缸体材料的抗拉强度（MPa）根据【2】p197表5-6-30

35、选用合金钢缸管牌号为Q345的为420MPa。n安全系数一般取n=5。=7.5mm4.1.4机械手旋转液压马达 选择液压马达与电动机相比，其优点是运转平稳，容易实现无级调速，惯性小，结构紧凑，其缺点是效率低，尤其在低速运转的情况下。 液压马达选定要考虑的因素有工作压力、转速范围、运行扭矩、总效率、容积效率、滑差特性、寿命选用摆动马达摆动马达的优点为是能使负载直接获得往复摆动运动，无需任何变速机构，已被广泛应用于各个领域，如舰用雷达天线稳定平台的驱动、声纳基本体的摆动、鱼雷发射架的开启、液压机械手、撞在机上的铲斗回转。 BMD-3排量30mL/r转角范围为0270°选用单片式摆动马达图

36、4.1.24.2液压阀的选择4.2.1减压阀直动减压阀选择理由：简单、便宜、经济。XGL调压范围0.176.9MPa，公称通经10mm，最大流量30L/min4.2.2溢流阀 CRG-02-B通径6mm调压范围为0.56.9MPa4.2.3单向阀 Z1S10单向阀：Z1S10单向阀开启压力为0.05MPa技术资料（思耐德）环境温度-20至+80压力介质矿物油（HL，HLP）按DIN41 524；可生物分解压力介质按VDMA 24 568流速4m/s 液控单向阀：液控单向阀使用注意的问题：在设计和使用中，必须保证液控单向阀控制所需足够的控制压力，不得有失压情况出现。4.2.4换向阀 三位四通电磁

37、换向阀选择理由：由于电磁铁的吸力一般小于90N，因此电磁换向阀适用压力不太高流量不太大的场合直流电磁铁体积小，工作可靠，冲击小，允许换向频率120次/min，最高达300次/min，使用寿命可达2000万次以上；但起动力比交流电磁铁要小且需要直流电源。油浸式电磁铁的铁心和线圈都浸在油液中工作，因此散热更快，换向更平衡可靠，效率更高，寿命更长。但结构复杂，造价较高。WE10，直流电压24v二位二通换向阀二位三通电磁球阀4.2.5流量阀 双向节流阀Z2FS10通径10mm4.2.6压力继电器 HED14.3液压泵取进油路压力损失=0.03MPa回油路泄露系数K=1.1液压泵的最高工作压力：p=0.

38、3+=0.33MPa=Kq=(4.317+2.567) L /min×1.1=7.5724L/min这里解释一下，夹具夹紧缸是单独动作为2.567 L /min，换刀的动作最大流量4.317 L /min。选择限压式变量叶片泵YBX-D10排量10mL/r。转速范围10001500r/min。排量在1015L/min范围之间。调压范围010MPa。4.4液压蓄能器 液压蓄能器，选用气囊式蓄能器，这种蓄能器具有尺寸小、重量轻、安装容易、充气方便、油中不易混入气体、反应性好等特点，在国外已广泛使用。4.5液压站的设计泵组有液压泵、电动机、泵用联轴器、传动底座及管路附件组装而成的传动装置部

39、件。4.5.1油箱的设计油箱的容量应满足以下要求：设备停止运转时，由于重力作用油能返回油箱，操作时油面保持适当高度，能散发操作时发出的热量，分离出油中的空气和杂物。（1）油箱的容量一般为液压泵的每分钟流量的24倍即这里取3倍，即30L。系统发热计算P=0.33MPa×7.5724L/min(1-0.9×0.9)=0.474KWP为一个周期的平均发热功率（W）T一个周期的时间（S）P第i个工况的输入功率（W）第i工况的效率0.9t第i的工况的持续时间（2）散热量的计算A=P/(K·t)=0.69632.089这里取最大2.089。A油箱的散热面积K散热系数W/(&#

40、183;K),周围通风条件差时K=89 W/(·K)，周围通风条件好时K=15W/(·K)，用扇冷却K=23W/(·K)，用水冷却110174 W/(·K)。此处采用风扇冷却。取K=15 W/(·K)。P油箱需要散热功率Wt油温（一般55与周围的温度差）一般在室温1040，t=1545。（3）油箱的尺寸确定长宽高的比值为L:b:h从油箱体积V=Lbhl=30L/0.8=37.5×10mm长宽高分别400mm×200mm×200mm考虑到设计美观及装配方便这里我们油箱的厚度为2mm。（4）由于冬季温度较低需用加热器，

41、一般采用电加热器SRY型或SRY型油用加热器。该加热器采用两根管子弯成，以法兰盘固定 。（5）空气滤清器一般油箱盖上安装空气空气滤清器，它包括空气滤清装置和注油口过滤网。选用QUQ1,空气过滤精度10m，空气流量0.25m，滤网孔尺寸为0.5mm温度适用-10100。（6）电机选择电动机的功率P=0.33MPa×7.5724L/min÷0.62÷60=0.06Kw选Y系列中的Y90S-6转速910r/min4.5.2油箱的设计要点油箱应设计吸油过滤器，滤油器要有足够的容量，以免阻力太大，一般设计的滤油器过滤能力应为油泵吸入量的两倍以上。油箱侧壁应设置与壁等高的油位

42、指示计。注油器应带有过滤网。油箱上应装设温度计。吸油管及回油管应尽量远远离开，吸油管离箱底距离2D（D-管径），距箱边不小于3D。回油管插入最低油面之下，以防止回油时带入空气，距箱底2d（d-管径）。油的排口面向箱壁，管端斜切45°。为了防锈、防凝水，油箱的内壁应应用耐油好的涂料。油箱底部应作适当的斜度，并设置放油塞和手孔或入孔。吸油测和回油测要用隔板隔开，使油液按一定的方向流动，分离回油带来的气泡与赃物。4.6润滑站的设计4.6.1润滑供油装置润滑用电动滑阀是利用电磁铁推动阀杆，使润滑油管路充满各自润滑部分。由于是电气控制，可在操作台上用按钮进行定期润滑，亦可由动力头的运动控制，进

43、行自动润滑。为了在统一供油情况下，将润滑油引到多部位进行润滑，组合机床上采用几种润滑方式，当几个润滑点相隔较远，或各润滑点油量不同时，则可采用可调分油器，它在每个油路上用针状阀进行调节。图4.6.1 组合机床动力部件的导轨润滑，都是多油路和多润滑点，为了使各润滑点都能得到良好的润滑，合理的安排润滑管路也很重要。必须恰当的安排分油器的位置，力求各润滑管路短，并使通往各润滑点的管路长短均匀。图4.6.2导轨润滑采用集中稀油润滑，选用粘度32的L-HG润滑油。查文献【1】P1580表4-2-61知导轨采用定时压力供油强制润滑。滚动轴承选用脂润滑，滚动轴承用脂润滑的优点：(1)个别轴承点，须用手经常加

44、油，如换用脂则既省事又可避免因缺油而造成事故。(2)脂本身就有密封作用，这样可允许采用密封程度不高的机构达到简化设计的目的。(3)经验证明在一定转速范围内（n<20000r/min或dn<20000mm.r/min）用锂基脂润滑比用滴油法有更低的温升和更长的轴承寿命。参照各类润滑脂的使用特性和设备运转条件，选择通用锂基润滑脂。又考虑供油方式及使用温度选择L71V粘度为100mm/s的润滑脂。用单线阻尼系统连续润滑。4.6.2液压泵的选择 液压泵是稀油润滑液压系统压力的重要保障。选择的过大，则投资大，功率消耗大，不经济；反之过小，则能力不够，不能满足润滑系统的要求，所以应根据系统的具

45、体工作要求，选择合适的自动润滑泵。 确定自动润滑泵的工作压力，除了保证润滑点处的输油管具有0.050.06MPa的压力外，还应该根据流体力学的原理来计算润滑系统中各项压力损失。根据相关资料及经验知，泵的工作压力为0.4MPa。导轨润滑油所需的油量，是按滑动速度及导轨宽度来选定的。查文献【1】P1579图4-4-60得导轨润滑所需油量Q=3L/h。据泵的压力和流量，查文献【3】P106表3-5选用外啮合齿轮泵，又据表3-7选用定量泵。考虑到成本等，查文献【3】P110表3-11选择满足要求的CB-B型齿轮泵，其具体型号为：CB-B125（额定压力为2.5MPa，额定流量为125L/min）。6.

46、1.2选择电动机 液压泵的功率W泵=P*Q/612 式中：P 液压泵额定功率，MPa；Q液压泵额定流量，L/min。电动机轴功率：W1=W泵*1/ =0.75KW 式中：机械效率，取；容积效率，取。 液压泵在额定压力和额定流量下工作时，其驱动电机的功率一般可直接从产品样本手册中查得，但其数值在实际中往往偏大，因此，要通过计算电动机传递到油泵转轴的轴功率。这个功率不仅要满足向润滑系统压油达到克服供油到润滑点时全系统的液压损失，而且还要完成油箱把油液吸出来所克服吸入管段的液压损失。在机械设计手册中查得，配用的油泵电机型号为Y90S-4,(额定功率1.1kW,转速1400r/min)。4.6.3管道

47、内径的计算 查文献【3】P135表6-30，因管路与执行器的运动部分一并移动，故选择软管。又考虑到价格及工作压力选择尼龙管，且为尼龙11管。 油管的直径可按下式计算：，mm式中： d油管内径，mm； Q油的流量，L/min； v油管内油的流速，m/s；一般情况，可参考表31，32确定管内流速和管径大小。润滑系统中管路液压损失计算是按水力学的方法计算管道内的局部阻力损失和静压损失。由于管道的液压损失较小，又难于精确计算，通常只作概算，管路的沿程损失一般可取0.050.06MPa。表1 油管内油流速度值选择参考表资料名称给油管的油流速m/s回油管的油流速m/s给油和回油速度比机床液压传动（科学出版

48、社1974年版）吸油管0.72压油管2.53.5汽轮机强度计算（机械工业出版社1958年（苏）日利茨基，中译本）1.51.01.5冶金设备润滑（机械工业出版社1956年版）0.81.00.33现有某些产品的统计0.631.510.230.662.752.3设计选用范围0.631.840.230.692.752.65表2 允许流速推荐值管道推荐流速（m/s）液压泵吸油管道0.51.5 一般常取1以下液压系统压油管路36 压力高，管道短，黏度小去大值液压系统回油管路1.52.6 计算油管内径，查表2得，该系统给油管流速约为1.1m/s，则d=7.59mm考虑到行程中静压、直管、局部等因素的扬程损失

49、，选用直径为7mm。 管接头用于管道与管道式管道与液压元件之间的连接，必须在强度足够的前提下，安装、拆卸方便，抗振动、冲击，密封性能好，外形尺寸小、加工工艺性好。该液压系统为不超过8MPa的中低压系统，可采用结构简单，性能良好、体积小、加工方便、成本低和重复使用性好的扩口式管接头。因卡套式管接头结构简单、性能良好、重量轻、体积小、使用方便、不用焊接，是液压气动系统中较为理想的管路连接件，故选用卡套式管接头。查文献【8】P132表4-18选用卡套式锥螺纹三通管接头。4.6.4密封方式的选择密封装置的功用是防止液压工作系统中工作介质的内外泄漏与外界灰尘、金属等异物的侵入以及由此引起的污染，保证液压

50、系统正常工作。查文献【3】P322表6-40、6-42选用O形密封圈的挤压密封形式，且材料为橡胶。通过上述要求和要点以及本次设计的稀油润滑站的特点,选择O型密封圈为本润滑站的主要密封装置。其材料主要为丁氰橡胶或氟橡胶。O型密封圈是液压与气动系统中使用最广泛的一种密封件。它主要用于静密封和往复运动密封。O型密封圈与其他形式密封圈比较，具有以下优点：1)结构小巧；2)静、动密封均可使用；3)动摩擦阻力比较小；4)使用单件O型密封圈，可对两个方向起密封作用；5)价格低廉。4.6.5过滤器的选择 根据润滑系统的要求，确定相适应的过滤器规格和性能。即在满足规定的过滤精度情况下，使过滤器的通油量（过滤能力

51、）与系统中的输油量相适应，以保证正常供应。过滤器的通油量（过滤能力）与过滤前后的压力差、油的黏度、油的温度、滤油速度和过滤面积（通过面积）等有关。根据已选定的过滤材料计算过滤面积（应考虑一定余量），选择标准规定的过滤器。油的黏度和温度（一般2040）直接影响滤油速度。过滤油量按滤油面积和滤油速度确定。查文献【3】P305表6-14过滤精度在10-20um即可，过滤器最大流量应大于油泵流量，根据具体情况选取，可为油泵流量的23倍。查文献【2】P22-642表22.8-24选用型号为SLQ-40双筒过滤器。4.6.6油箱的选择油箱在液压系统中主要功能是储存液压系统所需要的足够油液，散发油液的热量，

52、分离油液中气体及沉淀物。采用分离式油箱，它是一个单独的与主机分开的装置，布置灵活，维修保养方便，减少油箱发热和油液振动对工作精度的影响，便于采用通用化、系列化的产品，得到广泛的应用。油箱有效容积V=aq q液压泵每分钟排出压力油的体积，L；a经验系数， a=2-4，取a=3。 V=3125=375L.4.6.7压力表的选择 液压系统各工作点的压力一般都用压力表来观测，以调整到要求的工作压力。该设计采用最常用的弹簧管式压力表，在选用压力表时，其量程比液压系统压力要高，应为系统最高工作压力的1.5倍左右。选用精度等级2.5的压力表。 压力表开关用于切断忽然接通压力表与油的通道，压力表相当于一个小型

53、截止阀。该设计采用六点压力表开关，型号为K-6，其中四点四个测点油路相通，测得相应的油液压力。 查文献【3】P320表6-38选用普通压力表，又由表6-39选用Y系列Y型弹簧管压力表，由文献【2】P22-686表22.8-67选用Y-60的压力表。4.6.8节流阀的选择因为要控制一定量的油量，又因负载不大，选用普通节流阀即可。选用通径为6mm的DV型节流阀，型号为：MG6G1.2。4.7冷却装置型机床加工大型难加工零件时需对零件进行冷却，正确的选择冷却液，并设计良好的冷却装置是有必要的，能够提高刀具的寿命，减少因换刀造成停车时间损失是具有很重要意义的。对于冷却系统要求：冷却要充分，确保刀具获得连续和充分的冷却