工业机械手液压驱动系统的设计

开题报告课题名称：工业机械手设计一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述课题来源、课题研究的主要内容工业机器人一般指用于机械制造业中代替人完成具有大批量、高质量要求的工作，如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装、码垛等作业的机器人。工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、驱动控制系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。国内外现状综述近20年来，机器人或机械手技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与液压技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；液压机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对液压技术提出了更多更高的要求；微电子技术的引入，促进了电■气比例伺服技术的发展；现代控制理论的发展，使液压技术从开关控制进入闭环比例伺服控制，控制精度不断提高；由于液压脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点，国内外都在大力开发研究。随着微电子技术、PLC技术、计算机技术、传感技术和现代控制技术的发展与应用，液压技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一。自上世纪六十年代，机械手被实现为一种产品后，对它的开发应用也在不断发展，最典型的发展是生产者将此产品大量应用于卫生行业（全自动生化分析仪），从而实现了卫生检验中急需短时间、大量样品数据的要求，但在卫生领域的机械手因采用样品加单一酶试剂显色法，且采用滤光片结构设计，造成试剂价格昂贵，限制了产品市场的发展。随着技术的进步，机械手的设计已经实破了单一试剂、加热及滤光片的束缚。比如美国OI公司的产品，可针对单一项目，次序加4种试剂，加热温度也提高到50°C,检测器则采用二极管陈列技术，这些进步为新领域的应用提供了强大支持。有专家估计未来10年，全自动流动分析仪的市场份额中，将有50%被全自动化学分析机械手取代。通过了解上述两类产品的技术特点我们不难看出，机械手具有微升级试剂消耗，不受模板束缚，分析中不同检测项目可穿插完成，可完成研发性波长扫描优化检测条件，用户可自行设计新的检测项目，体积小，甚至可做现场快速分析等特点。由此也不难看出，以前流动分析中不适合的用户群，如样品检测单一种类少而样品量多的情况，为机械手的应用提供了可能性。对卫生行业的快速分析中，也因新型机械手的设计特点而使取代昂贵的试剂，降低分析成本成为可能。机械手不能完全取代流动分析产品一个重要的理由是：一些特殊样品处理技术不能在线实现，如萃取、高温蒸馏，需要离线进行，相信随着技术的进步，这些方面的技术也会提高。参考文献：[1].工业机器人徐元昌编制中国轻工业出版社1999.08[2].液压传动与控制贾铭新主编国防工业出版社2003.01[3].液压与气压传动左健民主编机械工业出版社1999.10[4].机器人应用技术孟繁华编哈尔滨工业大学出版社1989.06.濮凤根，胡伟民.关于液压集成块CAD研究开发的进一步探讨.1997.冯毅，田树军，李利.基于计算智能的液压集成块优化设计.中国机械工程，2003(17).机器人和机械手控制系统(苏死5尤列维奇等著;刘兴良等译新时代出版社1985.04.机器人基础知识刘兴良编著新时代出版社1986.08.濮凤根，胡伟民.关于液压集成块CAD研究开发的进一步探讨.机电设备1997.Solomatine,D.Object-orientationinhydraulicmodelingarchitectures.Journalofcomputingincivilengineering,1996(4)二、本课题拟解决的问题目前液压机械手被广泛地应用于各种加工试验等工作场所，由于现在的科技进步与发展，工业机械手逐步追求一种智能化，小型化，进一步体现在液压系统控制的微缩。现阶段液压集成块技术被广泛用应于液压系统的控制，以减小液压系统控制管路连接。液压机械手控制设计中液压集成块设计是一项关键的工作，液压集成块是安装各种液压元件，并在其内部按照系统控制原理要求实现元件之间油道连通的复杂功能块。它的应用使液压系统的结构更加紧凑，安装和调试也更加方便。在一定尺寸限制的块体上如何按照系统原理要求，正确合理的设计多个通道，对设计人员来说是一项艰巨的任务，因而单靠手工设计集成块不仅速度慢，而且难免在设计过程中发生错误，影响工作的正常进行，造成很大的时间与资源的浪费。本课题拟在利用现在专业应用软件开发技术，方法，工具来促使人们更深入地开展工业机械手液压集成系统的开发与研究。液压集成系统的CAD的研究与开发已为液压控制工程设计提供了有力的支持。由于液压集成块的高附价值，液压集成控制技术的应用开发不但能够满足个别企业专业急需，同时也有望走上商品化专业软件市场。三、解决方案及预期效果在整个的液压控制系统中液压集成块为一个重要的中间控制元件，利用它可以减少很多复杂管路以及控制元件的连接，实现控制系统的集成化。鉴于现在液压工业机械手国内外趋势的发展，主要解决机械手液压控制系统的设计与研究，并利用液压集成块CAD应用软件获得最优的布局布孔方案。实现了液压集成块布局孔集成方案的自动优化设计。设计合理的液压原理图以及选用标准的液压元件，明确各元件之间的连通关系，实现液压元件在集成块体上的布局定位，实时干涉校核下的孔道自动连通，连通方案的目标评价和布局方案的自动调整等步骤。最后形成集成块的布局布孔最优方案。在优化设计过程中，需要以下几项数据：1.元件的外型尺寸，用于装配时进行外型干涉校核2.元件底版孔系数据，包括元件底版上各油孔，螺纹孔等的坐标位置和孔道大小，以及深度要求和安装精度要求等3.元件本身属性，包括元件装配的优先面，优先角度等利用CAD的三维实体造型功能，可以将液压集成块自动设计结果，即集成块外部元件布局和内部孔道布局的集成方案，在CAD图形库中自动生成集成块的三维结构图和装配图，在CAD的三维浏览工具的支持下，可以实现对集成块内部结构图和装配图的多方位，多角度的观察，进而对检验方案结果及优劣程度进行改造。其中，液压集成块三维装配图生成需要液压元件图形库的支持。就设计全过程来说，工作从液压控制系统原理方案分析开始，确定集成范围和目标要求，构思总体部署方案和确定全部元件规格及其安装位置，根据原理要求设计块体孔系，设计师在块体设计中要遵循设计规范与准则，获得集成块装配草图与零件设计草图，孔道校验和技术文件编制。然而集成块CAD研究开发的目标在于促使设计师发挥创造性，即应用开发应定位于集成块设计的前端。根据过程改进要求获得设计过程规范是过程建模的前提。按照设计及开发能力以及过程改进的方法学框架，逐步建立行之有效的设计规范和设计模型。设计师利用软件高效完成工作的同时，能充分发挥创造潜力，完成工作的创造性部分。四、课题进度安排3月19日〜4月1日.毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。4月2日〜4月15日.开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告。4月16日〜5月23日,设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5月24日〜6月7日.中期工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。6月8日〜6月10日.毕业设计预答辩。6月11日〜6月18日.毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。6月19日〜6月21日・毕业设计材料评阅。6月22日〜6月24日.毕业答辩。6月25日〜6月28日,材料整理装袋。五、指导教师意见六、专业系意见七、学院意见TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要4\o"CurrentDocument"Abstract6\o"CurrentDocument"引言7\o"CurrentDocument"第一章机械手设计要求分析71.1设计目的和要求71.2.机械手简介与分析7\o"CurrentDocument"第二章液压系统设计82.1.根据工作要求确定一个工作循环周期的运动过程82.2据工作循环过程确定系统工况分析图，确保工作运动中的动作连续性92.3拟订液压系统的工作原理图92.4根据整个系统的液压元件需求选择标准的液压元件102.5液压缸尺寸的确定及安全强度的校核10\o"CurrentDocument"第三章.集成块的设计12\o"CurrentDocument"3.1设计分析123.2根据具体的要求进行设计计算13\o"CurrentDocument"3.3下面为集成块的设计步骤153.4液压集成块的加工工艺17\o"CurrentDocument"第四章液压集成块CAD技术18结束语20致谢21参考文献22摘要本文主要介绍了上下料用机械手的设计过程，它包括了对于整个系统的工作要求和情况的分析，通过系统的工作过程确定整个液压系统的结构设计。分析整个循环过程，确定系统工作原理图，根据系统参数要求选择标准的液压元件，完成液压系统的装配图。液压集成块作为现在液压系统的主要部件，当前液压集成块应用开发受到了国内外液压界的广泛重视，液压集成块的CAD的研究与开发已为液压工程设计提供了有力的支持，在对机械手液压系统集成块设计过程中，能够与实际的加工工艺相结合。并且对现在的液压集成块的CAD技术有很好的认识。关键词：工业机械手，驱动，集成块，原理AbstractThistextintroduceupperandlowermaterialspenddesignprocessofmanipulator,itincludetowholejobrequirementsandanalysisofsituationofsystemmainly,confirmthewholestructuraldesignsystematicinhydraulicpressurethroughtheworkingcourseofthesystem.Analysewholecyclicalprocess,confirmsystematicoperationprinciplepicture,requirethehydraulicpressurecomponentofthestandardforselectionaccordingtosystematicparameter,finishtheinstallationdiagramsystematicinhydraulicpressure.Hydraulicpressureintegratepieceasnowmainpart,hydraulicpressureofsystem,hydraulicpressureatpresentintegratepiecesofapplicationanddevelopmentreceivedomesticandinternationalhydraulicpressureextensiveattentionofcircle,hydraulicpressureintegrateresearchanddevelopmentofCADofpiecealreadyoffereffectivesupportforengineeringdesignofthehydraulicpressure,whiledesignthesystemintegrationoneofhydraulicpressureofthemanipulator,cancombinewithrealprocessingtechnology.AndCADintegratingonetothepresenthydraulicpressurehasverygoodunderstanding.Keyword：Industrymanipulator,Drive,Hydraulicmanifoldblock,Elements引言工业机器人一般指用于机械制造业中代替人完成具有大批量、高质量要求的工作，如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品（电视机、电冰箱、洗衣机）、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装、码垛等作业的机器人。工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。第一章机械手设计要求分析1.1设计目的和要求上下料用机械手能在不同高度与不连续的工作台之间实现机械零件的重复取放，代替人工劳动，减轻了人工劳动强度，提高了自动化水平和劳动生产率，保证了产品和工人的质量与安全。1.2.机械手简介与分析上下料用机械手采用圆柱坐标的结构形式，主要的组成部分有：升降机构，回转机构，手臂伸缩结构等，在这三中机构中采用液压驱动传动方式，能保证机械手的整体结构的紧凑性，运动平稳以及可以方便的实现无级调速。如图所示，机械手在工作过程中需三种运动，其中手臂的伸缩和立柱的升降为两种直线运动，而手臂的回转为圆周运动，所以采用圆柱坐标形式。其特点是，结构简单，手臂运动范围大，有较高的定位准确度。机械手坐标形式图1机械手运动坐标形式机械手的工作范围机械手在水平方向上的伸缩范围为至两个不同高度的工作台的距离，手臂伸缩总行程为500mm，手臂回转的运动范围为90度，立柱升降的垂直方向的距离为两工作台的高度差，总行程为200mm第二章液压系统设计根据工作要求确定一个工作循环周期的运动过程手臂位于初始位置（1）手臂伸长至工作台（1）手指抓取工件（延时20s,确保工件被抓住）手臂缩回立柱升高至所需高度，至工作台（2）手臂回转角度a，至位置（2）手臂伸长并释放工件（延时20s，确保工件被成功释放）手臂缩回手臂回转角度一a,至位置（1）立柱下降高度至工作台（1）图2上下料机械手运动位置示意图图3上下料机械手工作行程范围示意图工作行程范围：角度0-240度；手作工作范围200mm；高度工作范围200mm

2.2据工作循环过程确定系统工况分析图，确保工作运动中的动作连续性电磁间信券源工恍环W烷停留2酝回高尹臂回转手臂伸长回手臀回产柱下转降vj伸鼬升雕1\L\/\1\/\/\1DT+动2DT+睢电器控制3DT+动4DT动—5DT动———图4机械手运动循环工况分析图2.3拟订液压系统的工作原理图根据整个系统的工作完成步骤，选择合适的液压缸。伸缩运动和升降运动选择单杆活塞液压缸，回转运动选择摆动液压缸，保证整个系统能够达到稳定的运动效果。2.3.2.液压回路的选择确定液压执行元件以后，根据设备的共组特点和工作要求确定对主要性能起决定性影响的主要回路，机械手液压系统主要有针对伸缩运动，升降运动和回转运动的三个主要运动回路。2.3.3.对以上的液压元件和液压回路进行综合液压回路的综合就是把选择的液压回路放在一起，进行归并整理，增加必要的液压元件和辅助回路，确定完整的液压传动系统。同时注意：a.尽量简化系统机构，减少不必要的液压元件使用；b.保证整个液压系统运动动作的可靠，安全，没有元件与机构之间的相互干涉问题的存在；c.尽可能的去提高系统的工作效率，减少不必要的功耗的浪费；d.尽可能采用标准通用的液压元件。综合以上的动作，原理以及元件，绘制液压系统原理图。下图为本机械手液压系统的工作原理图：

图5上下料机械手液压系统的工作原理图（注：上图中的si,s2,s3,s4,s5,s6,s7为行程控制开关）2.4根据整个系统的液压元件需求选择标准的液压元件机械手液压系统的主要液压元件选择包括：油箱，滤油器，油泵，溢流阀，减压阀，单向阀，电磁换向阀，单向节流阀，以及相应的电器开关等主要液压元件规格如下表：压力表KF3—E3B节流阀L—10H三位四通电磁换向阀34—H10B单向阀AJ—H10B减压阀JF3—10B两位四通电磁换向阀24—H10B（安装方法参照液压系统工作原理图）2.5液压缸尺寸的确定及安全强度的校核根据设计的参数要求，确定合理的液压缸尺寸2.5.1.伸缩液压缸的设计计算由于工件相对于整个系统较小，并且工件运动为水平运动垂直于重力方向和摩擦力方向，所以对于运动过程来说负载较小，故不进行负载分析。伸缩液压选择单杆式活塞缸工作行程为500mm由于此工业机械手属于小型的工程机械，故选初始压力P=10Mpa试取q=30L/minV1=100mm/s（活塞伸出的速度）V2=130mm/s（活塞缩回的速度）贝贝A=q/V1=50cm2D§J——=80mm

VAD2-D2一由于v进=-A2=~—故D=40mm偏ii取标准CHSG01-01/De速比1.337D=80mmDD=80mm2.5.2工作腔面积A=-兀D2=16兀i4iA2=4兀D2]—D22=12兀2.5.3活塞稳定性较核活塞工作总行程S=500mm活塞杆直行D=40mme/d=500/400=12.5.10需进行稳定性校核2由材料力学中有关公式，根据液压缸一端支承一端链取末端数据w2=2活塞杆选用普通碳钢，则：材料强度实验值f=4.9x108Pa，w.=85120Jdl500120y=」一=一=10因为一=——=50yw、Wk\A4yk102所以它的载荷F=―竺―k1a,l、1+—（一）2w2yk当取安全系数为nk=4时人Ff=49235A6672N所以满足稳定性要求nk则对于伸缩而言则取缸径D=80mm杆半径D=40mm2求液压缸流量：q、=AV1600兀x100=502.4mmq=AV=12兀x13=490ml2.摆动缸计算回转角度a=900液压缸和工作压力P=10MPa则输出压力P=0取q=30L/min故取b=30mmR=70mmR=50mmT=bfR1(P-P)rd=3.6x104N.m>T1R212r故可驱动基于手臂的回转运动3.升降机构设计计算由于手臂伸缩机构与摆动机构等重量全载与升降机构，故算的F<3000NF<3000N选液压缸工作压力P=10MPa工作负载F=2500N3000107=3x10-4取D=100mmD=50mm取q=30L/min3000/6025兀=6.3cm/s=63mm/s3000/6025兀=6.3cm/s=63mm/s取V=50mm/s则耗时约为4s第三章・集成块的设计3・1设计分析在整个液压系统中，由于整个系统由若干个液压阀有机组合在一起的，各个液压阀之间的连接方式主要有：管式连接，板式连接，集成式连接。集成式连接又可以分为集成块式连接，叠加阀式连接，插装锥阀式连接。由于管式连接结构分散，尤其对于复杂的液压系统，占据空间很大，管路交错，接头较多，装卸维修困难，并且在接头处容易造成油液的泄露与空气的渗入，有时会产生噪音和震动。板式连接一般油管较多，而且易在两板之间形成间隙，出现漏油，串腔等问题。而集成块式连接是集成式连接中的一种，即借助于集成块把标准式的板式连接的液压元件连接起来，它是一种代替管路把元件连接起来的六面连接体，在连接体内根据各控制油路设计出需要的油路通道，液压阀装在集成块周围。集成块的上下面是块与块的结合面，在结合面上加工有相同位置的压力油孔P，回油孔T，泄露油孔L，以及安装螺栓孔。集成块与装在周围的阀类元件之间组成一个集成块组，可以完成一定典型回路的功能。将所有的集成块组叠加在一起，就可以构成整个集成块式的液压传动接系统。在所有的集成块组的下面应该有底板结构，底板上有压力油孔P，回油孔T，泄露油孔L等，通过底板来实现集成块组与油泵和油箱的连接，在所有的集成块组上面还应该有顶盖结构，在顶盖上可以安装压力表开关，以便于测量系统中各连接点或者某一油路的压力情况，这种集成方式的优点是它的机构紧凑，占地面积小，易于装卸和维修，并且具有标准化和系列化产品。以选用组合，因而被广泛用于各种中高压液压系统和各种中低压液压系统中，但是对于它的设计，工作量比较大，加工工艺复杂，不能任意修改等缺点。下面就简单的集成块举一个例子。包括三维造型的线形结构和实体结构。（如下图）

图6集成块三维造型的线形结构图7集成块的三维实体造型图6集成块三维造型的线形结构图7集成块的三维实体造型上下料用的机械手液压系统的集成块设计系统见集成块装配图，它包括地板块，升降机构控制集成块，回转机构控制集成块，伸缩机构控制集成块以及顶盖等五个集成块组成。下面针对整个系统中的伸缩缸液压控制回路集成块为例子，具体说明整个集成块的设计计算过程：为了能满足整个循环的工作要求，则该回路共需四个液压元件，有相关手册查得它们的型号和规格，以及安装底板在安装这些元件时候应考虑的油孔的相对位置情况等a.减压阀型号：JF3-10B通径：中10连接底板标准：GB8100-AG-06-2-A外型尺寸：84mm*61mm安装螺栓孔和油孔的相对位置如下：ABYFlF2ABYFlF2F3E4X7.135.721,4042.942.90y33.333.37.90066.766.70MWTyb.单向阀型号：AJ-H10B通径：中10AJ型直角单向阀板式连接外型尺寸：60mm*90mm安装螺栓孔和油孔的相对位置如下:ABFlF2F3F4X7,135.7042.942.90y33.333.30DGG.76670MIO外型尺寸：60mm*90mm安装螺栓孔和油孔的相对位置如下:ABFlF2F3F4X7,135.7042.942.90y33.333.30DGG.76670MIOc.三位四通电磁换向阀弹簧对中型代号O型号：34-H10B通径：中10规格：流量40L/min公称压力31.5Mpa换向频率60次/min电压AC220V50HzDC12V24V功耗AC40WDC42W安装螺栓孔和油孔的相对位置如下:±10%±10%ABPFlF2F3E4X16,737.527054540y21,421.46,30046460101010M600X3.250,8y32.532.501010d.单向节流阀型号：L-H10板式连接通径：中10外型尺寸：130mm*90mm安装螺栓孔和油孔的相对位置如下:ABFlF2F3F4X327501071070y33,333,30066.766.70101011确定通道的孔径，集成块上的公用通道，即压力油孔P,回油孔T,泄露油孔L,以及四个安装孔，压力油孔由液压泵流量决定，本回路流量约为30L/min则取压力油孔的孔径为①12mm，回油孔和泄露油孔也取孔径为①12mm。直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规格确定，由于所选液压阀的通径都为①10mm，则统一取孔径为①12mm，方便加工。而孔与孔之间的连接孔（即工艺孔）也取中12，并且要求用螺塞在集成块表面堵死，不允许堵孔用的螺塞对其他的液压元件和结合面有干涉作用。集成块上液压元件的布置，把做好的液压元件样板在集成块各个视图上进行布局，有的液压元件需要连接板，则样板以连接板为准。在布局时应该避免电磁换向阀两端的电磁铁与其他部分或元件想干涉，液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为最佳。如图5所示，孔道相通的液压元件应该尽可能布置在同一水平面上，或在直径d的范围内（如图5a），否则要钻中间油孔（如图5b，c），不通油孔之间的最小壁厚h必须进行强度校核（如图5d）。液压元件在水平上的孔道若与公共油孔相通，则应尽可能地布置在同一垂直位置或在直径d的范围（如图5a，b），否则要钻中间孔道（如图6c），集成块前后与左右连接的孔道应相互垂直，不然也要钻中间孔道（如图6d）。设计专用集成块时，要注意其高度应该比装在其上的液压元件最大横向尺寸大，以避免上下集成块上的液压元件相互干涉，影响集成块组之间的紧固问题。75a)b)d)c)图8液压元件在垂直面内的孔道关系集成块上液压元件布置程序。电磁换向阀布置在集成块的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免电磁换向阀的固定螺孔与阀口通道、集成块固定螺孔相通。液压元件泄漏孔可考虑与回油孔合并。水平位置孔道可分为三层进行布置。根据水平孔道布置的需要，液压元件可以上下左右移动一段距离，具体可参见图6。溢流阀的先导阀部分可伸出集成块外，有的元件如单向阀，可以横向布置。75a)b)d)a)图9液压元件在水平面内的孔道关系a)图9液压元件在水平面内的孔道关系由于集成块内部油道很多，而且连接方式比较复杂，这样就给内部孔道的设计和校核带来了一定的麻烦。在做整个集成块设计的过程中首先要了解整个液压回路所需要的液压元件，然后考虑合适的结构布局，在外观上，尽量避免在一个面上安装两个多个占地面积比较大的液压元件，这样会给集成块内部孔道的设计带来很多麻烦，还有要注意液压元件外型上的干涉问题，有的液压元件基本参数的调节要靠手动来完成，也就是说在液压元件的外型空间以外有足够的空间，从而实现对它的调节。在内部孔道设计上，要注意如图8和图9中要注意的情况。就拿来说，首先确定压力油孔P，回油孔T，泄露油孔L和连接螺栓孔的位置，然后选择液压回路需要的液压元件：减压阀，单向控制阀，三位四通电磁换向阀和节流阀等，首先放置减压阀的底面模板于集成块一面，在放置的过程中要注意使减压阀的进油孔道与压力油孔P连接方式要尽可能简单并且容易加工，然后考虑减压阀的出油孔道加工深度，综合考虑单向阀的孔道位置关系，在合适的减压阀外部空间以外放置单向阀的底板模型，确定单向阀的孔道位置，同时要考虑整个液压回路各个液压元件之间的孔道连接关系综合考虑孔道的设计。之后在集成块另一表面放置电磁换向阀，孔道设计同样要考虑加工简单，结构合理，外型布局合理等因素，然后在一面放置节流阀，设计过程同上。然后综合考虑孔道以及外型关系，确定合理的液压集成块的合理尺寸，以及内部孔系结构。3.4液压集成块的加工工艺随着液压系统向高压化，高精度化发展，系统的结构型式也向着集成化的方向发展，在这种趋势下尤其显示出液压集成块的优越性。集成块加工质量的好坏直接影响到系统和设备的工作性能。集成块在设计时应合理布置油道，尽可能节省工艺孔。集成块的选料：当工作压力＜6.3Mpa时，集成块可以采用铸铁HT20-40，推荐相邻孔间距5=5mm；工作压力＞=6.3Mpa时，集成块可以采用45#或35#钢材锻件或厚板材，且相邻孔间距6为6〜7mm。集成块的加工工艺过程为：1）下料一般每边至少留2mm以上的加工余量；2）铣六面每边留0.2〜0.4mm磨量；3）磨六面至图纸尺寸保证两对应面不平行度不大于0.03mm，两相邻面垂直度小于0.05mm；4）钳划线并钻各孔，表面精确度Ra=12.5um。对孔径适宜需要者，可攻丝。钻孔遇有相交时应考虑油液流动方向，避免产生涡流和冲击性震动，如图7所示；5）车对需要镗孔或车螺纹的各孔进行车（镗）加工；6）钳去除毛刺铁屑，保证清理干净。目前针对不同形状的零件和不同的材质以及部位已经有多种不同的去毛刺方法和设备，针对集成块主要有以下两种方法：a）.震动式去毛刺，主要用于精加工前，热处理后进行去毛刺处理，除锈，除氧化皮及锐边倒角处理；b）柔性毛刷去毛刺，针对集成块加工中各个油孔，台阶孔，直角棱边出现的毛刺，在精加工后使用毛刷进行光整，加工效果好；7）焊堵焊工艺孔并且打磨平整。可用螺塞堵孔，堵塞和工艺孔的过盈量在0.02〜0.04mm之间，堵塞和孔均留45度的焊接坡口，坡口深3mm，焊接牢固，不得有裂缝，磨平焊渣，也可以用螺塞加密封垫圈旋紧堵住工艺孔，注意外型不要对其他的元件干涉；8）磨将各个表面磨至所要求的粗糙度要求；9）清洗对于高精度的集成块，清洗要跟随每一道工序进行，这样才能保证整个元件的清洁度。10）表面处理镀镉或镀锌在装配前要进行粗洗和精洗。1）粗洗主要清除附在零件表面的各种颗粒污染物，腐蚀物，油脂等，常用的方法有：a.洗涤液浸泡，刷洗，冲洗，可以除去灰尘残留颗粒物，油脂等；b.碱性液浸泡，冲洗，可以除去灰尘，油脂，可溶性金属氧化物；c.酸性液浸泡，冲洗，可以除去氧化皮，锈蚀物，有机物和无机物质；d.溶剂浸泡，刷洗，可以除去油脂，润滑液，有机物等；e.机械清洗，清除表面沾附的污染物。2）精洗由于集成块表面清洁度要求极高，所以要进行精洗，精洗的清洁度可以达到表面残留一个分子层的污染物，常用的精洗方法有两种：a）蒸汽浴洗将被清洗零件放置在加热的溶剂蒸气中，蒸汽在零件表面冷凝从而将污染物洗去；b）超声波清洗它是一种有效的清洗方法，将集成块浸泡在盛有清洁溶剂的超声波槽中，利用超声波清除集成块表面的污染物。装配和试验加工完所有的零件后，在清洁的环境进行集成块系统的装配，以防止元器件的锈蚀或受环境的污染，装配后的集成块的进出油口用螺塞加组合密封垫圈进行密封。装配后的产品需要进行压力试验和功能试验，耐压试验需要按国家标准进行，试压时间在10分钟左右，各个接头处不得有油液泄露，不允许有其他异常现象，功能实验根据不同功能要求进行。第四章液压集成块CAD技术利用CAD的三维实体造型功能，可以将液压集成块自动设计结果，即集成块外部元件布局和内部孔道布局的集成方案，在CAD图形库中自动生成集成块的三维结构图和装配图，在CAD的三维浏览工具的支持下，可以实现对集成块内部结构图和装配图的多方位，多角度的观察，进而对检验方案结果及优劣程度进行改造。其中，液压集成块三维装配图生成需要液压元件图形库的支持。在液压集成块设计应用开发中仍拘泥于产品的设计结果信息建模，而在孔道校验绘图软件中，集成块的设计信息转化为数学模型记录到相关描述文件，据此得到集成块的三维几何模型，并生成二维图纸作为设计结果，此外对设计过程建模并无涉足。现在关于集成块CAD的研究开发，不能停留于结果信息建模，而要面向整个设计过程的建模。为此，需要强调完善集成块的设计规范，特别是其设计过程规范，不断完善集成块设计规范和过程建模对液压集成块CAD研究开发的深入是当务之急。就设计全过程来说，设计师的工作从液压控制系统原理方案分析开始，确定集成范围和目标要求，构思总体部署方案和确定全部元件规格及其安装位置，根据原理要求设计块体孔系，设计师在块体设计中要遵循设计规范与准则，获得集成块装配草图与零件设计草图，孔道校验和技术文件编制。然而集成块CAD研究开发的目标在于促使设计师发挥创造性，即应用开发应定位于集成块设计的前端。根据过程改进要求获得设计过程规范是过程建模的前提。按照设计及开发能力以及过程改进的方法学框架，逐步建立行之有效的设计规范和设计模型。设计师利用软件高效完成工作的同时，能充分发挥创造潜力，完成工作的创造性部分，即为集成块CAD研究开发的最高目标。明确这一目标，液压集成块CAD研究开发任务也就明确了。液压集成块CAD应用软件将能自动生成与获得最优的布局不孔集成方案。实现了液压集成块布局孔集成方案的自动优化设计。利用该软件用户只需要输入液压原理图所