轴向柱塞泵体加工生产线专机设计-说明书

，10年来，传动得到了长足的进步，得到了广泛的应用。这次本设计主要是设计出适合的系统，用它驱动机床的工作台，以实现对零件的钻孔，，：自动化 传动 系统，钻孔，攻丝，工作IToimproveworkefficiency,reducelaborintensityofworkers,andensurethequalityofproducts,Efficientuseofaspecialmachineandautomationbypipelineorautomaticprocessesonthelineaccordingtotheworkpieceprocessing.Inordertoachieveprocessautomation,thecreationofanautomatedline,wemustfirstrealizemachiningcycleautomation.Generallythroughthemechanical,electrical,hydraulic,paticandothercontrolforautomaticcycle.Asthepast10years,hydraulicdrivehasbeengreatprogresshasbeenwidelyused.Thisdesignisthedesignforthehydraulicsystem,usingittothetable-drivenmachine,inordertoachievetherightpartsofbored,Tapprocess.:Automation,HydraulicPowerTransmission,HydraulicSystem,Drillingand ，WorkTable.摘 第一章绪 零件分 明确设计要 确定毛坯的制造形 确定加工方 确定流水线布置 第二 多头钻床系统设 确定动作循 确定工位 切削用量的确 右钻头 强度校 2.4.5确定时 左钻头 前钻头缸和后钻头 系统图的拟 2.7.1系统图的拟定要 2.7.2回路的选 元件的选 2.8.1 油 系统的性能验 第三章攻丝机床系统设 确定动作循 切削用量的选 左动力头 前缸和后缸的设 2.4.5确定时 系统图的拟 3.5.2回路的选 3.6元件的选 3.6.1 3.7系统的性能验 第四章结 参考文 式传动主要是利用液体的压力能来传递能量由于传动有许多突出的优点，第一章绪论零件分明确设计主机的工作循环执行元件的运动方式(移动转动或摆动)及其工作范围主机各执行元件的动作顺序或互锁要求其它方面的要求如装置在重量外形尺寸经济性等方面的规定或限制确定毛坯的制造形零件的材料为HT190的灰铸铁。由于零件的生产为1万件/年，属于大量生确定加工方1-1机床刀具的选1-1，钻23mm，6mm9mm，15mm的孔，选用多头钻床。该多头钻床，，，14，10机床用于泵体各螺孔攻丝它由动力头滑台床身中间底座夹具系统等组成。主轴为机械传动，进给由驱动，夹具用夹紧。，，确定流水线布1-2表示了产品从自动线到多头钻床进行钻孔加工在经自动线到攻丝机上进1-2第二 确定动作循从整个系统来看，该系统共由五个缸组成，分别为：夹紧缸、前钻头液2-1所示。图2- 确定工位2-22-24左钻头缸带动主轴上的10个麻花钻同时钻6mm的孔2个；9mm的孔右钻头缸加工15mm的孔4个。前钻头缸加工23mm的孔1个。后钻头缸加工23mm的孔1个切削用量的确 为190HB。满足要求。

0.2fsf

0.1fdf工件材料的质量m=25kg和每转进给量s，由《机械制造技术基础》得主轴转速n1000 式（2-式中——切削速度； 钻孔时的切削用量如表2-1所示。切削速度69右钻头负载分Ft(以N计)与钻头直径D（以mm计每转进给量s（以mm/r计）和铸铁硬度HB之间的经验算tF25.5Ds08(HB)0t

式（2-ns由表21对Φ15mm的孔来说 s=0.422.2tF25.5Ds08(HB)0t=17805 )

（23 =(5145)(=175

60

FfsFfd

G=0.2514 式（24fsf=1029fG=01514 式（25fd=514. 由此得出缸在各工作阶段的负载如表2-2所示表2-2缸在各工作阶段的负载工况负 负载值（N推力Fm（N启动FF10291286加速FFfd689.5862快进FF514.5643工进FFfd18319.522900快退FF514.5643注：液压缸的机械效 m负载图和速度图的绘2314mmin33mmin2。其中2由主轴转速及每转进给量求出。即由《液压传动》得：2ns=6110.42=256.6mm/min 式（2-6）l

l1120mm

l245mm图2-3组合机床缸的负载图和速度（a）负载 （b）速度缸主要参数的确由《液压传动》表11-2，和11-3可知，组合机床系统25000Np135MPa。dd

D1.333105 式（271在钻孔加工时， 缸回油 必须具有背压P2，以防孔被钻通时滑台突然前冲。根据 手册》中的推荐值，可取

p05MPa时P2亦可按05MPa由工进时的推力按《传动》第5章式（5-3）计算液压F1(P1A1P2F/mA1P1A2

式（28 所以 缸无杆腔的工作面积A()/(p 2) m即：A2290030.80.0088m21D=

1058c 式d05D529c查《传动与控制》选出就近的标准值为D12cm 的d6c由此得出的缸两腔的实际有效面积为1AD2/43.14144/41131

式（2102A(D2d2)/42

式（211强度校d

Dd10时为薄壁，pDp

式（212HT200b200MPa。其中Dpy

16MPapnp

16MPapnp取py1.25pn[[bnbnn5 所 =1.53.55.25MPa D=12c []b/n=200/5=4（212）

p p

=78m

D1207810[]0.4y[[]0.4y[]1.3y

式（213=16.1md45bdd 式F[[]=b/1.443.14所以由 得出43.14d=60mm>8.3mmZ[即，活塞杆的直径d满足强度要求。故合格。三. 缸盖固定螺栓直径Z[

ds 式（21545s式 F为液压缸负载ZZ=8Kk11215，取k13

ds

[s/1.55.2229005.2229003.148取 ds根据上述D与d 的值，可估算缸在各个工作阶段中的压力，流量和功率，如表2-3所示。并据此绘出工况图。由 传动》得，快进时进油腔压力为p1(FA2p)/

式（216

qpP p1

式（217）式（2-18）19

p1(Fp2A2)/

式（22021

qpP p1

式（2式（222

p1(Fp2A1)/

式（22324

qpP p1

式（2式（2表2- 缸在不同工作阶段的压力，流量和功率工况负载F（N回油腔压力p2进油腔压力p1输入 q（L/min输入功P（kw快进启动128600.490——加速8620.9520.452——恒速6430.9330.43345.20.33工进229000.82.6282.8920.13快退启动128600.151——加速8620.51.165——恒速6430.51.13925.50.482.4.5确定时系统快进所需的时间为t1，由 传动》得t1l1t1=12060系统工进所需的时间为t2，即t2l2

式（2-t245系统快退所需的时间为t3，即t3l3

t3=16560左钻头负载计Ft(以N为：由式（2-2）tF25.5Ds08(HB)0tn由表21对Φ6mm的孔来说：n=1656r/min;s=0.2mm/r对Φ9mm的孔来说：n=898r/min;s=0.30mm/r（`22）tF25.5Ds08(HB)0t62=20104.6

0.208（23） )

=(5145)(=175

60由式（24）

Ffs

G=0.25145fsf=1029（25）

Ffd

G=0.1514.fdf=514.5由此得出缸在各工作阶段的负载如表2-4所示表2-4缸在各工作阶段的负载工况负 负载值（N推力Fm（N启动FF10291286加速FFfd689.5862快进FF514.5643工进FFfd20619.125774快退FF514.5643注：液压缸的机械效 m不考虑动力滑台上力矩的作用负载图和速度图的绘2114mmin33mmin22

62ns165602331mmmin92ns=8980.3269mmmin则取2331mmmin

l1120mm

l230mm行程l图2-4组合机床缸的负载图和速度（a）负载 （b）速度缸主要参数的确由《液压传动》表11-2，和11-3可知，组合机床系统30000Np14MPa。d（27）d

D1.3331=0.51在钻孔加工时， 缸回油 必须具有背压P2，以防孔被钻通时滑台突然前冲。根据 手册》中的推荐值，可P208MPa

p

p05MPaP2亦可按05MPa由工进时的推力按《传动》第5章式（5-3）计算液压缸面积：

F1(P1A1P2所以 缸无杆腔的工作面

A(

)/(p 2) m即 A(25774)/(30.8)0.0099m2991缸筒直径 D=

=11d05D56cm查《传动与控制》选出就近的标准值为D12cm 的d6c由此得出的缸两腔的实际有效面积为1D2/43.14144/411312A(D2d2)/42强度校d（212）

Dd10时为薄壁，pDp pHT200b200MPap其中D为缸筒内径 为缸筒试验压力，当缸的额定压yp16MPapn

16MPa，取pnp

[为缸 n5

[bnbn 所 =1.546MPa；D=12c []b/n=200/5=4

p =9mmp

D120910d的校核45bd（214）F[43.14所以由 得出43.14d=60mm>8.8mmd（215）Z[Z[45s式 F为液压缸负载ZZ=8Kk11215，取k13

ds

[s/1.55.2257745.2257743.148取 ds根据上述D与d的值，可估算缸在各个工作阶段中的压25由式（216）（224）

(MPaq（Lmin）P（kwp1p表2- 缸在不同工作阶段的压力，流量和功率工况负载F（N回油腔 p2进油腔 p1输入 q（L/minP（kw启快进动128600.490——加速8620.950.452——恒速6430.9330.43345.20.33工进257740.82.8813.740.18快退启动128600.151——加速8620.1.165——恒速6430.1.13925.50.48确定时系统快进所需的时间为t1，由式（2-25）得t1l1t1=12060系统工进所需的时间为t2，即t2l2t230系统快退所需的时间为t3，即t3l3

前钻头缸和后钻头负载计Ft(以N计由式（2-2）

F25.5Ds08(HB)0tnts由表21第一次工进对Φ13mm的孔来说 s=0.4

F25.5Ds08(HB)06=25.5130.4081900=3995t第二次工进时对Φ23mm的孔来说 t

F25.5Ds08(HB)0

2325.50.52081900=8097（23得） )

=(5145)(=175

60（24）

Ffs

G=0.2514fsf=1029由式（25）

Ffd

G=0.1514.fdf=514.5由此得出缸在各工作阶段的负载如表2-6所示表2-6缸在各工作阶段的负载工况负 负载值F（N推力Fm（N启动FF10291286加速FFfd689.5862快进FF514.5643工进一FFfd45105637工进二FFfdFt8611.510765快退FF514.5643注：m不考虑动力滑台 力矩的作用负载图和速度图的绘24

l1120mm14mmin33mmin22

2ns628046289mmminl219mm2ns=390052203mmrl24mml3l1l212023图2-4组合机床缸的负载图和速度（a）负载 （b）速度缸主要参数的确由《液压传动》表11-2，和11-3可知，组合机床系统15000Np125MPa。dd

D1.3331=0.51在钻孔加工时， 缸回油 必须具有背压P2，以防孔被钻通时滑台突然前冲。根据《 手册》中的推荐值，可取P2=0.4MPa

p

p=0.2MPaP2亦可按0.2MPa由工进时的推力按《传动》第5章式（5-3）计算液压缸面积：F1(P1A1P2F/A1P1A2m 所以 缸无杆腔的工作面积A()/(p 2) m即 A(10765)/(2.50.4)0.0047m2471缸筒直 D=

=d05D386cm查《传动与控制》选出就近的标准值为D8cm 的d4cm由此得出 缸两腔的实际有效面积为（210）

D2/43.1464/450.241（211）1

A(D2d2)/437.682强度校2d（212）

Dd10时为薄壁，pDp pHT200b200MPap其中D为缸筒内径 为缸筒试验压力，当缸的额定压y 16MPa时， ；

16MPa， ；[]为

[bnbnn5 所 []b/n=200/5=4

p =3.75mmp

D1203.7510d的校核45bd由式（2-14F[43.14所以由43.14

d=40mm>5.7mmdZ[由式（215）

ds45s式 F为液压缸负载ZZ=8Kk11215，取k13

ds

[s/1.55.2107655.2107653.148取 ds根据上述D与d 的值，可估算缸在各个工作阶段中压力，流量和功率，如表2-7所示。并据此绘出工况图。由式（216）（224）

(MPa（Lmin（kwp1p表2-7缸在不同工作阶段的压力，流量和功率工况负载F（N回油腔 p2进油腔 p1输入 q（L/minP（kw快进启动128600.245——加速8620.720.32——恒速6430.6780.27820.10.093—56370.41.6551.450.04107650.42.4431.020.0415快退启动128600.341——加速8620.0.496——恒速6430.0.43811.3040.083确定时系统快进所需的时间为t1，由式（2-25）得t1l1t1=12060系统工进一所需的时间为t21，即t2l2即t21

系统工进二所需的时间为t22，即t2l2即t226t2t21t22系统快退所需的时间为t3，即t3l3

t3=145602.7系统图的拟2.7.1系统图的拟定要一．根据钻床钻孔的工作循环和对性能的要求，在拟定系统图时应该注意2.7.2回路的选回路油源结构形式和的循环形式就会很自然地选择出来因此一般都从二．六、回路的综合系统图的拟（见大图一2.8元件的选2.8.1因为五个缸同时工作则在整个工作循环中的最大工作压力为它们的和，如取进油的压力损失为0.8MPa，压力继电05MPa大1Pp(2.6282.8812.443 1

9.)8.a液压泵向所有液压缸提供的最大流量为入的105qp1.05130.6137.13L/根据以上压力和流量的数值查阅产 ，最后确定选YBB92C*F1388Lmin105MPa液压泵输出压力为138.8L/min；压力为10.5MPa如取叶片泵的总功率为p0.9，则 泵驱动电机所需的功率为P=ppqp/p=10.5(138.8/60103)/(0.9=27kW根据此数值查阅电机产 ，最后确定选Y200L430kW1470rmin阀类元件及辅助根据系统的工作压力和通过各个阀类元件的实际流量，28表28元件名称（L/min型号规格生产厂家1滤油器125SU3-F1251020MPa天桥粉末冶金二厂2溢流阀63Y-636.3MPa3溢流阀25Y-256.3MPa4溢流阀250YF-L32C14MPa5单向阀63I-636.3MPa6单向阀25I-256.3MPa7调速阀10L-106.3MPa8电磁阀2522D-25H6.3MPa9电磁阀6322D-63H6.3MPa10电磁阀6334D-63*6.3MPa11电磁阀2534D-25*6.3MPa12关—KF3-E3B16MPa3测点13器—PF-B8C14MPa8通径榆次液压件厂油各元件间连接管道的规格按元件接口处决定，缸进，出油管则按输入，排出的最大流量计算。为了满足所有的缸，则按它们中的最大流量计算（右钻头缸）由于泵具体选定之后缸在各个阶段的进，出流量已与原定数值不同，所以29表29 （L/minq(A1q)/(A1 (11350)/(113q1qq （L/minq(A2q)/ q(A2q)/ q(A1q)/ =（85201）/11=151=(852.892)=(11350)/=2.17=66（m/min1q/(A1p2q/13q/1=5010/(113=0.256=5010/=5.88=17.865mmind1和d2。q（78）dq

d1d

mm=29.2m3.14510mm这两根管都按JB827－60选用内径15mm、外径30mm的无缝油q油箱的有效容积：V= 。低压系qp

2~4

5~7即：

10~12

72.9系统的性能验p0p0(56370.289

F11F22 =0.367

p 10.5 613.88 由此 系统的发热量为

0.8560=2.7216kW

HiPiP0=2.7216-0.3673=2.3543KwT[(2.3543103)/39722]=24温升没有超出允许范围 系统中不须设置冷却器第三章攻丝机床系统设确定动作从整个系统来看，该系统共由四个缸组成，分别为：夹紧缸、前动力头缸、后钻头缸、左动力头缸、在整个过程中，每个缸都有单独的动其中，前动力头缸、后动力头缸、左动力头缸动作循环图由3-1左动力头缸攻M10的孔的螺纹8个。前动力头缸攻M14的孔的螺纹1个。后动力头缸攻M14的孔的螺纹1个图3- 缸动作循环切削用量的选材料选 度为190HB。满足要求。m=500kg

0.2fsf

0.1fdf工件材料的质量m=25kg和每转进给量sP又因为主轴转速由式（2-1）n10003-1

（mms（mm/r螺距P（mm主轴转速（r/min100.2131.01.040140.41.1.033左动力头负载计工作负载：由切削原理课程可知，高速刚攻铸铁孔的螺纹时的轴向切削力Ft(以计)与螺距P（以mm计）Ft1

9.81103p1N0

KFz

(3ns和螺距P的值。查《机械加工工艺手册》得出以下数据：攻M10的螺纹： n=407r/min; s=0.42mm/r；P=1.0mm（31）9.81103p1Ft=+8

N0

KFz=5794（23） )

=(5145)(=175

60（24）

Ffs

G=0.25145fsf=1029由式（2-5） 动摩擦阻力

Ffd

G=0.1514.fdf=514. 由此得出缸在各工作阶段的负载如表3-2所示表3-2缸在各工作阶段的负载工况负 负载值F（N推力Fm（N启动FF10291286加速FFfd689.5862快进FF514.5643工进FFfd6308.5788快退FF514.5643注：液压缸的机械效 m不考虑动力滑台上力矩的作用负载图和速度图的绘3214mmin33mmin222ns=1407407mmmin 行程l3l1l2502474mm

l150mm

l224mm图3-2组合机床缸的负载图和速度（a）负载 （b）速度3.3.3缸主要参数的确由《液压传动》表11-2，和11-3可知，组合机床系统在最大负载约为10000N 时宜取p1=2MPa。d（27）

d

D1.3331=0.51在攻丝时 缸回 是具有背压P2。根据《液压P204MPa

p02MPaP20MPa由工进时的推力按《传动》第5章式（5-3）计算液F1(P1A1P2F/A1P1A2m 所以 缸无杆腔的工作面积A()/(p 2) m即：A788620.40.0044m244 缸筒直d05D375cm查《传动与控制》选出就近的标准值为D8cm 的d4cm由此得出 缸两腔的实际有效面积为12 D2/ A(D2d2)/437.68cm212强度校d（212）

Dd10时为薄壁，pDp HT200b200MPap其中D为缸筒内径 为缸筒试验压力，当缸的额定压pyp16MPapn

16MPa，取pnp

[为缸 n5

[bnbn 所 []b/n=200/5=40MP

pyp

382

=3mm

D80310

d45bd由式（2-14F[43.14所以由 得43.14d=40mm>5mmdZ[由式（215）

ds45s式 F为液压缸负载ZZ=8Kk11215，取k13 [s/1.5

ds

5.278863.145.278863.148根据上述D与d 的值，可估算缸在各个工作阶段中压力，流量和功率，如表2-2所示。并据此绘出工况图。由式（216）（224）

(MPaq（Lmin）P（kwp1p表3- 缸在不同工作阶段的压力，流量和功率工况负载F（N力p2力p1输入 q（L/minP（kw快启动128600.556——加进速8620.8720.472——恒速6430.8280.42820.10.143工进78860.41.7422.0450.059快退启动128600.337——加速8620.20.496——恒速6430.20.43711.3040.082确定时系统快进所需的时间为t1，由式（2-25）得t1l1t15060系统工进所需的时间为t2，即t2l2t224系统快退所需的时间为t3，即t3l3

即t3746031000前缸和后缸的设因为前，后缸都是攻的孔的螺纹。所以它们所提供的动力应该相同。即它们缸也应相同。负载计工作负载：由切削原理课程可知，高速钢攻铸铁孔的螺纹时的轴向切削力Ft(以计)由式（3-1）Ft

9.81103p1N0

KFznsP的值M14的螺纹：n=332r/min;s=1.5mm/r；P=1.5mm219.81103p1Ft N0 KFz=9.811031.51=16.670=2026（23） )

=(5145)(=175

60（24）

Ffs

G=0.25145fsf=1029（25）

Ffd

G=0.1514.fdf=514.5由此得出缸在各工作阶段的负载如表3-4所示表3-4缸在各工作阶段的负载工况负 负载值F（N推力F（Nm启动FF10291286加速FFfd689.5862快进FF514.5643工进FFfd2540.53175.6快退FF514.5643注：m不考虑动力滑台 力矩的作用负载图和速度图的绘3314mmin33mmin222ns=1.5332498mmmin 行程l3l1l2501969mm

l150mm

l219mm图3-3组合机床缸的负载图和速度（a）负载 （b）速度3.4.3.缸主要参数的确由《液压传动》表11-2，和11-3可知，组合机床系统在最大负载约为5000N 时宜取p1=1MPa。1111（27）

d

=0.5在攻丝时 缸回 是具有背压P2。根据《液压P202MPa

p01MPaP201MPa估算。由工进时的推力按《传动》第5章式（5-3）计算液F1(P1A1P2F/A1P1A2m 所以 缸无杆腔的工作面积A()/(p 2) m即：A3175.610.20.00353m21D=

=6d05D335c查《传动与控制》选出就近的标准值为D7cm 的d35c由此得出的缸两腔的实际有效面积为1D2/43.1449/438.4712(D2d2)/42强度校d（212）

Dd10时为薄壁，pDp HT200b200MPap其中D为缸筒内径 为缸筒试验压力，当缸的额定压py 16MPa时， ；

16MPa， ；[]为

[bnbnn5 所 =1.511.5MPa；D=7c []b/n=200/5=4

p =1.3mp

D701.310d的校核45bd由式（2-14F[43.14所以由 得43.14d=35mm>3.1mZ[即，活塞杆的直径d满足强度要求。故合格。三． 缸盖固定螺栓直径Z[由式（215）

ds45s式 F为液压缸负载ZZ=8Kk11215，取k13

ds

[s/1.55.23175.65.23175.63.148取 ds根据上述D与 的值，可估 缸在各个工作阶段中的34由式（216）（224）

(MPaq（Lmin）P（kwp1p表3-4缸在不同工作阶段的压力，流量和功率工况负载F（N回油腔压力p2进油腔压力p1输入 Q（L/minP（kw快进启动128600.409—加速8620.4990.299——恒速6430.4420.24215.40.062工进3175.60.20.9751.9160.031快退启动128600.446——加速8620.10.432——恒速6430.10.3568.6550.052确定时系统快进所需的时间为t1，由式（2-25）得t1l1t15060系统工进所需的时间为t2，即t2l2t2=19系统快退所需