精数控机床液压技术设计与开发可行性研究方案.docx

1、精数控机床液压技术设计与开发可行性研究方案数控机床液压技术设计与开发可行性研究方案目 录 摘 要 I第一章 概 论 11.1 液压技术的历史发展 11.2 国内数控车床的现状和发展前景 11.3研究的对象和研究的方法 3第二章 液压系统的组成 42.1液压系统组件的设计步骤 42.2 技术参数确定 42.3主传动系统方案的确定 52.4液压系统结构设计 52.5拟定液压传动系统图 6第三章 液压站的设计 93.1液压缸的参数及设计 93.1.1液压缸的分类 93.1.2液压缸的主要参数 93.1.3 液压缸的设计和计算 113.2 液压缸主要零件的材料和技术要求 113.2.1 缸体 113.

2、2.2 活塞 113.2.3活塞杆 123.2.4活塞杆直径的计算 123.3 液压泵 133.3.1液压泵概述 133.3.2液压泵的安装方式 133.3.3液压泵的选择 133.3.4电动机与液压泵的连接方式 143.4 液压油箱 143.4.1液压油箱的作用 143.4.2液压油箱的外形尺寸 153.4.3液压油箱的结构设计 153.5集成化设计 163.6化的工作要求 16第四章 三爪卡盘的设计 174.1夹具的特点 174.2夹具的基本结构和原理 204.3三爪卡盘螺旋摆动式液压缸增力机构的结构和原理 214.4主要参数确定与结构计算 224.5夹具在安装和操作时应注意的事项 234

3、.6误差分析 25第五章 液压系统性能验算及维护 275.1性能验算 275.2系统维护 27第一章 概 论1.1 液压技术的历史发展 液压传动相对于机械传动来说是一门新技术，但从1650年巴斯卡提出静压传递远离，1795年英国的约瑟夫布拉默利用这一原理在英国制成了世界上第一台水压机，使液压技术开始进入工程领域算起，已有两三百年的历史了。到了20世纪30年代才较普遍地用于机械、机床及工程领域。在第二次世界大战期间，由于军事工业迫切需要响应迅速、精度高、功率大的液压传动系统和伺服机构，以装备各种飞机、坦克、大炮和军舰，提高它们的使用性能，因此各种高压元件获得了进一步的发展，并出现了伺服阀。这里值

4、得一提的是美国马塞诸塞州理工学院的布莱克本、李等人对于高压场合的液压问题以及伺服控制问题进行了深入的研究，大约于1958年他们研制出了电液伺服阀。当前液压技术在高速、高压、大功率、高效率、低噪声、经久耐用及高度集成化等各项要求方面都取得了重大进展，在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也有了许多新成就。 由于伺服阀造价高、抗污染能力弱，后来又发展了比例阀和比例泵。我国路甬祥博士在比例技术上的5项发明，是20世纪80年代液压技术的新突破。1.2 国内数控车床的现状和发展前景 近年来，我国数控车床生产一直保持两位数增长。2002年产量居世界第四。但与发达国家相比，我国车床数控化率还不高，目前生

5、产产值数控化率不到30 ；消耗值数控化率还不到50 ，而发达国家大多在70 左右。国产数控车床到2000年可供品种为700多种，接近数控车床品种的50 ，其中占产量70 的是经济型数控车床。最高转速一般在2000rmin，个别转速达8000rmin， 坐标定位精度一般在001mm，重复定位精度在0005mm，工作精度圆度在0010005mm 之间， 表面粗糙度Ra08161xm。长城车床厂CK7815C液压系统最高转速3 500rmin，快速行程X轴9mmin，z轴12mmin，定位精度X轴0016mm，z轴0025mm， 工作精度圆度0007mm，表面粗糙度Ra=P+PP执行元件的最大压力；

6、P管路总压力，查液压气动技术手册取P=0.8MPa所以：Pp=4.2+0.8=5 MPa二计算泵的流量：Qp=K(q)max 取k=1.1Qmax=39.7 Qp=1.1*39.7=43.67 L/min液压泵的选取：根据上述计算的液压系统的最高压力和流量查机械设计手册选取额定转速为1300r/min，排量为40ml/min的单作用叶片泵。其型号为PFE-330032知其泵的总效率为0.75.额定的流量为：Q=40*1300=52L/min 以上满足设计要求。3.3.4电动机与液压泵的连接方式1、法兰式：液压泵安装在法兰上，法兰再与带法兰盘的电机联接，电动机与液压泵依靠法兰盘上的止口来保证同轴

7、度。这种结构装拆很方便。2、液压泵直接装在支架的止口里，然后依靠支架的底面与底板相连，再与带底座的电动机相联。3、法兰支架式：电动机与液压泵先以法兰联接，法兰再与支架联接，最后支架再装在底板上，它的优点是大底板不用加工，安装方便，电动机与液压泵的同轴度靠法兰盘上的止口来保证。本系统采用支架式结构，这种结构对于保证同轴度比较困难，为避免安装时产生同轴度误差带来的不良影响，该电机与液压泵联接时采用ML8梅花弹性柱塞联轴器。为增加电机与液压泵的联接刚性，避免产生共振，把液压泵和电机先装在刚性较好的底板上使其成为一体，然后底板再焊接到油箱上侧。3.4 液压油箱3.4.1液压油箱的作用液压油箱的作用是贮

8、存液压油、分离液压油中的杂质和空气，同时还起到散热作用。3.4.2液压油箱的外形尺寸液压油箱的有效容积确定以后，需设计液压油箱的外形尺寸，这次采用的外型尺寸为：长730mm；宽406mm；高295mm的外型尺寸7。 3.4.3液压油箱的结构设计液压油箱多采用钢板焊接的分离式液压油箱。1.隔板（1）作用：增长液压油流动循环时间，除去沉淀杂质，分离、清除水和空气，调整温度，吸收液压油压力的波动及防止液面的波动。（2）安装形式：隔板的安装形式有多种，可以设计成高出液压油面，使液压油从隔板侧面流过；还可以把隔板设计成低于液压油面，其高度为最低油面的2/3，使液压油从隔板上方流过。该液压油箱设计时，采用

9、了后一种方式。（3）过滤网的配置：过滤网设计成将液压油箱内部一分为二，使吸油管与回油管隔开，这样液压油可以经过一次过滤。过滤网通常使用50100目左右的金属网。2.吸油管：吸油管前设置滤油器，其精度为100200目的网式或线隙式滤油器。滤油器与箱底距离为40mm。为防止吸油时卷吸空气或因流入液压油箱的液压油搅动油面，致使油中混入气泡，吸油管插入液压油面以下。（1）吸油管与回油管的方向：为了使油液流动具有方向性，综合考虑隔板、吸油管和回油管的配置，尽量把吸油管和回油管用隔板隔开，为了不使回油管的压力波动波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向一致。3.顶盖及清洗孔（1）顶盖：在液压油箱顶盖上装设阀组

10、、空气滤清器时，必须十分牢固。液压油箱同它们的接合面要平整光滑，将密封填料、耐油橡胶密封垫圈以及液压密封胶衬入其间，以防杂质、水和空气侵入，并防止漏油。同时，防止由阀和管道泄漏在箱盖上的液压油流回液压油箱内，电机和泵放在液压油箱的的上面。（2）清洗孔：液压油箱上的清洗孔，最大限度地易于清扫液压油箱内的各个角落和取出箱内的元件。（3）杂质和污油的排放：为了便于排放污油，液压油箱底部做成了倾斜式箱底，并将放油塞安放在了最低处。（4）液面指示：检查液压油箱内的液面情况，在箱的侧面安装了液面指示计，指示最高、最低油位。（5）液压油箱的防锈：为了防止液压油箱内部生锈，应在油箱内壁涂耐油防锈涂料。3.5集

11、成化设计使用集成块可以将阀类安装在一起，便于集成控制，便于维修和调节压力，方便油路的连接及控制线路的连接等。通常情况下，集成块由螺钉紧固在液压油箱上。根据装配图可知,该液压站由一个集成块组成,由两个螺钉将其紧固在液压油箱上，组成一个完整的液压系统。下面简要地介绍其设计。在这个集成块上,与其连接的有两组阀，一个油缸，因此需要设计P1, T1, P2, T2以及与油缸相连的A1, B1，A2, B2。具体设计过程见附的详细设计图纸。3.6化的工作要求集成块的工作要求有如下几个：（1）通道体及叠加阀中工作介质为N32#或N46#液压油，固密封性要求较高，各个连接件之间必须加密封圈；（2）块内油道纵横分布，比较复杂，故应注意各个油路中间的距离，两孔中间的壁厚不得小于5mm；（3）以底面为基准，上表面与下表面的平行度公差不超过0.03mm，各个侧面与底面垂直度公差不超过0.1mm。块接合面光洁度0.8，其余面为3.2；（4）所有棱边倒圆角，去毛刺；（5）表面镀铬处理；（6）钢坯不得有影响使用的气孔裂纹和杂质等缺陷；（7）其余孔的定位尺寸公差为 0.2mm。第四章