1166-Y32-1000四柱压机液压系统设计
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摘 要本文主要论述了液压设计。因为液压是活塞式发动机和压缩机的主要零件之一,其大头孔与曲轴连接,小头孔通过活塞销与活塞连接,其作用是将活塞的气体压力传送给曲轴,又收曲轴驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体。连杆承受的是冲击动载荷,因此要求连杆质量小,强度高。所以在安排工艺过程时,按照“先基准后一般”的加工原则。连杆的主要加工表面为大小头孔和两端面,较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面。 在夹具设计方面也要针对连杆结构特点比较小,设计应时应注意夹具体结构尺寸的大小等,最终就能达到零件的理想要求!关键词: 液压 变形 加工工艺 夹具设计AbstractThe diesel connecting rod treating handicraft the main body of a book has been discussed mainly and their grip design. Because of the connecting rod is one of dyadic engine of piston and main compression engine part, whose larger end hole and crank shaft link up , the small head hole links up by the wrist pin and the piston , whose effect is that the piston gas pressure is transmitted to the crank shaft , collect crank shaft gas in driving but setting a piston in motion to compress a cylinder. Being that the pole bears pounds a live load , request connecting rod mass is minor therefore , the intensity is high. Therefore when arranging procedure for, according to first the criterion queen-like treating principle. The connecting rod main part processes a surface being that head hole and both ends big or small are weak, more important faying face and bolt hole locating surface being the connecting rod body and cover treating outside. Also should be comparatively small specifically for connecting rod structure characteristic in the field of grip design , design that the size should pay attention to gripping the concrete structure dimension of the season waits, the ideal being therefore likely to reach a part ultimately demands!Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device第一章 引言11.1 数控机床的特点11.2 设计采用的方法1第二章 分度盘的加工与编程22.1 加工任务分析22.2 工艺处理42.2.1 毛坯准备42.2.2 装夹42.2.3 工艺设计52.3 数控刀具72.4 宏程序编程92.5 模拟仿真112.5.1 定义机床112.5.2 定义毛坯122.5.3 选择夹具142.5.4 安装工件162.5.5 定义刀具172.5.6 建立工件坐标系172.5.7 输入代码输入宏程序代码进行准备模拟172.5.8 空运行182.5.9 模拟加工202.5.10 模拟三维工件和刀具23第三章 3 机械手液压系统机构设计计算 243.1 负载分析 253.2 液压马达的负载283.3 执行元件主要参数的确定303.4 计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量、功率363.5 拟定液压原理图373.6 选择液压元件383.7 液压缸基本参数的确定403.8 液压缸结构强度计算和稳定校验423.9 液压传动用油的选择434.1 验算系统液压性能434.2 液压系统发热和温升验算434.3 滤油器的选择44结论 45参考文献46第一章 引言1.1 数控机床的特点在数控技术中,所谓的加工程序,就是把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、切削参数以及辅助动作等,按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单,再把程序中的内容通过控制介质或直接输入到数控机床的数控装置中,从而控制机床加工零件。 数控编程分为手工编程和自动编程。手工编程是从零件图样确定工艺路线,计算数值和编写零件加工程序单,制备控制介质到校验程序都由人工完成。对于形状简单零件的加工,计算比较简单,程序较短,采用手工编程可以完成,但对于形状复杂的零件,特别是具有非圆曲线,列表曲线的零件,用手工编程相当困难,必须用自动变成完成.自动编程是编程人员根据加工零件图纸要求,进行参数选择和设置,由计算机自动地进行数值计算,后置处理,编写出零件加工程序单,直至将加工程序通过直接通信的方式进入数控机床,控制机床进行加工。随着数控技术的发展,数控机床得到了广泛的应用。目前,在机械行业中,单件小批量生产所占有的比例越来越大。这对工件的加工要求也提高了,目前在数控加工中比较广泛的应用了手工编程,它是按照事先编制好的加工程序,根据加工程序自动的对被加工零件进行加工,我们把零件的加工工艺路线,工艺参数,刀具轨迹,切削参数以及辅助功能,按照数控机床规定的指令代码及编写成的加工程序单,然后输入到数控机床中,从而控制机床完成对零件的加工,但这种手工编程只能加工一些简单的面。面对具有复杂曲面的点位关系是无法完成的。例如在分度盘的加工过程中,孔的数量相当多,而且加工精度要求高,在加工中还有很多变量,一般编程很难完成,但我们可以采用宏程序来完成。宏程序结构类似于计算机高级语言,可以实现变量的算术运算,逻辑运算和条件转移等操作。它可以很轻松的完成分度盘的加工。1.2 设计采用的方法本设计采用宏程序进行加工程序的编制,在分度盘的实际运用中比较适用,在运用过程中还可以采用算术运算和逻辑运算,能够多次转移和循环,极大的简化了我们的操作过程,与普通加工相比,也减轻了编程人员的劳动强度和工作时间。在这次设计分度盘的过程中,我们要感受到计算机在工业生产中的重要辅助作用。有些复杂的曲面和多孔零件在加工中必须要通过电脑软件的帮助才能完成工件的加工,人工计算是很难得到的,而通过自动编程和宏程序就可以简单快速的完成。通过这次毕业设计,使我能更熟练的应用宏程序进行设计、加工等。第二章 分度盘的加工与编程2.1 任务分析在加工编程前,必须按照加工工艺要求先对该零件进行详细的加工工艺分析,这是编程人员编辑程序的重要依据之一。由于分度盘的加工较复杂,如果用普通机床加工,必须先进行人工画线,打样冲,钻孔,再扩孔等工艺,而操作过程中需要人为干涉,不仅费时而且误差较大,使其加工精度底,产品质量不高,同时生产效率也大大降低。分度盘示意图如图一所示:图 一 分 度 盘采用数控机床加工,因数控机床对工件的加工是按事先编好的程序自动完成的,工件加工过程中不需要人为干涉,加工完成后自动停止,消除了操作者人为产生的误差,提高了加工精度高,同时也减少了划线,打样冲等时间,提高了生产效率。数控加工编程分为自动编程和手工编程,手工编程无法完成具有较多变量的加工,而宏程序可以完成有较多变量的编程,所以我们选择了宏程序编程,它是一固定功能,避免多次编程的繁琐,减少了编程时间,提高了加工效率,并且其结构类似于计算机高级语言,可以实现变量的算术运算,逻辑运算和条件转移等操作。按照工件的加工及实际应用的基本要求,可以将该工件的加工主要分为三个部分:外轮廓加工:外轮廓加工主要完成将工件毛坯加工到需要的尺寸精度,外轮廓加工一般需要经过粗加工、半精加工、精加工等步骤才能达到需要的精度要求。由于本设计的分度盘零件对外圆没有加工要求,因此这里只进行了一次加工,即能满足实际要求。上表面加工:由于需要在上表面上进行大量的孔加工,再加上钻削过程中所产生的切削抗力较大以及较大的振动,因此在孔加工之前需要将上表面加工光整。孔加工:孔加工是本设计的一个重点加工部位,本设计采用了两个子程序的办法来完成该加工,并作出了一个标准孔加工宏程序,在设计中通过反复调用即可完成。在调用宏程序时,只要改变其中任意一个参数,就可完成不同厚度,不同大小,不同孔数的分度盘或类似扇形的分度盘多孔的加工。在孔加工中,主要经过了中心钻钻引入孔、麻花钻钻底孔等步骤。2.2 工艺处理由于加工分度盘较复杂,精度要求高,所以选择数控加工中心进行加工,这就可以保证较高的加工精度并满足加工要求。加工中心加工选择定位基准的基本要求:1、所选基准与各加工部位见的各个尺寸计算简单。2、保证各项加工精度。3、选择定位基准应遵循的原则:尽量选择分度盘的设计基准为准,选择设计基准做为定位基准不仅可以避免因基准不重合而引起的定位误差,保证加工精度,可以简化程序编制。当在加工中心上无法同时完成包括设计基准在内的全部表面加工时,要考虑所选择基准定位后,一次装夹能够完成全部关键精度部位的加工。由于加工分度盘较复杂,精度要求高,所以选择数控加工中心进行加工,这就可以保证较高的加工精度并满足加工要求。221 毛坯准备毛坯如图二所示:图二 毛坯示意图22 2 装 夹对夹具的基本要求:夹紧结构或其他元件不得影响进给,加工部位要敞开。为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面在外,夹具要开敞。为保持分度盘安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性,夹具应能保证在机床上事项定向安装,还要求能使零件定位面于机床之间保持一定的坐标联系。夹具的刚性和稳定性要好,在考虑夹紧方案时,夹紧力应靠近主要支撑点或在支撑点所组成的三角形内,靠近切削部位及刚性好的地方,尽量不要在被加工孔的上方。加工中心夹具的选择要根据零件精度等级,结构特点,产品批量及机床精度等情况综合考虑。在单件生产或产品研制中,应广泛采用通用夹具。我们在这次分度盘的设计中所选用的是通用夹具三爪卡盘。为使其定位和装夹准确可靠,由于毛坯中已经有中心空,不需要再加工中心孔。所以我们只需要限制零件的 X 轴的移动与转动,Y 轴的移动与转动,Z 轴的移动就可以保证零件的定位精度要求。能满足这种要求的夹具就是三1、08F 低碳钢材料2、淬火后回火至 HRC40-50爪卡盘,所以采用三爪卡盘进行定位安装,数控加工工件和零件设定,见表一:表 一 工 件 安 装 卡 片零件图号 J30102-4 工序号零件名称 分度盘 数控加工工件安装卡片 装夹次数 一次装夹零件 分度盘钻铣夹具 GS53-61编制(日期) 审核(日期) 批准(日期) 第 1页 表 一 三爪卡盘 00102007/6/20 2007/6/20 共 4页 序 号 夹具名称 夹具图 号223 工艺设计先对零件毛坯在热处理,热处理可以减少加工过程中内应力的产生,提高加工精度。然后再进行粗加工,为数控铣削加工工序提供了可靠的工艺基准,用三爪卡盘装夹零件时,零件的各孔,外圆,及端面均留 0.2mm0.5mm粗加工余量,经调质处理后对零件的内孔进行半精铣加工,外圆及端面均留1.0mm2.0mm 余量,其中数控加工工艺卡片详见表二:表 二 工 序 卡产品名称或代号 零件名称 零件图号 单位 数控加工工序卡片 FW300 分度盘 车 间 使用设备 数控车间 DA4565 工艺序号 程序编号 005 N0110 夹具名称 夹具编号 三爪卡盘 HA2313 工步号 工 步 作 业 内 容 加工面 刀 具 号 刀 补 量 主轴转速 进给速度 背吃刀量 备注 1 铣轮廓 X,Y T01 5mm 1200 0.3 0.5 2 铣平面 XY T02 10 1200 0.3 0.53 铣平面 XY T03 25 1800 0.3 0.5 4 钻孔 Z T04 20 600 0.2 0.5 5 倒角 Z T05 20 1600 0.2 0.5 6 绞孔 Z T06 20 230 0.2 0.5 编制 杨 闯审核 批准 07 年 6 月 20 日共4 页 第2 页 2.3 数控刀具刀具是机械制造系统中重要的组成部分之一,机械工业的生产过程中要涉及大量的金属切削。数控机床于普通机床相比较,对刀具提出了更高的要求,不仅要精度高,刚性好,装夹调整方便,而且要求切削性能强,耐用度高,因此数控加工中刀具的选择是非常重要的内容,刀具选择合理于否不仅影响机床的加工效率,而且还直接影响加工余量,选择刀具通常要考虑机床的加工能力,工序内容,工件材料等多中因素。数控刀具通常应考虑的因素有:(1)被加工工件的材料及性能,如材料的硬度,耐磨度,韧性。(2)切削工艺的类别。(3)加工的几何形状,零件精度,加工余量等因素。(4)要求刀具能承受的背吃刀量,进给速度,切削速度等切削参数。铣刀主要参数的选择:粗铣时,铣刀直径要小些,因为粗铣切削力大,选小直径铣刀可减少切削按扭;精铣时,铣刀直径要大些,尽量包容工件整个加工宽度,一提高加工精度和效率并减小相邻两次刀具的接刀痕迹。根据工件的材料,刀具材料及加工性质的不同来确定铣刀的几何参数。刀柄的选择是根据零件的加工工艺,尽量选用加工效率较高的刀柄和刀具,选用模块式刀柄或复合刀柄要综合考虑。1、由于分度盘的加工精度要求较高、并且加工过程需要进行多次换刀,因此对刀具的要求十分严格,刀具安装时,一般要在机外对刀仪上预先调整刀具直径和位置,这样才能保证刀具的安装精度要求。刀具卡反映了刀具编号和材料等。它是组装刀具和调整刀具的依据,详见表三:表 三 数 控 铣 削 刀 具 卡 片零件图号 J30102-4 使用设备刀具名称 铣刀 数 控 刀 具 卡 片 加工中心刀具编号 T13006 换刀方式 自动 程序编号 O0001编号 刀具名称 规格 数量 备注7013960 拉钉 1刀具 390140-5063050 刀柄 139135-4063110M 铣刀杆 1448S-405628-11 铣刀体 1组成 TRMR110314-21SIP 铣刀头 1拉钉 刀柄 铣刀杆 铣刀体 铣刀头编制 杨 闯 审校 批准 共 4 页 第 3 页2、分度盘加工中所用刀具和刀具尺寸、半径长度补偿。如表四:文字说明?表 四 刀 具 卡 片序号 刀具编号 刀具名称 尺寸 半径补偿 长度补偿1 T01 轮廓铣刀 d10mm 5mm 20.957mm2 T02 盘铣刀 d180mm 90mm 45.527mm3 T03 盘铣刀 d170mm 85mm 27.820mm4 T04 钻头 d5.8mm 2mm 30.080mm5 T05 倒角铣刀 d10mm 2.5mm 68.536mm6 T06 绞刀 d6mm 3mm 12.535mm24 程序编制宏程序是数控加工编程的特殊功能。FANUC 6M 数控系统变量表示形式为# 后跟 14 位数字,变量种类有三种:(1)局部变量:#1#33 是在宏程序中局部使用的变量,它用于自变量转移。(2) 公用变量:用户可以自由使用,它对于由主程序调用的各子程序及各宏程序来说是可以公用的。#100#149 在关掉电源后,变量值全部被清除,而#500#509 在关掉电源后,变量值则可以保存。(3) 系统变量:由 # 后跟 4 位数字来定义,它能获取包含在机床处理器或 NC 内存中的只读或读/写信息,包括与机床处理器有关的交换参数、机床状态获取参数、加工参数等系统信息。根据宏程序编制程序程序,先经过轮廓加工,再加工表面,最后进行钻孔加工。本设计主要靠调用子程序来进行加工,先进行三次轮廓铣削,再进行两次平面加工,然后再经过三次钻孔,从而完成分度盘的加工。具体流程图如图三所示。下面就根据图三的流程图进行详细的程序设计。1、主程序文字说明?图三 流程图O0001;#101=300; X 坐标#102=-150;Y 坐标#103=340;Y 坐标#104=3;Z 坐标#105=140;X 坐标N0005 G92 X0 Y0 Z100; 建立机床坐标系N0010 M03 S360 ; 主轴旋转N0015 G65 P0002 A01 ; 调用子程序 N0020 G42 G00 X #101 Y #102;Z #104; 建立刀具半径补偿N0025 G65 P0003 D-5 E-150 F0; 调用子程序铣轮廓D-10;D-12;N0030 G40 G00 X#101 Y#102;, 快速定位N0035 G65 P0002 A02;N0040 G00 X#105 Y#102;N0045 Z#104;N0050 G65 P0004 A-1.5 C-#103 D-#105 V#104;粗铣平面N0055 G65 P0002 A03 ;N0060 G00 Z#104 ;N0065 G65 P0004 A-2 C-#103 D-#105 V#104; 精铣平面N0070 G65 P0002 A04 ; 换刀N0075 G00 Z#104;N0080 M98 P1002; 钻孔 5.8mmN0085 G49 G00 Z#104 取消刀具长度补偿N0090 G65 P0002 A05;N0095 G00 Z #104;N0100 M98 P1002; 倒角N0105 G49 G00 Z#104;N0110 G65 P0002 A06;N0115 M98 P1002; 绞孔 6mmN0120 G49 G 00 Z#104;N0125 G92 X0 Y0 Z100;N0130 M302、换刀子程序因为在加工中需要调用多把刀具,因此这里编制一换刀子程序以简化编程。另外,该子程序作为标准字程序,也可作为在加工其他零件是调用,这是对加工中心编程中比较重要的一个子程序。O0002;N0010 #111=#1 ;变量 N0020 T#111;刀具号N0030 G28 Z50 N0035 M06;换刀N0040 G29 X0 Y0;N0050 G43 Z20 H01; 长度补偿N0060 M99;3、铣轮廓子程序这是本设计编制的铣削圆形轮廓类零件的子程序,这一程序同样可以用于以后任何圆形轮廓的铣削。O0003;N0010 #112=#7;Z 坐标(铣削深度)N0020 #113=#8;X 坐标N0030 #114=#9;Y 坐标N0040 G01 Z#112 F0.2;N0050 Y0;N0060 G03 X0 Y0 I#113 J #114 F0.2; 铣外圆N0070 G49 G00 Z3 ;N0080 M99;4、铣平面子程序 这是本设计编制的铣削平面零件的子程序,这一程序同样可以用于以后任何大小平面的铣削。O0004;N0010 #115=#1;铣削深度N0020 #117=#3;N0030 #118=#7;N0060 #121=#22;退刀高度N0070 G01 Z#115;N0080 Y #117;N0090 X #118;N0100 Y-#117;N0110 X-#118;N0120 G49 G00 Z #121 ; N0130 M99;5、钻孔子程序该钻孔程序通过 G65 调用标准孔加工宏程序( O1003) ,以后在加工同类零件进行加工时,只需要修改其中的孔深、孔数、分布半径、起始/中止角度等即可。O1002;N0010 G65 P1003 Z12 D0 B140 V360 U43 ;Z 孔深,D 起始角,B 半径,V 终止角,U 孔数 N0020 B130 U42;N0030 B120 U41;N0040 B110 U39;N0050 B100 U38;N0060 B90 U37;N0070 B80 U34;N0080 B70 U30;N0090 B60 U28;N0100 B50 U25;N0110 B40 U24; N0120 M99;6、孔加工宏程序本设计完成孔加工宏程序,可作为一个加工中心的标准子程序,为以后加工同类零件提供编程方便。O1003;N0010 #100=0;X 坐标N0020 #101=0;Y 坐标N0030 #109=#26;Z 坐标N0040 #102=#7;起始角N0050 #103=#2;半径N0060 #105=#22;终止角N0070 #106=#21;每一圈的孔数N0080 #104=#105#102/#106 ;两孔之间的夹角N0110 #100=#103*COS#102;孔的 X 坐标N0120 #101=#103*SIN#102;孔的 Y 坐标N0130 G81 X#100 Y#101 Z#109 R3 F0.3; 钻孔循环N0140 #102=#102+#104; 角度增加N0150 #110=#106-1;N0160 IF#106GT#110 GOTO 0110; #106#110 条件转移N0170 M99;25 模拟仿真零件的数控加工程序完成后,我们需要对零件的的加工走刀轨迹有个大致了解,采用模拟软件就可以解决问题了。我们可以清楚的知道刀具的走刀轨迹和零件的成型状况。目前我们普遍采用斯沃 6.0 软件进行加工模拟,此软件能够根据所选择的机床以及所定义的刀具毛坯,然后输入宏程序进行自动化模拟仿真,能够让我们清楚的看见刀具路径和零件的成型情况,此软件能够让我们掌握现实机床中所遇见的所有问题,避免我们在现实操作着中冒的风险,所以我们在这次毕业设计中选择了此软件来模拟仿真, 具体操作过程如下:251 定义机床运用北京第一机床厂 XKA714 B 的 FANUC0I 系统进行模拟加工。 性能、技术要求?252 定义毛坯圆柱形 08F 低碳钢材料,高为 90mm,直径 305mm 的毛坯,如图四所示: 图四 定义毛坯253 选择夹具用长为 75mm,高 50mm,宽 25mm 的三爪卡盘装夹工件,如图五所示:图五 夹具254 安装工件对高为 90mm,直径为 305mm 的毛坯进行安装,如图六所示:图六 安装工件255 定义刀具本设计选择了直径为 10mm 的轮廓铣刀,直径为 180mm 和 170mm 的盘铣刀和直径为 4mm、5mm、6mm 的钻头加工。256 建立工件坐标系由于分度盘的加工要求较高,为了提高零件的加工精度,在刀具安装时,需要进行对刀,对刀时,先把工件毛坯装夹在工作台夹具上,用手动方式分别回 X 轴,Y 轴和 Z 轴到机床参考点。将百分表安装在刀柄上,移动工作台使主轴中心轴线大约移到工件的中心,在使百分表的触头接触工件的外圆周,用手慢慢转动主轴观察百分表指针的偏移情况,慢慢移动工作台的 X 轴和 Y轴,反复多次后,若转动主轴时百分表的指针基本在同一位置,这时主轴的中心就是 X 轴和 Y 轴的原点。在将机床工作方式转换成手动数据输入方式,输入并执行程序段“G92 X0 Y0 ”。这时刀具中心 X 轴坐标和 Y 轴坐标已设定好,都为零。Z 轴的坐标值同理可得。这样就可以通过对刀建立设置工件坐标系。257 输入代码输入宏程序代码进行准备模拟根据分度盘的所编程序输入代码,如图八:图八 输入代码258 空运行在程序完成后,利用模拟仿真软件进行加工,但是在没有工件的前提下,掌握了工件的加工路径,进行的完整的运行过程。259 模拟加工运用宏程序所编程序和模拟加工软件进行模拟加工。作用是可以预先知道工件的加工路线,可以预先看到会出现什么问题。例如,在加工中出现了撞刀,加工路线的错误等。2510 模拟三维工件和刀具利用宏程序编程后模拟加工后的分度盘三维实体和刀具,如图九所示:图九 分度盘三维实体3 机械手液压系统机构设计计算31 负载分析311 载荷的组成和计算如图 1 表示一个以液压缸为执行元件的液压系统计算简图。各参数标注图上,其中 Fw 是作用在活塞杆上的外部载荷,Fm 是活塞与缸壁以及活塞杆遇导向套之间的密封阻力。作用在活塞杆上的外部载荷 Fg,导轨的摩擦力 Ff 和由速度变化而产生的惯性力 Fa。图 3-1 液压缸受力简图(1)工作载荷 Fd常见的工作载荷有作用于活塞杆上的重力、切削力、挤压力等,这些作用力与活塞的运动方向相同为负相反为正。(2)导轨摩擦载荷 fF摩擦阻力是指液压缸驱动工作机构工作时所克服的机械摩擦阻力,对于机床来说,即导轨摩擦阻力,其值与导轨的形式,放置情况和运动状态有关。在机床上经常使用的平导轨和 V 型导轨水平放置。对于平道轨f fFn(3-1)对于 V 型导轨f /sin(/2) fn(3-2)式中 Fn作用在导轨上的法向力 V 型导轨夹角f导轨摩擦因数图 3-2 平导轨图 3-3 V 型导轨本课题采用平轨,故:ffFnf 取滑动导轨(材料铸铁对铸铁)低速(v10cm 满足最底速度的要求。223.4 计算液压缸各工作阶段的工作压力,流量,功率根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积,可以算出液压缸工作过程各阶段的压力,在计算时工进时的背压力按 Pb810 Pa 代入,快退时5按Pb510 Pa5代入公式和计算结果如下表:表 3-1 各工作阶段的工作压力,流量,功率工作循环 计算公式 负载 进油压力 回油压力 所需流量 输入功率F(N) P (Pa)JPn (Pa) L/min P(KW)差动快进 Pj 21ApFqv(A1 A2)PP jp550.2 8.510 513.510 512.5 0.174工进 jqjPVAbF12479.1 38.510 5810 50.32 0.021快退 2FbjjqPVA2408 13.110 5510 512.9 0.218注:1.差动连接时,液压缸的回油口到 进油口之间的压力损 失 P510Pa,而PnP Pj2快退时,液压缸有杆腔进油。压力为 P ,无杆腔回油,压力为 Pn。j3.5 拟定液压系统原理图3.5.1 选择液压基本回路1确定调速方式及供油形式在液压缸的初步计算前,已经确定了采用调速阀的进口节流调速,因此相应采用开式循环系统,这种调速回路具有较好的低速稳定性和速度负载特性。2快速运动回路和速度换接回路根据本设计的运动方式和要求,采用差动连接和双泵供油,两种快速回路来实现快速运动,即快进时,由大小泵同时供油,液压缸实现差动连接。采用二位三通电磁阀的速度换接回路,控制由快进转为工进,与采用行程阀相比,电磁阀可直接安装在液压站上,由工作台行程开关控制,管路较简单,行程大小饿容易调整,另外采用液压控制顺序阀与单项阀来切断差动油路,因此速度换接回路为形成和压力联合控制形式。3换向回路选择本系统对换向的平稳性没严格的要求,所以选用电磁换向阀的换向回路。为提高换向的位置精度,采用压力继电器的行程终点反程控制。3.5.2 组成液压系统将选定的液压回路进行组合,并做出休整,即组成液压系统图。3.6 选择液压元件3.6.1 选择液压泵液压系统的工作介质完全由液压源来提供,液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油,再无其他辅助油源的情况下,液压泵的供油量要大于系统的需油量,多余的油经溢流阀流回油箱,溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。容积调速系统多数是采用变量泵供油。对长时间所需油量较小的情况,可增设蓄能器作辅助油源。工进阶段液压缸工作压力最大。若取压力损失 510 Pa 压力继p5电器可靠动作需要压力差为 510 Pa 液压泵最高工作液压可按:5 aapP 8.410)58.3(101 因此泵的额定压力可取Pa556.42.ar p工进所需的流量最小是 0.32L/min,设备流量最小流量为 2.5L/min,则小流量泵的流量按公式 即max1qkp2.85L/minin/)5.23.0(L快进快退时液压缸所需的最大流量是 12.9L/min,则泵的总流量为:i/.149.qp即大流量泵的流量: min/35.in/)85.2(12 LLpp根据上面计算的压力和流量,查产品样本选用 YB-4/12 型的双联叶片泵,该泵的额定压力为 6.3MP,额定转速为 960r/min。3.6.2 电动机的选择系统为双泵供油系统,其中小泵 1 的流量为: smsmqp /1067./)60/4( 3231 大泵的流量为: ss/./)/( 3532 差动快进快退时两个泵同时向系统供油,工进时,小泵向系统供油,大泵卸载,下面计算三个阶段所需要的电动机功率 P 。01.差动快进差动快进时,大泵 2m 出口油经单向阀与小泵汇合,然后经单向阀 2,三位五通阀 3,二位三通阀 4 进入液压缸大腔,大腔的压力 查样aPj81105.本可知,小泵的出口压力损失 ,于是计算可得小泵的出口压力Pa510.(总效率 ) ,大泵出口压力 (总效率aP510.1ap52.4) 。电动机效率为:.2 463)5.01.145.0673( 3321 qpP2工进考虑到调速阀所需最小压力 压力继电器可靠动作所需压力差aP51因此工进时小泵的出口压力 而aP5210 aP5211 108.4大泵的卸载压力取 (小泵的总效率 )a520 3.,56.02大 泵 总 效 率电动机功率: 96)51.085.01671.6( 33212 qP综合比较 快退时所需功率最大,因此选用 Y90l-6 异步电动机,电动机功率 1.1KW,额定转速910r/min.3.6.3 选择液压阀根据液压阀在系统中最高的工作压力与通过的最大流量,可选出这些元件的型号及规格,本设计中所有阀是压力为 6310 额定流量根据通过的流量5aP是确定为 10L/min,30L/min 和 63L/min 三种规格。表 3-2 液压阀的流量、型号和规格序号元件名称通过流量(L/min)vQ额定流量(L/min)n额定压力(MPa)p额定压降(MPanA)型号、规格1 过滤器 34.8 63 1.6 0.07 XU-A63502 单向阀 34.8 30 6.3 0.1mm) 、普通的(d0.01mm) 、精的(d0.005mm) 、特精的(d0.001mm) 。不同的液压系统,对滤清器的过滤精度要求如下表:表 4-1 滤清器的过滤精度要求系统类别 润滑系统 传动系统 随动系统 特殊要求系统压 力(Pa) 0-25 70 70 350 210 350颗粒度(mm)0.1 0.025-0.05 0.025 0.005 0.005 0.0012. 能满足液压系统对过滤能力的要求滤油器的过滤能力,是指在一定压差下,允许通过滤油器的最大流量。一般用滤油器的有效过滤面积(滤芯上能通过的油液的总面积)来表示。对滤油器过滤能力的要求,应结合滤油器在系统中的安装位置来考虑。如安装在液压泵吸油管路上的滤油器,其过滤能力应为液压泵流量的两倍以上。3. 滤油器的材料应具有一定的机械强度,保证在一定的工作压力下不会因液压力的作用而受到破坏4. 在一定的工作温度下,应能保证性能稳定,有足够的耐久性5. 有良好的抗腐蚀能力6. 结构尽量简单,尺寸紧凑7. 便于清洗维护,便于更换滤芯8. 造价低廉4.3.2 滤油器的种类滤油器按过滤精度分粗、普通、精、特精四类。滤油器还可按滤芯的结构分类1. 网式滤油器,油液流经此滤油器时,由滤网上的小孔起滤清作用。2. 线隙式滤油器,滤芯由金属丝绕制而成,依靠金属丝间的微小间隙来过滤混入油液中的杂质。3. 纸质滤油器,滤芯为多层酚醛树脂处理过的微孔滤纸,由微孔滤掉混入油液中的杂质。4. 磁性滤油器,依靠永久磁铁,利用磁化原理来滤除混入油液中的铁屑。5. 烧结式滤油器,滤芯为颗粒状青铜粉末等金属粉末压制烧结而成,利用颗粒之间的微孔滤去混入油液中的杂质。6. 不锈钢纤维滤油器,滤芯为不锈钢纤维压制制成,由纤维丝之间的间隙滤掉混入油液中的杂质,这种滤油器的过滤精度高,可承受 200bar 的压差,可以清洗,但因为滤芯价格昂贵,一般液压系统并不采用,只推荐在高压伺服系统中应用。7. 合成树脂滤油器,滤芯由一种无机纤维经液态树脂浸滞处理制成。由于微孔很小、牢度很大,因此过滤精度高,且能承受 210bar 的压差。4.3.3 线隙式滤油器如图 4-1 所示,线隙式滤油器的滤芯由铜丝(d=0.4mm)绕成,依靠铜丝间的微小间隙来滤除混入油液中的杂质。线隙式滤油器分为压油管路用线隙式滤油器和吸油管路用线隙式滤油器两种。图 4-1 线隙式滤油器图示为压油管路用线隙式滤油器,有外壳 1;当用于吸油管路时不用外壳,滤芯部分 2 直接进入油液中。压油管路用线隙式滤油器的过滤精度分 0.03 mm和 0.08mm 两类,压力损失小于 0.6bar;吸油管路用滤油器的过滤精度分0.05mm 和 0.1mm 两类,压力损失小于 0.2bar。线隙式滤油器结构简单,通油能力大,过滤精度比网示滤油器高,缺点是不易清洗,一般用于低压回路或辅助回路。4.3.4 滤油器在液压系统中的安装位置和维护安装位置滤油器的连接形式有板式、管式和法兰式三种,可以安装在液压泵的吸油管路上、压油管路上、回油路上、辅助泵的输油路上、支流管路上或单独过滤。本课题中滤油器安装在液压泵的吸油管路上,如图 4-2 ,将粗滤油器装在液压泵的吸油管路上,主要目的是保护液压泵免遭较大颗粒杂质的直接伤害。为了不置影响液压泵的吸油能力,装在吸油管路上的滤油器的通油能力应大于液压泵流量的两倍。滤油器应经常清洗,以免过多增加液压泵的吸油能力。图 4-2 滤油器安装位置结论毕业设计以接近尾声,这次的毕业设计使我学到了很多的知识,并且为以后的学习和工作打下了坚实的基础。同时也感受到了宏程序独特的功能。集中体现了我对综合知识的运用和对宏程序的编程中的具体运用。在设计分度盘的过程中,我感受到计算机在工业生产中的重要辅助作用。有些多孔零件在加工中必须要通过电脑软件的帮助才能完成工件的加工,人工计算是很难得到的,而通过宏程序就可以简单快速的完成。通过这次毕业设计,使我能熟练的应用宏程序进行设计、加工等。在工艺分析和编程完成以后,再进行仿真、刀具轨迹生成等。刀具轨迹生成后便采用快速模拟加工,当确认加工过程正确、无干涉、碰撞后, 利用系统提供的自动加工处理,把所设定的参数、指令代码输入数控系统中。在这次设计中我也还有许多缺点,还要进一步的进行改正。在这次设计中我学到了我平时在课堂学不到的东西,这接合我们的理论知识和我们的实际操作能力,当然这一切都和我的指导老师有着密切的关系,如果没有他们的教导我也不可能有这样多的收获,也不能顺利的搞好这次的毕业答辩,在此表示深深的感谢。 参考文献1严烈.Mastercam8 模具设计超级宝典,冶金工业出版社,2000.2柳迎春.Master cam v8.1 高手指路 ,清华大学出版社,2002.3全国数控培训网络天津分中心.数控编程,机械工业出版社,2004. 4何满才.MastercomX基础教程,人民邮电出版社,2006.5. 郭肇强 杜智敏 何华妹.MastercomV10 塑料注射模具制造实例,机械工业出版社,2005.6. 刘瑞新 汪远征.Visual Basic 6.0 程序设计 机械工业出版社,2000,10.7. 许红海.数控机床刀具及其应用,化学工业出版,2005,8.8刘秋月.铣削加工防真系统中刀具数据库的建立与研究,天津大学,2005.9. 刘思涛.赵耀峰,Visual Basic 6.0 编程技巧与实例分析,中国水利出版社,1993.10. 王风蕴 张超英.数控原理于典型数控系统,高等教育出版社,2003.11. 赵长明 刘万菊.数控加工工艺,高等教育出版社,2003.12姬文芳.机床夹具设计,航空工业出版社,1994.13许影.机械加工工艺手册,机械工业出版社,2003. 14王爱玲.现代数控机床结构与设计,兵器工业出版社,1999.15. 于俊一.机械制造技术基础,机械工业出版社,2003.16. 陈世钟.刀具工程师手册,黑龙江科技技术出版社,2004. 17. 姜家吉.数控机床加工工艺,机械工业出版社,2000.18. 李斌.数控加工技术,高等教育出版社,2001.19. 李宏盛.机床数控技术及应用,高等教育出版社,2001. 20. 袁哲俊.金属切削刀具,上海科学技术出版社,2000.
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