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1、I 摘摘 要要 本设计主要是计算和设计组合钻床动力滑台液压传动系统，液压系统应用在机床中， 可以实现机床自动进给，而且可以使运动更平衡，加工精度更高，效率更高，从而实现 机床的自动化。钻孔组合机床是以系列化，标准化的通用部件为基础，配以少量的专用 部件组成的专用机床，适于对产品大批大量，一面或多面同时成组多加工的高效机加工 设备。液压动力滑台是其重要组成部件。通过本题目设计训练，使我们全面熟悉加工工 艺，刀具，切削用量，组合机床，液压动力滑台组成和工作原理。在此基础上，完成给 定参数的动力滑台液压系统设计。 关键字：关键字：组合机床；液压传动系统；动力滑台 II ABSTRACT This d
2、esign primarily for the design of hydraulic driving system of modular machine tools power sliding feed table. Application in machine tool hydraulic system, can realize automatic fee ding machine. And can make machine motion more balance, accuracy of higher, more efficient, enabling automation of mac
3、hine tools. Bore modular machine tool is to serialization, standardiza tion based on the generic part, together with a small number of special components for special m achines, suitable for a large number of large, or at the same time into a set of parallel processing of high efficient machining equ
4、ipment. Hydraulic power sliding feed table is its important comp onents. Through this topic design training, so that we become familiar with the process, cutting t ools, cutting, combination machines, hydraulic power sliding stand composition and working pri nciple.On this basis, to complete a given
5、 parameter design of hydraulic system of power sliding f eed table. Keywords: combination machine; hydraulic systems; power sliding feed table III 目目 录录 摘 要I ABSTRACTII 1 绪 论.1 1.1 机床在国民经济的地位 .1 1.2.1 组合机床的国内现状.1 1.2.2 国外组合机床现状.3 1.3 液压技术及其在工程机械中的应用 .4 1.4 液压系统的设计过程 .4 1.5 本论文的主要内容 .5 1.5.1 液压系统概述.5
6、 1.5.2 液压站的工作原理.5 1.5.3 液压站设计的目的和意义.5 1.6 本章小结 .5 2 设计要求及工况分析.6 2.1 设计要求 .6 2.2 负载与运动分析 .6 2.2.1 计算切削阻力.6 2.2.2 计算摩擦阻力.7 2.3 工况分析 .7 2.4 本章小结 .8 3 液压系统主要参数确定.9 3.1 初选液压缸工作压力及方案拟定9 3.2 计算液压缸主要尺寸9 3.3 本章小结 .13 4 拟定液压系统原理图.14 4.1 主体方案的确定 .14 4.2 基本回路确定 .14 4.3 液压系统原理图综合 .16 4.4 本章小结 .17 5 计算和选择液压元件.18
7、5.1 确定液压泵的规格和电动机功率 .18 5.2 液压缸结构的选择 .19 5.3 确定其它元件及辅件 .20 5.4 本章小结 .22 IV 6 液压缸设计基础.23 6.1 液压缸的轴向尺寸 .23 6.2 主要零件强度校核 .23 7 验算液压系统性能.27 7.1 验算系统压力损失 .27 7.2 验算系统发热与温升 .29 7.3 本章小结 .30 8 液压站设计.31 8.1 液压站的选择 .31 8.2 液压站的设计 .31 8.3 液压控制装置采用块式集成设计流程 .31 8.4 管路选择、布置与连接 .32 8.5 液压泵与电动机的连接 .33 8.6 本章小结 .33
8、9 电气原理图的设计.34 9.1 电气控制回路简介 .34 9.2 继电接触式电气控制 .34 9.3 本章小结 .39 10 液压系统常见故障诊断与排除.40 结 论.41 致 谢.42 参考文献.43 附 录.44 1 1 绪绪 论论 1.1 机床在国民经济的地位机床在国民经济的地位 现代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机 器、仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工 金属零件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于机械零件的形 状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、
9、 精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加 工工艺才能完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。在一般机械制造 厂中，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的 40%60%，机床的技术性能 直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。可以这 样说，如果没有机床的发展，如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各 种机床，现代社会目前所达到的高度物质文明将是不可想象的。图 1-1 为常见组合钻床 的外观图。 。 图图 1-1 常见组合钻床的外外观图常见组合钻床的外外观图 1.2 组合机床的国内、外现状 世界上第一
10、台组合机床于 1908 年在美国问世，30 年代后组合机床在世界各国得到迅 速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。 现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断 吸取新技术成果而完善和发展。 1.2.1 组合机床的国内现状组合机床的国内现状 我国加入 WTO 以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时调整 战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截止 2005 年 4 月份，组 合机床行业企业仅组合机床一项，据不完全统计产量已达 1000 余台，产值达 3.9 亿以上， 较 2004 年同比增长了 10
11、以上，另外组合机床行业增加值、产品销售率、全员工资额、 出口交费等经济指标有不同程度的增长，新产品、新技术较去年年均有大幅度提高，可 见行业企业运营状况良好。 （1） 行业企业产品结构的变化 组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、工程机械、军工业、能源、轻 工业以及家电行业提供专用设备，随着我国加入 WTO 后于世界机床进一步接轨，组合机 床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年企业生产情况来看，数控机床与 加工中心的市场需求量上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，中国机床工 具工业学会的机床工具行业企业主要经济指标报表时统计数据显示，仅从几个全国 大型重点企业情况看，
12、2003 年生产数控机床 890 台，产值 16187 万元，生产加工中心 148 台，产值 5770 万元；2004 年生产数控机床 985 台，产值 25838 万元，生产加工中心 159 台，产值 7099 万元；而 2005 年，截至 4 月份，数控机床、加工中心、产值已接近 2003 年全年水平，故市场在向数控、高精度制造技术和成套工艺装备方面发展。 （2） 行业企业的快速转变 “九五”后期，在组合机床行业企业的 50 多家组合机床分会会员中，仅有两家企业 实行了股份改造，一家企业推出国有转为民营，其余的都是国有企业。而从 2001 年至 2002 年，不到两年的时间，就先后有十几家
13、企业实行股份制改造，一些小厂几乎全部推 出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也酝酿股份制改造，转制已势不可挡， “民 营经济在经历了从北歧视，被藐视到不可小视和现在高度重视 4 个阶段后，焕发勃勃生 机。 ”组合机床行业企业正在以股份制、民营化等多种形式快速发展。 （3） 组合机床技术装备现状与发展趋势 组合机床及其自动线时集机电与一体是综合自动化的较高的制造技术和成套工艺装 备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军 工、轻工、家电行业。我国的传统组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液 压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型的箱体类和轴
14、类零件（近年研制 的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额） ，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、 镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成型面等。组合机床分类 繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、 复合式，还有多工位回转台组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床 柔性组合机床越来越受人们亲睐，它应用多为主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀 具的自动系统，并能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床 加工中心、数控组合机床、机床辅机等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很
15、高的高技术专用产品，是根据用户特 殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试 漏等技术。我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达国家相对落后，国内 所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致 投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工 艺、研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求， 真正成为刚柔兼备的自动化装置。 1.2.2 国外组合机床现状国外组合机床现状 80 年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套 和具备柔性的方向发
16、展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活 多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节 拍和多功能通道监控。组合机床技术的发展趋势是： （1）广泛应用数控技术 国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控组合机床通用部件，在 组合机床上不仅一般动力部件应用数控技术，而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动 分度与定位也都应用数控技术，从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。 广州标致汽车公司有法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线，就是由三台自动换箱组合机 床组成的，其全部动作均为数控，包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力 部件和夹具的运动，其节拍时间为 58 秒。 （2）发展柔性技术 80 年代以来，国外对中大批量生产，多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、 可换措施，时加工装备具有了一系列的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等 组成的组合机床;同时根据加工中心的发展，开发了二坐标、三坐标模块化的加工单位， 并以此为基础组成了柔性加工自动线（FTL） 。这种结构的变化，既可以实现多品种加工 要
