数控机床液压系统毕业论文

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1、数控机床液压系统毕业论文数控机床液压系统毕业论文题目 ：数控机床液压系统设计摘要本论文针对目前国内外数控车床的现状、发展动态和发展方向及其在现代 工业中的重要作用，运用液压元件的基本理论，对其主关键结构液压系统箱进 行了原理分析和优化设。根据设计的实际需要，对车床液压系统开展研究，并 对液压系统的结构元件和液压控制系统的结构进行了优化设计。并介绍了一种 在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构的螺旋摆动式液压缸增力机构 的结构。叙述了主要的设计步骤和参数的确定。关键词：数控车床 液压油泵 液压油缸 液压控制阀 三爪卡盘 性能分析 参数 优化设计AbstractThe present pape

2、r in view of the present domestic and foreign numerical control lathe present situation, the development tendency and the development direction and in the modern industry vital role, the utilization hydraulic unit basic theory, has carried on the static analysis and the optimized design to its impor

3、tant structure lathe bed, then achieved the instruction designs and enhances the numerical control lathe technical performance the goal.According to the design actual need, the method of hydraulics systems used in the actual project the related theory and the realization principle has carried on the

4、 elaboration, and has carried on the lathe bed champing and drive module design as well as the optimized designThe research process mainly divides into hydraulic system analysis and hydraulic control of the optimization designs, obtained the lathe bed static stress and the strain, and has carried on

5、 the optimized design to the lathe bed structure, has carried on a more scientific appraisal to the product.Key word： Numerical control lathe ;Hydraulic pumps ;Hydraulic cylinders ;control valves;performance analysis ;Optimized design摘要Abstract，II第一章概论011液压技术的历史发展01.2国内数控车床的现状和发展前景01.3研究的对象和研究的方法2第二

6、章 液压系统的组成32.1液压系统组件的设计步骤32.2技术参数确定32.3主传动系统方案的确定42.4液压系统结构设计42.5拟定液压传动系统图5第三章液压站的设计83.1液压缸的参数及设计8311液压缸的分类83.1.2液压缸的主要参数83.1.3液压缸的设计和计算103.2液压缸主要零件的材料和技术要求113.2.1 缸体113.2.2 活塞113.2.3活塞杆113.2.4活塞杆直径的计算123.3液压泵133.31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

7、的外形尺寸143.4.3液压油箱的结构设计143.5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错误！未定义书签。4.6误差分析错误!未定义书签。第五章 液压系统性能验算及维护错误!未定义书签。5.1性能验算错误!未定义书签。5.2系统维护23小结体会24致谢25参考文献26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

8、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

9、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200

10、0r/min,个别转速达8000r /min,坐标定位精度一般在0. 01mm,重复定位精度在0. 005mm,工作精度 圆度在0.010.005mm之间，表面粗糙度Ra08161xm。长城车床厂CK7815C 液压系统最高转速3 500r/min,快速行程X轴9m/ min, z轴12m/min,定位 精度X轴0016mm, z轴0025mm,工作精度圆度0007mm,表面粗糙度Ra16 m。国产数控系统MTBF可靠性大都超过1万小时，但国际上先进企业数控系统 MTBF已达8万小时。国产数控车床、加工中心MTBF有少数厂达500h，但国际 先进水平已达800h。用户对国产加工中心刀库机械手、

11、数控车床刀架仍不放心, 其定位精度、特别是重复定位精度也有待提高。此外,外观、漏油等老问题也 与工业发达国家产品有差距。目前, 我国的功能部件生产企业规模普遍较小,布局分散,有些还依附 于主机厂或研究所。从整体上看,我国功能部件生产发展缓慢,品种少,产业 化程度低,从精度指标和性能指标都还不过硬。滚珠丝杠、数控刀架、数控系 统、电液压系统等数控车床功能部件虽已形成一定的生产规模,但仅能满足中 低档数控车床的配套需要。衡量数控车床水平的高级数控系统、高速精密电液 压系统、高速滚动功能部件和数控动力刀架等还依赖进口。理顺功能部件生产 企业的体制,做大做强一批功能部件生产企业已迫在眉睫。图1-1 C

12、NC-6130数控机床实例1.3 研究的对象和研究的方法本课题研究对象是数控车床，本着高效节能、机电一体化、计算机辅助设 计及计算机控制、系统集成化与控制技术集结于一身的目的，着重研究液压缸 和液压泵，对其进行受力分析和优化设计，是设计一个高效、节能车床的前提。第二章 液压系统的组成2.1液压系统组件的设计步骤液压系统包括主泵动力站、和安装在主泵站上的控制件、附件等。因为液 压系统的执行装置带动工件或刀具直接参加工件表面形成运动，所以它的工件 性能对加工质量和生产率产生直接的影响，是车床上最重要的部件之一。2.2技术参数确定车床技术参数包括主参数和一般技术参数，一般技术参数又包括车床的尺 寸参

13、数，运动参数和动力参数。主参数（或称主要规格）是车床最重要的一个或两个技术参数，它表示车 床的规格和最大工作能力。运动参数是车床执行件如夹具、刀架、工作台的运动速度，可分为主参数 和进给运动参数两大类。主运动参数：变速范围 Rn= nmax/ nmin=3500/160=21.875dmax =k X d=0.5 X 135=67.5mm, dmin=Rd X dmax=0.25 X 67.5=16.875 mm vmax=nmaxX3.14Xdmin /1000=3500X314X16.875/1000=185m/min vmin= nminX3.14Xdmax/1000=160X3.14X

14、67.5/1000=33.9 m/min nmax、nmin:液压系统最高、最低转速（r/min）；vmax vmin :最高、最低切削速度（m/min）；dmax、dmin:最大、最小计算直径d：加工工件直径（mm）;2.3 主传动系统方案的确定主传动变速方式可分为无极变级和有级变速两种，本车床采用无极变速的 变速方式。无级变速是指在一定速度（或转速）范围内能连续、任意地变速。可选用 最合适的切削速度，没有速度损失，生产率高；一般可在运转中变速，减少辅 助时间；操纵方便；传动平稳等优点。这次设计采用了交流调速电动机，交流 调速电动机通常采用变频调速方式进行调速。调速效率高，性能好，调速范围

15、较宽，恒功率调速范围可达 5 甚至更大。额定转速为 1000r/min 或 1500r/min 等。2.4液压系统结构设计液压系统组件的主要功能是夹持工件或刀具（包括砂轮）转动进行切削加 工、传递运动、动力及承受切削力等，并保证刀具或工件具有准确定的运动轨 迹。液压系统组件是车床的执行件，他它带动工件或刀具直接参与表面成形运 动，其工作性能对车床的加工质量及生产率有直接影响，它是车床的一个重要 组件。根据车床主参数、尺寸参数、运动参数、动力参数，并且遵循旋转精度;刚度；抗振性；热稳定性；耐磨性等基本要求的原则确定液压系统总 体结构。2.5 拟定液压传动系统图机床的液压系统的采用限压式变量叶片泵供油，工作压力调到4MPa,压力由 压力表 15 显示。泵输出的压力油经过单向阀进入个子系统支路，其工作原理如 下。（1）卡盘的夹紧与松开 在要求卡盘处于正卡（卡爪向内夹紧工件外圆） 且在高压大夹紧力状态下时，3YA失电，阀4左位工作，选择减压阀8工作。夹 紧力的大小由减压阀8来调整，夹紧压力由压力表14来显示。当1YA通电时，阀3左位工作，系统压力油从油泵-单向阀2-减压阀8- 换向阀4左位一换向阀左位一液压缸右腔；液压缸左腔的油液经阀3直接会油 箱。这时，活塞杆左移，操纵卡盘