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1、数控车床液压系统的设计完成日期：指导教师签字：评阅教师签字：答辩小组组长签字：答辩小组成员签字：摘要液压传动在发展现代工程机械的过程中扮演着越来越重要的角色，数控车床中 很多地方也用到液压传动系统，例如装卡装置和尾座顶紧装置等。数控车床液压尾座在液压系统执行机构的驱动下进行工作，其工作时主要实现 尾座的顶紧和加紧过程。设计尾座的液压回路主要有液压缸、调速阀、电磁阀、单 向阀、溢流阀等组成，并充分考虑液压系统的优缺点，设计绘制出液压系统原理图 选择合适的液压缸，计算出液压泵的参数，然后根据这些选择合适的油箱、阀、油 管和过滤器，最后再经过精确验算来完设计出一个完整的液压系统。关键词：数控车床；尾
2、座；液压系统；液压缸AbstractHydraulic transmission in the process of development of modern engineering machinery plays a more and more important role, many places are also used in CNC lathe hydraulic transmission system, such as card device with and tailstock device, etc.Hydraulic tailstock of nc machine tool
3、 hydraulic system work under the actuator drive, to achieve the top of the tailstock and tightening process, design of hydraulic tailstock main hydraulic cylinder, speed regulating valve, solenoid valve, check valve, relief valve of hydraulic circuits, fully consider the advantages and disadvantages
4、 of the hydraulic system, hydraulic system design to map the schematic diagram, select the appropriate hydraulic cylinder, and calculated the parameters of the hydraulic pump, and then according to these to choose the appropriate fuel tanks, valves, tubing and filter, and then through the design of
5、precise calculation to complete a hydraulic tailstock of the hydraulic system.Key words： numerically-controlled machine； tailstock； hydraulic system； hydraulic cylinder inside diameter1绪论1.1研究的背景与意义1.2国内外数控机床和液压系统研究现状及发展1.2.1数控车床现状与发展趋势1.2.2液压系统的现状与发展趋势1.3研究方法与内容1.3.1 研究方法1.3.2研究内容2液压系统的简介2.1液压系统的组成
6、2.2液压系统的优缺点3液压尾座液压传动总体设计3.1尾座简介3.2回路设计3.2.1液压尾座顶针液压回路3.2.2顶针加紧液压回路4尾座液压系统设计4.1液压系统的压力4.2绘制液压系统原理图4.3顶针油缸的相关计算4.4液压泵的设计4.5阀类元件的选择4.6油管类型的选择4.7油箱的选择101111114.8过滤器的选择5液压系统性能的验算5.1管路系统压力损失的验算5.2系统发热温升的验算5.3系统效率验算总结参考文献致谢1 绪论1.1 研究的背景与意义液压传动在发展现代工程机械的过程中显得尤为重要。国外由于应用了全新的 技术成果，使产品品种、质量和水平都有较大提高。液压传动朝着小型化、
7、集成化 精密化、高效化等方向不断前进，但是前进的道路肯定有很多需要解决的问题，例 如液压油浪费、油污染、液压系统不能与整机完整的结合等问题都需要我们一一克 服。市场竞争越发激烈，产品的更新又极为迅速，精度要求也越来越高。 数控车床型号:1最大的切削直径1500mm2最大的切削长度1000mm3.主轴的转速为200r/min1.2 国内外数控机床和液压系统研究现状及发展数控机床是典型的机电一体化产品。数控机床的技术水平高低在一定程度上是 衡量一个国家经济发展和工业制造水平的一个重要标志1。数控车床是数控机床的代 表品种，近些年一直受到各国的重视并得到了较快的发展。1.2.1 数控车床现状与发展趋
8、势国外数控机床技术现状1. 高精度、高速度与多轴加工成为数控机床技术突破的主流，纳米技术控制已 经成为新的潮流。2. 不断扩展的智能处理和监测设备,车间可以实时监控和管理机床本身的工作 信息,分析相关数据,预测车床的状态,提前保养,避免风险,减少机床的损坏率,提高 机床的利用率。3. 发展迅速的绘图技术为数控机床的精加工提供了很好的辅助。 国内数控车床的现状 近些年来，我国数控车床生产数量和产量一直保持高速增长。但与其它发达国家相比，我国车床数控化率不到30，国产数控车床到2000年品种大概为 700多种， 不到数控车床品种的 50 ，其中经济型数控车床占大多数。国产最高主轴转速一般 在200
9、0r / min左右，个别高性能机床转速达8000r / min。国内数控技术还有很大的 发展空间。1.2.2 液压系统的现状与发展趋势液压控制技术回顾与展望气压与液压压传动相对于机械传动来说是一门新兴的技术。在各个行业中，液 压技术得到了普遍而又广泛的应用。随着核能、空间技术、电子技术等多方面的发 展，液压技术被应用到更广阔的领域，逐步发展成为包括控制、传动和检测在内的 一门完整的自动化控制技术。国内数控车床液压系统的应用发展速度也很快，主要 发展方向是小型集成化、多样化等，并且进一步实现高压、高速、高精度、高可靠 性的机电一体化2；国外数控车床发展相对较早，相对来说国内与国外有一定差距液压
10、行业的发展趋势液压技术在将部分机械能转换成工作压力能方面，已取得很大进步，但是一直 存在着容积损失和机械损耗，一直未能很好解决。为减少压力能的过多损失，需要 解决以下几个问题： 尽量减少液压元件和液压系统的内部压力损耗，以减少系统功率损失； 尽量减少或消除液压系统的节流损耗； 采用新技术，新材料，减少磨擦损失； 改良液压系统的性能；1.3 研究方法与内容1.3.1 研究方法液压系统是液压型机械的一个重要组成部分，液压系统的设计要同机床主机的 总体设计同步进行。设计必须与工作环境、工作方式相结合，确定液压系统的作用 及需要改进的方向，进而设计出一个适合整机的液压系统，这才是最关键的1。设计步骤一
11、般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行： 学习并掌握液压系统原理的基础知识； 根据数控机床工况要求及负载分析、对比选出合适的液压回路； 拟定液压系统原理图； 液压系统的计算和元件的选择； 液压系统元件尺寸和结构的确定； 总结分析，精度和误差的统计。1.3.2 研究内容根据设计要求，本文的研究内容大致分为以下三点：1. 液压系统的设计。2. 各液压元件的选择。3. 对液压系统的检验。2 液压系统的简介2.1 液压系统的组成一个完整的液压系统一般由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、 辅助元件和液压油4。动力元件：液压泵是液压系统的动力元件，是能量转换元件，由原动机驱动， 把输入
12、的机械能转化为油液的压力能再输出到系统中去，为执行元件提供动力。执行元件：主要是将液体的压力能转换为机械能并将其输出。缸主要是输出力 和直线运动，但有的是输出往复摆动运动和扭矩；马达则是输出连续旋转运动和扭 矩。控制元件：功能是对流动方向、压力和流量进行控制，以满足执行元件所需要 各个要求，从而使系统按照特定的工作要求进行工作。辅助元件：包括蓄能器、过滤器、油箱、压力表、管件及密封装置等。2.2 液压系统的优缺点优点：能够承受较大的工作压力，便于无级变速，工作相对平稳，便于实现频 繁切换，易于实现过载保护，液压元件易于实现标准化、系列化和通用化，便于设 计和制造。缺点：不宜在较高或较低温度下工
13、作，不可远距离输送动力，元件制造精度要 求高，不易实现定比传动，发生故障不易检查和排除，传动效率相对较低。3 液压尾座液压传动总体设计3.1 尾座简介1.机床采用的是标准的液压型尾座。尾座安装在机床导轨上，可纵向调整。可 以用顶尖支撑较长的工件，必要时也可以安装铰刀和钻头等相应的孔加工刀具进行 孔的加工。2尾座的导轨WH为：95 40mm，尾座的套筒的直径80mm。套筒的锥孔MT-4。 所以，尾座必须具有一定的刚性。3.尾座的刚度在很大程度上反映了本次设计的合理性；良好的动态性能够使整 机的固有频率不至于和激振频率重合而发生共振；良好的工艺便于装配和制造。此尾座是实现套筒和活塞固定座通过螺钉连
14、接，并且可以移动。油压后座、活 塞轴和尾座体固定在一起。活塞轴、套筒和活塞固定座形成液压缸，分两个腔。3.2 回路设计大体看来液压尾座有顶针部分和加紧部分。前者是起轴顶紧的作用，当顶针工 作时需要加紧机构进行加紧工步，保证零件装卡的精度，才能保证加工的精度。3.2.1 液压尾座顶针液压回路液压系统原理图如下：1.液压缸 2.调速阀 3.单向阀 4.电磁阀 5.溢流阀 6液压泵 7.邮箱图3-1原理图3.2.2 顶针加紧液压回路 设计尾座液压回路原理图如下1.调速阀 2.溢流阀 3.单向阀 4.电磁阀图3-2顶针夹紧油缸回路4 尾座液压系统设计前面已经完成尾座的控制回路，本章节将从数据计算的角度
15、来对液压缸和液压 泵进行设计。4.1 液压系统的压力液压缸的压力主要根据负载确定，此外还需要考虑其它因素，例如各类设备的 不同点和应用方式，经济、精度、密封性能要求和功能要求都需要考虑在内，根据 负载与工作压力关系表 4-1 和机械类型与工作压力关系表 4-2 来确定液压系统的工 作力。表 4-1 负载与工作压力关系表负载 F/kN50工作压力p/Mpa57表 4-2 机械类型与工作压力关系表机床农业机械工程机械机械类型磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPaa235881010162032根据以上两表，选定工作压力为：16Mpa4.2 绘制液压系统原理图1邮箱，2变量液压泵 3电动机 4、10过滤器 5冷却器 6油液注入口 7液位计 8 单向阀 9加热器 11溢流阀 12
