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卧式单面多轴钻孔组合机床液压控制系统设计

卧式单面多轴钻孔组合机床液压控制系统设计

本设计为一种应用研究设计,目标是设计出一种卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统。机床上有主轴16个,加工直径为13.9mm的孔14个、直径为8.5mm的孔2个。刀具材料为高速钢,工件材料为铸铁,硬度为240HB,机床工作部件总质量m=1000kg;快进、快退、均以5.5m/min

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  • 详细描述

    卧式单面多轴钻孔组合机床液压控制系统设计
    卧式单面多轴钻孔组合机床液压控制系统设计
    摘要:组合机床是以通用部件为基础,配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具,组成的半自动或自动专用机床。本论文主要介绍了液压系统的设计(包括根据设计要求计算系统各工况下液压缸受力分析,拟定液压系统原理图,液压元件的计算和选择以及液压系统的性能验算等)、液压缸主要零部件的设计及液压装置的设计,加上少量的PLC控制。本设计中,组合机床的动力滑台由液压缸带动做往复运动,具体工作循环为“快进-工进-快退-停止”。液压系统具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能、反应快、输出力(或力矩)大等优点,在组合机床中被广泛采用。设计中采用集成块来进行液压元件的配置,液压站采用液压泵、液压马达上置卧式结构,油箱采用自然散热,材质为不锈钢板。
    关键字:液压系统;液压传动;组合机床
    Hydraulic System Design of the Combination Machine Tool
    Abstract:Combination machine tool is based on common components, with special components designed according to the specific shape and workpiece machining process and fixture, consisting of semi-automatic or automatic machine tool. This paper mainly introduces the design of the hydraulic system (including under various operating conditions according to the requirement of design calculation system of the hydraulic cylinder force analysis, draw up the hydraulic system schematic diagram, calculation and selection of hydraulic components and hydraulic system performance calculation, etc.), the design of major parts of the hydraulic cylinder and hydraulic equipment design, add a small amount of PLC control. In this design, modular machine tool power sliding table driven by hydraulic cylinder for reciprocating motion, specific work cycle for "fast forward - workers into retreat quickly - stop". Hydraulic system has wide adaptability, good process control performance, fast response, the advantages of large output force (or torque), is widely used in the modular machine tool. Adopted in the design of integrated blocks type for configuration of hydraulic components, hydraulic station adopts hydraulic pump, hydraulic motors on horizontal structure, using natural cooling tank, is made of stainless steel plate.
    Key words: hydraulic system;hydraulic transmission;combination machine tool
     
    目    录
    第1章  绪论 1
    1.1  选题背景 1
            1.1.1  液压传动发展背景 1
            1.1.2  组合机床发展背景 1
        1.2  液压技术的应用及其发展趋势 3
        1.3  液压技术在本课题中的具体应用 4
    第2章  液压系统原理的拟定 5
        2.1  设计内容 5
        2.2  设计方法和步骤 5
    第3章  机床液压系统主要参数的确定 7
        3.1  计算液压缸的参数 7
            3.1.1  运动分析 7
            3.1.2  负载分析 7
        3.2  初步确定液压缸参数 10
            3.2.1  计算液压缸主要结构尺寸 10
            3.2.2  液压缸壁厚和外径的计算 12
            3.2.3  液压缸其他参数的确定 13
        3.3  编制液压缸的工况图 14
        3.4  制定液压回路方案与拟定液压系统原理图 15
            3.4.1  制定液压回路方案 15
            3.4.2  拟定液压系统图 16
        3.5  液压元件的计算和选择 17
            3.5.1  确定液压泵的型号和电机功率 17
            3.5.2  液压控制阀和液压辅助元件的选定 18
            3.5.3  确定管道尺寸 19
            3.5.4  确定油箱容量 20
        3.6  验算液压系统性能 21
            3.6.1  验算液压系统压力损失 21
            3.6.2  估算系统效率、发热和温升 23
    第4章  PLC控制 25
        4.1  软件设计的一般步骤 25
        4.2  软件结构设计 25
            4.2.1  PLC外部接线图的设计 25
            4.2.2  继电器梯形图的设计 26
    第5章  液压装置的结构设计 28
        5.1  液压装置结构形式的选择 28
        5.2  液压元件的配置形式 28
        5.3  液压装置的布局 28
        5.4  邮箱形式 29
    第6章  系统使用与维护 30
        6.1  安全操作 30
        6.2  常见的故障处理 30
    结论 31
    致谢 32
    参考文献 33
     
    随着当代社会液压技术的不断发展与进步,液压传动逐渐在很多领域取代机械传动并占据了无法撼动的重要地位,液压传动设备的出现和使用也日益平凡。亦成为现代机械设备告诉发展的重要技术支持,特别是与微电子、计算机技术相结合后,液压传动技术迈入了一个崭新的发展时代。液压传动对低速大吨位运动有着很好的控制,通过对节流技术的精确运动可以十分稳定地控制运动机构的速度,结合伺服、调速、仿形等机构,使得执行元件的精度也得到了很大的提升,甚至得到以微米计算。
    集成、叠加、插装技术的日益成熟,使液压系统的装配更为容易,同时相比机械传动来说,它的造价更低也更为经济。近年来液压系统智能化和自动化的实现,传统的液力变矩——齿轮箱传动逐渐被静液压传动装置代替,使传统技术有了大大的改善。
    管道联通液压系统的各部分,重量和体积比传统机械传动装置小轻巧很多的同时其布局安装也具有很大的灵活性,因此液压系统能完成很多其他方式实现不了的复杂系统的实现。液压传动控制速度和方向时可以仅依靠很小的功率。液压元件体积重量轻巧的特征便于安装,标准化程度高的特征也便于集中大规模地生产。 
    在金属切削机床中,液压技术的应用也十分广泛。它可以实现自动工作循环,可以实现大范围的无级调速,换向性能也十分良好。液压传动可以减少牛头刨床、龙门刨床的工作台或插床的滑枕等的换向冲击,完成它们高速的往复于东,同时还能在一定程度上节约换向时间,降低能耗,可谓是机床的好帮手。伺服系统的加入,不仅使机床自动化提高,还能使主轴回转主运动轻易实现无级变速,仿形精度在仿形加工机床中可达到0.01~0.02mm。在机床的辅助装置中,采用液压传动在机床的辅助装置中,还可以使机床结构得到简化,自动化程度提高。重型机床、高速机床和高精度机床的轴承与导轨处采用静压支承,可以得到很高的工作平稳性和运动精度。 
    高质量、高性能、系统成套和高可靠性,是液压系统的必然方向发展。低噪声、低振动、低能耗、无泄漏也是液压系统发展力求达到的目标。除此之外液压系统还将在着手于控制污染、应用水基质等环保理念的同时开发高属于自身的高集成化高功率密度、机电一体的轻小型微型液压元件。 随着液压技术的发展,液压传动技术在机床的用武之地还远不止于此。    

    参考文献
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