数控车床液压系统设计论文(编辑修改稿)

数控车床液压系统设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

.择 .换 .向 .回 .路 .电 .磁 .换 .向 .阀 .。 .因 .此 .， .两 .个 .油 .缸 .采 .用 .三 .位 .四 .通 .换 .向 .阀 .。 C. 液压系统原理图。 无锡太湖学院学士学位论文 4 图 数控车床液压原理图 D. 车床电磁铁动作表如表 12 所示。 表 12 电磁铁动作表 动作 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 7YA 8YA 卡盘正卡 高 压 夹紧 + — — 松开 — + — 低 压 夹紧 + — + 松开 — + + 卡盘反卡 高 压 夹紧 — + — 松开 + — — 低 压 夹紧 — + + 松开 + — + 数控车床液压系统设计 5 回转刀架 正转 — + 反转 + — 刀盘 松开 + 夹紧 — 尾座套筒 伸出 — + 返回 + — 无锡太湖学院学士学位论文 6 数控车床液压系统设计 7 2 MJ50数控机床液压系统工况分析 .对 . . .控 .机 .床 .液 .压 .系 .统 .的 .性 .能 .分 .析 .是 .对 .液 .压 .执 .行 .机 .构 .的 .运 .动 .分 .析 .和 .受 .力 .分 .析 .，目的是找出每一个执行流，压力变化规律，在劳动过程中功率元件，作为拟定液压系统的方案，确定系统主要参数（压力和流量）的依据。 液压系统的运动分析 根 .据 .对 .普 .通 . . .控 .车 .床 .机 .床 .卡 .盘 .卡 .紧 .动 .作 .的 .观 .察 .和 .分 .析 .可 .知 .， .液 .压 .卡 .盘 .执 .行 .元 .件 .， .即 .液 .压 .缸 .运 .动 .过 .程 .可 .分 .解 .为 .： .向 .前 .卡 .紧 .， .保 .持 .不 .动 .， .向 .后 .松 .开 .。 外卡（正卡） —— 卡盘从外往里夹紧工件。 主轴卡盘的夹紧与松开由二位四通电磁阀 1 控制。 卡盘的高压夹紧与低压夹紧转换，由二位四通电磁阀 2 控制。 当卡盘处于正卡且在高压夹紧状态时，夹紧力大小由减压阀 6 调节。 当 1YA 通电、 3YA 断电时，系统压力油经阀 6—— 阀 2—— 阀 1——进入液压缸右腔；液压缸左腔的油液经阀 1 直接回油箱，活塞杆左移，卡盘夹紧。 反之，当 2YA 通电时，卡盘松开。 其运动循环图如下。 向前卡紧 向后松开 图 卡盘液压缸运动循环图 刀盘的运动分析 更换回转刀架刀具时，首先是松开刀盘，然后将刀盘转到指定的刀位，最后刀盘夹紧。 刀盘的夹紧与松开，由一个二位四通电磁阀 4 控制，如图 所示。 刀盘的旋转可正反转，由三位四通电磁阀 3 控制，其转速分别由单向调速阀 9 和 10调节控制。 当 4YA 通电时，刀盘松开；当 8YA 通电时，系统压力油经阀 3—— 调速阀 9—— 液压马达，刀架正转。 当 7YA 通电时，刀架反转；当 4YA 断电时，刀盘夹紧。 如图 所示。 保持不动 原位停止 无锡太湖学院学士学位论文 8 图 卡盘液压图 图 刀架液压图 图 尾架液压图 .尾座套筒的伸出与退回由三位四通电磁阀 5 控制。 当 5YA 通电时，系统压力油经减压阀 8— 阀 5— 阀 11— 液压缸右腔；液压缸左腔油液 —— 阀 5—— 油箱，套筒伸出。 套筒伸出时的预紧力大小由减压阀 8 调定，伸出速度由调速阀 11 调定。 .反之，当 6YA 通电时，系统压力油经减压阀 8—— 电磁阀 5—— 直接进入液压缸左腔，液压缸右腔的油液经阀 11— 阀 5 直接回油箱，套筒退回。 如图 24 所示。 .一些设备，如果负载的变化更为复杂，在条件许可时，应绘制负载循环图， 确 .定 .工 .作 .压 .力 .， .液 .压 .执 .行 .机 .构 .为 .液 .压 .系 .统 .的 .制 .定 .提供 .依 .据 .。 .液 .压 .系 .统 .的 .工 .作 .性 .能 .还 .包 .括 .工 .作 .时 .的 .平 .稳 .性 .、 .可 .靠 .性 .、 .转 .换 .精 .度 .、 .停 .留 .时 .间 .、冲击力等方面的要求。 一般情况下，液压执行元件带动工作部件作直线往复运动时，需要克服的外负载包括工作负载、摩擦负载和惯性负载。 液压系统的负载分析 1. 工作负载 CF 液压设备荷载不同，其负载工作形式也不同。 金属切削机床，工作负荷的工作部件的运动方向的切削力；对于提升机械，其重物的重量就是工作负载。 工作负载的方向与活塞的运动方向相同的为负，反之则为正。 2．摩擦负载 Ff 液压缸驱动工作部件移动时，需要克服导轨或支承面上的摩擦力，这个摩擦力称为摩擦负载。 对于平导轨 fnF f F  () 对于 V 型导轨  sin 2nf fFF   () 数控车床液压系统设计 9 式中， nF在作用在导轨上的总的正压力或沿 V 型块导轨横截面中心线方向的总作用力（ N）； f— 摩擦系数，一般，静摩擦系数 sf= ～ ，动摩擦系数 df= ～ ； — V 型导轨的夹角，一般  = 90176。 3. 惯性负载 iF惯性负载是工作部件在启动加速和制动减速时的惯性力。 启动时为正值，制动时为负值。 其大小可根据牛顿第二定律计算： i GvF ma gt （ ） 式中， m运动部件的质量（ kg）； a—— 运动部件的加速度（ m/s2）； G—— 工作部件的重量； g—— 重力加速度； t— 启 .动 .加 .速 .或 .减 .速 .的 .时 .间 .， .一 .般 .机 .床 . t .= . .0.. ..～ .0.. ..， .对 .轻 .载 .低 .速 .运 .动 .部 .件 .取 .小 .值 .， .对 .重 .载 .高 .速 .运 .动 .部 .件 .取 .大 .值 .。 4. 重力 GF 垂直放置和倾斜放置的移动部件，其本身的重量也成为一种负载，当上移时负载为正值，下移时为负值。 以上三种负载之和称为液压缸的外负载 F 在不同的工作阶段外负载的负载的计算方法是不同的，具体公式如下面所列： a. 启动阶段： f G iF F F F   b. 快速阶段： fGF F F c. 保持阶段： f G CF F F F   d. 停止阶段： f G iF F F F   .根据上述各运动阶段内的负载与相应的时间，可绘出液压缸的负载循环图，它清楚地表明了液压缸在工作循环中负载的变化规律。 负载循环图如图 所示。 图 负载图 实际上液压缸工作时，还需克服内部密封装置产生的摩擦阻力和液压缸回油腔的背压阻力。 由于各种缸的密封材质和密封形式不同，所以密封装置的摩擦阻力难以精确计算，无锡太湖学院学士学位论文 10 一般用液压缸的机械效率加以考虑，常取 m = ～ ；而背压阻力在系统方案和结构未确定以前是无法计算的，通常在确定系统工作压力时再考虑。 在本系统的各个液压缸的工况大致相同，为启动 快进 保持，或是启动 快退 停止。 故只计算其中的一种，其他的此处不做计算了。 由设计得出，沿轴向的切削力 CF切削力为 8000N；静摩擦系数为 ，动摩擦系数为。 时间为 ，速度为 minm。 惯性负载 4 0 0 5 0 4 . 5 6 9 ( )9 . 8 0 . 0 5 6 0iF m a N    摩擦负载 0 .2 2 0 0 0 4 0 0fsF N N   0 .1 2 0 0 0 2 0 0fdF N N   重力 400 50 450GFN   由此得出液压缸在各工作阶段的负载，液压缸在各工作阶段的负载 F 如表 21 所示 ： 表 21 工作负载表 工况 负载组成 负载值 F（ N） 启动 f G iF F F F   919 快进 fGF F F 650 保持 f G CF F F F   8850 数控车床液压系统设计 11 3 MJ50数控车床液压系统设计 MJ50 数控机床液压系统的设计要求 1. 液 .压 .系 .统 .的 .设 .计 .要 .求 .是 .进 .行 .每 .项 .程 .序 .设 .计 .的 .依 .据 .。 .在 .制 .定 .基 .本 .方 .案 .并 .进 .行 .进 .一 .步 .着 .手 .液 .压 .系 .统 .各 .部 .分 .设 .计 .之 .前 .， .必 .须 .把 .设 .计 .要 .求 .以 .及 .与 .该 .设 .计 .内 .容 .有 .关 .的 .其 .他 .方 .面 .了 .解 .清 .楚 .。 （ 1） 机 .床 .的 .概 .况 .： .用 .途 .、 .性 .能 .、 .工 .艺 .流 .程 .、 .作 .业 .环 .境 .、 .总 .体 .布 .局 .等 .； （ 2） 液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此相互关系； （ 3） 液 .压 .驱 .动 .机 .构 .的 .运 .动 .形 .式 .， .运 .动 .速 .度 .； （ 4） 各动作机构的载荷大小及其性质； （ 5） 对 .调 .整 .范 .围 .、 .运 .动 .平 .稳 .性 .、 .转 .换 .精 .度 .等 .性 .能 .方 .面 .的 .要 .求 .； （ 6） 自动化程度、操作控制方式的要求； （ 7） 对 .防 .尘 .、 .防 .爆 .、 .防 .寒 .、 .噪 .声 .、 .安 .全 .可 .靠 .性 .的 .要 .求 .； （ 8） 对效率、成本等方面的要求。 2. 各 .个 .液 .压 .传 .动 .装 .置 .的 .设 .计 .要 .求 .为 .： .整 .体 .式 .底 .座 .结 .构 .， .刚 .性 .好 .， .精 .度 .保 .持 .性 .好 .： （ 1） 液压卡盘夹持工件的范围为 Φ0～ Φ500；最高压力 为 ；液压卡盘夹紧时间： t=6s； （ 2） 液 .压 .系 .统 .压 .力 .（ .0.. .2.～ .4.. ..） .， .取 ..， .预 .计 .液 .压 .系 .统 .使 .用 .流 .量 .： ../ ..。 液压系统作为 MJ50 数控机床 的传动装置， 应 .采 .用 .结 .构 .比 .较 .简 .单 .， .设 .备 .外 .形 .尺 .寸 .小 .， .能 .远 .距 .离 .传 .递 .大 .能 .量 .； .能 .承 .受 .较 .大 .的 .载 .荷 .；没有复杂的传动机构；在室内的空气里能保证安全，动作迅速；操作、调节简单；过载保护简单可靠。 MJ50机床液压系统选型 1. 调速方式的选择 以电动机作为原动机的机器，其液压传动系统一般只能采用液压调速。 液压调速包括节流调速、容积调速和容积 — 节流联合调速三种方案。 比较三者，最后选择容积 — 节流联合调速方式。 它的调节方法是压力反馈式变量泵和流量控制阀联合调节，调速范围较大，速度负载特性较好，功率损失及发热较小，适用工况为中等功率、要求温升小、速度平稳性要求高的系统。 2. 液压回路的选择 油路循环形式的不同，可将液压传。