压力板成形穴铣床夹具及液压传动系统的设计(编辑修改稿)

压力板成形穴铣床夹具及液压传动系统的设计(编辑修改稿)内容摘要：

穴时，压力油进入齿轮齿条传动液压缸 3的右腔，推动活塞 1 和齿条活塞杆 2向左移动，经过扇形齿轮 5，带动空心轴 10 回转。 而在 弹簧 13 压紧作用下，滚轮 11（安装在空心轴 10 上，共三个）沿端面凸轮 12（见图 23）的斜面滚动，使空心轴 10 作轴向移动，从而使工件作螺旋形轨迹的进给运动 【 5】。 夹具凸轮设计 由于成型穴的形状特殊，只能由球面铣刀由浅入深地铣削才能满足形状要求，所以铣削时，工件要做两种运动，一种是直线进给 一种是旋转运动。 夹具与工作台固定，所以直线进给可由工作台带动夹具进给一部分，而剩下的直线，旋转运动只能由夹具或者铣刀完成，铣床上有 5 跟主轴，不可能同时做旋转运动，所以要求夹具能够带动工件旋转又能向前进给，所以 我设计了一个凸轮和用于提供旋转的齿轮齿条缸。 凸轮固定在床身上均布三个斜面，每个斜面倾角都是 335176。 ，液压缸齿条带动空心轴旋转时，在弹簧的作用下，滚轮沿凸轮斜面滚动使空心轴带动工件做轴向移动。 当滚轮从斜面下滚动到斜面上时，正好满足成型穴的加工深度和长度，完成成形穴由浅到深的加工要求。 东北林业大学毕业设计 6 图 23 压力板成形穴铣床端面凸轮零件图 凸轮斜面需要热处理，表面渗碳淬火 【 6】。 凸轮内与空心轴为间隙配合 【 7】 ，基孔制88 H7。 东北林业大学毕业设计 7 3 液压传 动系统设计 工况分析 运动分析 根据加工要求，压力板成形穴铣床的液压系统实现了工作台的自动纵向往复运动、夹具的快速前进与后退、工进时齿轮齿条液压缸启动以及其他一些动作（见图 31（ a）工作台速度图）。 工作台的纵向直线往复运动由双作用双杆活塞式液压缸控制，由三位 四 通电液换向阀，行程阀和位置开关实现；工作台运动速度的调节是由装在回油路上的调速阀控制；工作台的换向过程有三个阶段：启动阶段、快进阶段、工进阶段、停留阶段和快退阶段。 铣削时，由齿轮齿条式液压缸实现，由二位四通电磁换向阀和调速阀控制。 为 自动实现工作台的循环工作，保证零件的加工长度，需采用行程开关及抖动阀和换 向阀组成的行程控制顺序动作 回路来实现顺序动作。 夹具的快速进退运动由三位五通电液换向阀、调速阀、行程阀和位置开关控制，实现 了夹具的“快进 — 工进 — 快退 — 停止”动力滑台进给时，第 一工位钻孔。 而第二工位铣削 时是靠固定挡铁停留，液压缸继续保持压力。 图 31 机床工况 【 8】 负载分析 图 31（ b）是该机床的负载图，按设备的工艺 要求，把执行元件个阶段的负载用曲线出来，液压缸驱动执行机构往复运动受到外负载： 东北林业大学毕业设计 8 mfL FFFF  式中 mF — 活塞上受惯性力； fF — 导轨摩擦阻力； LF — 工作负载。 拟定液压系统原理图 选择液压基本回路 【 9】 （ 1） 调速方式：该液压系统功率小 ，工作负载变化小，可选用进油节流调速，为了防止钻通孔时的前冲现象，在回油路上加上背压阀。 （ 2） 速度换接方式：因钻孔和铣削加工对位置精度要求精度及工作平稳性不高，可选用行程调速阀或电磁换向阀。 铣削时，齿轮齿条缸进给是由电磁换向阀控制，由节流阀调速和保持背压。 此阶段是工进，要求活塞工进时速度慢，而且运行平稳，所以在进油路上用一个节流阀调速，回油路上，通过单向阀进入油箱，齿轮齿条缸工作时与工作台不同，铣削只用动作一次，不会发生进给后有前冲现象，所以背压可以较小，用单向阀即可满足。 夹具铣削时的液压回路，如 图 32所示。 图 32 铣削回路图 东北林业大学毕业设计 9 工作台由三位五通电液换向阀，行程阀和位置开关控制实现快进 快退 进给，进给时速度降低，由调速阀 5调节速度。 因为钻削和铣削时，工作压力较大，如果使用电磁换向阀可能 造成压力过大，无法换向，所以采用电液换向阀，用一个电磁换向阀充当导阀，控制液压回路，由控制油流进行换向，适应较大压力的换向，在进油路上，由于工作台液压缸要完成快进、快退、工进功能，所以采用了一个行程阀和一个调速阀控制，当液压缸快进时，油流走行程阀，款素尽速 液压缸，满足快进速度，当液压缸运动到工进位置时，行程开关动作，行程阀关闭，溜溜通过调速阀进入，满足工进的平稳，低速要求。 当快退时，油液进入液压缸右侧，左腔出油经过单向阀，快速退回。 工作台的运动换向阀控制的换向回路，如图 33所示，选用电 液 换向阀控制。 图 33 工作台进给回路图 东北林业大学毕业设计 10 合成液压系统图 在所选定基本回路基础上，再考虑其他一些有关因素，便可组成如图 34所示的液压系统图及电磁铁动作顺序表，如表 31 所示 图 34 液压系统图 东北林业大学毕业设计 11 表 31 电磁铁动作顺序表 工作原理： （ 1） 当工作台快进时，电液换向阀 2YA 动作，控制油流推动换向阀向左运动，这时行程阀位置不变，故工作台向右移动，其液压回路为： 进油路： 1→换向阀 4→ 6→液压缸左腔，则液压缸推动工作台向右移动（活塞通过活塞杆固定在床身上）。 回油路：工作台液压缸右腔→ 4→油箱。 （ 2） 工作台一直向右运动，当碰到位置开关 SQ1 时，则 1YA动作，行程阀 7 动作，液压油只能从调速阀 5进入液压缸左腔，工作台降速工进，实现由快进到自动 进给其液压回路为： 进油路： 1→换向阀 4→ 5→液压缸左腔，则液压缸推动工作台向右移动（活塞通过活塞杆固定在床身上） 回油路：工作台液压缸右腔→ 4→油箱。 （ 3） 工作台运动到最右侧时工作台靠固定挡铁停留，这时夹具上的齿轮齿条缸开始动作，进行铣削工进，此时 2YA 断电，电液换向阀回到中位，其 O型技能防止后退。 （ 4） 当工作台快退时，电液换向阀 3YA 动作，控制油流推动换向阀向右运动，行程阀还是左位，液压油进入油缸右腔，其液压回路为： 进油路： 1→换向阀 4→ 5→液压缸右腔，液压缸推动工作台向左移动（活塞通过活塞杆 固定在床身上）。 回油路：工作台液压缸左腔→单向阀 7→ 4→溢流阀 3→油箱 【 10】。 东北林业大学毕业设计 12 根据机床受力确定主要参数 【 11】 该机床为组合机床，机床主轴 10 根，要求工作循环是：快速接近工件→工进→固定挡铁停留→快退。 假设运动部件重力 G=5000N。 快进速度 smmV /501  ，快进行程mmL 1501  ；工进速度 smmV /82  ，工进行程 mmL 502  ；快退行程 mmL 2020  ，快退速度 smmV /503 。 受力如图 35所示： 图 35 工作台受力图 负载分析 1) 夹具采用 V形导轨，其导轨面夹角为 090 ，夹具与导轨最大间隙为 2mm，加速和减速时间均为 ，其中取其中取 sF dF。 液压缸的机械效率（考虑封闭阻力）为。 驱动工作台所需要的力为加速力与摩擦力之和 【 12】。 摩擦负载： 2sinfGFf  (31) 静摩擦负载： 70945s i n2s i n osfs fGF  N 东北林业大学毕业设计 13 动摩擦负载： NfGFodds 35545s i n 0 0 02s i n  2）惯性负载 【 13】 加速 NtvgGF a  减速 NtvgGF a  制动 NtvgGF a  反向加速 NtvgGF a  反向制动 NFF aa 5145  3）计算切削阻力 【 14】 工件材料为铸铁，硬度为 HB。