全自动专用钻床液压系统设计

目录

1绪论 (1)

1.1全自动专用钻床介绍 (1)

1.2 全自动专用钻床的特点 (1)

2液压系统的设计目的、要求 (2)

2.1 液压系统的设计的目的 (2)

2.2 液压系统的设计要求 (2)

3液压系统的设计计算 (3)

3.1 负载分析 (4)

3.2 液压缸选择 (6)

3.3 液压泵的选择 (6)

3.4 选择电动机参数 (7)

3.5 选择油箱 (7)

3.6 选择阀 (7)

3.7 液压回路的设计 (9)

4液压传动系统的电气控制设计 (10)

4.1 电气控制回路设计 (10)

5液压系统的运动 (13)

5.1 送料缸的伸出 (13)

5.2 夹紧缸运动 (14)

5.3 钻削缸的运动 (15)

5.4 钻削缸运动到c1时的运动状态 (16)

5.5 钻削缸到c2时的运动状态 (17)

5.6 液压系统的卸荷 (18)

6液压系统的维护 (19)

6.1 正确选择使用液压油、确保液压油和液压系统的清洁 (19)

6.2 防止油温过高 (19)

6.3 防止液压系统进入空气 (19)

6.4 加强液压系统的日常维护和保养 (20)

结论 (21)

致谢 (22)

参考文献 (23)

1 绪论

1.1全自动专用钻床介绍

一个完整的全自动专用钻床由底座、工作台、主轴箱、变速箱、冷却泵、摇臂、钻头、料斗等构成。全自动专用钻床可以一次性完成从送料、夹紧到钻削的全过程，而且可以进行批量生产。本机由一个工人站立操作，整个操作过程是：将工件放置于料斗内，按启动开关钻床自动运行，整个钻削完成后再将工件搬下。这样既可以提高工作效率，也可以大大的提高钻削的质量，同时也不致使工人搬运零件次数过多而产生疲劳感。与普通钻床相比，全自动专用钻床可以实现加工自动化，因为液压具有夹紧力大的特点，所以整个加工过程稳定、安全、高效。

1.2 全自动专用钻床的特点

全自动专用钻床的加工特点：加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动（主运动）。全自动专用钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动，并沿主轴方向进给，操作可以是手动，也可以是机动。并且可以大量加工，全自动专用钻床是具有广泛用途的机床，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。在钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔,在全自动专用钻床上配万能工作台还能进行分割钻孔、扩孔、铰孔。因为全自动专用钻床是批量生产并且整个过程是全自动的，所以它解决了现有的普通钻床加工零部件操作不方便、加工困难、危险系数大、加工过程复杂等技术问题。

2液压系统的设计目的、要求

2.1 液压系统的设计的目的

在当今社会，由于现在工业节奏不断的加快，对于产品的需求量越来越大，自动化的程度也越来越高，所以现在的生产都需要大批量的自动进行，而大部分的零件都需要进行钻孔，所以，钻床在生产中扮演着非常重要的角色。而为了提高钻床的钻孔效率，所以需要设计一个钻床能实现自动化快速生产。

所以我选择设计全自动专用钻床的液压系统，目的就是为了提高生产的效率。而本设计主要针对全自动专用钻床的液压系统进行设计，因为液压具有夹紧力大而且稳定的特点，所以能实现加工快速、安全、稳定。

2.2 液压系统的设计要求

在开始设计液压系统时，首先要对机械设备主机的工作情况进行详细的分析，明确主机对液压系统提出的要求，具体包括以下几个方面。

（1）主机的用途、主要结构、总体布局；主机对液压系统执行元件在位置布置和空间尺寸上的限制；

（2）主机的工作循环，液压执行选件的运动方式(移动、转动或摆动)及其工作范围；

（3）液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围；

（4）主机各液压执行元件的动作顺序或互锁要求；

（5）对液压系统工作性能（如工作平稳性、转换精度等）、工作效率。自动化程度等方面的要求；

（6）液压系统工作的工作环境和工作条件，如周围介质。环境温度、湿度、尘埃情况、外界冲击振动等；

（7）其他方面的要求，如液压装置在重量、外形尺寸、经济性等方面的规定或限制。

3 液压系统的设计计算

如图3-1所示的工件，需要大量生产，本工序钻削工件上有一个φ15偏心孔，工件的材料为铸铁，材料硬度为220HB，为此设计一全自动专用钻床，只要将工件堆积在料斗里，一按开关就可以重复自动的完成送料、加工到结束这一全部过程，设计该钻床的液压系统以及电气控制回路，设计的该专用钻床的加工工位结构简图如图3-2所示。

其工作循环步骤为：

图3-1 工件图

图3-2 自动钻床加工工位结构简图

3.1 负载分析

根据工件材料查阅机械加工工艺手册，得出钻孔的较合适的表面切削速度为：

V=21~30 m/min

从而计算出主轴的钻速为：

n=v/πd=446~637r/min

由加工直径查阅工艺手册，得出加工每转进给量为：

f=0.18~0.38 mm/min

从而计算出钻削缸的轴向进给速度为：

v1=80~242 mm/min

根据切削原理得出钻削力计算公式为：

扭矩：M=C m·d x m·f y m·k m·10-3N·m

轴向力：F=C F·d X F·f Y F·K F N

查阅机械设计手册得

C M=210;K M=0.8;C F=427;K F=1;Y F=0.8

K M= K F=(220/190)0.6=1.09

故计算出在本工艺条件下的最大钻削扭矩及最大钻削轴向力为：

M=23.69 N·m

F=2946 N

（1）计算钻削缸受力

钻削缸所受轴向力减去动力头的重量，应该小于2946N。

（2）计算夹紧缸受力

根据夹具结构画出受力简图，如图3-3所示，由理论力学分析进行计算得夹紧力为：

W=（2M/D·f）·〔（sinα/2）/ （1+sinα/2）〕

其中：

f —摩擦系数，取0.2；

α －V型块夹角，本结构为90o；

D －被夹工件直径，本工件直径为80mm。

故计算出夹紧力：

W＝1219 N

查阅液压传动设计手册，安全系数2.5～3，取其为3。所以夹紧缸应承受负载为：

W缸＝1219×3＝3657 N

图3-3 工件受力分析