双面铣床液压系统设计

数控车床液压系统设计

摘要

本论文针对目前国内外数控车床的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的重要作用，运用液压元件的基本理论，对其主关键结构进行设计。液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。对液压系统的一系列参数进行计算，选择了适合本系统的液压回路和液压元件，并对液压系统进行了性能验算和维护。对液压系统进行运动分析和负载分析，重点对零件中的关键部件如液压缸进行了设计和研究，确定了它们的结构类型和主要参数。从而使设计更合理，为后续液压系统的设计打下坚实的基础。叙述了主要的设计步骤和参数的确定。

关键词：数控车床液压系统液压缸

目录

数控车床液压系统设计....................................................................................... I 摘要..................................................................................................................... I 目录..................................................................................................................... I 第1章绪论................................................................................................ - 1 - 1.1 液压技术的历史发展........................................................................... - 1 - 1.2 国内数控车床的现状和发展前景....................................................... - 1 - 1.3研究的对象和研究的方法.................................................................... - 2 - 第2章液压系统的组成.............................................................................. - 3 - 2.1液压系统组件的设计步骤.................................................................... - 3 - 2.2 技术参数确定....................................................................................... - 3 - 2.3主传动系统方案的确定........................................................................ - 3 - 2.4液压系统结构设计................................................................................ - 3 - 第3章液压缸的设计.................................................................................... - 4 - 3.1液压缸的参数及设计............................................................................ - 4 -

3.1.1液压缸的分类................................................................................. - 4 -

3.1.2液压缸的主要参数......................................................................... - 4 -

3.1.3 液压缸的设计和计算.................................................................... - 4 - 3.2液压缸主要零件的材料和技术要求.................................................... - 6 -

3.2.1 缸体................................................................................................ - 6 -

3.2.2 活塞................................................................................................ - 6 -

3.2.3活塞杆............................................................................................. - 7 -

3.2.4活塞杆直径的计算......................................................................... - 7 -

3.2.5活塞杆稳定性的验算..................................................................... - 8 -

3.2.6液压缸主要零件的材料................................................................. - 8 -

3.2.7控制阀的选择................................................................................. - 9 - 3.3液压缸工况............................................................................................ - 9 - 3.4拟定液压传动系统图.......................................................................... - 12 - 第4章液压系统性能验算及维护............................................................ - 14 -

4.1性能验算.............................................................................................. - 14 - 4.2系统维护.............................................................................................. - 14 - 结论................................................................................................................ - 15 - 致谢................................................................................................................ - 16 - 参考文献........................................................................................................ - 17 -

第1章绪论

1.1 液压技术的历史发展

液压传动相对于机械传动来说是一门新技术，但从1650年巴斯卡提出静压传递远离，1795年英国的约瑟夫·布拉默利用这一原理在英国制成了世界上第一台水压机，使液压技术开始进入工程领域算起，已有两三百年的历史了。到了20世纪30年代才较普遍地用于机械、机床及工程领域。在第二次世界大战期间，由于军事工业迫切需要响应迅速、精度高、功率大的液压传动系统和伺服机构，以装备各种飞机、坦克、大炮和军舰，提高它们的使用性能，因此各种高压元件获得了进一步的发展，并出现了伺服阀。这里值得一提的是美国马塞诸塞州理工学院的布莱克本、李等人对于高压场合的液压问题以及伺服控制问题进行了深入的研究，大约于1958年他们研制出了电液伺服阀。当前液压技术在高速、高压、大功率、高效率、低噪声、经久耐用及高度集成化等各项要求方面都取得了重大进展，在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也有了许多新成就。

由于伺服阀造价高、抗污染能力弱，后来又发展了比例阀和比例泵。我国路甬祥博士在比例技术上的5项发明，是20世纪80年代液压技术的新突破。

1.2 国内数控车床的现状和发展前景

近年来，我国数控车床生产一直保持两位数增长。2002年产量居世界第四。但与发达国家相比，我国车床数控化率还不高，目前生产产值数控化率不到30％；消耗值数控化率还不到50％，而发达国家大多在70％左右。国产数控车床到2000年可供品种为700多种，接近数控车床品种的50％，其中占产量70％的是经济型数控车床。最高转速一般在2000r／min，个别转速达8000r／min，坐标定位精度一般在0．01mm，重复定位精度在0．005mm，工作精度圆度在0．01—0．005mm 之间，表面粗糙度Ra0．8—1．61xm。长城车床厂CK7815C液压系统最高转速3 500r／min，快速行程X轴9m／min，z轴12m／min，定位精度X轴0．016mm，z轴0．025mm，工作精度圆度0．007mm，表面粗糙度Ra<1．6 m。国产数控系统MTBF可靠性大都超过1万小时，但国际上先进企业数控系统MTBF已达8万小时。国产数控车床、加工中心MTBF 有少数厂达500h，但国际先进水平已达800h。用户对国产加工中心刀库机械手、数控车床刀架仍不放心，其定位精度、特别是重复定位精度也有

待提高。此外，外观、漏油等老问题也与工业发达国家产品有差距。

目前，我国的功能部件生产企业规模普遍较小，布局分散，有些还依附于主机厂或研究所。从整体上看，我国功能部件生产发展缓慢，品种少，产业化程度低，从精度指标和性能指标都还不过硬。滚珠丝杠、数控刀架、数控系统、电液压系统等数控车床功能部件虽已形成一定的生产规模，但仅能满足中低档数控车床的配套需要。衡量数控车床水平的高级数控系统、高速精密电液压系统、高速滚动功能部件和数控动力刀架等还依赖进口。理顺功能部件生产企业的体制，做大做强一批功能部件生产企业已迫在眉睫。

1.3研究的对象和研究的方法

本课题研究对象是数控车床，本着高效节能、机电一体化、计算机辅助设计及计算机控制、系统集成化与控制技术集结于一身的目的，着重研究液压缸和液压泵，对其进行受力分析和优化设计，是设计一个高效、节能车床的前提。