四轴卧式钻孔专用机床液压系统的设计

本科毕业设计 (论文)

四轴卧式钻孔专用机床液压系统的设计Design of Hydraulic System for

the Four Axis Horizontal Drilling Machine

学院：机械工程学院

专业班级：机械电子工程DZ机电082班

学生姓名：郭峰学号：510824212

指导教师：陈季萍（副教授）

2012 年 6 月

毕业设计（论文）中文摘要

毕业设计（论文）外文摘要

目录

1 绪论 (1)

1.1 课题研究的意义 (1)

1.2 国内外研究现状及水平 (1)

2 液压系统原理图的确定 (2)

2.1 设计的要求与参数 (2)

2.2 液压系统基本回路 (2)

2.3基本回路的选择 (3)

2.4 将各回路综合成液压系统回路 (5)

2.5 液压系统电磁铁动作顺序表 (6)

3 液压系统计算及液压元件选择 (7)

3.1分析负载 (7)

3.2 确定执行元件主要参数 (8)

3.3 液压泵的选择 (10)

3.4 电动机的选择 (11)

3.5 液压元件、辅助元件以及液压油的选型 (11)

3.6 管道尺寸的确定 (13)

4 液压集成块的设计 (14)

4.1 Pro/e软件简介 (14)

4.2 集成块1的设计 (14)

4.3 集成块2的设计 (16)

5 电气控制线路图 (18)

6 油箱的设计 (20)

6.1 油箱的功用和要求 (20)

6.2 油箱有效容积的确定 (20)

6.3 油箱外形尺寸的确定 (21)

6.4 油箱的分类和结构 (21)

7 液压系统的验算 (22)

7.1 液压系统压力损失的验算 (22)

7.2 液压系统发热温升的验算 (22)

结论 (23)

致谢 (24)

参考文献 (25)

1 绪论

1.1课题研究的意义

课题研究的是四轴卧式钻孔专用机床的液压系统。综合应用各种先进的现代设计方法，充分发挥设计者的创造能力和创新思想，大范围提高产品的设计质量，减少加工成本费，降低研发周期，使产品标准化、普遍化。它广泛用于阀门、法兰、轴承座、汽车配件、工程机械配件等产品的钻孔加工。

1.2国内外研究现状及水平

这几年来需要加工一些特殊的零件，但这些零件上的孔成任意角度互相交错，或与加工零件的中心线成任意角度。为了能把这些零件加工出来，各个公司专门成立了研制多轴卧式专用深孔钻床的部门，他们所研发出的机床专门加工曲轴上的油孔、连杆上的斜油孔、平行孔和饲料机械上料模的多个方向且大小不一的出料孔等。如：TBT公司研制的BW200-KW型深孔钻床特别适用于加工各种中小型曲轴的油孔；而BW250-KW型深孔钻床特别适用于加工大中型卡车曲轴油孔，它们均具电脑控制X、Y、Z、W四轴的联动。该公司根据客户所需要的,在一条生产线上可以加工多种不同型号、不同大小的曲轴油孔，在2000年研发成功了第一台柔性曲轴加工中心。它可以加工4～14缸的所有曲轴上的全部油孔。英国MOLLART公司开发制造的专用深孔钻床，六根主轴能同时加工同一工件上的不同的六个孔。即使一个工件上有很多孔，也能由机床的数控系统控制并加工出来。加工精确且效率极高。

下一阶段的多轴钻床行业要赶紧向某一方向转型升级，全面提高自身的产业竞争力，尤其需要做好以下几个方面：

第一方面是要有自主知识产权，大力提高生产技术水平，争取在核心部件的研发制造方面取得重大突破。

第二方面是要推动多轴钻床向工业化、信息化相融合的方向发展，企业本身能够运用信息技术研发设计、生产制造。

第三方面是要推动绿色低碳发展模式，使资源利用方式向高效、清洁、安全、可持续等方面转变。

第四方面是要加快培养名族品牌，国家能够成立具有国际竞争力的研发制造多轴钻床的公司，并积极促使大中企业融合。

2 液压系统原理图的拟定

2.1设计的要求与参数

基本技术要求及设计参数：钻孔动力部件质量m =1600kg,液压缸的机械效率为0.9，钻削力Fe =14000N,工作循环为：快进→工进→死挡铁停留→快退→原位停止，行程长度120mm ，其中工进长度为40mm ，快进、快退速度为60mm/s ，工进速度为1.55mm/s 。导轨为矩形，启动、制动时间为0.5s ，要求快进转工进平稳可靠，工作台能在任意位置停住。

2.2液压系统基本回路

表2.1 工况表

在这个液压系统的工作循环中，快进加快退的时间t 1，工进所需的时间t 2分别为

s 33.3)601206080(33111=+=+=

v l v l t

s s v l t 81.2555.140

222===

833.381.2512

≈=t t ，

因此从提高系统工作效率、节省能源的角度来考虑，应采用两个适宜的液压泵通过两级并联的方式自动供油。油路如图2-1

图2-1 双联泵的供油回路图

2.3基本回路的选择

由于不存在负载对系统做功的工况，也不存在负载制动过程，故不需要设置平衡及制动回路。但必须有快速运动回路、换向回路、速度换接回路以及调压、卸荷等回路。 2.3.1确定换向方式

为了使液压缸在任意位置稳定的停止，液压缸差动连接采用中间泄压式的三位五通电磁换向阀。（如下图2-2）

图2-2 液压缸换向回路图

2.3.2选择工作进给油路

为了实现工进时液压缸回油腔油液能经换向阀的左位流回油箱，快进时液压缸回油腔油液能经换向阀左位流入油腔以及防止高压油液倒流。在回油路上设置一只液控顺序阀和一只单向阀。（如下图2-3）

图2-3 工作进给油路图

2.3.3确定快进转工进方案

为了使快进能快速且平稳的转换为工进，采用了二位二通电磁换向阀（如图2-4）