一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容綜合應(yīng)用已學(xué)的課程，獨(dú)立完成臥式半自動(dòng)組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)的原理設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、液壓系統(tǒng)的元部件的選擇、液壓集成油路的設(shè)計(jì)、液壓集成塊的設(shè)計(jì)等二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)1．機(jī)床系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)工作循環(huán)(手工上料) →(手動(dòng)啟動(dòng)) →工件定位(插銷)→夾緊工件→動(dòng)力頭(工作臺(tái))快進(jìn)→慢速工進(jìn)→快退→停止→工件拔銷→松開工件→（手工卸料）要求工進(jìn)完了動(dòng)力頭無速度前沖現(xiàn)象工件的定位、夾緊應(yīng)保證安全可靠，加工過程中及遇意外斷電時(shí)工件不應(yīng)松脫，工件夾緊壓力、速度應(yīng)可調(diào)，工件加工過程中夾緊壓力穩(wěn)定2．工件最大夾緊力為Fj；工件插銷定位只要求到位，負(fù)載力小可不予計(jì)算3．動(dòng)力頭快進(jìn)、快退速度v1；工進(jìn)速度為v2可調(diào)，加工過程中速度穩(wěn)定；快進(jìn)行程為L1，工進(jìn)行程為L2；工件定位、夾緊行程為L3，夾緊時(shí)間t=1s4．運(yùn)動(dòng)部件總重力為G，最大切削進(jìn)給力（軸向）為Ft；5．動(dòng)力頭能在任意位置停止，其加速或減速時(shí)間為△t；；工作臺(tái)采用水平放置的平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)為fs，動(dòng)摩擦系數(shù)為fd 設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)Fj(N)Ft(N)G(N)v1(m/min)v2(mm/min)L1(mm)L2(mm)L3(mm)△t(s)fsfd257000350006000520~6014060400．50．220．1三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作(一) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)備的用途、特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動(dòng)的基本原理進(jìn)行工況分析，擬定合理、完善的液壓系統(tǒng)原理圖，需要寫出詳細(xì)的系統(tǒng)工作原理，給出電磁鐵動(dòng)作順序表。

再經(jīng)過必要的計(jì)算確定液壓有關(guān)參數(shù)，然后按照所得參數(shù)選擇液壓元件、介質(zhì)、相關(guān)設(shè)備的規(guī)格型號(hào)（或進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）、對系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算等二）液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是液壓集成塊的設(shè)計(jì)，包括集成回路設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮元件布局合理、緊湊、美觀、外連管道少，裝卸、調(diào)試方便，集成塊中的油路盡可能簡單、短、交叉少，加工容易、加工工作量盡可能少三）繪制工程圖、編寫設(shè)計(jì)說明書1. 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 包括系統(tǒng)總油路圖（A3，參見圖1-3）和集成塊液壓集成回路圖（A4, 參見圖3-4)2. 選畫一個(gè)集成塊的零件圖（A3或更大，參見圖3-8）3. 圖紙必須按GB要求打印或用鉛筆繪制4. 編寫設(shè)計(jì)說明書（2萬字左右），排版、結(jié)構(gòu)等須規(guī)范四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排序號(hào)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期1分析工況和動(dòng)作要求，確定并畫出液壓系統(tǒng)的原理圖教2-206、2086.16~6.172修改并繪制液壓系統(tǒng)原理圖，完成液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和元部件選擇教2-206、2086.18~6.193修改設(shè)計(jì)計(jì)算部分，完成液壓裝置的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程圖的繪制教2-206、2086.20~6.224修改液壓裝置的工程圖紙，編寫設(shè)計(jì)說明書。

教2-206、2086.23~6.245修改設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備相關(guān)資料，準(zhǔn)備答辯教2-206、2086.25~6.266答 辯工2-7176.26-6.27五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)[1] 李笑，吳冉泉.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：國防工業(yè)出版社,2006年03月[2] 楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003[3] 雷天覺等. 液壓工程手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990[4] 博世力士樂公司.博世力士樂工業(yè)液壓產(chǎn)品樣本[M]. [5] 任建勛，韓尚勇，申華楠等.液壓傳動(dòng)計(jì)算與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982[6] 周士昌主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊5 ?第43篇?液壓傳動(dòng)與控制[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[7] 章宏甲，周邦俊. 金屬切削機(jī)床液壓傳動(dòng)[M]. 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1985發(fā)出任務(wù)書日期：2008年 6 月 14 日 指導(dǎo)教師簽名：計(jì)劃完成日期： 2008年 6 月 27 日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章：主管院長簽章：目錄1、擬訂液壓原理圖 ……………………………………………………………………7 1.1確定供油方式……………………………………………………………………7 1.2調(diào)速方式的選擇…………………………………………………………………7 1.3速度連接方式的選擇……………………………………………………………7 1.4夾緊回路的選擇…………………………………………………………………7 1.5插銷回路的選擇…………………………………………………………………7 1.6液壓原理圖……………………………………………………………………… 7 1.7液壓系統(tǒng)的工作原理……………………………………………………………8 1.8電磁鐵動(dòng)作順序表………………………………………………………………102、液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇元件………………………………………………………11 2.1液壓缸主要尺寸的確定…………………………………………………………11 2.2確定液壓泵的流量，壓力和選擇泵的規(guī)格…………………………………11 2.3與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定…………………………………………………12 2.4液壓閥的選定………………………………………………………………………12 2.5確定管道尺寸和液壓郵箱的規(guī)格………………………………………………133、集成回路，液壓集成塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)圖的繪制…………………………… 14 3.1臥式半自動(dòng)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)集成回路設(shè)計(jì)……………………………… 14 3.2方向調(diào)速塊的設(shè)計(jì)及相關(guān)圖的繪制……………………………………………144、設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………………………………………………175、參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………181.1確定供油方式考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低，而在快進(jìn)時(shí)負(fù)載較小速度高，從節(jié)省能量，減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用變量泵供油。

現(xiàn)在選擇限壓式變量葉片泵1.2調(diào)速方式的選擇 在中小型專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥 根據(jù)該類機(jī)床工作時(shí)對低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點(diǎn)，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速這種調(diào)速回路具有效率高，發(fā)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)1.3速度連接方式的選擇本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢連接回路，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也容易，主要缺點(diǎn)是換接平穩(wěn)性較差1.4夾緊回路的選擇用二位四通電磁閥來控制夾緊松開換向動(dòng)作，為避免工作時(shí)突然失電松開應(yīng)該采用失電夾緊方式考慮夾緊時(shí)間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬間下降時(shí)仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓在該回路中還裝有減壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力大小和保持夾緊力的穩(wěn)定1.5插銷回路的選擇插銷回路是用三位四通電磁閥來控制工件的插銷和拔銷1.6把所選擇的液壓回路組合起來，得到下圖所示的液壓系統(tǒng)原理圖： 1.7工作原理1）啟動(dòng)液壓泵，5YA得電，經(jīng)過液壓泵加壓的高壓液壓油先經(jīng)減壓閥7（降壓） →單向閥8→三位四通換向閥12的左位→進(jìn)入插銷缸的無桿腔驅(qū)動(dòng)液壓缸的活塞運(yùn)動(dòng)完成插銷動(dòng)作2）當(dāng)插銷缸的活塞向前運(yùn)動(dòng)到一定距離實(shí)（完成插銷動(dòng)作）碰觸行程開關(guān)5SQ，并同時(shí)使三位四通換向閥9的右位電磁鐵4YA得電，使三位四通換向閥工作在左位；這時(shí)高壓的液壓油便經(jīng)過三位四通換向閥9進(jìn)入夾緊缸的無桿腔推動(dòng)液壓缸的活塞帶動(dòng)夾具做夾緊運(yùn)動(dòng)。

夾緊力的大小由夾緊缸的工作壓力決定，改變減壓閥7的調(diào)定壓力可以改變夾緊缸的工作壓力從而改變夾緊力的大小；單向節(jié)流閥10用于調(diào)節(jié)機(jī)床的夾緊時(shí)間，改變它的調(diào)定值就能調(diào)節(jié)機(jī)床的夾緊時(shí)間單向閥8的作用是防止油路中的液壓油倒流，起保壓作用3）夾緊缸的無桿腔的液壓油的壓力達(dá)到壓力繼電器11的調(diào)定壓力時(shí)，壓力繼電器11發(fā)出開關(guān)信號(hào)去控制三位四通換向閥4左位的電磁鐵1YA得電，使三位四通換向閥4工作在左位；從液壓泵流出的高壓液壓油從三位四通換向閥4通過后，分兩路同時(shí)向液壓系統(tǒng)的動(dòng)力頭的驅(qū)動(dòng)液壓缸的無桿腔和有桿腔供油主液壓缸15中活塞兩邊受力不平衡，有桿腔一面的壓力要大于無桿腔一面所受的壓力，活塞便向有桿腔運(yùn)動(dòng)，這時(shí)有桿腔的排油經(jīng)二位三通換向閥5后又進(jìn)入無桿腔加快活塞的運(yùn)動(dòng)速度，從而構(gòu)成差動(dòng)快速進(jìn)給油路沿著動(dòng)力頭運(yùn)動(dòng)進(jìn)給的方向安裝有三個(gè)行程開關(guān)，它們分別是1SQ，2SQ和3SQ，動(dòng)力頭執(zhí)行快速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)到行程開關(guān)1SQ所在位置時(shí)，觸動(dòng)行程開關(guān)1SQ；使二位三通換向閥5的電磁鐵3YA得電，使二位三通換向閥5工作在右位，把油路由快速進(jìn)給切換到慢速工進(jìn)回路；高壓液壓油經(jīng)三位四通換向閥4左位進(jìn)入主液壓缸的無桿腔推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)；主液壓缸的有桿腔的排油經(jīng)過二位三通換向閥5的右位進(jìn)入單向調(diào)速閥6→三位四通換向閥4左位流回油箱1。

當(dāng)工件加工完畢（動(dòng)力頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)完成）時(shí)，動(dòng)力頭位于行程開關(guān)3SQ的位置，觸動(dòng)行程開關(guān)3SQ，使三位四通換向閥4的電磁鐵2YA得電，三位四通換向閥4工作在右位；此時(shí)從液壓泵流出的高壓液壓油經(jīng)三位四通換向閥4右位→進(jìn)入單向挑速閥6→進(jìn)入二位三通換向閥的右位→進(jìn)入主液壓缸的有桿腔推動(dòng)活塞做反向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)動(dòng)力頭快退4）當(dāng)快退的動(dòng)力頭回到初始位置壓下行程開關(guān)2SQ，行程開關(guān)2SQ，使三位四通換向閥4的右位電磁鐵2YA和二位三通換向閥5的電磁鐵3YA同時(shí)失電；切斷主液壓缸的供油油路，主液壓缸停止工作；另使三位四通換向閥12的電磁鐵6YA得電，三位四通換向閥12工作在右位，高壓液壓油經(jīng)減壓閥7 到單向閥8再到三位四通換向閥12的右位→進(jìn)入插銷缸的有桿腔驅(qū)動(dòng)液壓缸的活塞反向運(yùn)動(dòng)完成拔銷動(dòng)作5）當(dāng)拔銷動(dòng)作完成時(shí)壓下行程開關(guān)4SQ，行程開關(guān)4SQ控制三位四通換向閥9左位的電磁鐵4YA失電；使三位四通換向閥9工作在右位，液壓油便經(jīng)三位四通換向閥9右位進(jìn)入夾緊缸反向運(yùn)動(dòng)松開工件1.8電磁鐵動(dòng)作順序表：根據(jù)工作原理，得出電磁鐵動(dòng)作順序如下表插銷夾緊工件快進(jìn)慢速工進(jìn)快退工件拔銷松開工件1YA--++---2YA----+--3YA---++--4YA-+++++-5YA+++++--6YA-----++2.1液壓缸主要尺寸的確定 1）工作壓力的確定 工作壓力p可根據(jù)負(fù)載大小及機(jī)器的類型來初步確定，現(xiàn)取液壓缸工作壓力為3MPa。

2）計(jì)算液壓缸的內(nèi)徑D和活塞桿直徑d最大負(fù)載F=Ft+Gfd=35600 N ，取 為 0.5MPa ，為0.95，取d / D為0.7將上述參數(shù)代入式（2－3）可得D= m根據(jù)表2－4，將液壓缸內(nèi)徑整圓為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列直徑D＝140 mm；活塞桿直徑d，按d / D=0.7及表2－5活塞桿直徑系列取d＝ 100mm 3）計(jì)算在各工作階段液壓缸所需的流。