1、湖南工学院毕业设计说明书 201112011 届毕业设计说明书题 目木工用龙门铣床除尘及液压系统改进设计系 部： 机械工程系 学生姓名： 王鑫 指导教师： 黄开有 职称 教授 专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 机本 0704 完成时间： 2011 年 5 月 木工用龙门铣床除尘及液压系统改进设计2摘 要为了快速方便地驱动木工用龙门铣床工作台使其往复直线运动。专门设计纵、横式机床合用的液压系统。通过液压泵把驱动液压泵的电动机的机械能转换成油液的压力能，经过各种控制阀送到作为执行器的液压缸中，再转换成机械动力去驱动负载。设计过程中根据工作台的重量，行程等加工参数确定液压系统的总体方案。选择了
2、压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀、管接头等元器件；设计了油箱隔板、滤气网等系列器件。在管路上，采用的是精密无缝钢管；液压箱为自行设计。本系统操作灵活方便，自动化程度高；性能可靠，功能完善。液压驱动工作台，采用真空夹紧工件，不仅保证了加工尺寸，同时也解决了位置精度问题，还提高了加工效率，降低了工人的劳动强度。在除尘设计当中采用离心鼓风机作为除尘装置的动力源。整个装置经由安装在刀具上的喇叭口将机床加工过程中产生的木屑吸入分管道,最后汇总进入总管道接入风机,由风机的出风口处将木屑排入布袋中。关键词：铣床；液压；性能；除尘；风机。湖南工学院毕业设计说明书 20113AbstractIn order
3、to actuates the workbench moving conveniently, the hydraulic system which can be used both in horizontal and vertical type is designed. Through the hydraulic pump, the hydraulic can actuates the mechanical energy of the electric motor to transform the pressure deliver energy of oil it to the liguor,
4、 pass through all kinds of control valve, hydraulic cylinder which is used as execution valve and transform the mechanical power to actuate the load again. In the design process acts according to the weight, processing parameter of workbench hydraulic system overall plan determined. The pressure con
5、trol valve, the flow control valve, the direction control valve, and the pipe joint primary device are chosed. The fuel tank partition board, the filter purify air net and so on by the series component are designed. On the pipeline, the precise seamless steel pipe is used , the hydraulic tank is des
6、igned independently. This system operation is convenient, the automaticlity is high; the performance is reliable, the function is perfect. Hydraulic drive table, vacuum clamping, not only to ensure that the processing size, but also solve the problem of positioning accuracy, but also improve the pro
7、cessing efficiency and reduce labor intensity. It is adopted the acentric fans as the drive in the design of dusting. The dust produced in the process of machining is soaked into the bell-mouthed which is fixed in the cutler to the pipeline, at last gathered in the pipeline which is bowed in fans, a
8、nd pass through the exit of fans to the hop-pocket. Key words: milling machine；hydraulic pressure；performance；fans；dust catcher木工用龙门铣床除尘及液压系统改进设计4目 录1 绪论12 总体方案设计22.1 本课题现有资料22.2 总体方案论证23 除尘设计总体规划、确定除尘执行元件33.1 执行元件的确定33.2 确定除尘装置系统原理图33.3 确定总体结构形式44 设计计算54.1 风机的选型54.2 离心风机的安装64.3 离心风机的运行64.4 离心风机的维护保
9、养74.5 除尘管路的设计75 液压改进设计的总体规划 135.1 执行元件的确定135.2 液压泵的初步确定135.3 液压系统原理图的改进135.4 确定主体结构形式156 液压系统改进设计的校核计算设计计算166.1 推动横式工作台液压缸的计算16湖南工学院毕业设计说明书 201156.2 推动纵式工作台液压缸的计算226.3 液压泵的校核计算226.4 驱动电机的选择 236.5 液压元件的选择 246.6 液压泵站零部件的改进设计266.7 液压泵装置266.8 管路 266.9 辅助元件中管接头的改进选择276.10 设计说明28结论 29参考文献 30致谢31附件清单32木工用龙
10、门铣床除尘及液压系统改进设计61 绪论龙门铣床是用于人造板加工的专用机床，它是无线电音箱、家具、轻工等行业提高产品质量，提高企业效益的理想设备。液压系统用于传递动力使机床工作台往复直线运动。纵、横式机床合用。采用一个液压泵带动两个液压缸的结构，达到了经济性的目的，降低了生产成本；在液压缸的结构上采用差动连接的方式使工作台有急回特性，缩短了加工时间，提高了生产率。随着科学技术、家具制造业的飞速发展，电子计算机的普及应用，新材料，新工艺、新技术、新的设计与理论方法的不断出现，木工设备更新换代的周期日益缩短。在我国加入 WTO 之后，随着全球市场的形成，以最短的时间内生产出高质量、高可靠性产品成为制
11、造业企业竞争的焦点。由于高新技术的迅猛发展,极大地推动了铣床行业的技术进步,动力头组件性能日趋完善。液压传动和真空定位系统开始在众多领域得到了广泛的应用，特别是出现高精度及快速响应的伺服控制系统后，经典的液压系统从组件设计计算到紫铜的分析仿真，可以说走上了成熟。中南林学院的谢力生先生发表在木工机床上的一篇文章写道：“采用（液压或气压）自动进料器，不仅操作安全，而且机床生产率可提高 23 倍。 ” ；“采用液压或气压的自动进料器，客服了现有机械进料装置的缺点，适应所有工件再平刨上的加工。操作人员不再需要进行人工进料，从根本上解决了木工平刨的安全问题。 ”文中首次提出了液压自动进料装置，并就其工作
12、原理进行了理论分析；从根本上解决了木工平刨的安全问题。谢力生先生发表在木工机床上的另外一片文章液压随动系统在木工仿形机床中的应用一文中谈到“液压随动系统具有重量轻、体积小、反应快、传动刚性大以及一般液压传动所具有的各种优点” ；在应用一文中还提到了机械仿形的具体特点和国内外现状：“机械仿形由于受到升角的限制，车削（铣）效率低，工件形状不能太复杂，克服了机械仿形的缺点，可以车（铣）复杂的工件，控制系统稳定，加工精度高。目前在各领域广泛应用，国外木工仿形机床上也得到了广泛应用。 ”因此根据总体设计的要求，确定木工用龙门铣床工作台的驱动由液压系统驱动，且两台机床合用一套液压系统。为此经过对生产清洗及
13、设计要求的分析，在液压系统中要解决以下几个问题:a、课题要求系统装卸方便、便于维修、速度压力可调；b、液压系统要求两台机床合用，且可分别控制；c、液压油的冷却问题；本次设计通过查阅有关文献，经过认真设计较好地解决了以上的问题。湖南工学院毕业设计说明书 201172 总体方案设计2.1 本课题现有资料2.1.1 设计内容本课题主要针对液压系统的计算和结构设计，叙述了液压系统设计的全过程，对液压缸、油路板、集成块和液压站的设计方法也作了详细说明，液压系统用于传递动力使机床工作台作往复直线运动，采用纵、横式机床合用。除尘装置用于消除加工过程中产生的木屑。2.1.2 设计依据工板材尺寸 2500560
14、，厚度为 530，生产率为 120 件/ 小时，一次走刀可以完成板材宽度上形、型、型整边作业。配备 8 个铣销动力头，由电机分别拖动，动力头可进行 0180旋转，其刀轴的径向跳动和轴向跳动均小于 0.03。工作台直线往复运动，其平面度、工作台面相对于龙门架的纵向、横向平行度均小于0.06/1000。液压系统由纵、横式机床合用。2.1.3 技术要求a 对总体液压系统要求工作可靠、运转平稳；b 液压系统结构简单，两台机床合用，可分别控制；c 装卸方便，便于维修、速度压力可调；d 尽量使用通用件，以便降低制造成本；2.2 方案论证2.2.1 总体方案论证本课题拟解决的问题a 课题要求系统装卸方便、便
15、于维修、速度压力可调；b 液压系统要求两台机床合用，且可分别控制；c 液压油的冷却问题；d 加工过程中的切屑和粉尘的除尘问题。解决方案及预期效果a 液压传动系统尽量使用通用件和标准件，可以降低制造成本。速度压力的调节可以通过对相应液压控制阀的调节来实现。b 用风机将切屑吸入放好的布袋进行除尘。c 采用一个液压泵带动两个液压缸的结构，通过对液压阀的应用和油箱的调整来实现。d 在油箱中相应位置装上两块隔板，通过隔板来实现液压油的冷却。木工用龙门铣床除尘及液压系统改进设计83 除尘设计总体规划3.1 执行元件的确定：执行元件类型：离心排尘风机执行元件数量：1执行元件安装位置：工作台外侧执行元件与机床
16、连接关系：支架连接3.2 拟定除尘装置系统原理图根据设计要求本设计需要的基本原理图为：如图 3-1图 3-1 除尘原理图上面的为龙门铣床的纵式结构的除尘基本管道原理图，下面的为横式结构的除尘管道基本原理图。原理：铣床加工过程中产生的木屑经喇叭口吸入进入分管道，最终汇总由风机的进风口接入风机，再经风机出风口排入布袋中。回路的特点：结构简单，使用方便，价格低廉。注意事项：为防止在加工过程中产生的木屑飞溅，对机床操作人员引起不必要的影响，需在机床工作台的横梁上安装一个大的防护罩。湖南工学院毕业设计说明书 201193.3 确定主体结构形式3.3.1 总体结构原理图的绘制根据除尘装置系统原理图绘制总体
17、结构图，如图 3-2图 3-2 除尘总装图木工用龙门铣床除尘及液压系统改进设计104 设计计算 4.1 风机的选型:风机类型的选择：根据离心风机的选型方法可确定，空气中含有木屑纤维或是尘土时，采用排尘风机。故在这里选用离心排尘风机。风机的传动方式：离心风机有 A、B、C、D、E、 F6 钟传动方式，A 型电动机直接与风机直联。B 型、C 型、E 型都是带传动。 D、F 型是联轴器传动。在本装置选用的方式为 A 型。风机型号的选择计算：根据参考文献12由 Q=3600Fv得, Q=3600Fv； ( 4-1)Q 为风管内的风量；F 为风管的面积；v为风管内平均速度；根据参考文献1风机设计手册表
18、2-8 可查得一般管道里含有木屑或是锯末之类的杂质时的标准风速为 v=15m/s,因此在这里 v=v,所以Q =3600x(0.2/2)215=1696m3/h考虑到工作车间的具体情况:取大气压为 98.07Kpa,车间正常的工作温度 T=30, 根据实际情况，管道阻力取定为 700Pa；由于风管系统压头不太高,风压也只好增加 10%作为选用的依据。Q=1.1Qmax (4-2)=1.11696=1867 m3/hP=1.1Pmax (4-3)=1.1700=770Pa由于使用地点大气压及输送空气温度与样本数据采用的标准不同应予换算换算公式 Po/P=(101.325/B)(T/To) (4-4)其中下角标”o”表示标准状态 ,B 为大气压Po =P101.325/98.07(273+30)/(273+20)=7701.033(303/293)=823PaQo=Q=1867 m3/h根据 Po 和 Qo 值,查参考文献12的表 6-2 , 4-68 型离心风机性能表,选用 4-68No5型风机，该风机转速 N=2900 r/min，性能序号 5 工况点参数 Po=870Pa，Qo=1885 m3/h，传动方式为 A 式传动，内效率为 86.1%配用电动机效率为 2.2KW，
