1、 南 阳 理 工 学 院本科生毕业设计（论文）学院（系）： 机 电 工 程 系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生： 指导教师 ： 完成日期 2012 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计Design of Hydraulic Transmission System of Special Boring Machine of Both Holes and End Surfaces of Bearing Supporting Tube总 计：25 页表 格：16 个插 图：9 幅南 阳 理 工 学 院 本 科 生 毕 业 设 计 （ 论 文
2、 ）轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计Design of Hydraulic Transmission System of Special Boring Machine of Both Holes and End Surfaces of Bearing Supporting Tube学院(系)： 机 电 工 程 系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师(职称)： 评阅教师： 完成日期： 南阳理工学院Nanyang Institute of Technology轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计4轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计机械设计
3、制造及其自动化 摘 要 本文是为南阳陆德公司设计的轴承支撑管两端面孔及两端面专用镗床液压系统的设计，按照任务书的要求，系统采用叠加阀。通过到陆德公司生产现场的考察，对零件的工艺分析，确定机床的加工循环，零件加工工艺方案和切削用量。完成了切削力的计算，液压系统原理图的设计，液压元件的计算和选择，液压站的设计，油箱和阀块连接底座的设计等。本系统由双泵供油，能够达到防干扰，夹紧力稳定，易于实现机床自动化等要求。本设计组成员又共同参与加工和装配了一套镗模。在这次设计中，系统地复习了学过的知识，对专用机床有了了解，完成了液压系统的设计，满足了陆德公司的需求，达到了任务书上的要求。关键词 镗孔车端面；液压
4、系统；叠加阀；液压站Design of Hydraulic Transmission System of Special Boring Machine of Both Holes and End Surfaces of Bearing Supporting TubeMechanical Design, Manufacturing and Automation MajorAbstract： This paper focuses on the design of hydraulic transmission system of special boring machine of both hole
5、s and end surfaces of bearing supporting tube for Roady corporation. Following the task book, stacked valves are used. Trough the investigation of Roady Corporation, process analysis of the part, machines machining circulation, process plan and cutting parameters of the part are determined. Design o
6、f hydraulic transmission system principles, calculation and selection of hydraulic components, design of hydraulic station, design of oil tanks and valve blocks is completed. Double pump is used in this system, requirements of anti-interference, clamping force stability and easy to realize the machi
7、ne automation can be achieved. A set of boring mould is machined and assembled by all of us design group. From this design, the knowledge is systematically reviewed, special machine is realized, hydraulic system is designed, needs of Roady corporation are achieved, requirements of the task book are
8、met.Key words: boring holes and turning end face；hydraulic system；stacked valves; hydraulic station轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计5目 录1 引言 11.1国外现状：.11.2国内现状：.22选题 背景.22.1选题的目的、意义.22.2外出实地调查.22.3课题的解决方案.32.4任务的分配.53. 液压系统的设计 .53.1明确设计要求，确定加工循环.53.2负载 工况分析.53.3计算液压缸的主要结构尺寸.73.4系统原理图的确定113.5液压元件的计算和选择113.5.1液压
9、泵和电动机的选择 113.5.2液压阀的选择 123.5.3连接底板的设计 123.5.4油管尺寸的选择 143.5.5蓄能器规格的选择 153.5.6 油箱设计及容量的设计 .154.液压站的设计 .174.1液压站的组成174.2管路的布置与连接174.2.1管路布置 174.2.2管路连接 185.镗模的加工 .18结束 语 .22参考文献 .22致谢 .23轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计1轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计姓名：陈晓变 学号：21107019 班级：0721111 引言组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，
10、组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。二十世纪 70 年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达 0.05 毫米1000 毫米，表面粗糙度可低达 2.50.63 微米；镗孔精度可达 IT76 级，孔距精度可达 0.030.02 微米。随着科技的发展，液压技
11、术因其独有的特点在机床控制上的运用越来越多，而液压控制阀就是这种控制的实质所在。液压阀根据不同的分类方法，有很多种形式。目前，叠加阀、插装阀、比例阀、多路阀等应用比例正在日益增加。随着电子技术、电磁比例控制技术以及集成技术的发展，液压阀也有了很大的变化。1.1国外现状：国外发展的直动式电液比例阀采用高频响比例电磁铁或动圈式力马达驱动阀芯，位移由位置传感器反馈，由内置电子线路进行阀芯的闭环控制。加拿大微液(Micro Hydraulics)公司生产的高频电液比例流量阀CETOP5可提供伺服阀特性，但是只相当于比例阀的价格，频宽达到40Hz。德国博世一力士乐(BoschRexroth) 公司开发的
12、直动型高频电液比例阀4WRREH系列，采用高频比例电磁铁驱动，阀芯位移用电反馈，内置电子线路实现阀芯的闭环控制，具有良好的频响特性。其额定流量为840Lmin，滞环 50000工作压力/MPa0.25p102蓄能器的工作容积（ ）x 3系统最低压力（Pa）1系统最高压力（Pa）2p指数，等温是取 1，绝热时取 1.4 。n轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计16其中 （3-6）601tQkvVpnix=( )2.0134.2.27.5-4- .1360= 3.49L=3.5L （其中， ）3iilAv则油箱的容量=8.87L=8.9L4.1.10)5283(6.V查机械设计手册，取 =
13、16L。其型号为 NXQ1-L16-H。03.5.6 油箱设计及容量的设计油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质、为液压元件提供安装位置等作用。 （图 3-为油箱零件图）油箱容量可按经验公式计算 = （3-VpQ7）对于低压系统 = ( 2 5 ) p对于中压系统= ( 5 7 ) VpQ对于高压系统= ( 10 12 ) p式中 油箱的容积（L）;V 泵的额定流量(L/min)。pQ轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计17图 3-4 油箱零件图各式中的系数选择原则是:不连续工作时取小值,连续工作时取大值。对于本液压系统,压力 =1.7MPa,故油箱的有效容
14、积 为：1pV= 5 = 538.4L= 192LVpQ油箱实际体积 = 0.8=240L t则按国标 JB/T7938-1999 取 =250L油箱长、宽、高的值为 970mm、770mm、660mm。因为系统选有蓄能器（详见 3.5.5） ，所以此油箱的有效容积比较大，但这样有利于散热，油液中的杂质能够充分沉淀，渗入在油液中的空气也可以充分逸出。4.液压站的设计4.1液压站的组成液压站是由液压油箱、液压泵装置、蓄能器及液压控制装置等组成，见图4-1。轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计18图4-1 液压站装配图液压泵装置包括液压泵、驱动电机及其它们之间的联轴器等。这里选用立式上置式
15、安装方式，因此设计一钟形罩作支撑。液压控制装置是指组成液压系统的各类叠加阀块及其联接底座。液压控制装置是液压站的重要组成部分，因为它的控制决定着液压系统能否快速准确的完成加工。液压油箱是按照自己设计的需要设定其尺寸，但为了节约成本及时间，选择与设计油箱最接近的标准油箱是最可行的。油箱上装有空气滤清器、滤油器、液面指示器和清洗孔等。4.2管路的布置与连接4.2.1 管路布置管路是液压系统中液压元件之间传送液体的各种油管的总称。液压系统的管路要进入油箱内部。主管路（吸油管和回油管） 液压泵的吸油管和系统的回油管是系统的主管路，要分别进入由隔板隔开的吸油区和回油区，管端应加工成朝向箱壁的 45斜口，
16、这样既可增加开口面积，又有利于沿箱壁环流。为了防止从吸油管吸入空气或从回油管混入空气，以免搅动或吸入箱底沉积物，管口上缘至少要低于最低液面 75mm 或 2 倍管径，管口下缘至少离开箱底高点 50mm。吸油管口与油箱侧壁距离应大于吸油管径的 3 倍。 吸油管前必须安装粗过滤器，以清除较大颗粒杂质，保护液压泵；在回油管上安装精过滤器，以滤除细微颗粒杂质，包括液压元件。表 4-1 管接头的类型轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计19类型 结构图 特点 标准号焊接式管接头利用接管与管子焊接。接头体和接管之间用 O形密封圈端面密封。结构简单，易制造，密封性好，对管子尺寸精度要求不高。要求焊接质
17、量高，装拆不便。工作压力可达31.5MPa，工作温度-2580，适用于以油为介质的管路系统JB9661003-1977快换接头（两端开闭式）管子拆开后，可自行密封，管道内液体不会流失，因此适用于经常拆卸场合。结构比较复杂，局部阻力损失较大。适用于油、气为介质的管路系统，工作压力低于31.5MPa，介质温度-2080JB/ZQ4078-1997油管从箱顶或箱壁穿过而进入油箱，穿孔处要进行密封处理。如果油管从箱壁穿过而进入油箱，除了要进行密封处理外，还要装设截止阀便于油箱外部液压元件的维修。4.2.2 管路连接管接头用于油管与油管之间的连接以及油管与元件之间的连接。根据设计系统的要求和管接头的特点
18、，选择焊接式管接头和快换接头。如表 4-1 所示。5.镗模的加工为了提高大家的动手能力，我们组在王老师的指导下又设计加工了一套镗模。镗模的加工工艺如下：(1)加工大镗套时，应按表 5-1 的工序进行（单位：mm） 。表 5-1 大镗套的加工工序序号 工序名称 工序内容 加工设备1 下料 45 号钢棒料，规格 4530 切割机2 车 粗、精车外圆 CA61403 钻 钻孔 19.8 CA6140轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计204 铰 铰孔 20 至尺寸 CA61405 铣 粗铣 40 台阶 多功能立铣6 钳 锉边、去毛刺(2)加工镗模板时，应按表 5-2 的工序进行（单位：mm）
19、 。表 5-2 镗模板的加工工序序号 工序名称 工序内容 加工设备1 下料 45 号钢，规格130110201903525气割2 焊 焊接两块钢板 焊机3 铣 粗铣各个平面 BJ 立铣4 铣 用立铣刀铣四个侧面 BJ 立铣5 铣 粗铣侧面 BJ 立铣6 铣 精铣侧面 BJ 立铣7 铣 铣阶梯面 多功能立铣8 铣 铣阶梯面 多功能立铣9 钻 用 29.824.8 钻头钻孔 摇臂钻10 铰 铰孔 30、25 至尺寸 摇臂钻11 检查12 钻 钻孔 10.27.5 摇臂钻13 铰 铰孔 8 至尺寸12 钳 锉边、去毛刺(3)加工底板时，应按表 5-3 的工序进行（单位：mm） 。(4)加工导向定位块
20、时，应按表 5-4 的工序进行（单位：mm） 。(5)加工底座定位块时，应按表 5-5 的工序进行（单位：mm） 。(6)加工夹紧螺钉座时，应按表 5-6 的工序进行（单位：mm） 。(7)加工压板时，应按表 5-7 的工序进行（单位：mm） 。表 5-3 底板的加工工序序号 工序名称 工序内容 加工设备1 下料 45 号钢板料，规格 41036025 气割2 车 粗车上下表面 CA6140轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计213 铣 粗铣四个侧面 欧马 810A4 钻 钻各个孔至尺寸 摇臂钻5 铰 铰孔 8 至尺寸 摇臂钻6 钳 锉边、去毛刺7 钳 攻丝 各种规格丝锥 台虎钳表 5
21、-4 导向定位块的加工工序序号 工序名称 工序内容 加工设备1 下料 45 号钢板料，规格 1252520 气割2 铣 粗铣六个面 BJ 立铣3 铣 半精铣六个面至尺寸 BJ 立铣4 钻 钻 10.2、7.5 孔 摇臂钻5 铰 铰孔 8 至尺寸 摇臂钻6 钳 锉边、去毛刺7 钳 攻丝 M12 M12 丝锥8 钳 去毛刺表 5-5 底座定位块的加工工序序号 工序名称 工序内容 加工设备1 下料 45 号钢板料，规格 902510 气割2 铣 粗铣六个面 BJ 立铣3 铣 半精铣六个面至尺寸 BJ 立铣4 钻 钻 10.2、7.5 孔 摇臂钻5 铰 铰孔 8 至尺寸 摇臂钻6 钳 锉边、去毛刺7
22、钳 攻丝 M12 M12 丝锥8 钳 去毛刺表 5-6 夹紧螺钉座的加工工序序号 工序名称 工序内容 加工设备1 下料 45 号钢棒料，规格 2560 切割机2 车 粗车外圆至 24 CA6140轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计223 车 车阶梯轴至 12 CA61404 车 拔丝 M12 板牙5 铣 铣轴上下面 BJ 立铣6 钳 钻 10.2 孔 台钻7 钳 攻丝 M12 M12 丝锥8 钳 锉边、去毛刺表 5-7 压板的加工工序序号 工序名称 工序内容 加工设备1 下料 45 号钢板料，规格 805518 切割机2 铣 粗铣六个面至尺寸 BJ 立铣3 铣 铣斜面 BJ 立铣4
23、铣 铣键槽孔 BJ 立铣5 钳 钻 8.7 孔 台钻6 钳 攻丝 M10 M10 丝锥7 钳 锉边、去毛刺(8)加工支撑柱时，应按表 5-8 的工序进行（单位：mm）表 5-8 支撑柱的加工工序序号 工序名称 工序内容 加工设备1 下料 45 号钢棒料，规格 20123 切割机2 车 粗车外圆至尺寸 CA61403 车 车阶梯轴至尺寸 CA61404 车 拔丝 M12 板牙5 铣 铣两个平面 BJ 立铣6 钳 锉边、去毛刺加工中出现很多问题，是因为经验不足引起的。如加工前并没有把各个零件的工艺路线给确定，以至于在加工出现错误是修改设计图纸，在加工过程中没有考虑到各个零件之间的装配配合，这说明我
24、们还是没有能把学到的理论知识用在实际的操作过程中。装配图如图 5-1所示。轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计23结束语此次我做的是专用镗床的液压系统设计。在准备阶段，先阅读了相关文献，图书馆的图书系统为我们提供了方便。遇到问题及时请教指导老师王老师，对设计过程有了初步地了解。设计过程中，更是出现很多问题，一是基础知识不牢固，还有就是对液压的接触少，幸而有王老师不时的在边上指导，及时纠正错误，才能比较顺利的完成了图纸设计。为了使液压系统安装维修方便，设计时对零件的选择尽量选择标准件。从刚开始的无所适从到现在比较满意的完成任务，这是自己学习长进的一个过程。明白了液压叠加阀系统的原理，完成
25、了液压站的设计，设计过程中对工艺的考虑，绘图过程中对绘图、识图能力的锻炼等，这些都是我的收获。虽然设计还有漏洞，绘图依然有不足，但是已经完成了毕业设计的要求和达到了为走向工作做准备的目的。参考文献1 成大先.机械设计手册M北京：化学工业出版社，2008，3.2 杨叔子.机械加工工艺师手册M.北京：机械工业出版社，2001，8.3 王先逵.机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社，2006，12.4 机械设计手册编委会.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，2004，8.5 张利平.液压站M.北京：化学工业出版社，2008，1.6 张利平.液压泵及液压马达原理、使用与维护M.北京：化学工业出版社
26、，2008，10.7 马恩，李素敏.液压与气压传动M.北京：高等教育出版社，2010，6.8 许仰曾，李达平，陈国贤. 液压数字阀的发展及其工程应用 J.流体传动与控制，2010（2）:15-19图 5-1 镗模装配图轴承支撑管两端面孔及端面专用镗床液压系统设计249周棣，王东. 数字液压阀的发展和研究J.武汉科技学院学报，2008（2）:28-3210Michele Folgheraiter, Mathias Jordan, Luis M. Vaca Benitez, et al. Development of a Low-Pressure Fluidic Servo-Valve for W
27、earable Haptic Interfaces and Lightweight Robotic SystemsJ. Lecture Notes in Electrical Engineering, 1, Volume 89, Informatics in Control, Automation and Robotics, 239-252 致谢首先，要谢谢我们的指导老师王林鸿教授，是他不时的给我们指导次才使我们能顺利的完成任务。只要是有问题请教老师没有不详细分析的，好几次老师组织所有组员到他办公室作综合讲解，提供电子信息。他用自己丰富的阅历不仅给我们做设计的指导，更多的是人生真理的引导。其次，要感谢金工车间的老师和师傅们，特别是韩师傅、吕师傅、魏老师等，虽然我们有理论知识，有过金工实习，但是要上手操作还是有很多困难的，是他们给予帮助才使我们能顺利完成加工。然后，要感谢我们院系的领导们和同学，在合作的过程中，是他们给提供机会和帮组。另外，还要感谢陆德公司的朱总，是他给我们提供这次实战的机会。最后，我要感谢我们这一组的所有成员，没有大家的协力合作，是不可能有谁能完成任务的。是他们无时无刻的帮组才使我顺利完成了设计和加工的内容。
