專(zhuān)用鉆床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
專(zhuān)用鉆床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),專(zhuān)用,鉆床,總體,整體,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
目 錄摘 要IAbstractII第一章緒論11.1課題的來(lái)源與研究的目的與意義11.2本課題研究的主要內(nèi)容2第二章機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)42.1電機(jī)的選型計(jì)算62.2軸承的選型計(jì)算62.3直線導(dǎo)軌的選型計(jì)算7第三章確定液壓系統(tǒng)方案,擬定液壓系統(tǒng)圖73.1調(diào)速方案83.2換向,換節(jié)方式10 3.2.1泵源的選擇113.3液壓系統(tǒng)的組合12 3.3.1運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)133.4繪制液壓系統(tǒng)圖13第四章液壓滑臺(tái)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)144.1運(yùn)動(dòng)負(fù)載分析計(jì)算144.2確定執(zhí)行元件類(lèi)型及基本參數(shù)154.3確定液壓控制方案154.4確定液壓控制元件164.5校核18第五章液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型195.1選擇油泵205.2選擇電動(dòng)機(jī)215.3選擇控制閥225.4確定油管尺寸235.5確定油箱容量24第六章專(zhuān)用鉆床各部分強(qiáng)度的校核256.1軸承強(qiáng)度的校核27結(jié) 論28致 謝29參考文獻(xiàn)30 摘 要專(zhuān)用鉆床是傳統(tǒng)鉆床的某些功能,用以鉆孔、攻牙的自動(dòng)化設(shè)備。它可代替普通臺(tái)式鉆床加工空間固定,不能靈活移動(dòng)鉆孔、攻牙的缺陷,能在旋轉(zhuǎn)的360度的區(qū)域里面完成任意位置任意工件的鉆孔、攻牙,因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、模具加工,鍛造,冶金等等領(lǐng)域,在加工領(lǐng)域占據(jù)了越來(lái)越重要的位置。本文主要進(jìn)行了專(zhuān)用鉆床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。專(zhuān)用鉆床的機(jī)械結(jié)構(gòu)由液壓系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置和鉆孔裝置等組成,可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的鉆孔,攻牙的操作。液壓部分的設(shè)計(jì)主要是選擇合適的控制閥,設(shè)計(jì)合理的液壓控制回路,通過(guò)控制和調(diào)節(jié)氣缸壓縮空氣的壓力、流量和方向來(lái)使液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得必要的力、動(dòng)作速度和改變運(yùn)動(dòng)方向,并按規(guī)定的程序工作。關(guān)鍵詞:專(zhuān)用鉆床;液壓系統(tǒng);鉆孔;工作 Absracte Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something,aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.Key word: pneumatic manipulator;cylinder;pneumatic loop;Four degrees of freedom.第1章 緒論1.1課題的來(lái)源與研究的目的和意義 我國(guó)生產(chǎn)的專(zhuān)用鉆床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋,加工效率始終不高,雖然經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受?chē)?guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響,我國(guó)目前生產(chǎn)的專(zhuān)用鉆床的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶(hù)的要求仍有較大差距,專(zhuān)用鉆床的生產(chǎn)也是如此,為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求,開(kāi)發(fā)出一種新型的專(zhuān)用鉆床勢(shì)在必行! 相信此種專(zhuān)用鉆床的出現(xiàn)將會(huì)大大提高工件的加工能力和質(zhì)量,為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面,以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來(lái)顯著的進(jìn)步,同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展。 隨著國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化(SIO)的實(shí)施,世界專(zhuān)用鉆床以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),19世紀(jì)80年代,美國(guó)的HUGER公司將新開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用鉆床應(yīng)用到該公司的子公司-一個(gè)生產(chǎn)專(zhuān)用鉆床的機(jī)械公司,經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行,為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤(rùn)。繼美國(guó)HUGER公司之后,德國(guó)的DESTO公司也看到了工件加工機(jī)的利潤(rùn)所在,投入了相當(dāng)大的人力和精力來(lái)開(kāi)發(fā)研制工件加工機(jī),并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場(chǎng)。當(dāng)前,全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,都大力進(jìn)行專(zhuān)用鉆床的研發(fā)工作?,F(xiàn)在國(guó)外等著名專(zhuān)用鉆床的品牌中,都有專(zhuān)用鉆床的銷(xiāo)售,全世界專(zhuān)用鉆床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是,專(zhuān)用鉆床的市場(chǎng),由最初的日本,歐洲,已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng),因此專(zhuān)用鉆床是當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。西方資本主義國(guó)家有巨大的專(zhuān)用鉆床銷(xiāo)售市場(chǎng),機(jī)械人工業(yè)是西方資本主義國(guó)家的機(jī)械工業(yè)之一。 目前國(guó)外特別是美國(guó)正在考慮發(fā)展專(zhuān)用鉆床的功率最大化,產(chǎn)能最優(yōu)化的問(wèn)題。自“九五”期間專(zhuān)用鉆床的開(kāi)發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國(guó)的重大科技攻關(guān)計(jì)劃,以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開(kāi)發(fā)適合美國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的專(zhuān)用鉆床。我國(guó)從1953年開(kāi)始生產(chǎn)專(zhuān)用鉆床,于1958年自行設(shè)計(jì)制造加工半徑在50、70、90、120、500等工件的專(zhuān)用鉆床之后,為了適應(yīng)工件生產(chǎn)廠家的需要,1959年又制造了500、1000、1200等大直徑的專(zhuān)用鉆床。 為了滿(mǎn)足工件生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要,我國(guó)于1970年研制了大型專(zhuān)用鉆床。經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。同年,福建的金明公司更是大量引入外來(lái)技術(shù)人才,全身心地投入到了工件加工機(jī)的研發(fā)中,利用豐富的人力資源和設(shè)備,研發(fā)出了多種可夾持不同直徑棒料的加工機(jī),與同年12也投入市場(chǎng),獲得了非常大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。近幾年又研制出PX1400/170專(zhuān)用鉆床,其設(shè)計(jì)能力為1750t/h,實(shí)際達(dá)到2508t/h,是設(shè)計(jì)值的1.6倍。目前機(jī)械式專(zhuān)用鉆床將逐漸被全自動(dòng)專(zhuān)用鉆床所代替。傳統(tǒng)的機(jī)械式的專(zhuān)用鉆床已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足當(dāng)今市場(chǎng)的需要,迫切需要各種多功能的專(zhuān)用鉆床來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求,如是福建金明公司加大人力開(kāi)發(fā)出了五個(gè)規(guī)格十四種類(lèi)型的專(zhuān)用鉆床,然而我國(guó)機(jī)械人業(yè)所需的專(zhuān)用鉆床全部依賴(lài)進(jìn)口,這使得國(guó)產(chǎn)機(jī)械人配備專(zhuān)用鉆床后,成本增加很大,而裝備自行開(kāi)發(fā)生產(chǎn)專(zhuān)用鉆床,其成本提高不大,說(shuō)明專(zhuān)用鉆床的市場(chǎng)前景令人樂(lè)觀。傳統(tǒng)的專(zhuān)用鉆床的產(chǎn)品圖如下圖1、圖2所示: 圖1圖21.2本課題研究的主要內(nèi)容專(zhuān)用鉆床作為機(jī)械加工設(shè)備的一種,在機(jī)械公司有著非常普及的應(yīng)用,目前市面上的專(zhuān)用鉆床加工精度不高是主要的問(wèn)題,所以在參考了以往的類(lèi)似的專(zhuān)用鉆床的基礎(chǔ)上,通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和歸納總結(jié),得出了本次設(shè)計(jì)的專(zhuān)用鉆床的總體方案與具體結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)專(zhuān)用鉆床進(jìn)行設(shè)計(jì),從專(zhuān)用鉆床的整體方案出發(fā),然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu),其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)方面:(1)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和圖書(shū)館查找各種關(guān)于專(zhuān)用鉆床的相關(guān)資料,對(duì)專(zhuān)用鉆床進(jìn)行方案的比較和預(yù)定。(2)分析專(zhuān)用鉆床的結(jié)構(gòu)與參數(shù)(3)確定設(shè)計(jì)總體方案(4)確定具體設(shè)計(jì)方案(5)專(zhuān)用鉆床的裝配圖、零件圖的繪制。(6)說(shuō)明書(shū)的整理第2章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1 電機(jī)的選型計(jì)算根據(jù)公式:N=4(KW)G專(zhuān)用鉆床的生產(chǎn)能力,1000kg/hW加工1kg物料耗用能量,其值與孔眼直徑有關(guān),d小則w大,當(dāng)d3mm,取w0.0030kw.h/kg。(查B5p)傳動(dòng)效率,取0.75所以根據(jù)N4kw,n1500r/min,查B1表10-4-1選用Y112M-4,再查B1表10-4-2得Y112M-4電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 圖4-1 Y112M-4電動(dòng)機(jī)的外觀圖2.2 軸承的選型計(jì)算 根據(jù)根據(jù)條件,軸承預(yù)計(jì)壽命163658=48720小時(shí);(1)已知n=458.2r/min兩軸承徑向反力:FR1=FR2=500.2N;初先兩軸承為深溝球軸承6204型。根據(jù)課本P265(11-12)得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N;(2)FS1+Fa=FS2Fa=0 故任意取一端為壓緊端,現(xiàn)取1端為壓緊端 FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N;(3)計(jì)算當(dāng)量載荷 P1、P2根據(jù)課本P263表(11-9)取fP=1.5;根據(jù)課本P262(11-6)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N;P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N;(4)軸承壽命計(jì)算P1=P2故取P=750.3N;深溝球軸承 =3;2.3 直線導(dǎo)軌的選型計(jì)算 直線導(dǎo)軌在機(jī)械傳動(dòng)中經(jīng)常遇到,主要用在移動(dòng)部分,在專(zhuān)用鉆床中,主要是和汽缸配合使用的,直線導(dǎo)軌的傳動(dòng)精度的好壞,與專(zhuān)用鉆床的切割效果有直接的關(guān)系。1直線軸承的選擇 用于測(cè)試的POM工程塑料支架;鋼架適用于工作溫度;不銹鋼軸承適用于水,蒸汽,硝酸等腐蝕性介質(zhì)和真空的工作場(chǎng)所,按下列公式確定型軸承的計(jì)算。硬度:硬度系數(shù)FH HRC58的硬度,hrc52-58,F(xiàn)H=0.6-1.0FH =1。FT的溫度系數(shù):工作溫度小于100C,F(xiàn)T = 1,溫度100oc-125oc,F(xiàn)T = 1.0-0.95。接觸系數(shù)FC:每根軸裝一套軸承,F(xiàn)C=1.0每根軸裝二套軸承,F(xiàn)C=0.81每根軸裝三套軸承,F(xiàn)C=0.72每根軸裝四套軸承,F(xiàn)C=0.66載荷系數(shù)FW:小于15米/分鐘的速度,無(wú)沖擊,無(wú)振動(dòng),F(xiàn)W = 1.0-1.5;小于60米/分鐘的速度,超調(diào)量小或振蕩,F(xiàn)W = 1.52.0;運(yùn)行速度大于60米/分鐘,或有更大的沖擊,振動(dòng),F(xiàn)W = 2.05.0。時(shí)間是生命的LH =(100001)/ 2 * L(S * N1 * 60)(單位:小時(shí))L:長(zhǎng)度壽命 (萬(wàn)米),LS:工作行程 (米),N1:每分鐘往復(fù)次數(shù) 根據(jù)系統(tǒng)工況,我們知道,切割部位的往返移動(dòng)形成為300MM,工作時(shí)間每天8小時(shí),負(fù)載15KG,期望壽命Lh=5000小時(shí),試選擇軸承型號(hào)。按以上工作條件: 直線軸承潤(rùn)滑和灰塵:軸承廠是涂上防銹油,使用時(shí)需要添加潤(rùn)滑油。低噪音潤(rùn)滑脂,常用的有2鋰基潤(rùn)滑脂和低噪音軸承潤(rùn)滑脂填脂量為邊間隙1 / 3,在軸承使軸的摩擦,造成非預(yù)期的軸承損壞。鐵將大大降低軸承的使用壽命,灰塵和污物阻塞球體保持航道,不能轉(zhuǎn)動(dòng),造成損壞,橡膠球架。密封軸承可用于一般的無(wú)塵車(chē)間,如木工機(jī)械,在塵土中鑄造機(jī)械等許多場(chǎng)合,在兩端的軸承和密封,以防止灰塵和降低油品損耗。 軸承載荷和沖擊載荷下的生活:運(yùn)動(dòng)和變化,或當(dāng)軸承是固定的,本機(jī)和其他因素的振動(dòng)會(huì)使與形成凹坑接觸。外部硬盤(pán)進(jìn)入軸承,而且在表面壓痕的形成,超過(guò)一定限度,直線的永久變形,這將阻礙運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),振動(dòng)和噪聲引起的振動(dòng),將進(jìn)一步削弱周?chē)奈镔|(zhì),造成惡性循環(huán),凹面積擴(kuò)大,基本額定靜載荷由永久變形有限公司。靜態(tài)負(fù)荷容量等于鋼球直徑的1 / 10000球環(huán)的兩個(gè)時(shí)間之間的接觸點(diǎn)的永久變形,稱(chēng)為基本額定靜載荷C0。軸承的使用,影響是難以衡量的,常用的靜態(tài)負(fù)荷選擇適當(dāng)?shù)陌踩到y(tǒng),保證軸承靜負(fù)荷不超過(guò)額定靜負(fù)荷。靜載荷P0=C0 /FS選擇軸承,振動(dòng)和沖擊。FS1FS2 71.5,由振動(dòng)和沖擊的場(chǎng)所。 由于重復(fù)荷載作用下軸承工作在地表以下一定深度,對(duì)裂紋形成的較弱的部分,然后用金屬片狀剝離表面的接觸,這被稱(chēng)為疲勞剝落。在安裝過(guò)程中,潤(rùn)滑,密封在正常情況下,軸承失效是絕大多數(shù)人的疲勞失效,壽命一般在軸承,是指軸承疲勞壽命。額定壽命直線軸承是50000米,通過(guò)定義基本額定動(dòng)載荷確保。由于軸承的壽命是分散的,使用同樣的材料,同樣的過(guò)程,使用相同的軸承壽命的條件是不一樣的,所以軸承基本額定動(dòng)載荷C被定義為一組相同的軸承在相同的條件下運(yùn)行50000米,沒(méi)有任何疲勞剝落現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)承載能力。由于本次汽缸通過(guò)直線導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)切割部位往復(fù)移動(dòng),其中切割部位的重量為15KG,我們可以采用一邊一組直線導(dǎo)軌,兩邊軸承座為固定式的,中間六個(gè)為可以隨著絲桿螺母上下滑動(dòng)。六個(gè)導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母,這樣每個(gè)導(dǎo)向光桿的滑動(dòng)軸承處的所受負(fù)載為166N。根據(jù)此次的切割部位的移動(dòng)方式和距離,我們選擇HNK系列直線導(dǎo)軌系列。第3章 確定液壓系統(tǒng)方案,擬定液壓系統(tǒng)圖3.1調(diào)速方案 由工況要求所知,執(zhí)行元件采用油缸實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng):組合機(jī)床進(jìn)給功率較小,同時(shí)為了增加進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,因此采用回油路節(jié)流調(diào)速方案。為保證切削過(guò)程速度穩(wěn)定,選用調(diào)速閥調(diào)速。3.2換向,換節(jié)方式 本機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)在調(diào)整時(shí),需停在任意位置上,故采用三位五通換向閥進(jìn)行換向。當(dāng)動(dòng)力滑臺(tái)由差動(dòng)快進(jìn)換接為工進(jìn)時(shí),與調(diào)速閥并聯(lián)的二為二通電磁閥關(guān)閉,泵壓升高,使液控順序閥逐漸打開(kāi),使差動(dòng)油路斷開(kāi),油缸回油經(jīng)調(diào)速閥,三位五通電磁閥和液控順序閥流回油箱。這樣可使速度換接平穩(wěn)。采用回路見(jiàn)圖6-36,6-37。3.2.1泵源的選擇 工況特點(diǎn)是快速時(shí)低壓大流量,時(shí)間短;工進(jìn)是中壓升秒度小流量,時(shí)間長(zhǎng)。目前多數(shù)采用雙聯(lián)定量葉片泵(圖6-38a,b)或限壓式變量葉片泵(圖6-38c),僅在功率較小時(shí),才用定量泵(圖3-38d)。為了減少功率損失,可選用限壓式變量葉片泵,快速時(shí)全流量供油,工進(jìn)時(shí)限壓變量,與油缸所需流量相適應(yīng)。電磁鐵快進(jìn)工進(jìn)快退1DT + + -2DT + - + 3DT - - +電磁鐵快進(jìn)工進(jìn)工進(jìn)快退 1DT + + + - 2DT + - - + 3DT + + - + 4DT - - - +圖6-36 臥置滑臺(tái)液壓回路 圖6-37 立置滑臺(tái)液壓回路 圖6-38 泵源選擇 3.3液壓系統(tǒng)的組合立置與臥置滑臺(tái)的負(fù)載不同,速度要求也不同,要保證同時(shí)動(dòng)作,又不相互干擾,兩回路組合時(shí),在各自進(jìn)油油路上串接一個(gè)節(jié)流閥,變量泵的調(diào)節(jié)流量應(yīng)大于兩個(gè)動(dòng)力滑臺(tái)同時(shí)快進(jìn)時(shí)通過(guò)兩個(gè)節(jié)流閥的流量。 測(cè)壓點(diǎn)布置在泵源出口和節(jié)流閥后,便于調(diào)整油泵和液控順序閥的壓力。本機(jī)床液壓系統(tǒng),過(guò)濾精度要求不高,故在泵進(jìn)口處安裝網(wǎng)式濾油器即可。3.3.1運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表 6-16滑臺(tái)名稱(chēng)切削力R(公斤力)移動(dòng)件重(公斤力)速度V(米/分)行程 S (毫米)啟動(dòng)制動(dòng)時(shí)間t工進(jìn)工進(jìn)快速工進(jìn)工進(jìn)快進(jìn)1工進(jìn)工進(jìn)快退立置滑臺(tái)120004000250004.50.0450.0282073582500.2臥置滑臺(tái)3000320060.025162402020.2立置滑臺(tái)寬為320毫米,采用平導(dǎo)軌。臥置滑臺(tái)寬為200毫米,采用平面和V型(=90)導(dǎo)軌組合方式,靜摩擦系數(shù)U=0.2,動(dòng)摩擦?xí)rU=0.1。自動(dòng)化程度采用液壓與電氣配合,實(shí)現(xiàn)工作自動(dòng)循環(huán)。為提高生產(chǎn)效率,要求二滑臺(tái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán),但要防止相互干擾。確定外負(fù)載,作工況循環(huán)圖立制動(dòng)力力滑臺(tái)外負(fù)載計(jì)算見(jiàn)表6-17,切削負(fù)載圖,速度循環(huán)圖見(jiàn)圖6-32,外負(fù)載循環(huán)圖見(jiàn)圖6-33。臥置動(dòng)力滑臺(tái)外負(fù)載計(jì)算見(jiàn)表6-18,切削負(fù)載圖,速度循環(huán)圖見(jiàn)圖6-34,外負(fù)載循環(huán)圖見(jiàn)圖6-35。表6-17工 況公 式計(jì) 算結(jié)果P(公斤力)啟動(dòng)加速1950工進(jìn)Ph=R=1200PhI=RI=1200012000工進(jìn)Ph=R=745PhII=RII=745745反響啟動(dòng)980制動(dòng)-1950注:1.立置動(dòng)力滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)部件重量用鋼通過(guò)滑座頂端的話(huà)輪富副重錘平衡,故不計(jì)靜止?fàn)顟B(tài)重量的作用力;2.導(dǎo)軌的磨檫力和滑輪副的磨檫咯去不計(jì);3.第工進(jìn)的速度很低,故不考虜制動(dòng)過(guò)程的慣性力。表6-18工 況公式計(jì) 算結(jié)果P(公斤力)啟動(dòng)加速115快 進(jìn)39工 進(jìn)Ph=R=294PhI= Fd+R=39+255294返向啟動(dòng)115快 退Ph=R=6.46.4制 動(dòng)31.6 圖6-32 立置滑臺(tái)切削負(fù)載,速度循環(huán)圖 圖 6-33 立置動(dòng)力滑臺(tái)外負(fù)載循環(huán)圖圖6-34 臥置動(dòng)力滑臺(tái)切削負(fù)載,速度循環(huán)圖 圖6-35 臥置動(dòng)力滑臺(tái)外負(fù)載循環(huán)圖 3.4繪制液壓系統(tǒng)圖 根據(jù)上述所選回路液壓系統(tǒng),并繪制液壓系統(tǒng)圖(如圖6-39)。圖中附有油缸的工作循環(huán)圖和電磁鐵動(dòng)作表。工 況4DT5DT6DT7DT快 進(jìn) + - + +工進(jìn) + - - +工進(jìn) + - - -停 留 + - - -快 退 - + + +原 位 - - - +立置滑臺(tái)電磁鐵動(dòng)作循序表 臥置滑臺(tái)電磁鐵動(dòng)作循序表工 況1DT2DT3DT快 進(jìn) + + -工 進(jìn) + - -停 留 + - -快 退 - + +原 位 - - - 6-39 液壓系統(tǒng)圖工況油缸壓力計(jì)算式外負(fù)載Ph(公斤力)壓力值P(公斤力/厘米2)速度V時(shí)間T行程S缸流量Q缸功率N 說(shuō)明 P2PmP2P1快進(jìn)Ph+Pm A1=P1A1-P2A2P1=P2-P2 01.96.84.94.6 2.81209 14.1 0.109P2 =(P1+P3+2P2).(12.7/25)21工進(jìn)P1=Ph/A1+Pm + A2/A1P212105250.04647.3360.20.012工進(jìn)同上 7451.55170.031790.140.004快退P1=Ph/A2+A1/A2(Pm+P2) 01.51.574.63.425514.10.14快進(jìn)Ph+PmA1= P1 A1- P2A2P1= P2-P2 390.57.36.871.6416460.07P2=(P1+P2+P3). (7.5/25)2 工進(jìn)P1= Ph/A1+Pm+A2/A1 P2294516.80.02698500.050.002快退P1=Ph/A1+ A1/A2.(Pm+P2) 390.50.57.572.04 204 50540.06P2=P2=P1 .(13.4/25)2注:1.立置滑臺(tái)油缸A1=56.7厘米2,A2=28.3厘米2;臥置滑臺(tái)油缸A1=23.74厘米2,A2=11.2厘米2;2.快進(jìn)時(shí)為差動(dòng)聯(lián)接,回油腔至進(jìn)油腔的油路上各閥實(shí)際通過(guò)量時(shí)壓損失為P2,其中公稱(chēng)流量下各閥壓力損失;三位P1=1.5公斤力/米2,單向閥P3=2公斤力/厘米2;差動(dòng)回油腔壓力為P2=P1+P2; 3.工進(jìn)時(shí),回油腔壓力P2只計(jì)調(diào)速閥的壓力損失P4=5公斤力/厘米2; 4.啟動(dòng)制動(dòng)階段的過(guò)程很難確定,故不另外計(jì)算,油缸動(dòng)作時(shí)最底摩擦阻力的壓力取Pm=1.5公斤力/厘米2。 計(jì)算兩動(dòng)力滑臺(tái)油缸各工作階段實(shí)際所需壓力,流量和功率(見(jiàn)表6-21),并作出工況圖(見(jiàn)圖6-40)。第四章 液壓滑臺(tái)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1運(yùn)動(dòng)負(fù)載分析計(jì)算 專(zhuān)用機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)參數(shù):工作循環(huán)為,快進(jìn)工進(jìn)快退,快進(jìn)、快退的速度均為5cm/s,工進(jìn)速度為0.45cm/s,工進(jìn)時(shí)最大切削力為N31035,動(dòng)力滑臺(tái)的總重量為400Kg,行程為300mm,滑動(dòng)軌道靜摩擦系數(shù)0.2,動(dòng)摩擦系數(shù)0.1,啟動(dòng)加速和制動(dòng)減速的時(shí)間為0.08s。4.2確定執(zhí)行元件類(lèi)型及基本參數(shù)4.2.1選液壓缸工作壓力 由負(fù)載值大小查表、資料,參考同類(lèi)型機(jī)床,取液壓缸工作壓力為3.5Pa。4.2.2確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 由表1看出最大負(fù)載為工進(jìn)階段的負(fù)載F=39324N,則查設(shè)計(jì)手冊(cè),按液壓缸內(nèi)徑系列表將以上計(jì)算值圓整為標(biāo)準(zhǔn)徑,取 D=125mm。為了實(shí)現(xiàn)快進(jìn)速度與快退速度相等,采用差動(dòng)連接,則d=0.7D,所以)(088.01257.0m同樣圓整成標(biāo)準(zhǔn)系列活塞桿直徑,取d=88mm。由D=125mm,d=70mm算出 液壓缸無(wú)桿腔有效作用面積為221012.04 mDA,有桿腔有效作用面積為 2222006.0)(4mdDA工進(jìn)若采用調(diào)速閥調(diào)速,查產(chǎn)品樣本,調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量min/05.0minLqv則:4.2.3計(jì)算液壓缸的工作壓力、流量和功率(1)復(fù)算工作壓力查表暫定背壓為MPapb5.0。液壓缸在工作循環(huán)各階段的工作壓力1p計(jì)算:差動(dòng)快進(jìn)階段則有:第五章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型5.1選擇油泵 由上述計(jì)算和工況循環(huán)圖可知,油缸工作壓力最高點(diǎn)是立置滑臺(tái)油缸I工進(jìn)階段。此時(shí),P1=25公斤力/厘米2,泵最高壓力應(yīng)是P泵P1+P1。P1為泵至油缸的進(jìn)油壓力損失,由液壓系統(tǒng)圖6-39所示。由于進(jìn)油路中元件較少,可取 P1=5公斤力/厘米2故 P泵=30公斤力/厘米2泵最大流量是兩滑臺(tái)油缸同時(shí)快進(jìn)時(shí)流量之和,考慮總泄露量,則Q=K(Q立+QW臥)=1.21(14.1+6)=24.32升/分取泵流量Q=25升/分由產(chǎn)品樣本中查得限壓式葉片變量泵規(guī)格為YBP-25。5.2選擇電動(dòng)機(jī)由表6-21計(jì)算可知,油缸最大驅(qū)動(dòng)功率在快退工作階段。此時(shí),臥置 滑臺(tái)油缸在快退時(shí)壓力為7.5公斤力/厘米2,又計(jì)入進(jìn)由路上節(jié)流閥,換向閥的壓力損失約710公斤力/厘米2,若取P泵=15公斤力/厘米2,廁電動(dòng)機(jī)功率N=P泵Q/612=1525/6120.7=0.9千瓦選用電動(dòng)機(jī)N=1.1千瓦,n=960轉(zhuǎn)/分。5.3選擇控制閥 根據(jù)回路中最高壓力和最大通過(guò)流量選取控制閥。選用控制閥公稱(chēng)壓力均為63公斤力/厘米2,流量均為25升/分(僅調(diào)速閥?。≦10B),具體規(guī)格型號(hào),見(jiàn)壓力系統(tǒng)圖639。5.4確定油管尺寸 設(shè)油泵吸油管流速V=1.0米/秒;泵出油管流速V=2米/秒;壓油管流速V=3.54米/秒。 油泵吸油管管徑 選用2824毫米銅管油泵出油管管徑 選用1816毫米銅管立置滑臺(tái)油缸差動(dòng)連接油管管徑 選用1412毫米銅管臥置滑臺(tái)油缸差動(dòng)連接油管管徑 選用1210毫米銅管為便于選購(gòu),立置滑臺(tái)油缸連接管道,均選用1210毫米銅管,臥置滑臺(tái)油缸連接管道,均選用1210毫米銅管??刂朴凸芗皽y(cè)油管,均選用43毫米銅管。管接頭選用中低壓口薄管式,其規(guī)格按油管通徑選取。5.5確定油箱容量油箱有效容積 V(57)Q取 V=6Q=725=175升油箱有效容積取150升。第六章 專(zhuān)用鉆床各部分強(qiáng)度的校核6.1軸承強(qiáng)度的校核 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件,軸承預(yù)計(jì)壽命163658=48720小時(shí);1、計(jì)算輸入軸承(1)已知n=458.2r/min兩軸承徑向反力:FR1=FR2=500.2N;初先兩軸承為角接觸球軸承7206AC型。根據(jù)課本P265(11-12)得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N;(2)FS1+Fa=FS2Fa=0 故任意取一端為壓緊端,現(xiàn)取1端為壓緊端 FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N;(3)x、yFA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63根據(jù)課本P263表得e=0.68FA1/FR1ex1=1FA2/FR2ex2=1y1=0y2=0;(4)計(jì)算當(dāng)量載荷 P1、P2根據(jù)課本P263表(11-9)取fP=1.5;根據(jù)課本P262(11-6)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N;P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N;(5)軸承壽命計(jì)算P1=P2故取P=750.3N角接觸球軸承 =3 Vo1.9.No.4.1993。結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是專(zhuān)用鉆床的設(shè)計(jì),直到今天,畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了,通過(guò)這次對(duì)于專(zhuān)用鉆床的設(shè)計(jì),使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟,不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí),而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示,在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì),會(huì)遇到不清楚的作業(yè),老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo),確保設(shè)計(jì)進(jìn)度,本文所設(shè)計(jì)的是專(zhuān)用鉆床的設(shè)計(jì),通過(guò)初期的方案的制定,查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè),讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性,從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易,需要不斷鉆研,不斷進(jìn)取才可要做的好,總之,本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下,在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué),是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。參考文獻(xiàn)1 徐灝等.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第2、3冊(cè))M(第二版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003:981002 程悅蓀.專(zhuān)用鉆床的設(shè)計(jì)M.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1981:6769 3 周紀(jì)良.傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991:102105 4 吉林工業(yè)大學(xué)教研室編.拖拉機(jī)的構(gòu)造M.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1982:2092115 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)減(變)速器電機(jī)與電器M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999:8183 6 朱冬梅.畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖M.北京:高等教育出版社,2000:3033057 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.北京:高等教育出版社,2002:222225 8 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)M.北京:高等教育出版社,2002:44469 劉勁.機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000:596110 陳立周.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法M.北京:冶金工業(yè)出版社,1985:7779 11拖拉機(jī)編輯部主編.專(zhuān)用鉆床的設(shè)計(jì)和計(jì)算M.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1980:10911412 周紀(jì)良.專(zhuān)用鉆床結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)圖譜J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),1979:476313 周紀(jì)良,孔維恭,于瑞璽.專(zhuān)用鉆床的優(yōu)化的研究J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),1988:3239 14 高象平,李齊隆等.專(zhuān)用鉆床的零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)M.廣州:廣東科技出版社,1987:667015 Charles W. Beardsly, Mechanical Engineering, ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998.4549 16 Queen Y. Beardsly, Mechanical Engineering, Regents Publishing Company,Inc,2003.99103致 謝在此論文完成之際,我的心里感到特別高興和激動(dòng),在這里,我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝!因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo),才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理,由衷地感謝我親愛(ài)的老師,您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo),在生活上面也給予我無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解,在我的生命中給予的靈感,所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè),也學(xué)到了很多有用的知識(shí),同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么,不再是過(guò)去的那個(gè)愛(ài)玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格,認(rèn)真負(fù)責(zé),無(wú)私奉獻(xiàn),寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過(guò)近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算,查找各類(lèi)專(zhuān)用鉆床的相關(guān)資料,論文終于完成了,我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的,是不是最好的,但在我心中,它是我最珍惜的,因?yàn)槲沂窃趺聪氲模@是我付出的汗水獲得的成果,是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活,不僅豐富了我的知識(shí),而且鍛煉了我的個(gè)人能力,更重要的是來(lái)自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí),在這里,謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人,謝謝大家。另外也感謝我的父母,朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺(jué)受挫,枯燥與迷茫時(shí),是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?,鼓?lì)我不要?dú)怵H,勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話(huà),與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松,斗志倍增,以飽滿(mǎn)的熱情重新投入到工作中去,感謝他們,正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。27
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專(zhuān)用鉆床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),專(zhuān)用,鉆床,總體,整體,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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