卡盘多刀半自动车床的液压系统毕业设计.doc
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1、中华人民共和国教育部*大学 毕 业 设 计 设计题目: 卡盘多刀半自动车床液压系统设计 学 生: * 指导教师: * 教授 学 院: *学院 专 业:* 2012年6月*大学毕 业 设 计 任 务 书设计题目 卡盘多刀半自动车床液压系统设计 指导教师 *教授 专 业 机*学 生 *2013年 1月 2日题目名称:卡盘多刀半自动车床液压系统设计任务内容(包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求)卡盘多刀半自动车床是金属加工常用设备,它对于各种材料的盘套类零件的端面、外圆、内孔、内端面、切槽、外沟道表面、倒角、成型表面的车削,以及钻、扩、铰、精镗孔等,比普通万用车床生产效率高,并可在一次
2、装夹中实现粗加工、半精加工和精加工工序。既能满足大批大量生产的需要,也可以适应中批生产。它重量轻,体积小,结构简单,使用方便,效率高,性能较好;在相当程度上实现了部件的通用化,具有良好的适用性。机床还具有半自动功能,降低了工人的劳动强度,提高了生产效率。机床多采用电气液压驱动。本课题设计要求:完成半自动车床后刀架进给系统及液压控制系统的设计。包括液压机结构设计、液压系统的设计计算、液压缸的设计及电机、液压元件的选择等。设计参数如下:后刀架最大加工直径200mm后刀架最大横向行程长度100mm后刀架垂直于主轴中心线回转角度顺时针45;逆时针20后刀架最小进给量10mm/min刀架快速行程速度4.
3、5m/min进度安排:12月30日前,收集资料,写出开题报告;3月30日前,进行实习,收集资料;4月20日前,完成后刀架结构装配图合A0图纸1张; 5月10日前,进行液压系统设计计算,选择电机和液压元件;完成液压系统图一张(A1图纸);进行电气控制部分设计,完成梯形图一张(A1图纸); 5月31日前,进行液压缸设计计算,完成液压缸装配图一张(A1图纸),液压缸零件图合A1图纸一张,设计说明书一份。6月10日至15日,导师评审,完善改进图纸和设计说明书。其中: 参考文献篇数: 20篇以上(其中,外文文献3篇以上)图 纸 张 数: 合A0图纸3张 说明书字数: 6000字以上专业负责人意见签名:年
4、 月 日卡盘多刀半自动车床的液压系统设计摘 要卡盘多刀半自动车床是金属加工常用设备,它对于各种材料的盘套类零件的端面、外圆、内孔、内端面、切槽、外沟道表面、倒角、成型表面的车削,以及钻、扩、铰、精镗孔等,比普通万用车床生产效率高。机床具有半自动功能,降低了工人的劳动强度,提高了生产效率,机床多采用电气液压驱动。设计介绍了卡盘多刀半自动车床的优缺点以及国内外发展趋势,简述了卡盘多刀半自动车床的结构设计。根据液压系统的工作要求进行负载分析等,初选液压缸的工作压力以及计算液压缸的尺寸,确定液压缸的主要参数,并绘制出液压系统原理图。确定液压泵和电机的规格,选择液压元件、油管以及设计油箱,再进行系统的性
5、能及温升验算。设计卡盘多刀半自动车床的液压缸,分别设计缸筒、活塞杆、活塞、导向套、端盖、缸底、缓冲装置等部分。最后进行电气控制系统的设计,采用可编程控制器PLC进行控制并绘制出控制系统梯形图。关键词: 半自动;车床;液压 The Design of Hydraulic System in Semi-automatic multi-tool lathe chuck AbstractSemi-automatic lathe chuck is the multi-tool commonly used in metal processing equipment, which for a variety
6、 of materials, parts of the face plate sleeve, cylindrical, inner hole, inner face, grooving, the outer channel surface, chamfer, forming the surface of the turning,well drilling, expansion, joints, fine boring, etc., general-purpose lathe production than efficient.Machine with semi-automatic functi
7、on, reduce labor intensity and improve production efficiency, the use of electro-hydraulic-driven machine tools and more. Design introduces multi-blade semi-automatic lathe chuck advantages and disadvantages of domestic and international trends, outlines the semi-automatic lathe chuck multi-tool str
8、uctural design.According to the requirements of the hydraulic system work load analysis, primary hydraulic cylinder pressure of work and to calculate the size of the hydraulic cylinder, hydraulic cylinder to determine the main parameters, and draw out the hydraulic system diagram.Determine the hydra
9、ulic pump and motor specifications, selection of hydraulic components, pipes and fuel tank design, then the system performance and temperature checking.Designed semi-automatic lathe chuck multi-tool hydraulic cylinder, are designed for cylinder, piston rod, piston, guide sleeve, cover, Bottom, part
10、of the buffer devices.Finally, the electrical control system design using programmable logic controller PLC to control and draw control system ladder. Key words: semi-automatic; lathe; hydraulic 目 录摘要Abstract1 绪论 11.1卡盘多刀半自动车床优缺点11.2 卡盘多刀半自动车床国的内外发展趋势22 卡盘多刀半自动车床的结构设计 32.1 车床主要技术参数32.2 车床主要结构43 卡盘多刀
11、半自动车床的液压系统设计 63.1 液压系统的工作要求63.2 负载分析63.3 负载图和速度循环图的绘制63.4 液压缸主要参数的确定83.4.1初选液压缸的工作压力 83.4.2计算液压缸的尺寸 83.4.3确定液压缸所需流量 93.5 拟定液压系统原理图 103.5.1液压泵型式的选择 103.5.2卡盘夹紧中保压回路的选择 113.5.3前、后刀架进给中速度控制回路的选择113.5.4前、后刀架进给中换向和速度换接回路的选择123.5.5夹紧回路的确定 123.5.6液压系统工作原理图 123.6 液压元件的选择 153.6.1确定液压泵和电机规格 153.6.2阀类元件和辅助元件的选
12、择 15毕业设计3.6.3油管的选择 163.6.4油箱的设计 173.7 液压系统的性能验算 183.7.1验算系统压力损失及调定压力的确定 183.7.2验算系统发热与温升 204 卡盘多刀半自动车床的液压缸设计 214.1液压缸缸筒的设计和计算 214.2活塞杆的设计和计算 214.3液压缸工作行程的确定 224.4活塞的设计 224.5导向套的设计与计算 234.6端盖和缸底的设计与计算 234.7缓冲装置的设计 245 PLC在卡盘多刀半自动车床控制系统中的应用 255.1车床工作原理 255.2 PLC输入、输出点连接 255.3 控制系统设计 266 结论 28参考文献致谢28卡
13、盘多刀半自动车床液压系统设计1 绪论卡盘多刀半自动车床是机械行业拥有量较多的一种半自动机床,主要适用于盘类、环形、锥体、阶梯、短轴等大批量零部件加工,机床配有液压卡紧系统,松卡方便、效率高、劳动强度低,机床主导轨具有良好的钢性及耐磨性,可确保机床的强度及精度。目前卡盘多刀半自动车床广泛应用在汽车行业中的刹车盘、活塞、汽门,轴承行业中的各类轴承车加工,齿轮行业中的各种齿轮、链轮,农机行业中的各种飞轮、皮带轮及电机、电扇、板钳工具、矿山冶金、电声配件等行业。在很早以前,国内外就已经开始进行机床设备的整修和技术的改造,不断提升机床的品质,不断改进机床的性能,以提高生产效率。1.1卡盘多刀半自动车床的
14、优缺点机械车床按用途和结构的不同,主要分为卧式车床和落地车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床及多刀车床和各种专门化车床,如凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床、铲齿车床。在所有车床中,以卧式车床应用最为广泛。卧式车床加工尺寸公差等级可达IT8IT7,表面粗糙度Ra值可达1.6微米。近年来,计算机技术被广泛运用到机床制造业,随之出现了数控车床、车削加工中心等机电一体化的产品,而卡盘多刀半自动车床的特点如下:此车床是以液压驱动的高效车床,刀架采用镶钢导轨结构,耐磨性能好,集中润滑泵强力润滑,使用寿命长。自动化程度高,切削常常在封闭环境中进行,所以在车削过程中很难对大量切
15、屑进行人工处置。车床切屑断得不好,它就会缠绕在刀头上,既可能挤坏刀片,也会把切削表面拉伤。我们平常在普通车床用的硬质合金刀片一般是两维断屑槽,而数控车削刀片常采用三维断屑槽。卡盘多刀半自动车床三维断屑槽的形式很多,在刀片制造厂内一般是定型成若干种标准。这种类型的共同特点是断屑性能好、断屑范围宽。对于具体材质的零件,在切削参数定下之后,要注意选好刀片的槽型。选择过程中可以作一些理论探讨,但更主要的是进行实切试验。有些地方也可以根据已有刀片的槽型来修改切削参数。要求刀片有高的耐用度,这是不用置疑的。车床还要求刀片耐用度的一致性好,以便于我们使用刀具寿命管理功能。在我们使用刀具寿命管理时,刀片耐用度
16、的设定原则是把该批刀片中耐用度最低的刀片作为依据的。这时候刀片耐用度的一致性甚至比其平均寿命更重要。至于精度,同样要求各刀片之间精度一致性好。车床是采用液压和电气实现半自动循环的专用车床,运行稳定可靠。刀架进给为无级调速,行程终了利用单触点死撞定位,准确无误,工件装夹采用液压夹紧系统,松卡方便,操作轻快。液压系统采用集成块组装、易拆卸、维修方便。特别适用于多工序,大批量的劳动密集型企业,且车床操作简单,只需完成装、卸工件的操作。生产效率高,劳动强度底,不需要高级技术工人,并对工作现场的条件要求不高,是普通类车床加工以上产品的理想而又经济的替代产品。此外,卡盘多刀半自动车床的变型产品,分别具有不
17、同的刀架动作形式,以适应各种用途和被加工零件的不同工艺要求。1.2 卡盘多刀半自动车床的国内外发展趋势近年来,随着经济的飞速发展和工业现代化的需要,各种自动化生产设备应运而生,液压半自动车床工业也有了飞跃的发展,体现在新技术的广泛应用与企业效益的明显改善。目前液压半自动车床行业的消费主流是数控液压半自动车床。从国内外市场对数控液压半自动车床的需求来看,以后数控液压半自动车床市场具有以下的特征,一是经济型数控液压半自动车床是以后的主流产品。二就是采用新技术,降低它的成本,提高产品的稳定性是企业生存的关键。主要表现在几个方面:不断开发新工艺、新材料、新结构、新元件,比如开发硬面车削工艺(HRC50
18、-68),公差带在5微米,表面粗糙度达Ra 0.4微米,又如开发倒立式车磨结合的车削中心等;进一步提高加工精度,发展精密化、超精密化车床;提高效率,加速发展高速化,尤其是复合化;在现有自动化基础上进一步发展智能化、无人化、集成化;发展网络化,与车间、工厂、外界联网;发展环保化车床,实现节能、省地等。 我们所研究的卡盘多刀半自动车床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。最普遍使用的卡盘多刀半自动车床型号为C7620,20世纪50年代末期,在一般C7620液压半自动车床的基础上开发了数控加工中心,即自备刀具库的自动换刀C7620液压半自动车床。在加工中心机床上,工件
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