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1、数控车床液压系统设计摘要本论文针对目前国内外数控军床的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的要作用，运用液压元件的基本理论，对其主关键结构进行设计。液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作,对液压系统的一系列参数进行计算，选择了适合本系统的液压回路和液压元件，并对液压系统进行了性能验算和维护。对液压系统进行运动分析和负载分析，点对零件中的关键部件如液压缸进行了设计和研究，确定了它们的结构类型和主要参数。从而使设计更合理，为后续液压系统的设计打下坚实的基础,叙述r主要的设计步骤和参数的
2、确定。关健询I数拄车床液压系统液压缸目录数控车床液压系统设计I摘要1目录II第I堂结论-1-I-I液压技术的历史发展-1-1.2 国内数控车床的现状和发屣前景-I-1.3 研究的对象和研尢的方法-2-第2章液压系统的组成-3-2.1 液压系统组件的设计步骤-3-2.2 技术参数确定-3-2.3 主传动系统方案的确定-3-2.4 液压系统结构设计-3-第3章液压缸的设计-4-3.1 液压缸的参数及设计-4-3.1.1 液压缸的分类-4-3.1.2 液压缸的主要参数-4-3.1.3 液压缸的设计和计算-4-3.2 液压缸主要零件的材料和技术要求-6-3.2.1 缸体-6-3.2.2 活塞-6-3.
3、2.3 活塞杆-7-3.2.4 活塞杆直径的计算-7-3.2.5 活塞杆稳定性的验算-8-3.2.6 液压加主要零件的材料-8-3.2.7 控制阀的选择-9-3.3 液压缸工况-9-3.4 拟定液压传动系统图-12-第4堂液压系统性能验算及维护-14-4.1 性能验算-14-4.2 系统维护-14-结论-15-致谢-16-参考文献-17-第1章绪论1.1 液压技术的历史发展液压传动相时机械传动来说是一门新技术，但从165()年巴斯卡提出静压传递远高，1795年英国的约瑟夫布拉默利用这一原理在英国制成了世界上第一台水压机，使液压技术开始进入工程领域算起，已有两三百年的历史了。到了20世纪30年代
4、才较普遍地用于机械、机床及工程领域。在第二次世界大战期间，由于军事工业迫切需要响应迅速、精度高、功率大的液压传动系统和伺服机构，以装备各种飞机、坦克、大炮和军舰，提高它们的使用性能，因此各种高压元件获得了进一步的发展，并出现了伺服阀.这里值得提的是美国马塞诸塞州理工学院的布莱克本、李等人对于高压场合的液压问题以及伺服控制问题进行深入的研究，大约于1958年他们研制出了电液伺服阀。当前液压技术在高速、高压、大功率、高效率、低噪声、经久耐用及高度能成化等芬项要求方面都取得了重大进展，在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也有了许多新成就。由于伺服阀造价高、抗污染能力弱，后来又发展了比例阀和比例
5、泵。我国路甬祥博士在比例技术上的5项发明，是20世纪80年代液压技术的新突破。1.2 国内数控车床的现状和发展前景近年来，我国数控车床生产一直保持两位数增长.2(X)2年产量居世界第四。但与发达国家相比，我国车床数控化率还不高，目前生产产值数控化率不到30%:消耗值数控化率还不到50%，而发达国家大多在70%左右。国产数控车床到2000年可供品种为7(X)多种，接近数控车床品种的50%,其中占产量70%的是经济型数控车床4最高转速一般在2000rmin,个别转速达80rmin,坐标定位精度一般在0.O1.mm.重复定位精度在0.005mm.工作精度限度在0.010.005mm之间，表面粗糙度R
6、aO.81.61xm,长城车床厂CK7815C液压系统最高转速35(X)r/min.快速行程X轴9m/min,Z轴I2m/min.定位精度X轴0.016mm.Z轴0.025mm,工作精度圆度0.007mm,表面粗糙度Ra400Omm时,按GBTOI优先数和优先数系中R1.O数系选用，如不能满足要求，允许按R40数系选用。3.1.3 液压缸的设计和计算缸筒是液压缸的主要零件，它与端盖、缸底、油门等零件构成密封的容腔，用以容纳压力油，同时它还是活富的运动轨道。设计液压缸缸筒时，应该正确确定各部分的尺寸，保证液压缸有足够的输出力、运动速度和有效行程，同时还必须有一定的强度，能足以承受液压力、负载力和
7、干扰等冲击力.另外，缸筒的内表面应该具有合适的配合精度、表面粗糙度和几何精度，已足以保证液压缸的密封性、运动平稳性和耐用性。I、液压缸内彳仝的计算1）根据液压缸的荷载力和系统工作压力计算液压缸所受外负我F包括三种类型，即F=Fa式中匕工作负载，对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，在本设计中F1.t=20(XX)N；Fr运动部件速度变化时的惯性负载：Ft导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，对于平导轨6可由下式求得c=/(G+&)G运动部件重力；F1.1.X垂直丁导轨的工作负载，本设计中为零：/-导轨摩擦系数，在本设计中去静摩擦系数为0.2,动摩擦系数为0则求得
8、Ffi=0.2X250OoN=5000NFia=OjX25OOON=25OON上式中屋为岸摩擦阻力，心为动摩擦阻力。包gZ式中g重力加速度Z加速或减速时向，-股加=0.0105,：A”4时间内的速度变化量。在本设计中r,250005,x,F=N=4230Na9.80.05602、液压缸的内壁D计算=IIOmm式中F一工作循环中最大的外负数。P1液压缸工作压力P2可取为0.5MPa.%为0.95。d/D液压加内径与活塞杆直径的关系。考虑到快进、快退速度相等,取d/。为0.7。,m液压缸的机械效率，一般取心=0.9-0.97。在本设计中，根据液压缸内径尺寸系列，将液压缸内径圆整为标准系列直径D=I
9、IOmm3.2 液压缸主要零件的材料和技术要求3.2.1 缸体I.缸体的材料液压缸缸体的常用材料是20、35和45号无缝钢管。因20号钢的力学性能较低，且不能调质，应用较少，一般情况下选用45号钢，并调质到24I-285HB=缸体的毛坯也可以采用锻钢、铸钢或铸铁件。铸钢般采用ZG25、ZG35和ZG45等.铸铁可采用HT20O-HT35O之间的几个牌号或球果铸铁QT5OO-O5、QTa）（M）2等。我采用铸钢ZG35,2 .主要表面粗植度当活塞采用橡胶密封圈祢密封时，液压缸内表面粗糙度Ra为0.10.4um,当活塞采用活塞密封圈时，液压缸内表面粗糙度Ra为0.2043 .技术要求 1）内径用H
10、8H9的配合。 2）缸体内径D的圆度公差值可按9,IO或11级精度选取,圆柱度公差值可按8级精度选取。 3）缸体端面T的垂直公差度公差值可按7级精度选取，（4）缸体与端盖采用螺纹连接时.螺纹采用6H级精度。 5）为防止腐蚀和提高寿命，内径表面可以镀0.030.04mm厚的硬铭，镀后再进行打磨和抛光，缸体外涂耐蚀油漆。1.1.2 活塞1 .活塞的材料缸体较小的整体式活塞般用35钢，45钢：其它常用耐磨铸铁、灰铸铁HT300、H1350钢以及铝合金等。2 .主要表面粗糙度活塞外圆柱表面粗糙度Ra为0876um.3 .技术要求（1）外径D的圆度、圆柱度公差值，按9、IO或I1.线精度选取.（2）外径D对内径D1.的径向跳动公差值，按7、8级精度选取。（3）端面T对内孔D1.轴线的垂直度公差值，按7级精度选取。（4）活塞外径用橡胶密封时可取f7衿配合，内孔与活塞的配合可取H8“1.1.3 活塞杆1 .材料实心活塞杆材料为35,35钢；空心活塞杆材料为
