数控车床液压系统设计
【摘要】本论文针对目前国内外数控车床的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的重要作用，运用液压元件的基本理论，对其主关键结构液压系统箱进行了原理分析和优化设计。
根据设计的实际需要，对车床液压系统开展研究，并进行了主油箱液压动力站、静压油箱液压动力站及液压卡盘的设计以及优化设计。
并对液压系统的结构元件和液压控制系统的结构进行了优化设计。
【关键词】数控车床、液压油泵、液压油缸、液压控制阀、性能分析、优化设计【ABSTRACT】The present paper in view of the present domestic and foreign numerical control lathe present situation, the development tendency and the development direction and in the modern industry vital role, the utilization hydraulic unit basic theory, has carried on the static analysis and the optimized design to its important structure lathe bed, then achieved the instruction designs and enhances the numerical control lathe technical performance the goal.
According to the design actual need, to the lathe bed development research, the method of hydraulics systems used in the actual project the related theory and the realization principle has carried on the elaboration, and has carried on the lathe bed champing and drive module design as well as the optimized design.
The research process mainly divides into hydraulic system analysis and hydraulic control of the optimization designs, analyzed the hydraulic tool to use hydraulic power station and hydraulic systems, obtained the lathe bed static stress and the strain, and has carried on the optimized design to the lathe bed structure, has carried on a more scientific appraisal to the product.
【Key word】Numerical control lathe 、Hydraulic pumps 、Hydraulic cylinders 、control valves、performance analysis 、Optimized design
目录
1 绪论
1.1 世界数控车床的现状 (3)
1.2 国内数控车床的现状和发展前景 (3)
1.3 研究对象和研究方法 (3)
2 液压系统组件
2.1液压系统组件的设计步骤 (4)
2.1.1 技术参数确定 (4)
2.1.2 主电动机功率的确定 (5)
2.1.3 主传动系统方案的确定 (5)
2.1.4 车床主传动功率、扭据和转速特性图 (6)
2.1.5 主要规格与的技术参数 (6)
2.2液压系统结构设计 (7)
2.2.1液压系统箱总体结构设计 (7)
2.2.2液压系统主油箱液压动力站结构组成 (8)
2.2.3液压系统主油箱液压动力站实图 (9)
2.2.4液压系统润滑油箱液压动力站结构原理图 (10)
2.2.5液压系统润滑油箱液压动力站实图 (11)
2.2.6液压系统润滑油箱液压动力站组成 (12)
3 数控车床卡盘夹紧的原理分析
3.1 数控车床卡盘夹紧结构分解说明 (13)
3.2 数控车床卡盘夹紧方案的选用 (15)
3.3 数控车床卡盘夹紧液压元件的选用及功能 (17)
4 数控车床床体配重补偿
4.1数控车床床体配重补偿的定义 (20)
4.2数控车床床体配重补偿元件的特点 (22)
4.3数控车床流量控制阀在液压回路对油缸和油马达速度控制 (23)
5 液压系统液压油
5.1 流体传动系统的重要特性 (24)
5.2 液压系统的基本设计 (25)
5.3 简单液压系统的设计 (25)
5.4 液压系统液压油概述 (32)
5.5. 对流体的要求 (32)
6 液压元件的工作原理
6.1. 液压回路中的液压缸 (36)
6.1.2. 与功能相关的液压缸类型 (37)
6.1.2.1 单作用液压缸 (37)
6.1.2.1.1 杆柱式液压缸 (37)
6.2. 液压泵
6.2.1. 液压泵概述 (38)
6.2.2 液压泵流量调节器 (39)
6.3 液压马达 (40)
6.3.1轴旋转的多行程轴向柱塞马达 (40)
6.4 液控单向阀 (41)
6.4.1液控单向阀原理 (41)
6.5方向控制阀 (42)
6.5.1方向控制阀的性能 (42)
6.6 分析结论 (45)
7 小结体会 (46)
致谢 (46)
参考文献 (46)
绪论
1.1世界数控车床的现状
数控车床是当今世界机器制造业中实现机电一体化的代表性先进装备。它利用微电子、计算机等技术对复杂实现中、小批多品种的柔性生产自动化。数控车床的设计制、制造、使用有其本身的特点与客观发展规律、简言之，要求有高的人员素质、精密的毛坯、严格的质量控制、科学的管理、车床本身和各配套环节必须要有高度的质量可靠性，否则难以顺利发展，在生产中也难以获得高的利用率，去切实提高劳动生产率。
目前在全世界车床拥有量1400万台中，数控车床约100万台，占7％。世界车床年产量150万台中，数控车床约20万台，占13％，故87％为非数控车床。在工业化国家，中、高效自动化车床居多数，在发展中国家，手动普通车床居多数。数控车床分为经济型、普通型、高性能型三种不同档次。目前在工业化国家的车床拥有量中，低（手动普通车床）、中（高效自动化车床）、高档（数控车床、高精度车床）之比约为20:70:10，在年产量中，三者之比约为5：65：30，而在发展中国家，分别为80:17:3和70:25:5。机器制造业中生产率、劳动生产率的提高，依靠人员素质、先进设备、科学管理，由于工业化国家这三者优于发展中国家，且中、高档车床比重大，因此其生产率、劳动生产率约为发展中国家之数倍，甚至几百倍。例如：1987年，日本车床（金切和成形）拥有量79万台，数控车床7万台，汽车产量为1200万辆；而中国1995年，车床拥有量383.5万台，数控车床7.27万台，汽车产量仅为146万辆。
1.2国内数控车床的现状与发展前景
1.2.1 数控化水平低
近年来，我国数控车床生产一直保持两位数增长。2002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700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。最高转速一般在2000r ／min，个别转速达8000r／min，坐标定位精度一般在0．01mm，重复定位精度在0．005mm，工作精度圆度在0．01—0．005mm 之间，表面粗糙度Ra0．8—1．61xm。长城车床厂CK7815C 液压系统最高转速3 500r／min，快速行程X轴9m／min，z轴12m／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Ra<1．6 m。国产数控系统MTBF可靠性大都超过1万小时，但国际上先进企业数控系统MTBF已达8万小时。国产数控车床、加工中心MTBF有少数厂达500h，但国际先进水平已达800h。用户对国产加工中心刀库机械手、数控车床刀架仍不放心，其定位精度、特别是重复定位精度也有待提高。此外，外观、漏油等老问题也与工业发达国家产品有差距。
1.2.2功能部件有差距
数控功能部件是指数控系统、液压系统单元、数控刀架和转台、滚珠丝杠副和滚动直线导轨副、刀库和机械手、高速防护装置等，它们是数控车床的重要组成部分。功能部件技术水平的高低、性能的优劣以及整体的社会配套水平直接决定和影响着数控车床整机的技术水平和性能，也制约着主机的发展速度。相对数控车床主机来说，我国功能部件生产企业的发展更显滞后。功能部件不仅决定着车床的整机性能，还占到整机成本的60％左右，其发展状况直接关系到车床的竞争力水平。目前，我国的功能部件生产企业规模普遍较小，布局分散，有些还依附于主机厂或研究所。从整体上看，我国功能部件生产发展缓慢，品种少，产业化程度低，从精度指标和性能指标都还不过硬。滚珠丝杠、数控刀架、数控系统、电液压系统等数控车床功能部件虽已形成一定的生产规模，但仅能满足中低档数控车床的配套需要。衡量数控车床水平的高级数控系统、高速精密电液压系统、高速滚动功能部件和数控动力刀架等还依赖进口。理顺功能部件生产企业的体制，做大做强一批功能部件生产企业已迫在眉睫。
1.3研究对象和研究方法
本课题研究对象是数控车床，着重研究车床液压系统的结构设计，并运用软件solidworks、COSMOS进行三维建模和有限元分析，针对液压系统箱的主关键零件进行静力分析和优化设计，为液压系统箱结构的合理和优化设计提供了重要的参考依据。
2液压系统
2.1液压系统的设计步骤
液压系统包括主泵动力站、和安装在主泵站上的控制件、附件等。因为液压系统的执行装置带动工件或刀具直接参加工件表面形成运动，所以它的工件性能对加工质量和生产率产生直接的影响，是车床上最重要的部件之一。
2.1.1技术参数确定
车床技术参数包括主参数和一般技术参数，一般技术参数又包括车床的尺寸参数，运动参数和动力参数。
主参数（或称主要规格）是车床最重要的一个或两个技术参数，它表示车床的规格和最大工作能力。
运动参数是车床执行件如夹具、刀架、工作台的运动速度，可分为主参数和进给运动参数两大类。
主运动参数：
变速范围R n= n max/ n min=3500/160=21.875
d max =k×d=0.5×135=67.5mm, d min=R d×d max=0.25×67.5=16.875 mm
v max=n max×3.14×d min /1000=3500×3.14×16.875/1000=185m/min
v min= n min×3.14×d max/1000=160×3.14×67.5/1000=33.9 m/min
n max、n min:液压系统最高、最低转速（r/min）；
v max v min：最高、最低切削速度（m/min）；
d max、d min：最大、最小计算直径
d：加工工件直径（mm）;
2.1.2主电动机功率的确定
主传动系统结构确定后，可通过公式近似计算：
P E＝P0＋P m/ηm (ηm=η1×η2×η2)
P0=K（3.5×d a×Σn i+n c×d m）×106
现已知：P E＝3KW，则
P m=P E×ηm= P E×η1×η2×η2=3×85%×98%×99%=2.474kw
T=9550×P m/n c=9550×2.474/1000=23.6 N.m
n c=60×f/p=60×50/3=1000r/min
v min=(n c/2)×3.14×d/60000=500×3.14×135/60000=3.53m/min（皮带轮1：2输出至
液压系统）
F z=P m×60000/v min=2.474×60000/3.5＝42411N=42.4kN
P E:主电动机功率（KW）; P m:切削功率（KW）; P0:主传动系统的空载功率（KW）ηm:主传动系统结构传动效率估算值（η1:电机传动效率；η2:轴承传动效率；η3:齿轮传动效率）
n c:计算转速
v min:线速度
F z：主切削力
2.1.3主传动系统方案的确定
主传动系统方案包括：选择传动布局，选择变速、开停，制动及换向方式。
主传动变速方式可分为无极变级和有级变速两种，本车床采用无极变速的变速方式。
无级变速是指在一定速度（或转速）范围内能连续、任意地变速。可选用最合适的切削速度，没有速度损失，生产率高；一般可在运转中变速，减少辅助时间；操纵方便；传动平稳等优点。
无级变速装置主要有以下几种
A机械无级变速器；
B液压无级变速器；
C电气无级调器。采用直流或交流调速电动机来实现，主要用于数控车床、精密和大型车床。
这次设计采用了交流调速电动机，交流调速电动机通常采用变频调速方式进行调速。调速效
率高，性能好，调速范围较宽，恒功率调速范围可达5甚至更大。额定转速为1000r/min或
1500r/min 等。
2.1.4 车床主传动功率、扭据和转速特性图
n b1=120×v min ×F b2/P 级数＝120×50/6=1000 r/min
n b2=120×F b3/P 级数＝120×175/6=3500 r/min n b3=120×F b1/P 级数＝120*8/6=160 r/min
T N1=9550× P m/n b2=9550×2.474/3500=6.75 N.m T N2=9550×P m/n b1=9550×2.474/1000=23.6 N.m
)
)
T N 2
T N1
2.1.5主要规格与的技术参数
2.2液压系统结构设计
液压系统组件的主要功能是夹持工件或刀具（包括砂轮）转动进行切削加工、传递运动、动力及承受切削力等，并保证刀具或工件具有准确定的运动轨迹。液压系统组件是车床的执行件，他它带动工件或刀具直接参与表面成形运动，其工作性能对车床的加工质量及生产率有直接影响，它是车床的一个重要组件。
根据车床主参数、尺寸参数、运动参数、动力参数，并且遵循①旋转精度；②刚度；
③抗振性；④热稳定性；⑤耐磨性等基本要求的原则确定液压系统总体结构。
2.2.1 液压系统总体结构
2.2.2 液压系统主油箱液压动力站结构组成
序号规格单位数量范围
1 油箱-AB40-40 AB40-40-CZ13512-300L PC 1 主泵站
2 检修盖 AB40-19/324A-AL/M-6 PC 2 主泵站
3 空气滤清器 ELFP3F10W1.X PC 1 主泵站
4 液位计 LS254 1-T-M12 PC 1 主泵站
6 液位开关 ABZMS-36-1X/0370M-K24 PC 1 主泵站
8 油箱回油过滤器 TEF.210.10VG.16.S.P.-.G.6.-.E2.1,5.- PC 1 主泵站
9 磁棒过滤器 CUB1-320 PC 1 主泵站
11 电机 QA100L4A/1500/2.2/380/50/B35/接线盒顶置PC 1 主泵站
12 柱塞泵 A10VSO28DFR1/31R-PPA12N00-SO32 PC 1 主泵站
13 钟型罩 PL250/06/55 PC 1 主泵站
14 联轴器 R24.28-22.22G PC 1 主泵站
15 避振垫 AB33-10/2-50 PC 4 主泵站
16 胶管1; DN16,PN50 PC 1 主泵站
17 胶管2; DN8,PN25 PC 1 主泵站
18 高压过滤器 HP.91.10VG.HR.E.P.-.G.3.-.-.AE70.5，0 PC 1 主泵站
19 单向阀 S15A1.0 PC 1 主泵站
20 压力继电器 HED8OH-2X/50K14 PC 1 主泵站
21 插头 PLUG-IN CONNECTOR 4P Z14 M SW SPEZ PC 1 主泵站
22 减压阀 ZDR6DP2-4X/25YM PC 3 主泵站
23 减压阀 PBDB-LNN PC 2 主泵站
24 溢流阀DBDS10K1X/50 PC 1 主泵站
25 换向阀 4WE6E6X/EG24N9K4 PC 3 主泵站
26 换向阀 4WE6D6X/EG24N9K4 PC 1 主泵站
27 换向阀 4WE6Y6X/EG24N9K4 PC 1 主泵站
28 单向阀 Z2S6A-1-6X/ PC 3 主泵站
29 流量阀 Z2FS6-2-4X/2QV PC 2 主泵站
31 压力表 AB31-13/063-0025 PC 5 主泵站
32 压力表AB31-13/063-0040BAR/MPA PC 1 主泵站
33 端子箱 TB3-400x300x120 PC 1 主泵站
阀块-CZ13513 PC 1 主泵站
航空插头 YD40J26Z+YD40K26TR PC 1 主泵站
2.2.3液压系统主油箱液压动力站实图
原理图：HS25-CZ13384-3-0
线号执行机构原理编号颜色线径控制编号端子编号备注PE 11.0 黄绿1.5 1 接地线
U6 黑1.5 2 主油泵动力
V6 黑1.5 3 主油泵动力
W6 黑1.5 4 主油泵动力
440 压力开关20.0 蓝1.0 LS5 6 主油箱压力高
441 液位开关6.0 蓝1.0 LS1 7 主油箱液位低
442 高压过滤器18.0 蓝1.0 LS3 8 压力管路堵塞
443 回油过滤器8.0 蓝1.0 LS4 9 回油管路堵塞
摘要 本论文针对目前国内外数控车床的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的重要作用，运用液压元件的基本理论，对其主关键结构液压系统箱进行了原理分析和优化设。根据设计的实际需要，对车床液压系统开展研究，并对液压系统的结构元件和液压控制系统的结构进行了优化设计。并介绍了一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构的螺旋摆动式液压缸增力机构的结构。叙述了主要的设计步骤和参数的确定。 关键词：数控车床液压油泵液压油缸液压控制阀三爪卡盘性能分析参数优化设计 G RADUATE D ESIGN (T HESIS) 设计(论文)题目：数控机床液压系统设计 指导教师：李洪奎 I
Abstract The present paper in view of the present domestic and foreign numerical control lathe present situation, the development tendency and the development direction and in the modern industry vital role, the utilization hydraulic unit basic theory, has carried on the static analysis and the optimized design to its important structure lathe bed, then achieved the instruction designs and enhances the numerical control lathe technical performance the goal. According to the design actual need, the method of hydraulics systems used in the actual project the related theory and the realization principle has carried on the elaboration, and has carried on the lathe bed champing and drive module design as well as the optimized design. The research process mainly divides into hydraulic system analysis and hydraulic control of the optimization designs, obtained the lathe bed static stress and the strain, and has carried on the optimized design to the lathe bed structure, has carried on a more scientific appraisal to the product. Key word：Numerical control lathe ;Hydraulic pumps ;Hydraulic cylinders ;control valves;performance analysis ;Optimized design II
盾构机液压系统原理 一.液压系统原理 盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。这些系统按其机构的工作性质可分为： 1. 盾构机液压推进及铰接系统 2. 刀盘切割旋转液压系统 3. 管片拼装机液压系统 4. 管片小车及辅助液压系统 5. 螺旋输送机液压系统 6. 液压油主油箱及冷却过滤系统 7. 同步注浆泵液压系统 8. 超挖刀液压系统 以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外，其余6个液压系统都共用一个油箱，并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。有的系统还相互有联系。下面就分别介绍一下以上8个液压系统的作用及工作原理。 (一)盾构机液压推进及铰接系统 1. 盾构机液压推进 （1）盾构机液压推进系统的组成 盾构机液压推进系统由液压泵站，调速、调压机构，换向控制阀组及推进油缸组成，30个油缸分20组均布的安装在盾构中体内圆壁上（见图），并分为上、下、左、右四个可调整液压压力的区域，为盾构机前进提供推进力、推进速度，通过调整四个区域的压力差来实现盾构机的
转弯调向及 纠偏功能。铰接系统的主要作用是减小盾构机转弯或纠偏时的曲率半径上的直线段，从而减少盾尾与管片、盾体与围岩间的摩擦阻力。 （2）推进系统液压泵站： 推进系统的液压泵站是由一恒压变量泵（1P001）和一定量泵（1P002）组成的双联泵，功率为75KW，恒压变量泵为盾构的前进提供恒定的动力。恒压泵的压力可通过油泵上的电液比例溢流阀（A300）调整，流量在0-q ma x范围内变化时，调整后的泵供油压力保持恒定。恒压式变量泵常用于阀控系统的恒压油源以避免溢流损失。
数控机床进给系统设计
第一章、数控机床进给系统概述 数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示： 图1-1数控机床进给系统伺服 由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求 （1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min 或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。 （2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。 （3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。 （4）电机应能随频繁启动、制动和反转。 随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。 数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。 1.2、伺服系统的分类 数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反
馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。 进给伺服系统按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。闭环控制方式通常是具有位置反馈的伺服系统。根据位置检测装置所在位置的不同，闭环系统又分为半闭环系统和全闭环系统。半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头和装在电机轴端两种类型。前者把丝杠包括在位置环内，后者则完全置机械传动部件于位置环之外。全闭环系统的位置检测装置安装在工作台上，机械传动部件整个被包括在位置环之内。 开环系统的定位精度比闭环系统低，但它结构简单、工作可靠、造价低廉。由于影响定位精度的机械传动装置的磨损、惯性及间隙的存在，故开环系统的精度和快速性较差。 全闭环系统控制精度高、快速性能好，但由于机械传动部件在控制环内，所以系统的动态性能不仅取决于驱动装置的结构和参数，而且还与机械传动部件的刚度、阻尼特性、惯性、间隙和磨损等因素有很大关系，故必须对机电部件的结构参数进行综合考虑才能满足系统的要求。因此全闭环系统对机床的要求比较高，且造价也较昂贵。闭环系统中采用的位置检测装置有：脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。 数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机之分。交流伺服电机由于具有可靠性高、基本上不需要维护和造价低等特点而被广泛采用。 直流伺服电动机引入了机械换向装置。其成本高，故障多，维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力，限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低，散热差。为了改善换向能力，减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能。 交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三个方面。一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用；二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用；三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基于网络的伺服控制成为可能。 1.3、主要设计任务参数 车床控制精度：0.01mm（即为脉冲当量）；最大进给速度：V max=5m/min。最大加工直径为D =400mm，工作台及刀架重：110㎏；最大轴，向力=160㎏；导轨静摩擦系数=0.2； max 行程=1280mm；步进电机：110BF003；步距角：0.75°；电机转动惯量：J=1.8×10-2㎏.m2。
1 引言 1.1毕业设计的背景及目的 制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国或地区经济的实力，科技水平，生活水准和国防实力。国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力及机械制造装备的竞争。 随着机械制造生产模式的演变,对机械制造装备提出了不同的要求.在50年代“刚性”生产模式下，通过提高效率，自动化程度,进行单一或少品种的大批量生产，以“规模经济”实现降低成本和提高质量的目的。在70年代主要通过改善生产过程管理来进一步提高产品质量和降低成本。在80年代，较多地采用数控机床，机器人，柔性制造单元和系统等高技术的集成来满足产品个性化和多样化的要求，以满足社会各消费群体的不同要求。从90年代开始，为了对世界生产进行快速响应，逐步实现社会制造资源的快速集成，要求机械制造装备的柔性化程度更高,采用拟实制造和快速成形制造技术[1]。 工业发达国家都非常注重机械制造业的发展，为了用先进技术和工艺装备制造业，机械制造装备工业得到先发展。对比之下，我国目前机械制造业的装备水平还比较落后，表现在大部分工厂的机械制造装备基本上是通用机床加专用工艺装备，数控机床在机械制造装备中的比重还非常低，导致“刚性”强,更新产品速度慢，生产批量不宜太小，生产品种不宜过多；自动化程度基本上还是“一个工人，一把刀，一台机床”，导致劳动生产率低下，产品质量不稳定。因此，要缩小我国同工业发达国家的差距,我们必须在机械制造装备方面大下功夫，其中最重要的一个方面就是增加数控机床在机械制造装备中的比重[1]。 通过这次毕业设计，可以达到以下目的：1，培养综合运用专业基础知识和专业技能来解决工程实际问题的能力；2，强化工程实践能力和意识,提高本人综合素质和创新能力；3，使本人受到从事本专业工程技术和科学研究工作的基本训练,提高工程绘图、计算、数据处理、外文资料文献阅读、使用计算机、使用文献资和手册、文字表达等各方面的能力；4，培养正确的设计思想和工程经济观点，理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度以及积极向上的团队合作精神。
第一章、数控机床进给系统概述 数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示： 图1-1数控机床进给系统伺服 由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求 （1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。 （2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。 （3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。 （4）电机应能随频繁启动、制动和反转。 随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。 数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。 1.2、伺服系统的分类 数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。
一、液压系统元件 1液压泵 液压泵是液压系统的动力元件，按结构可以分为柱塞泵、齿轮泵、叶片泵，按排量可以分为定量泵、变量 泵，按输出出口方向又可以分为单向泵、双向泵。 泵都是由电动机或其他原动机带动旋转，通过这种往复的旋转将油不断地输送到管路中，通过各种阀的作 用，控制着执行元件的运行。 在大连地铁盾构机中，螺旋输送机使用一个双向变量泵和一个定量泵，推进系统中使用一个大排量的单向 变量泵，管片安装机种使用两个单向变量泵，注浆系统 中使用一个单向变量泵，辅助系统使用一个单向变量泵。
a.定量齿轮泵 注：右侧油液进入泵内，齿轮旋转带动油液从左侧出口流出，排量是一定的
c.定量叶片泵 注：转子转动，带动叶片推动油液1、2进油，3、4出油，排量一定 d.斜盘式柱塞泵 注：斜盘由联轴器带动转动，往复吸油、压油，斜盘角度是可以调控的
2液压阀 液压阀根据作用可以分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。 压力控制阀可以控制液压回路的压力，如当液压回路中压力过大时，溢流阀或卸荷阀打开泄压。 流量控制阀可以控制液压回路中的流量大小，根据流量的不同可以控制执行元件的速度。 方向控制阀主要控制液压回路中液压油的流动方向，由此可以改变液压油缸的伸缩。 各种阀一般安装在靠近泵的油液管路中，相对来说比较集中，便于检查和维修。 a.单向阀 注：油液从P1口进入，克服弹簧力推开单向阀的阀芯，经孔隙从p2 口流出，油液只能从p1流向p2
b.溢流阀 注：油从压力口进入，通过阻尼孔进入后腔，克服弹簧压力，推开阀芯，油液 从溢流口
c.液控单向阀 注：x口接压力油时，阀芯将a与b口堵死，当x口接油箱时，若Pa大于Pb，则从a口进油，打开阀芯，流向b口，若Pb大于Pa时，则油液从b 口流向a口，
液压传动系统三级项目 ——机床液压传动系统 学院： 班级： 成员： 指导教师： 日期：2012年6月22日
一、液压传动系统概述 液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压传动技术广泛应用于现代机床生产中，我们以数控车床为例，介绍液压传动系统在机床中的应用。 现代数控机床在实现整机的全自动化控制中，除数控系统外，还需要配备液压传动装置来辅助实现整机的自动运行功能。液压传动装置由于使用工作压力高的油性介质，因此机构输出力大，机械机构紧凑，动作平稳可靠，易于调节，噪声较小。 液压传动系统在数控机床中具有如下辅助功能： （1）自动换刀所需的动作。如机械手的伸、缩、回转和摆动及刀具的松开和夹紧动作。 （2）机床运动部件的运动、制动和离合器的控制、齿轮拨叉挂档等。 二、设计机床液压传动系统的依据 （1）机床的总体布局和工艺要求，包括采用液压传动所完成的机床运动种类、机械设计时提出可能用的液压执行元件的种类和型号、执行元件的位置及其空间的尺寸范围、要求的自动化程度等。 （2）机床的工作循环、执行机构的运动方式（移动、转动或摆动），以及完成的工作范围。 （3）液压执行元件的运动速度、调速范围、工作行程、载荷性质和变化范围。（4）机床各部件的动作顺序和互锁要求，以及各部件的工作环境与占地面积等。（5）液压系统的工作性能，如工作平稳性、可靠性、换向精度、停留时间和冲出量等方面的要求。 （6）其它要求，如污染、腐蚀性、易燃性以及液压装置的质量、外形尺寸和经
济性等。 三、设计液压传动系统的步骤 1、明确对液压传动系统的工作要求，是设计液压传动系统的依据，由使用部门以技术任务书的形式提出。 2、拟定液压传动系统图。（1）根据工作部件的运动形式，合理地选择液压执行元件；（2）根据工作部件的性能要求和动作顺序，列出可能实现的各种基本回路。此时应注意选择合适的调速方案、速度换接方案，确定安全措施和卸荷措施，保证自动工作循环的完成和顺序动作和可靠。 液压传动方案拟定后，应按国家标准规定的图形符号绘制正式原理图。图中应标注出各液压元件的型号规格，还应有执行元件的动作循环图和电气元件的动作循环表，同时要列出标准（或通用）元件及辅助元件一览表。 3、绘制液压系统工作图，编制技术文件。 四、设计液压传动系统时应注意问题 1、在组合基本回路时，要注意防止回路间相互干扰，保证正常的工作循环。 2、提高系统的工作效率，防止系统过热。例如功率小，可用节流调速系统；功率大，最好用容积调速系统；经常停车制动，应使泵能够及时地卸荷；在每一工作循环中耗油率差别很大的系统，应考虑用蓄能器或压力补偿变量泵等效率高的回路。 3、防止液压冲击，对于高压大流量的系统，应考虑用液压换向阀代替电磁换向阀，减慢换向速度；采用蓄能器或增设缓冲回路，消除液压冲击。 4、系统在满足工作循环和生产率的前提下，应力求简单，系统越复杂，产生故障的机会就越多。系统要安全可靠，对于做垂直运动提升重物的执行元件应设有平衡回路；对有严格顺序动作要求的执行元件应采用行程控制的顺序动作回路。此外，还应具有互锁装置和一些安全措施。 5、尽量做到标准化、系列化设计，减少专用件设计。 五、数控车床液压系统的原理图
1、数控机床进给系统概述 1.1 伺服进给系统概述 数控机床的伺服进给系统由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构和执行部件组成。它的作用是接收数控系统发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动电路作转换和放大后，经伺服驱动装置（直流、交流伺服电动机，功率步进电机，电业脉冲马达等）和机械传动机构，驱动机床的工作台、主轴刀架等执行部件实现工作进给和快速移动。数控机床的伺服进给系统与一般机床的进给系统有本质的差别，他能根据指令信号精确地控制执行部件的运动速度与位置，以及几个执行部件按一定运动规律所合成的运动轨迹。 1.2 伺服进给系统分类 数控私服进给系统按有无位置检测和反馈进行分类，有以下三种： (1)开环伺服系统 (2)半闭环伺服系统 (3)闭环伺服系统 1.3 伺服进给系统的基本要求 (1)精度要求 (2)响应速度 (3)调速范围 (4)低速、大转矩 2、运动设计 2.1传动方案拟定 数控机床按控制方式分为开环、闭环、半闭环，由于采用直流式交流伺服电机的闭环控制方案，结构复杂，技术难度大，调试和维修困难，造价也高。闭环控制可以达到很好的机床精度，能补偿机械传动系统中各种误差，消除间隙、干扰等对加工精度的影响，一般应用于要求高的数控设备中，由于数控车床加工精度不十分高，采用闭环系统的必要性不大。若采用直流或交流伺服电机的半闭环控制，精度较闭环控制的查，但是稳定性好，成本较低，调试维修较容易；但是对于经济型数控机床来说必要性不大。故在本次设计中，采用开环控制步进电机驱动。 确定设计任务后，初步拟定三种传动方案即1电机直接与丝杠相连；2电机通过同步带的传动带动丝杠转动；3电机通过齿轮传动带动丝杠转动。 步进电机具有如下优点 :
数控车床液压系统设计 【摘要】本论文针对目前国内外数控车床的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的重要作用，运用液压元件的基本理论，对其主关键结构液压系统箱进行了原理分析和优化设计。 根据设计的实际需要，对车床液压系统开展研究，并进行了主油箱液压动力站、静压油箱液压动力站及液压卡盘的设计以及优化设计。 并对液压系统的结构元件和液压控制系统的结构进行了优化设计。 【关键词】数控车床、液压油泵、液压油缸、液压控制阀、性能分析、优化设计【ABSTRACT】The present paper in view of the present domestic and foreign numerical control lathe present situation, the development tendency and the development direction and in the modern industry vital role, the utilization hydraulic unit basic theory, has carried on the static analysis and the optimized design to its important structure lathe bed, then achieved the instruction designs and enhances the numerical control lathe technical performance the goal. According to the design actual need, to the lathe bed development research, the method of hydraulics systems used in the actual project the related theory and the realization principle has carried on the elaboration, and has carried on the lathe bed champing and drive module design as well as the optimized design. The research process mainly divides into hydraulic system analysis and hydraulic control of the optimization designs, analyzed the hydraulic tool to use hydraulic power station and hydraulic systems, obtained the lathe bed static stress and the strain, and has carried on the optimized design to the lathe bed structure, has carried on a more scientific appraisal to the product. 【Key word】Numerical control lathe 、Hydraulic pumps 、Hydraulic cylinders 、control valves、performance analysis 、Optimized design
数控机创进给系统 数控机床的进给传动系统常用伺服进给系统来工作。 伺服进给系统的作用是根据数控系统传来的指令信息，进行放大以后控制执行部件的运动，不仅控制进给运动的速度，同时还要精确控制刀具相对于工件的移动位置和轨迹。因此，数控机床进给系统，尤其是轮廓控制系统，必须对进给运动的位置和运动的速度两方面同时实现自动控制。 数控机床进给系统的设计要求除了具有较高的定位精度之外，还应具有良好的动态响应特性，系统跟踪指令信号的响应要快，稳定性要好。 一个典型的数控机床闭环控制的进给系统组成：位置比较、放大元件、驱动单元、机械传动装置和检测反馈元件等几部分。 机械传动装置：是指将驱动源旋运动变为工作台直线运动的整个机械传动链，包括减速装置、丝杠螺母副等中间传动机构。 第一节概述 一、数控机床对进给传动系统的要求 1．减少摩擦阻力：在数控机床进给系统中，普遍采用滚珠丝杠螺母副、静压丝杠螺母副，滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。 2．减少运动惯量 3．高的传动精度与定位精度设计中，通过在进给传动链中加入减速齿轮，以减小脉冲当量(即伺服系统接收一个指令脉冲驱动工作台移动的距离)，预紧传动滚珠丝杠，消除齿轮、蜗轮等传动件的间隙等办法，可达到提高传动精度和定位精度的目的。 4．宽的进给调速范围：伺服进给系统在承担全部工作负载的条件下，应具有很宽的调速范围，以适应各工件材料、尺寸和刀具等变化的需要，工作进给速度范围可达3～6000mm／min(调速范围1：2000)。 5．响应速度要快：所谓快响应特性是指进给系统对指令输入信号的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度，即跟踪指令信号的响应要快；定位速度和轮廓切削进给速度要满足要求；工作台应能在规定的速度范围内灵敏而精确地跟踪指令，进行单步或连续移动，在运行时不出现丢步或多步现象 6．无间隙传动：进给系统的传动间隙一般指反向间隙，即反向死区误差，它存在于整个传动链的各传动副中，直接影响数控机床的加工精度。因此，应尽量消除传动间隙，减小反向死区误差。设计中可采用消除间隙的联轴节及有消除间隙措施的传动副等方法。 7．稳定性好、寿命长：稳定性是伺服进给系统能够正常工作的最基本的条件，特别是在低速进给情况下不产生爬行，并能适应外加负载的变化而不发生共振。所谓进给系统的寿命，主要指其保持数控机床传动精度和定位精度的时间长短，即各传动部件保持其原来制造精度的能力。 8．使用维护方便 二、联轴器 联轴器是用来连接进给机构的两根轴使之一起回转，以传递转矩和运动的一种装置。机器运转时，被连接的两轴不能分离，只有停车后，将联轴器拆开，两轴才能脱开。 联轴器的类型：有液压式、电磁式和机械式；而机械式联轴器是应用最广泛的一种，它借助于机械构件相互间的机械作用力来传递转矩，
数控拉床液压系统的维修与维护 一、液压系统的维修与维护 由于数控机床在生产加工过程中的普遍应用，对数控车床液压系统的维护保养要求标准更高，如果使用维护不当，则严重影响车床的可靠性和使用寿命。目前拉床液压系统存在问题主要有：溜板工作时产生振动；噪声超过85dB;维修困难和维修费用高；耗能大、油温高等问题。造成这几种问题的主要原因是选用的标准液压元件为淘汰产品和有关的液压元件设计不正确。 数控拉床液压技术驱动方式是利用油泵的，在技术上优势特别明显，加工工艺更加精密，并且硬度也有了明显的提高，产品的耐磨性更加好。液压拉床可以加工各种不同形状的零件，如方孔、花键、各种角等等。液压是液压拉床的传动方式，并且传动的方向可以进行变化，并不是单一的，因此具有很好 的灵活性。液压拉床可以实现多种操作方式，使机床和液压形成一体化，在使用功能上有了成倍提升。液压拉床冷却系统有着良好 的构造结构，只要操作正确，不会出现问题。如出现切屑问题，一般均是由于操作不当。要避免操作不当，先要利用正确的切屑方式，把切削液放到容器里面的时候，就要注意不能全部倒满，留有空间可以让切屑充分储存住。否则过多的切屑就会导致车削液的空间被占用，最终导致液面的上升。对于多余的切屑进行清理，维护液压拉床生产的清洁卫生。
另一方面，应注意根据额定拉力来进行具体的拉削作业。因为拉床在生产过程中，拉削能获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度，提高生产效率。保护好拉刀，因为锋利拉刀可以针对不同形状的拉床进行加工，特别是硬质合金可转位拉刀在拉削效率上更高，更要特别养护。 二、维护保养内容及要求 1日常保养 1.1定期时间：每班班前、班后。1.2作业时间：各15分钟内。1.3班前 1.3.1擦干净外露导轨、活塞杆尘土及油污。132按润滑规定 注油。1.3.3空车试运转。 1.3.4检查油泵压力、油缸工作情况。 1.4班后 1.4.1清理拉屑。 1.4.2擦拭拉床各部外表。1.4.3机床各部位归位。2 一级保养 2.1定期时间：每季度一次。2.2作业时间：4小时内。2.3外表 2.3.1擦拭机床外表，罩盖及附件，达到内外清洁，无锈蚀，无黄袍。2.3.2检查补齐螺钉、螺母、手柄（球）、油杯等。2.4工作台、拖板与导轨。
摘要 在现代的工业生产过程中，数控车床得到了大量的运用，而我国也在这个领域得到了长足的发展。数控车床主要包括电气系统、液压系统以及机械部分。本课题则是主要介绍了典型的液压系统主要方向以及办法，应此本课题的研究具有重要的现实意义。 关键词：数控机床；液压系统；
Abstract In the modern industrial production process, the numerical control lathe obtained the massive utilization, but our country also obtained the considerable development in this domain. The numerical control lathe mainly includes the electrical system, the hydraulic system as well as the machine part.This topic introduces the typical direction as well as the way of the hydraulic system, should the study of this topic has important practical significance. Key words: Numerical control engine bed；Hydraulic system；
绪论...................................... ................................................................................. .. (4) 第一章主轴卡盘工作原理的设计、优势及意义................................... ........... (5) 1.1 工作原理.................................................... .............. .. (5) 1.2 设计优势.............................................. .......... .......... .......... .......... .......... . (6) 1.3 设计意义........................................... .......... .......... .......... .......... .......... . (7) 第二章．CK6152数控机床液压系统设计的立题依据及方案论证 (7) 2.1液压系统设计的立题依据及课题来源 (7) 2.2液压系统方案的制定与论证................................. ............................ ..... (8) 第三章．CK6152数控机床液压系统工况分析............ .............. .............. ............... . (10) 3.1液压系统的运动分析 (10) 3.2液压系统的负载分析 (11) 第四章．CK6152数控机床液压系统设计计算 (11) 4.1 CK6152数控机床液压系统的设计要求.................... ............................... . (11) 4.2CK6152机床液压系统选型 (12) 4.3确定液压缸参数计算与结构设计...................... (13) 4.4液压元件和装置的选择...................... ........... .............. . (19) 第五章．液压控制装置集成块的设计.......................... .. (20) 5.1液压控制装置的总体设计............................. ........... .. (20) 5.2通道体设计的技术要求 (20) 5.3 通道体设计...................................................................... .. (20) 5.4叠加阀的选择............................ ................ (21) 第六章．液压站的设计 (21) 6.1液压油箱的设计............................. ........... ......................... ....... .. (21) 6.2泵-电动机装置的选择..................... ............. (23) 6.3液压站的结构设计........................................................... .. (25) 第七章．液压系统的验算 (26) 结论 (26) 致谢 (27) 参考文献 (27)
情境二复杂机械的液压传动 任务1 数控车床的液压传动 一、结构与工作情况 1、结构 数控车床是一台现代机械加工设备，主要用于回转型零件的加工。外形图： 图4-1 数控车床外形图 结构图： 图4－2 数控车床结构 1－床体2－光电阅读机3－机床操作台4－数控系统 操作面板5－倾斜导轨6－刀盘7－防护门8－尾架 9－排屑装置 二、液压传动系统 1、传动系统图：
图4－3 数控车床液压系统 1－液压泵2－溢流阀3、8－二位 二通换向阀4－三位五通换向阀5 －液压缸6、7－调速阀 该系统的需完成的工作循环为：快速空程运动→慢速工作进给→更慢速工作进给→快退→停止。 3、系统中的基本回路 （1）换向回路由三位五通电磁换向阀4等组成的换向回路，使液压缸5能够前进、后退和停止运动。 （2）差动联接回路由二位二通电磁换向阀3和三位五通电磁换向阀4等组成的差动联接快速回路，阀3通电使液压缸5形成差动联接，以实现刀具的快速运动。 （3）出口节流调速回路由调速阀6和7等元件组成出口节流调速回路，用于调节液压缸的工作进给速度。 （4）串联调速二次调速进给回路由调速阀6实现液压缸5的慢速进给，由调速阀7实现液压缸5的更慢速进给。必须指出，调速阀7的流量应小于调速阀6的的调节流量，否则得不到更慢速进给速度。 （5）速度换接回路由二位二通阀8等元件组成速度换接回路。当二位二
通阀8通电时，由调速阀6实现慢速进给，当二位二通阀8断电时，由调速阀7实现更慢速进给。 （6）卸荷回路由三位五通电磁换向阀4的M型中位机能卸荷。 4、实现：“快进→慢进→更慢进→快退→原位停止”工作循环的油路情况 （1）快进1YA和3YA通电，液压缸5实现差动联接，因活塞杆固定，液压缸5快速向左运动。 进油路：泵1→阀4左位→液压缸5左腔。 回油路：液压缸5右腔→阀4左位→阀3下位→液压缸5左腔。 （2）慢速进给1YA和4YA通电，因调速阀6在回油路上，所以称为出口节流调速回路。 进油路：泵1→阀4左位→液压缸5左腔（液压缸5慢速向左运动）。 回油路：液压缸5右腔→阀4左位→精过滤器→调速阀6→阀8右位→油箱。 （3）更慢速进给：1YA通电，回油经过调速阀6、7，因而液压缸5获得更慢速进给。 进油路：泵1→阀4左位→液压缸5左腔（液压缸5更慢速向左运动）。 回油路：液压缸5右腔→阀4左位→精过滤器→调速阀6→调速阀7→油箱。 （4）快退2YA通电，阀4换向，液压缸5快速向右退回。 进油路：泵1→阀4右位→液压缸5右腔（液压缸5快速向右运动）。 回油路：液压缸5左腔→阀4右位→油箱。 （5）停止电磁铁均断电，液压缸5停止运动。其油路情况是：泵1→阀4中位（M型机能）→油箱。 5、回路特点 （1）液压缸快带前进，采用差动联接回路来实现，可以选用小流量泵，使能量利用更为经济合理。 （2）采用出口节流调速形式，在回路上能够背压，不仅可以提高运动的平稳性，防止负载突然消失，引起民液压缸突进，而且具有承受反向负载的能力。 （3）采用“定量泵－调速阀”式调速回路，速度刚性较好，调速范围也大；但存在溢流损失和节流损失、功率损耗大等缺点。 （4）采用调速阀串联实现更慢速进给。由于两阀均处于工作状态，速度换接时液压缸不前冲现象，换接平稳性好。 （5）采用电磁换向阀实现两种工作进给速度的换接，工作可靠，便于实现远程控制，但换接平稳性差。 三、换向阀 (一)换向阀的分类及图形符号 换向阀又叫方向阀，其功用是根据控制要求改变换向阀口的通断来达到改变液压油流动的方向。 按阀的操纵方式不同，换向阀可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动换向阀，其操纵符号如图4－4所示。 按阀芯位置数不同，换向阀可分为二位、三位、四位和多位换向阀；按阀体上主油路进、出油口数目不同，又可分为二通、三通、四通、五通等。换向阀位各通的符号、相应的结构原理见表4-1。
数控机床系统总体设计方案的确定和设计内容 注：下面内容中所指：横向即为X轴方向,纵向即为Y轴方向 最大加工直径为400和500mm的设计方案确定计算内容和公式与320mm的一样，把各自的参数代入即可。 总体方案设计的内容 接到一个数控装置的设计任务以后，必须首先拟订总体方案，绘制系统总体框图，才能决定各种设计参数和结构，然后再分别对机械部分和电气部分进行设计计算。 机床数控系统总体方案的拟订包括以下内容：系统运动方式的确定，伺服系统的的选择，执行机构的结构及传动方式的确定，计算系统的选择等内容。 一般应根据设计任务和要求提出数个总体方案，进行综合分析，比较和论证，最后确定一个可行的总体方案。 2.2 总体方案设计 2.2.1 设计任务 用微机数控技术改造最大加工直径为320毫米普通车床的进给系统 主要技术参数： 最大加工直径（mm）：在床身上：320 在床鞍上：175 最大加工长度（mm）： 750 溜板及刀架重量（N）：纵向：800 横向：400 刀架快移速度（m/min）：纵向：2 横向：1 最大进给速度（m/min）：纵向：0.8 横向：0.4 最小分辨率（mm） : 纵向：0.01 横向：0.005 定位精度（mm） : 0.02 主电机功率（KW）：3 起动加速时间（ms）：25 2.2.2 总体方案确定 （1）系统的运动方式与伺服系统的选择
由于改造后的经济型数控车床应具有定位，直线插补，顺。逆圆，暂停，循环加工，公英制罗纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑到属于经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环控制系统。 （2）数控系统 根据机床要求，采用8位微机。由于MCS-51系列单片机具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，抗干扰性强，具有很高的性能价格比等特点，决定采用MCS-51系列的80C51单片机扩展系统。 控制系统由微机部分，键盘及显示器，I/O接口，步进电机驱动器等组成，系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用液晶显示模块显示加工数据及机床状态等信息。 （3）机械传动方式 为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杠，为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减少摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。同时，为提高刚度和消除间隙。采用有预加负荷的结构。齿轮传动也要消除齿侧间隙的结构。 综上所述，系统总体方案框图见下图。
数控机床液压系统的保养与维护 一、选择适合的液压油 液压油在液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用,液压油选择不恰当就是液压系统早期故障与耐久性下降的主要原因。应按随机《使用说明书》中规定的牌号选择液压油,特殊情况需要使用代用油时,应力求其性能与原牌号性能相同。不同牌号的液压油不能混合使用,以防液压油产生化学反应、性能发生变化。深褐色、乳白色、有异味的液压油就是变质油,不能使用。 二、防止固体杂质混入液压系统 清洁的液压油就是液压系统的生命。液压系统中有许多精密偶件,有的有阻尼小孔、有的有缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等,危及液压系统的安全运行。一般固体杂质入侵液压系统的途径有:液压油不洁;加油工具不洁;加油与维修、保养不慎;液压元件脱屑等。可以从以下几个方面防止固体杂质入侵系统: 1加油时 液压油必须过滤加注,加油工具应可靠清洁。不能为了提高加油速度而去掉油箱加油口处的过滤器。加油人员应使用干净的手套与工作服,以防固体杂质与纤维杂质掉入油中。 2 保养时 拆卸液压油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位,造成系统油道暴露时要避开扬尘,拆卸部位要先彻底清洁后才能打开。如拆卸液压油箱加油盖时,先除去油箱盖四周的泥土,拧松油箱盖后,清除残留在接合部位的杂物(不能用水冲洗以免水渗入油箱),确认清洁后才能打开油箱盖。如需使用擦拭材料与铁锤时,应选择不掉纤维杂质的擦拭材料与击打面附着橡胶的专用铁锤。液压元件、液压胶管要认真清洗,用高压风吹干后组装。选用包装完好的正品滤芯(内包装损坏,虽然滤芯完好,也可能不洁)。换油时同时清洗滤清器,安装滤芯前应用擦拭材料认真清洁滤清器壳内底部污物。 三、液压系统的清洗 清洗油必须使用与系统所用牌号相同的液压油,油温在45～80℃之间,用大流量尽可能将系统中杂质带走。液压系统要反复清洗三次以上,每次清洗完后,趁油热时将其全部放出系统。清洗完毕再清洗滤清器、更换新滤芯后加注新油。
CKJ61100数控车床液压系统设计毕业论文 目录 引言 (2) 第一章液压系统设计计算 (2) 1.1液压系统的设计要求 (2) 1.2液压系统方案设计 (2) 1.2.1确定液压泵类型及调速方式 (2) 1.2.2选用执行原件 (2) 1.2.3换向回路和压力回路的选择 (2) 1.2.4组成液压系统绘原理图 (2) 1.3液压系统的参数计算 (2) 1.3.1液压缸参数计算 (2) 1.3.2液压缸的结构设计 (2) 1.3.3液压泵性能参数计算 (2) 1.4液压元件的选择 (2) 1.4.1液压阀及过滤器的选择 (2) 1.4.2油管的选择 (2) 1.4.3油箱容积的确定 (2) 第二章液压站的设计 (2) 2.1液压油箱的作用及外形尺寸 (2) 2.1.1液压油箱的作用 (2)
2.1.2液压油箱的外形尺寸 (2) 2.2液压油箱的结构设计 (2) 2.3液压泵装置 (2) 2.3.1液压泵的工作原理 (2) 2.3.2液压控制装置 (2) 2.4液压系统的安装 (2) 2.4.1液压泵装置的安装要求 (2) 2.4.2油箱装置的安装要求 (2) 2.4.3液压阀的安装要求 (2) 2.4.4液压缸的安装要求 (2) 2.5电动机与液压泵的联接方式 (2) 第三章集成块的设计 (2) 3.1集成块及其工作 (2) 3.2集成块的工作要求 (2) 3.2.1集成块的工作要求 (2) 3.2.3集成块的总体设计 (2) 3.2.4液压阀位置的确定 (2) 3.2.5视图及尺寸标注 (2) 3.2.6加工精度的要求 (2) 3.2.7集成块的设计结果 (2) 3.2.8集成块装配与调试 (2) 第四章液压系统的性能验算及维护 (2)