钻孔组合机床液压系统的设计开题报告

 2023-12-11 16:22:24

1. 研究目的与意义

卧式单面多轴钻孔组合机床以其独特的优点在机械设计中占有重要的地位。它以通用部件为基础,根据工件加工需要,配以少量的专用部件组成一种机床,它具有低成、高效率的优点。以现在的发展趋势来看,卧式单面多轴钻孔组合机床的多工为加工如果加入柔性系统则发展成今天的加工中心。目前,国产卧式加工中心的水平有很大提高,可以达到一般零件的高速、精密加工,基本上可以满足用户需求,但与国际先进水平相比,在精度、效率、智能化和可靠性等方面上尚有差距。因此,目前高档卧式加工中心进口量较大。液压技术作为实现现代传动与控制的关键基础技术之一,已成为工业机械、工程建设机械及国际尖端产品不可缺少的重要技术基础,是向自动化、高精度、高效率、高速度、小型化、轻量化方向发展的关键技术。

在现如今技术进步如此之快的前提下,无论是在经济建设的基础下,还是对我们的日常生活,钻孔组合机床都具有无法替代的的作用,因此,对钻孔组合机床及其液压系统的设计有重要意义。

2. 课题关键问题和重难点

1.关键问题

本次课题主要是卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统的设计,设计主要分为四大部分:第一部分为对所要设计的液压系统进行运动分析、完成主要参数的设计计算,第二部分为制定液压驱动系统和拟定驱动系统原理图,第三部分为设计和选择液压元件、验算液压系统性能等内容,第四部分为进行液压缸的设计,完成液压缸装配图和非标件零件图的绘制。其中本课题所设计的卧式单面多轴钻床液压系统,要求动力滑台的工作循环是:快进-工进-停留-快退-停止。

2.难点

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3. 国内外研究现状(文献综述)

1、研究对象简介

钻孔组合机床,又称多轴钻孔器,是一种钻孔、攻牙的专用机床设备,多用于中小型工件孔的加工。卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统在现代制造的各种行业中应用广泛,很大程度的代替了普

通成型加工,使加工的时间精度等方面获得了巨大的提升。卧式单面多轴钻孔组合机床主要由工作台、床身、单面动力滑台、定位夹紧机构等组成,加工对象为铸铁变速箱体,能实现自动定位夹紧、加工等功能。工作循环如下:工件输送至工作台→自动定位→夹紧→工进→快退→夹紧松开→定位退回→工件送出。如图1所示。其工作原理是:主轴回转由电机通过皮带、皮带轮、花键副等带动主轴实现回转。原动力由液压站提供,通过主轴内油缸机构及调速阀实现快进、工进的转换。通过调整调速阀旋钮来实现工进速度的变换。通过调整下限位行程开关来调整钻孔深度,上限位行程开关为主轴复位位置,快进工进转换位置的调整,通过调整调速阀挡块来调整快进,工进的转换位置。通过液压系统作为基础条件,在液压系统的带动下完成动力滑台的工作循环,以此完成机床的功能。

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4. 研究方案

(一)卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计的步骤

1.设计要求

本课题设计要求如下:两面同时钻削,能够实现“快进-工进-停留-快退-停止”的循环工作。主要的参数如下:轴向切削力:21000N;行程:快进行程100mm,工进行程20mm;快进和快退速度:4.2m/min 工进速度:50mm/min;移动部件重量为:10000N;摩擦系数:静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fa=0.1; 加速和减速时间:0.2s;导轨形式:平导轨。

2.系统工况分析

1)运动分析

按设备的工艺要求,把所研究的执行元件在完成一个工作循环时的运动规律用图表示出来,一般用速度时间(v一t)或速度位移(v—s)曲线表示,称执行元件的速度循环图

2)负载分析

按设备的工艺要求,把执行元件在各阶段的负载用曲线表示出来,称执行元件的负载位移(时间)曲线图。由此图可直接的看出在运动过程充何时受力最大,何时受力最小等各种情况,以此作为以后的设计依据。液压缸驱动执行机构进行直线往复运动时,所受的负载为F=Ft Ff Fa

3.液压系统主要参数的确定

主要计算液压缸的工作压力以及其尺寸的大小

4.拟定液压系统的原理图:

1)确定液压泵类型及调速方式

参考同类组合机床,选用双作用叶片泵双泵供油、调速阀进油节流调速的开式回路,溢流阀作定压阀。为防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲,回油路.上设置背压阀。

2)选用执行元件

因系统动作循环要求正向快进和工作,反向快退,且快进、快退速度相等,因此选用单活塞杆液压缸,快进时差动连接,无杆腔面积A等于有杆面积A,的两倍。

3)快速运动回路和速度换接回路

根据本例的运动方式和要求,采用差动连接与双泵供油两种快速运动回路来实现快速运动。即快进时,由大小泵同时供油,液压缸实现差动连接。

4)换向回路的选择

本系统对换向的平稳性没有严格的要求,所以选用电磁换向器的换向回路。为便于实现差动连接,选用了三位五通换向阀。为提高换向的位置精度,采用死档板和压力继电器的行程终点返程控制。

5.液压缸设计

液压缸的轴向尺寸是设计液压缸时最先要设计的尺寸,其长度取决于负载运行的有效长度,液压缸各主要零件轴向尺寸之间的关系也是重中之重,最后要搞清楚各主要零件强度是否满足要求。

6.验算液压系统的性能

验算系统压力损失以及其流动状态

(二)研究方法

1) 文献法

查阅大量文献,了解国内外关于本课题的最新研究成果,并且结合所学内容,寻找设计本课题的最优方法。

2) 案例研究法

有关本课题的设计方案有许多,但都有一个共性是一定要先搞清楚机床是怎样进行工作循环的,并且要了解清楚它的原理,才能更好的进行设计。

5. 工作计划

2023.1.2~2023.1.15 完成译文翻译,查阅文献,完成开题报告并上传毕设网。

2023.1.16~2023.2.5 指导老师审核译文和开题报告,根据指导老师意见完成修改。

2023.2.6~2023.3.19 查阅毕业设计相关资料,完成液压系统的工况分析,绘制负载和速度循环图,进行方案设计和拟定液压系统原理图。

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