目录 摘要III 第一章前言4 1.1镗床概述4 1.2液压传动概述6 1.2.1液压传动原理及系统组成6 1.2.2液压传动优缺点7 1.3本课题意义8 1.4液压系统设计主要参数及要求8 第二章液压系统工况分析10 2.1负载计算及分析10 2.2液压系统参数计算及工况分析12 2.2.1初选液压缸工作压力12 2.2.2计算液压缸主要尺寸13 第三章液压系统回路选择17 3.1选择油源形式17 3.2动作实现及基本回路选择17 3.2.1调速回路17 3.2.2速度切换和换向回路17 3.2.3选择速度换接回路18 3.2.4进油调压回路18 3.3 19 第四章液压元件选型与计算22 4.1确定液压泵的规格22 4.1.1计算液压泵的最大工作压力22 4.1.2计算液压泵的流量22 4.2确定电动机功率23 4.3确定其它元件及辅件23 4.3.1确定阀类元件及辅件23 4.3.2确定油管25 4.3.3确定油箱27 第五章液压系统性能校核28 5.1验算系统压力损失28 5.1.1夹紧缸系统的验算28 5.1.2进给缸系统的验算30 5.2验算系统发热与温升31 第六章总结33 致谢34 参考文献35 摘要 镗床液压系统的设计，除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外，还必须符合体积孝量轻、成本低、效率高、结构简单、工作可靠、使用和维修方便等一些公认的普遍设计原则。液压系统的设计主要是根据已知的条件，来确定液压工作方案、液压流量、压力和液压泵及其它元件的设计。首先对机床工况及控制功能要求进行分析，在这个分析的结果下，完成了液压系统的基本功能回路选择和组合，并完成液压系统原理图； 然后根根据原理图对液压系统参数指标进行选择计算，完成液压元件型号选择；最后液压系统主要参数校核，根据液压系统已有各项指标对液压系统参数进行计算校核，液压系统满足设计要求。 关键词：专用镗床液压系统电磁换向阀 1、以箱体零件同轴孔系为代表的长孔镗削，是金属切削加工中最重要的内容之一。 尽管现在仍有采用镗模、导套、台式铣镗床后立柱支承长镗杆或人工找正工件回转180°等方法实施长孔镗削的实例，但近些年来，一方面由于数控铣镗床和加工中心大量使用，使各类卧式铣镗床的坐标定位精度和工作台回转分度精度有了较大提高，长孔镗削逐渐被高效的工作台回转180°自定位的调头镗孔另一方面形床身布局之普通或数控刨台式铣镗床的大量生产和应用，从机床结构上使工作台回转180°自定位的调头镗孔，几乎成为在该种机床上镗削长孔的唯一方法。 2、立柱送进调头镗孔的同轴度误差及其补偿 影响铣镗床调头镗孔同轴度的主要因素与台式铣镗床一样，也是工作台回转180°调头的分度误差da和为使调头前已镗成的半个长孔d1轴线，在调头后再次与镗轴轴线重合而镗削长孔之另一半孔d2，所需工作台横（x）向移动Lx=2lx的定位误差dx2。而且工作台回转180°前后，台面在xy坐标平面内产生的倾角误差df，在yz平面内产生的倾角误差dy及在y向产生的平移误差dy，也同样是刨台式铣镗床调头镗孔同轴度的重要影响因素。但镗轴轴线空间位置对调头镗孔同轴度的影响，通常用立柱送进完成孔全长镗削的刨台式铣镗床，与通常用工作台纵移送进的台式铣镗床有明显的不同。 3、镗轴送进时立柱纵向位置的合理确定 当碰到特定情况，铣镗床必须把立柱固定在纵向床身上的一个合适位置，而用镗轴带着刀具伸出作为镗孔的送进形式时，镗轴轴线与被镗孔名义轴线在xz平面内的交角误差db，在yz平面内的交角误差dg，与台式铣镗床一样，对调头镗孔的同轴度都有重要的影响，并且随着镗轴送进长度的增加，镗轴自重引起之镗杆下挠变形，也对调头镗孔的同轴度产生较大影响。与台式铣镗床所不同的是，刨台式铣镗床的镗轴伸出镗孔时，可纵向移动的立柱必须固置在纵床身上一个确定的位置，并且重要的是这个确定位置可以且应该被选择。 4、镗床上刀具位置的合理确定 在镗床上采用立柱送进调头镗孔时，装夹在镗轴之刀杆上的镗刀，其沿Z向的合理位置，一方面要满足刀尖回转中心至主轴箱前端面的距离稍大于孔全长的一半（再小将不能把长孔镗通，过大则镗轴刚度下降）；另一方面还要满足把刀具刀尖的回转中心，置于镗轴轴线与立柱纵移线的交点O上等等。 近五十年来，在工业中有两个学科分支发展极快。其一是电子学中的计算机技术；其二是机械学中的液压控制与传动技术。这两门技术互相渗透和融合，是现代机械的设计、制造和使用突飞猛进。 1.2液压传动概述 液压气动技术是机械设备中发展最快的技术之一。特别是近年来与微电子、计算机技术相结合，使液压气动技术进入了一个新的发展阶段。目前，已广泛应用在工业各领域。由于近年来微电子、计算机技术的发展，液压、气动元器件制造技术的进一步提高，使液压气动技术不仅作为一种基本的传动形式上占有重要地位，而且以优良的静态、动态性能成为一种重要的控制手段。 1.2.1液压传动原理及系统组成 液压工作原理相对比较简单，液压传动的工作原理：液压传动是利用液体的压力能来传递动力的一种传动式，液压传动的过程是将机械能转换和传递的过程。 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。 控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。 液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。 液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向；执行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选择。 在分析和设计实际任务时，一般采用方框图显示设备中实际运行状况。空心箭头表示信号流，而实心箭头则表示能量流。 基本液压回路中的动作顺序控制元件（二位四通换向阀）的换向和弹簧复位、执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。对于执行元件和控制元件，演示文稿都是基于相应回路图符号，这也为介绍回路图符号作了准备。 根据系统工作原理，您可对所有回路依次进行编号。如果第一个执行元件编号为0，则与其相关的控制元件标识符则为1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数，则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。不仅应对液压回路进行编号，也应对实际设备进行编号，以便发现系统故障。 DIN ISO1219-2标准定义了元件的编号组成，其包括下面四个部分：设备编号、回路编号、元件标识符和元件编号。如果整个系统仅有一种设备，则可省略设备编号。 实际中，另一种编号方式就是对液压系统中所有元件进行连续编号，此时，元件编号应该与元件列表中编号相一致。这种方法特别适用于复杂液压控制系统，每个控制回路都与其系统编号相对应。 1.2.2液压传动优缺点 液压系统优缺点明显，其中优点如下所示： 1.液压传动装置运动平稳，反应快，惯性小，能高速启动，制动和换向。 2.在同等功率情况下，液压传动装置体积小，重量轻，结构紧凑。例如同功率液压马达的重量只有电动机的10%-20%。 3.液压传动装置能在运行中方便的实现无及调速，且调速范围最大可达1：2000（一般为1：1000）。 5.操作简单方便，易于实现自动化。当它电气联合控制时。能实现复杂的自动工作循环和远距离控制。 6.易于实现过载保护。液压元件能自行润滑，使用寿命较长。 7.液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。 反之，液压传动也存在较多不足，其缺点如下： 1.液压传动不能保证严格的传动比，这是由于液压油的可压缩性和泄露造成的。 2.液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-15℃～60℃范围内较合适。 3.为了减少泄露，液压元件在制造精度上要求较高，因此它的造价高，且对油液的污染比较敏感。 4.液压传动装置出现故障时不易查找原因。 5.液压传动在能量转换（机械能压力能机械能）的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力、流量损失大，故系统效率低。 6.液压传动在能量转换的过程中，其压力、流量损失大，故系统效率低。 1.3本课题意义 液压传动与机械传动、电气传动为当代三大传动形式，是现代发展起来的一门新技术，《液压传动》是工科机械类专业的重点课程之一，既有理论知识学习，又有实际技能训练，为此，在教学中安排一至二周的课程设计，本课题具有如下几点意义： 1.综合运用液压传动及其他先修课的理论知识和物产实际知识，进行液压传动设计实践，从而使这些知识得到进一步的巩固加深和发展 2.熟悉和掌握拟定液压传动系统图，液压缸结构设计，液压元件选择以及液压系统的计算方法 3.通过此次设计，提高设计、计算和绘图的基本技能，熟悉设计资料和设计手册，培养独立分析问题和解决问题的能力，为之后设计及设计工作打下必要的基矗 4.提高撰写设计说明书（）的能力。 1.4液压系统设计主要参数及要求 本课题主要是设计用于流水线上箱体内孔加工的专用镗床的液压动力系统。镗床采用液压进给系统自动化加工。机床加工过程的工作循环为：工件安装夹紧到位，刀头快速接近工件，工进速度镗削内孔，加工到位停止，刀头快速退回，其大致工作过程为： 定位夹紧快进工进快退停止。 根据课题任务书得到主要设计参数及要求如下： 进给刀头及拖板最大行程500mm，最大加工进给力12kN，最小进给速度2 mm/s ，最大进给速度不大于20 mm/s ，快进速度60mm/s，快进行程150 mm。要求保证加工质量，自动化，能效高，调速稳定。 第二章液压系统工况分析 2.1负载计算及分析 根据任务书，夹紧力未知，故而根据实际工件进给可能需要夹紧力取最大夹紧力为30KN，不考虑能量损失的情况下，则夹紧液压缸工作负载： ， 很明显实际工作中，能量存在损失，取的传递效率为取0.9，，根据公式： 由于夹紧气缸工作部件相对工件总质量很小，可以忽略。故而， 惯性负载： 阻力负载： 根据设计要求，夹紧缸快进、快退速度： ，，任务书没有给出，考虑到进给速度最大值为0.02m/s，取夹紧缸慢进速度： 。考虑到工作的安全性，对于夹紧液压用行程250mm； 查阅手册等相关设计资料取最大切削力为120KN，故而进给液压缸理论工作负载 根据惯性负载公式： 其中：工作部件总质量，取m=200kg； 快进或快退速度； 运动的加速、减速时间， 求得： 阻力负载：静摩擦阻力 动摩擦阻力 液压缸的机械效率取0.9，则进给液压缸载荷： 进给油缸快进、快退速度： ，进给油缸工进速度最大为： ，进给缸行程最大为500mm。综上所诉得出液压缸在各工作阶段的负载表2.1和表2.2。