盘。数控系统自动加工该零件只需要花分钟，而装夹卡紧工件及卸下工件就需要耗费分钟，这段时间有多半是用来手动卡紧卡盘及松开卡盘的。这样算来，手动装夹，卡紧工件加工工件打开卡盘卸下工件这过程式要花费分钟。而当我们采用液压传动借以代替之后即可节省近分钟的时间，则上面所描述的加工过程大概耗时在分钟，这样来回工件即可节省将近分钟，对于加工零件来说，这是笔十分可观的时间。这完全达到了提高生产效率，降低劳动者作业强度，提高生产效率的目的。另外，采用液压驱动系统使得机床卡盘的夹紧力可靠性大大加强，性能十分稳定，这样就避免了采用手动卡紧和换档时卡紧力不足导致工件在加工过程中松弛或加工精度不够甚至报废和损坏刀具等状况的发生。而且随着液压传动技术越来越完备，采用自动化完成上述工序是完全可以的。基于此种状况，本次设计将数控车床的卡盘卡紧，主轴变档二个动作全部设计成由液压传动系统来完成。液压系统方案的制定与论证液压系统方案制定的背景和特点近年来，由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术计算机技术微电子技术磨擦磨损技术可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量水平有定的提高。液压传动技术在数控自动化机床上的应用也越来越广泛，而且也为机床工业的自动化程度的提高上起到了重要的力量。尽管如此，走向二十世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。多方案的比较和论证根据对液压传动系统有关知识的学习调查和了解，并且借鉴前人经验，拟设计如下二个方案以供选择系统全部采用常规阀控制，液压缸动作顺序由手动换向阀来控制。其优点是性能可靠，安全性高。可以采用国内均可生产的常规阀，价格较便宜，较易购买。缺点是自动化程度低不能适应数控程度高自动化程度的机床，而且移动速度较慢。系统全部采用电磁铁驱动的电磁控制阀来控制，其优点是移动速度快，系统安全可靠，可连续长时间工作，是近年高自动化液压传动系统控制的发展趋势。但目前国内生产的电磁换向阀的安全性能还达到使用要求的还不多，因此需要进口或采用台湾产品，并且台湾产品价格不是很高，而且基本可以达到国际先进水平，完全可以满足使用要求。从自动化的使用要求和安全方面考虑，第二种方案更适合本次设计。因此本次设计的液压系统采用了电磁铁驱动的电磁控制阀。在液压泵站的设计中，采用了的液压泵和供油集成块，用个单向阀保证系统安全性。另外，在各个液压站集成块上，有三个压力继电器，可使系统更加安全可靠的工作。最终方案的制定和说明确定液压泵类型及调速方式参考同类机床，选用单向定量液压泵供油调速阀进油节流调速的开式回路，溢流阀作定压阀。回油路上设置背压阀，初定背压值为。选用执行原件因系统要求变挡，且液压缸有正向和反向运动，因此选用单活塞杆的二位液压缸变挡。换向回路的选择本系统对换向的平稳性没有严格的要求，所以选用电磁换向阀的换向回路。因此两个油缸都选用三位四通换向阀。组成液压系统绘原理图将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改补充，即组成如图所示的液压系统原理图。图液压系统原理图第二章数控机床液压系统工况分析数控机床液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量压力功率的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数压力和流量的依据。液压系统的运动分析液压卡盘的运动分析根据对普通数控车床机床卡盘卡紧动作的观察和分析可知，液压卡盘执行元件，即液压缸运动过程可分解为向前卡紧，保持不动，向后松开。其运动循环图如下向前卡紧向后松开图卡盘液压缸运动循环图液压变档的运动分析根据对普通数控车床机床主轴变档动作的液压系统原理如图所示。为便于观察调整压力，在回路中装个压力表。液压阀由溢流阀压力表两个换向阀以及二个节流阀组成。调节溢流阀使系统压力为。两个换向阀分别控制二位油缸和三位油缸。二个节流阀分别控制二个油缸的速度。二位油缸向前为高速，向后为低速。液压系统中各电磁铁的动作顺序如表所示表电磁铁的动作顺序保持不动原位停止电磁铁油缸变速油缸Ⅰ档Ⅱ档变速油缸Ⅲ档Ⅳ档液压卡盘或尾座中心架卡紧松开液压卡盘撑件撑紧松开原位注表示电磁铁得电。将压力继电器的压力调至，当油液中的压力低于继电器设定压力时，发出信号，使主轴停止运转。液压系统的负载分析液压卡盘的负载分析根据对液压卡盘的运动分析，液压卡盘液压缸的负载可分为惯性负载弹性负载粘性负载各种摩擦负载如静摩擦动摩擦等以及其它不随时间位置等参数变化的恒值负载等。，属于中压系统。液压油箱的有效容量可确定为式中液压油箱有效容积液压泵额定流量。因此油箱的容积可按上式计算。与泵的流量结合起来，选用即可满足使用要求。液压油箱的外形尺寸液压油箱的有效容积确定以后，需设计液压油箱的外形尺寸，这次采用的外型尺寸为长宽高的外型尺寸，见装配图。液压油箱的结构设计为了减少液压站的震动及发热等问题对机床的影响，液压油箱的结构多采用钢板焊接的分离式液压油箱。隔板作用增长液压油流动循环时间，除去沉淀杂质，分离清除水和空气，调整温度，吸收液压油压力的波动及防止液面的波动。安装形式隔板的安装形式有多种，可以把隔板设计成低于液压油面，其高度为最低油面的，使液压油从隔板上方流过还可以设计成高出液压油面，即使隔板与油箱该连为体，向下伸到吸油管及回油管以下，使液压油经沉淀冷却后从隔板侧面流过。这种方式更便于加工和清洗油箱。本液压油箱设计时，采用了此种方式。过滤网的配置过滤网设计成将液压油箱内部分为二，使吸油管与回油管隔开，这样液压油可以经过次过滤。过滤网通常使用目左右的金属网。吸油管与回油管回油管出口回油管出口形式有直口斜口弯管直口带扩散器的出口等几种形式，斜口应用得较多，般为斜口。为了防止液面波动，可以在回油管出口装扩散器。回油管放置在液面以下，与油箱底面相距，回油管放在液面以下。吸油管吸油管前设置滤油器，其精度为目的网式或线隙式滤油器。滤油器与箱底音质距离为。为防止吸油时卷吸空气或因流入液压油箱的液压油搅动油面，致使油中混入气泡，吸油管插入液压油面以下。吸油管与回油管的方向为了使油液的流动具有方向性，综合考虑隔板吸油管和回油管的配置，尽量把吸油管和回油管用隔板隔开，为了不使回油管的压力波动波及吸油管，吸油管及回油管的斜口方向致。顶盖及清洗孔顶盖在液压油箱顶盖上装设阀组空气滤清器时，必须十分牢固。液压油箱同它们的接合面要平整光滑，将密封填料耐油橡胶密封垫圈以及液压密封橡胶衬入其间，以防杂质水和空气侵入，并防止漏油。同时，不允许油阀和管道泄漏在箱盖上的液压油流回液压油箱内。由于电机和泵的尺寸均较大，所以放在液压油箱的侧面。清洗孔本次设计中的油箱上没有设计专用的清洗孔，为最大限度地易于清扫液压油箱内的各个角落和取出箱内的元件，将整个顶盖设计成活动式，由螺钉垫片连接并密封。杂质和污油的排放为了便于排放污油，液压油箱底部做成了倾斜式箱底，并将放油塞安放在了最低处。液面指示为了观察液压油箱内的液面情况，在箱的侧面安装了液位计，指示最高最低油位。液压油箱的起吊对液压装置而言，从工厂装配开始，到最终送到用户，要经过反复装卸，所以在整个液压站设计了较高的四个支脚，以便于装卸。液压油箱的防锈为了防止液压油箱内部生锈，应在油箱内外壁涂耐油防锈涂料。泵电动机装置的选择液压泵电动机装置包括液压泵电动机泵用联轴器等，又称为泵组。其计算选择如下确定液压泵的流量压力和选择泵的规格泵的工作压力的确定考虑到正常工作中进油管路有定的压力损失，所以泵的工作压力式中液压泵的最大工作压力执行元件的最大工作压力油管路中的压力损失，简单系统可取,复杂系统取,在此系统中我们取则上述计算所得的是系统的静态压力,考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到定的压力贮备量,并确保泵的寿命,因此选项泵的额定压力应满足泵的流量确定液压泵的最大流量应为,式中液压泵的最大流量系数,般取，取，则三个液压缸同时工作即流量取最大时，选择液压泵的规格根据以上算得的和，可选择叶片泵，其型号为,最大流量,调压范围。电动机的计算选择卡盘液压缸所需功率的计算由节的叙述可知，卡盘所需电动机最大功率可为。尾座液压缸所需功率的计算根据节中尾座液压缸的参数的计算可知，需要电动机功率，电动机的选择根据以上计算的功率可知，电机总功率为可选出电动机标准功率为转速型号为。根据流量和压力可选出液压阀规格和型号我们选用直径为通用液压阀,流量为,压力为。电机泵的综合选择根据液压泵的型号及参数，并结合电动机型号参数，再查阅相关手册现选用变量叶片泵电机组合,该泵组的基本参数流量为，额定压力为,电动机转速为。采用该电机泵组的优点有变量泵与直接式电机设计成体，不仅便于安装使用，而且可以节省安装空间可以提高同心度，减少噪音。液压站的结构设计液压泵装置包括不同类型的液压泵驱动电动机及其联轴器等。其安装方式分为立式和卧式两种。本设计采用卧式。电机泵组安装在油箱的左侧。电机泵组及管道安装在液压油箱上面，安装维修方便，散热条件好。其余液压元件的位置设计以方便整体布局为准。具体设计见图。图数控车床液压站设计图第六章液压系统的验算已知该液压系统中进回油管的内径均为，选用液压油，考虑到液压油的最低温度为摄氏度，查得其时的运动粘度，密度。压力损失的验算液压缸运动时压力损失，最大速度为，最大流量为,则油液在管内的流速为管道内的流动雷诺数为，可见乳化液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数进油管道的沿程压力损失为液压缸工进时工作阻力最大，压降满足压力损失范围要求，所以无需修改原设计。系统温升的验算由于本液压系统的工作介质为液压油或液压油，且采用开式回路，温度不是很高。机床允许的温升最高为摄氏度,所以系统温升可以保证在许可范围内，所以不需要进行温升的验算。结论本次设计的内容是数控车床卡紧及换档液压系统设计。主要进行了数控车床的参数查对，液压传动系统的方案比较及选择设计，运动及负载分析情况，主要参数的设计计