ckj61100数控车床液压系统设计大学论文Word文件下载.docx

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完成时间

2011.5

摘要

本文大致介绍了液压系统的发展趋势及我国目前液压技术的发展状况，详细分析了课题研究的内容、目的和意义。

设计之前，给出了几种方案的比较与论证，并从中选择了最优方案进行设计。

此液压系统的设计是基于车床卡盘的夹紧与松开、卡盘夹紧力的高低压转换和刀架的自动换刀。

在设计之前，对液压系统设计要求及工况做了仔细分析。

分析后对液压系统的必要参数进行了科学严谨的计算。

通过对计算结果的分析先选定了液压回路进而选择并给出了液压系统图。

在确定液压系统图后，根据液压系统工作压力和通过各个阀类元件和辅助元件的实际流量对液压元件进行了选择。

当液压系统主体确定后，对液压站也进行了简单设计。

通过

数控车床卡盘和刀架液压系统的设计，使现有机床在原有基础上得到更大的改善，使加工生产步骤更简便，从而减轻工人的劳动强度、提高效率、节省能源。

关键词：

卡盘；

刀架；

液压缸；

液压站

Abstract

Thisarticleoutlinedthehydraulicsystemofthedevelopmenttrendofthecurrentstateofdevelopmentofhydraulictechnology,adetailedanalysisoftheresearchcontent,purposeandsignificance.Beforethedesignisgivenseveraloptionsforcomparisonanddemonstrationandchoosetheoptimalprogramdesign.

Thehydraulicsystemdesignisbasedontheclampingchucklathewithloosen,chuckclampingforce.onthethroatsofhighandlowvoltageconversionandrotationofchangeknife.Analysisofthehydraulicsystemofthenecessaryparametersofstrictscientificcomputing.Throughtheanalysisoftheresults,wehaveselectedandthenselectthehydrauliccircuitandhydraulicsystemdiagramisgiven.Indeterminingthehydraulicsystemdiagram,accordingtotheworkpressureofhydraulicsystemandcomponentsthroughvariousvalvesandauxiliarycomponentsoftheactualflowofthehydrauliccomponentswereselected.Whenthehydraulicsystemofthemaindetermined,onthehydraulicmanifoldblockalsocarriedoutstationsandsimpledesign.

Throughthe

CNClathehydraulicsystemchuckandrotationofchangeknifedesignchange，Makeexistingmachineinoriginalbasisbemorebigimprovement,Makeprocessingproductionstepsmoresimple,thusreducethelaborintensity,improveefficiency,savingenergy.

Keywords：

Chuck；

Cutter；

Hydrauliccylinder；

Hydraulicstatio

1绪论

1.1引言

液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一。

液压传动的各种元件由于重量轻、体积小，可以根据需要方便、灵活地来布置；

结合最新技术自动化程度高且操纵控制方便，容易实现直线运动；

可实现大范围的无级调速（调速范围达

）；

自动实现过载保护；

采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长。

因此，正确合理地设计与使用液压系统，对于提高各类液压机械及装置的工作品质和技术经济性能具有重要意义。

液压技术与现代社会中人们的日常生活、工农业生产、科学研究活动产生着日益密切的关系，已成为现代机械设备和装置中的基本技术构成、现代控制工程的基本技术要素和工业及国防自动化的重要手段，并在国民经济各行业以及几乎所有技术领域中日益广泛应用，应用液压技术的程度已成为衡量一个国家工业化水平的重要标志。

1.2课题研究现状

1.2.1世界数控车床的现状

目前在全世界车床拥有量

万台中,数控车床约

万台,占

世界车床年产量

万台中，数控车床约

万台，占

，故

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

，在年产量中，三者之比约为

，而在发展中国家，分别为

和

。

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：

年，日本车床（金切和成形）拥有量

万台，数控车床

万台,汽车产量为

万辆；

而中国

年，车床拥有量

万台，数控车床

万台，汽车产量仅为

万辆。

1.2.2我国液压技术现状

（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。

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

，消耗值数控化率还不到

，而发达国家大多在

左右。

国产数控车床到2000年可供品种为

多种,接近数控车床品种的

，其中占产量

的是经济型数控车床。

最高转速一般在

，个别转速达

，坐标定位精度一般在

，重复定位精度在

，工作精度圆度在

之间，表面粗糙度

长城车床厂

液压系统最高转速

，快速行程

轴

，

，定位精度

，工作精度圆度

，表面粗糙度

国产数控系统

可靠性大都超过

万小时，但国际上先进企业数控系统MTBF已达

万小时。

国产数控车床、加工中心

有少数厂达

，但国际先进水平已达

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。

（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

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]。

表1国内外液压发展情况对比

国内

国外

小型化，集成化，多样化

机电一体化集成元件和系统

高压，高速，高精度，高可靠性

智能化自动控制元件和系统

高效，节能，环保

高精度数字控制元件和系统

机电一体化

水介质液压元件和系统

1.3液压技术及产品的发展方向

（1）节省能耗，提高效率，采用液压传动与控制系统的节能技术;

（2）机电一体化技术及IT技术的应用高精度、高频响电液、电气伺服比例系统和元件，液粘调速器速度控制技术;

数字液压、气动系统和元件,直动型电液控制元件;

用AC电机或变频电机驱动定量泵，发展机电一体化元件和系统;

（3）发展内置电子系统的电液伺服比例元件、电磁阀、液压定位油缸等;

（4）重视环保;

提高液压系统及污染控制技术，采用无泄漏液压系统和元件;

（5）应用现代控制技术，提高电液压自动控制系统的性能，开发水压传动与控制技术，大力发展水压系统和元件，扩大其应用领域;

（6）先进设计技术;

如计算机辅助设计与试验，仿真技术;

（7）现代制造技术的应用研究;

如表面处理技术、计算机辅助制造技术、润滑技术;

总之，液压技术作为便捷和廉价的自动化技术，有着良好的发展前景。

液压产品不仅在机电、轻纺、家电等传统领域有着很大的市场，而且在新兴的产业如信息技术产业、生物制品业、微纳精细加工等领域都有广阔的发展空间。

脚踏实地，放眼未来，经过行业的共同努力，我国的液压工业一定能走进一个新天地[2]。

1.4课题研究的主要内容、目的和意义

研究CKJ61100数控车床的液压系统的主要内容:

（1）车床卡盘的夹紧与松开、卡盘夹紧力的高低压转换;

（2）刀架的自动换刀，分别为刀盘抬起、刀架锁紧和刀盘转位。

通过对CKJ61100数控车床原有液压系统的分析和了解，结合已学的液压方面知识，对液压系统的改进、结构、设计等方面的知识有深一步认识与提高。

通过

数控车床液压系统卡盘和刀架换刀的设计，使现有机床在原有基础上得到更大的改善，使加工生产步骤更简便，从而减轻工人的劳动强度、提高效率、节省能源。

液压系统设计步骤为：

（1）明确系统设计要求；

（2）分析系统工况，确定主要参数；

（3）拟定液压系统原理图；

（4）液压元件的选择与计算；

（5）液压系统的性能验算；

（6）进行结构设计，编写技术文件。

2CKJ61100数控机床卡盘的设计

2.1机床卡盘设计的内容

车床卡盘的夹紧与松开、卡盘夹紧力的高低压转换。

2.2机床卡盘设计的立题依据

翻阅大量液压类书籍和文献，调查取证，结合已掌握的液压方面的知识对原有系统进行优劣分析并提出改进方案，对车床卡盘的夹紧与松开、卡盘夹紧力的高低压转换进行了创新设计，由常见的手动机械装置改装成由液压动力驱动的液压传动装置。

使其满足旋转精度、刚度、温升、抗震性等主要性能，以提高整机性能，并保证该液压系统执行上述几个动作时的可行性与可靠性，充分体现现代液压技术应用于数控机床的优越性。

对于采用手动卡紧的机械卡盘加工某一工件普通数控车床，工人们需要