空军航空维修技术学院。
毕业设计（**）任务书。
机电一体化专业姓名海南仔学号20 08xxxxx01
牛头刨床的液压系统及液压缸夹具设计。
设计一台牛头刨床的液压系统，要求液压系统缸筒固定并完成：
滑枕缸：（快进——工进——快退——停留1s）后再往返循环——原位停止。
进给缸：快进——(在滑枕缸快退后完成工进——停止)循环——快退——原位停止。
机床滑枕缸：快进、快退速度为0.5m/s.
，工进速度为0.5~1m/min，加速（减速）时间为0.1s。
采用平面的平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，最大行程为1m,最大切削力为5000n，运动部件自重为1000n。
进给缸（此缸不计算，只设计回路）：每次进给量为0.01—0.
5mm，最大行程0.5m
设计内容与要求：
1、 液压系统。
1） 设计液压系统图（含：工作循环图、电磁铁及其他元件动作表、液压系统原理图、液压元件目录表）（2号图纸）
2） 设计液压缸（滑枕缸）并绘制液压缸组件装配图（1号图纸）；
2、 设计加工液压缸上进（出）油口工序的机床夹具（1号图纸）；
3、 设计说明书一份，应有：封面、目录、封底、任务书、毕业设计小结、参考文献及书目、致谢等内容。
4、 要去：（1）图纸为计算机绘图并打印，同时提交电子文档。
2） 设计说明书为打印稿，同时提交电子文档。
3） 时间安排：请于2024年6月20日之前，将毕业设计（初稿）的电子文档发给指导老师，由指导老师进行初步的审查，指导老师于6月24日之前将毕业设计中存在的主要问题提交给学生。于6月28日之前，将修改后的毕业设计最终稿（纸质稿）交给指导老师，并准备答辩。
指导老师：jack
联系**及电子邮件：
机械制造工程系。
目录。第一章绪论4
第二章滑枕缸液压系统的设计4
第三章进给缸的液压设计15
第四章选择液压元件17
第五章电气控制系统设计22
第六章机床夹具的设计28
第七章毕业设计小结30
第八章参考文献31
第一章绪论。
机床是制造业中的主要设备，机床的数量、质量及自动化水平直接影响到整个制造业的发展。20世纪初电动机的发明，使机床的动力得到了根本的改变。在现代制造业中，为了实现机床生产过程自动化的要求，机床电气控制不仅包括拖动机床的电动机，而且包括一套电动机的控制系统。
本说明书主要是对牛头刨床的电业系统及液压缸夹具设计的说明。根据所学知识对牛头刨床的液压系统及其电气控制线路进行了设计。本设计在充分考虑液压系统的可靠、实用性的同时，力求节约成本给出了简便明了的设计方案。
由于本人水平、时间有限，本指导书中定然有欠妥之处，恳请老师批评指正。
第二章滑枕缸液压系统的设计。
2.1设计要求及工况分析。
1.设计要求。
要求设计的机床动力滑台液压系统实现的工作循环是“快进——工进——快退——停留1s——后再往返循环——原位停止”。主要性能参数与性能要求如下：快进、快退速度为0.
5m/s，工进速度为0.5~1m/min,加速（减速）时间为0.1s。
采用平面的平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，最大行程为1m，最大切削力为5000n，运动部件自重为1000n。
2.负载与运动分析。
1）工作负载。
ft=5000n
2） 惯性负载。
fm=（g/g）*（v/t）=1000/9.81*0.5/0.1=510（n）
3） 摩擦负载。
因为采用的动力滑台是平面平导轨，因此作用在其上的正压力n=g=1000（n）
a.静摩擦阻力。
ffs=fsn=o.2*1000=200(n)
b.动摩擦阻力。
ffd=fdn=0.1*1000=100(n)
取液压缸的机械效率ηm=0.90 得出的液压缸在各个工作阶段的负载值如表2—1所列。
表2—1 液压缸所在各个工作阶段的负载值。
2.2主要参数的确定。
1．初选液压缸工作压力。
所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸工作压力p1=2mp
表2—2 按负载选择系统工作压力。
表2—3 各种设备常用系统工作压力。
2.计算液压缸主要尺寸。
鉴于动力滑台要求快进、快退速度相等液压缸可选用单杆式的并在快进时作差动连接。此时，液压缸无杆腔工作面积a1应为有杆腔a2的两倍，即活塞杆外径d与液压缸内径d有d=0.707d的关系。
在工作时，液压缸回油路上必须有背压p2，以防止滑台突然前冲。根据表6可取p2=0.8mpa。
快进时，液压缸虽然作差动连接，但是由于油管中有压降p存在。有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时可取p约为0.5mpa。
快退时回油腔中有背压。这时p2也可按0.5mpa估算。
由工进时的推力计算液压缸的面积为。
f/ ηm=a1p1—a2p2=a1p1—（a1/2）p2
a1=(f/ηm)/（p1—p2/2）=5667/(2—0.8/2)=0.0035（m2）=35（cm2）
d==6.67(cm)
d=0.707d=4.72(cm)
当按gb2348—1980将这些直径圆整成接近标准值时得d=70mm d=50mm
由此求得液压缸两腔实际有效面积为。
a1=πd2/4=38.46cm2
a2=π(d2-d2)/4=18.84cm2
经检验，活塞杆的强度和稳定性均符合要求。
3.液压缸长度l的确定。
液压缸长度l由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：
l=i+b+a+m+c
式中i为活塞的最大工作行程 i=1000mm
b为活塞宽度，一般为（0.6~1）d
a为活塞杆导向长度，取（0.6~1.5）d
m为活塞杆密封长度，由密封方式决定。
c为其他长度。
另外，一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。
4.液压缸壁厚б的确定。
暂定液压缸缸筒壁厚为б=10mm
5.进给缸缸体的组件。
缸体组件包括缸筒与缸盖的连接和活塞与活塞杆的连接形式以及其它装置。
6.缸盖和缸体的连接结构。
采用重量轻外径小，结构紧凑的外螺纹连接结构。
7.活塞组件的连接。
活塞与活塞杆的连接方式很多，无论采用何种方式，都必须保证连接可靠。我们将采用螺纹式连接如图2-1所示，因为它结构简单，装拆方便。
图2—1 螺纹式连接形式。
8.密封装置。
此液压缸中活塞上采用窄断面y型密封圈密封。
对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把赃物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此在活塞杆密封处应增添防灰圈，并放在向着活塞杆外伸的一端，以避免影响液压系统的工作和液压元件的使用寿命。
9.缓冲装置。
运动部件的质量较大，运动速度较高（大于12m/min）由于惯性力较大，具有很大的动量，因而在活塞运动到缸体的终端时，会与端盖发生机械碰撞，产生很大的冲击和噪声，引起液压缸的损坏。为此，必须设置缓冲装置。
液压缸中缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时，在活塞和缸盖之间封住一部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。因此，我们选用可调节流孔式缓冲装置。如图2—1所示。
图2—1 可调节流孔式缓冲装置。
10.排气装置。
液压系统往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生爬行和前冲等现象，严重时会使系统无法正常工作。因此在设计液压缸时，必须考虑空气的排除。
2.3计算液压缸的工作压力。
1.复算工作压力。
差动快进阶段。
p1=f/(a1-a2)+a2/(a1-a2)pb=0.82mpa
工进进给阶段。
p1=f/a1+a2/a1pb=1.86mpa
快速退回阶段。
p1=f/a2+a1/a2pb=1.07mpa
2.计算液压缸的输入流量。
因为快进，快退速度v1=v3=0.5m/s。最大工进速度v2=0.017m/s,则液压缸各阶段的输入流量需为：
快进阶段。qv1=(a1-a2)v1=58.9l/min
工进阶段。qv1=a1v2=3.9l/min
快退阶段。qv1=a2v1=56.5l/min
3.计算液压缸的输入功率。
快进阶段。p=p1 qv1=0.80kw
工进阶段。p=p1 qv1=0.12kw
快退阶段。p=p1 qv1=1.01kw
将以上计算的压力，流量和功率值列于表2—4
表2—4 压力，流量和功率值。
2.4.液压系统图的拟定。
根据机床的设计任务和工况分析，该机床对调速范围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题，速度的调速，换接和稳定性是该机床液压系统设计的核心。
1速度控制回路的选择。
机床的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度负载特性故采用调速阀调速。本系统为小功率系统，效率和发热问题并不突出，故本机床液压系统采用调速阀的进油节流调速，为防止发生前冲，应在回油路上加背压阀。
液压系统的供油主要是低压大流量和合高压小流量两个阶段，若采用单个定量泵，显然系统的功率损失大，效率低，为了提高系统效率和能源利用率，所以采用双泵供油回路。由于调速方案为进油节流调速所以油路采用开式循环油路。此外，根据本机床的运动形式和要求选用单杆活塞式液压缸，由于快进速度和快退速度相等且快进，快退速度远远大于工进速度故采用双泵供油增速回路，根据系统换向循环的要求，选用电磁阀控制的速度换接回路。
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