畢業(yè)設(shè)計（論文）-凸輪軸拋光機床的設(shè)計

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1、濟源職業(yè)技術(shù)學院濟源職業(yè)技術(shù)學院 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計題目 凸輪軸拋光機床的設(shè)計 系別 機 電 系 專業(yè) 機電一體化技術(shù) 班級 機電 0407 姓名 學號 200402235 指導教師 日期 2008 年 11 月 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目設(shè)計題目凸輪軸拋光機床的設(shè)計設(shè)計要求：設(shè)計要求：1、 拋光在現(xiàn)代加工工藝中的重要性減速器軸類的設(shè)計。2、 使工件與工藝分析。3、 確定機床主要技術(shù)參數(shù)。4、 機床的總體布局。5、 液壓系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計進度：設(shè)計進度：第一周：確定并上交畢業(yè)設(shè)計題目；第二周：查找資料，相關(guān)內(nèi)容的分析；第三周：電子稿的初步整理，零件圖草圖的繪制；第四周：修改內(nèi)

2、容，繼續(xù)整理電子稿，零件圖電子稿完成；第五周：對電子稿中出現(xiàn)的問題進一步更改、設(shè)計；第六周：畢業(yè)設(shè)計上交電子稿。 第七周：打印電子稿。第八周：答辯。指導教師（簽名）：指導教師（簽名）： 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計摘 要拋光是一種應(yīng)用廣泛的磨料加工方法，金屬及非金屬材料制品，精密機電產(chǎn)品，日常生活用品，均采用拋光加工來提高表面質(zhì)量。拋光工序在現(xiàn)代加工工藝中的重要性是由拋光自身的特點及零件要求的表面質(zhì)量的日益提高決定的。它是對零件表面進行的光飾加工，主要的目的是去除上道工序的加工痕跡，如到痕、劃印、麻點、尖棱、毛刺等，改善零件表面粗糙度，獲得光亮平整的加工表面，增加美觀，提高工件的抗疲勞和抗腐蝕的性

3、能。經(jīng)拋光的的零件表面粗糙度一般可以達到 Ra0.4vm。此外，拋光還可以作為一道中間加工工序，為油漆、電鍍等后道工序提供油膜、鍍層附著能力強的表面。本畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的凸輪軸拋光機床，采用能克服傳統(tǒng)“靠?！睊伖庖鸬纳毯突爻瘫砻娼佑|力不相等及需嚴格的工件和靠模轉(zhuǎn)動同步等缺陷的“抱拋”拋光原理，利用模塊化的設(shè)計方法將凸輪軸拋光機床分主軸箱、抱拋裝置、床身、尾架、底座和溜板六大模塊，且各模塊采用獨立的動力源。在整個機床的設(shè)計中需解決的兩個關(guān)鍵技術(shù)問題為：（1）保持抱拋機構(gòu)兩拋光輪對凸輪表面的徑向作用力的恒定。（2）伴隨工件的轉(zhuǎn)動，拋光輪的運動控制。為解決這兩個問題，在設(shè)計中采用了恒壓隨動液壓系統(tǒng)

4、。至于其它模塊的設(shè)計則根據(jù)需要和具體設(shè)計情況，采用類比 C6140 普通車床的有關(guān)尺寸進行變型設(shè)計，如床身的設(shè)計等。關(guān)鍵詞：光飾加工，抱拋裝置，靠模濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計0目目 錄錄摘 要II1 引 言61.1 拋光在現(xiàn)代加工工藝中的重要性61.2 拋光的分類61.3 國內(nèi)外凸輪軸拋光機床的發(fā)展現(xiàn)狀61.4 本次所設(shè)計拋光機的特點及有關(guān)說明72 使工件與工藝分析82.1 確定工藝方案82.2 擬定夾具方案102.3 擬定砂帶拋光裝置的結(jié)構(gòu)方案113 確定機床主要技術(shù)參數(shù)153.1 確定主參數(shù)153.2 其他參數(shù)的確定154 機床的總體布局194.1 運動的分配194.2 機床的傳動形式194

5、.3 機床的支承形式194.4 機床總聯(lián)系尺寸圖205 液壓系統(tǒng)的設(shè)計215.1 工況分析215.2 擬訂液壓系統(tǒng)工作原理圖275.3 液壓元件的選擇與計算285.4 系統(tǒng)性能驗算355.5 系統(tǒng)的可行性驗證365.6 支撐件及導軌設(shè)計37致 謝 38參考文獻39濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文意見表40濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計1前 言專科階段的畢業(yè)設(shè)計是大學三年學習的最后一個教學環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)工科大學生培養(yǎng)目標的實踐性、綜合性教學的必經(jīng)環(huán)節(jié)；是實現(xiàn)教學、科研、工程實踐的重要結(jié)合點；是我們畢業(yè)生作為一名專門的技術(shù)性人才第一次也是本科階段的最后一次比較全面地接受檢驗的機會。它不但能較好地反映我們在整個大學

6、學習期間的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能的掌握情況，還有助于我們提高分析問題和解決問題的能力，全面提高我們的素質(zhì)，為即將走向生產(chǎn)和科研崗位打下良好的基礎(chǔ)。因而，對于每一個即將畢業(yè)的畢業(yè)生來說有著非常大的重要性。在本次畢業(yè)設(shè)計中，我所選的設(shè)計題目為凸輪軸拋光機床的設(shè)計（總體設(shè)計） 。難度應(yīng)屬于中等，能從各個方面綜合考查大學三年所學過的專業(yè)知識，能代表系統(tǒng)機械選型設(shè)計的一般過程。由于設(shè)計題目與焦作市中原軸件廠生產(chǎn)實踐掛鉤，實踐性較強。本畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的凸輪軸拋光機床，采用能克服傳統(tǒng)“靠?！睊伖庖鸬纳毯突爻瘫砻娼佑|力不相等及需嚴格的工件和靠模轉(zhuǎn)動同步等缺陷的“抱拋”拋光原理，利用模塊化的設(shè)計方法將

7、凸輪軸拋光機床分主軸箱、抱拋裝置、床身、尾架、底座和溜板六大模塊，且各模塊采用獨立的動力源。在整個機床的設(shè)計中需解決的兩個關(guān)鍵技術(shù)問題為：（1）保持抱拋機構(gòu)兩拋光輪對凸輪表面的徑向作用力的恒定。（2）伴隨工件的轉(zhuǎn)動，拋光輪的運動控制。為解決這兩個問題，在設(shè)計中采用了恒壓隨動液壓系統(tǒng)。至于其它模塊的設(shè)計則根據(jù)需要和具體設(shè)計情況，采用類比 C6140 普通車床的有關(guān)尺寸進行變型設(shè)計，如床身的設(shè)計等。限于我自身的設(shè)計水平及實踐工作經(jīng)驗的相對欠缺，本次設(shè)計中難免有疏漏或不恰當之處。懇請各位老師和翻閱者給以指正。 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計21 1 引引 言言1.11.1 拋光在現(xiàn)代加工工藝中的重要性拋光

8、在現(xiàn)代加工工藝中的重要性拋光是一種應(yīng)用廣泛的磨料加工方法，金屬及非金屬材料制品，精密機電產(chǎn)品，日常生活用品，均采用拋光加工來提高表面質(zhì)量。拋光工序在現(xiàn)代加工工藝中的重要性是由拋光自身的特點及零件要求的表面質(zhì)量的日益提高決定的。它是對零件表面進行的光飾加工，主要的目的是去除上道工序的加工痕跡，如到痕、劃印、麻點、尖棱、毛刺等，改善零件表面粗糙度，獲得光亮平整的加工表面，增加美觀，提高工件的抗疲勞和抗腐蝕的性能。經(jīng)拋光的的零件表面粗糙度一般可以達到 Ra0.4vm。此外，拋光還可以作為一道中間加工工序，為油漆、電鍍等后道工序提供油膜、鍍層附著能力強的表面。1.21.2 拋光的分類拋光的分類拋光一般

9、可以分為柔性機械拋光、機械化學拋光、電化學拋光和磁化學拋光等。在日常的加工中常用的是柔性機械拋光，它包括輪式拋光、帶式拋光、盤式拋光和滾筒拋光等。而本論文所采用的是帶式拋光。1.31.3 國內(nèi)外凸輪軸拋光機床的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外凸輪軸拋光機床的發(fā)展現(xiàn)狀在國內(nèi)過去的二十年間，我國的傳統(tǒng)制造業(yè)中一般采用砂輪磨削或手工拋磨來完成拋磨工序，技術(shù)含量、自動化程度和加工精度都較低。在八十年代初到九十年代初的十年中，砂帶磨削拋光工藝引起了我國大專院校和科研所及企業(yè)界的極大關(guān)注，他們發(fā)表了相當數(shù)量的試驗報告及論文。但由于對砂帶磨削工藝特性的了解不夠、砂帶質(zhì)量、品種及規(guī)格不能滿足生產(chǎn)需求、砂帶磨床品種太少等原因，導

10、致在國內(nèi)的砂帶熱沒持續(xù)幾年就沉寂下來了。近年來，砂帶拋光機床稍有回頭，一般加工工藝范圍小，品種少，應(yīng)用范圍小，主要應(yīng)用于棒料、平面等簡單型面的加工，而用于凸輪軸拋光的有到目前為止只有 B6006 砂帶拋光機床。在國外，最早的凸輪軸砂帶磨削機床已于 1978 年在米蘭展出，但并沒馬上獲得成功。而近年來對凸輪軸的研究與應(yīng)用以美國尤為突出，制造出了多砂帶凸輪磨削拋光機床，濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計3并成功地應(yīng)用于汽車的加工中。濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計42.2.使工件與工藝分析使工件與工藝分析首先，我們得對凸輪軸有個初步的了解，通常凸輪軸的材料為鑄鐵或合金鋼，鑄造的凸輪軸一般經(jīng)過鑄造、硬化（有的是在鑄造

11、時采用冷激鑄鐵，組織是白口鐵） 、磨削、拋光。鋼制的凸輪軸在磨削、淬硬和拋光前，其毛胚是鍛造的，或者用棒料粗加工成形的。而加工凸輪軸的拋光工序通常為加工工藝的最后一道工序，且加工余量很小。 由于此機床專為凸輪軸的拋光工序設(shè)計，具有較強的針對性，因此屬于專用機床的設(shè)計的范圍。同時由于凸輪軸上凸輪的獨特曲面特性，應(yīng)采用與之相適應(yīng)的加工方法來對其進行加工，其具體的分析如下。2.12.1 確定工藝方案確定工藝方案為了在滿足加工要求的前提下采用較優(yōu)的加工方案，我們在確定加工方案時得注重考慮以下的幾個問題：首先，拋光的目的是獲得較高的表面質(zhì)量，但評價拋光機床的拋光質(zhì)量有這樣兩方面的內(nèi)容：一方面是機床應(yīng)保證

12、工件拋光后的最終尺寸精度，保證這些部位拋光前各道工序所獲得的形狀、位置精度，這是拋光質(zhì)量的先決條件；另一方面是拋光后的表面粗糙度。對于一般的圓柱工件來說，保證尺寸公差是較容易的，因為工序中為拋光工序留有適當?shù)膾伖庥嗔?，而這些拋光余量則可根據(jù)拋削量制定。其次，我們得考慮的是被加工工件的表面形狀，對于我們現(xiàn)有的特定加工對象凸輪軸而言，各凸輪的曲面為凹或為凸及各凸輪的相對轉(zhuǎn)角（如圖 2.1 所示）及近年來對加工表面質(zhì)量的要求日趨提高和機床應(yīng)具備一定的加工工藝范圍等，在很大程度上決定了我們所采用加工機床、刀具、拋光裝置，為了在機床設(shè)計中實現(xiàn)成本、效率、結(jié)構(gòu)、技術(shù)熟練成度要求等的優(yōu)化設(shè)計，現(xiàn)在可對以下的

13、幾種加工方案進行分析對比，擇優(yōu)采用符合生產(chǎn)實際的加工方案。濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計5圖 2.1 四缺凸輪軸端面視圖2.1.12.1.1 第一種方案，采用砂輪磨床進行拋光第一種方案，采用砂輪磨床進行拋光在此方案中，可采用較高的砂輪和工件的相對轉(zhuǎn)動速度，可進行較大的磨削進給量，獲得較大的金屬切除率，同時若采用小磨粒的砂輪，也可獲得較高的表面質(zhì)量和較低的表面粗糙度，但若用在凸輪軸加工中，則將主要存在以下的三個問題：（1） 工作節(jié)拍由于凸輪輪廓復雜，精度要求高，而且同一凸輪軸上各個凸輪之間有嚴格的相位要求，這在前面的圖 2-1 可以看到。從其表面曲線來看，凸輪軸上的凸輪曲線由基圓部分和工作段部分組成，

14、而工作段部分則由開放曲線、凸尖、關(guān)閉曲線組成（如圖 2.2） 。為了保證閥門開關(guān)運動平穩(wěn)要求。這些曲線的設(shè)計有專門的要求。對于凸輪的設(shè)計者要要仔細分析凸輪的輪廓、升程值及其一階導數(shù)（速度）和二階導數(shù)（加速度） ，有時還得分析三階導數(shù)（加速度的變化） ，此外，吸氣凸輪與排氣凸輪在外形輪廓上稍有不同。還有，為實現(xiàn)發(fā)動機氣缸的正確點火周期，每個凸輪的相位角是不同地安置的，由于這些原因會導致砂輪的進給控制非常的困難，難以保證加工凸輪的加工精度。同時其靈活性小，若對四缸或六缸的凸輪軸進行加工，則需配備 10-14 套拋光裝置，或者配備一個可編程的控制系統(tǒng)來控制砂輪的進給運動，這樣都會導致設(shè)計的機床相當復

15、雜。（2） 燒傷燒傷另一有關(guān)的是磨削凸輪軸凸輪的表面質(zhì)量。顯然，金屬切除率是直接正比于砂濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計6輪與凸輪的相對周邊速度。由于凸輪的基圓部分和工作段部分的周邊速度不一樣，因而凸輪圖 2.2 凸輪磨削曲線1.凸尖 2.基圓曲線 3.回程曲線 4.升程曲線各部分的金屬切除率不相同，從而由磨削過程中產(chǎn)生的塑性變形而產(chǎn)生的熱量相應(yīng)增多，其熱量的大部分積聚在工件的表面而導致表面局部燒傷。（3） 凹入的凸輪輪廓這樣的凸輪軸砂輪磨床的前瞻性不好，適應(yīng)性有限，對于凹入的凸輪沒法加工，或者說加工成本很高，可采用小直徑的 CBN 來加工，但由于其經(jīng)濟問題在大規(guī)模生產(chǎn)中是無法推廣的。近年來，凹入的凸

16、輪已經(jīng)被發(fā)動機設(shè)計者感興趣，其凸輪曲線在開放曲線和關(guān)閉曲線處的曲率是負值，在這種廓形中，以凹曲線代替直的或凸的曲線。這樣的凸輪在工作中比現(xiàn)在的凸輪能更快的開關(guān)閥門，這樣燃燒更完全，輸出的馬力更大。當然在以上的三個問題中對于針對中軸廠的中小規(guī)模的生產(chǎn)類型及現(xiàn)有的生產(chǎn)加工條件，按照結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、效率高、成本低、操作方便簡單等機床設(shè)計原則。第一個問題，即凸輪軸的工作節(jié)拍是我們面臨的最為關(guān)鍵的問題，若采用與凸輪軸轉(zhuǎn)動同步的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，其較高的技術(shù)難度和成本，致使此種方案的可行性較小。2.1.22.1.2 第二種方案，采用砂帶拋光機床進行拋光第二種方案，采用砂帶拋光機床進行拋光砂帶拋光是根據(jù)工件

17、形狀，用相應(yīng)的接觸方式及高速運動的砂帶對工件進行磨削拋光的一種新工藝。在過去的五、六十年里，砂帶磨削作為一種新工藝，在像塑料、皮革、不銹鋼、陶瓷等表面要求較高而又特別難加工的金屬和非金屬材料。在現(xiàn)代工業(yè)中，砂帶磨削拋光技術(shù)以其獨具的加工特點被視為一種很重要的加工方法。國外有專家曾把砂帶磨床比做“未來的巨人”加以評述。下面將對砂帶磨削拋光的有關(guān)原理及其特點加以分析。（1）砂帶磨削拋光原理濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計7實現(xiàn)砂帶磨削加工的主要方法有：砂帶自由張緊法、帶有接觸輪的轉(zhuǎn)動砂帶法和接觸板法。最常用的是帶有接觸輪的轉(zhuǎn)動砂帶法。如圖 2.3 所示根據(jù)工件形狀和加工要求，以相應(yīng)的接觸方式和適當?shù)哪ハ鲄?/p>

18、數(shù)對工件進行磨削加工或拋光。圖 2.3 拋光原理圖2.22.2 擬定夾具方案擬定夾具方案對于特定的加工工件，下面以中原軸件廠提供的六缸凸輪軸為例，如圖 2.4 所示，此六缸凸輪軸中的加工表面為 1 中的十二個進排氣凸輪面 2 中的六個凸輪軸軸頸和 3 中的兩個滾子軸承端面，同時還可從圖中可看到凸輪軸的兩端有兩個圓柱。 兩個端面孔和軸的右端的專為裝夾預留的部分，從而我們可采用三爪卡盤加尾架的定位方式來完成夾緊、定位。這其中的三爪卡盤具有自動定心的功能，因此在此裝置中只需保證主軸和尾架頂錐的同軸度即可保證加工工件的同軸度，如圖2.5所示。圖2.4六 缸凸輪軸1.十二個進排氣凸輪 2.六個凸輪軸軸頸

19、 3.端面軸徑濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計8圖 2.5 凸輪軸的裝夾示意圖2.32.3 擬定砂帶拋光裝置的結(jié)構(gòu)方案擬定砂帶拋光裝置的結(jié)構(gòu)方案2.3.12.3.1 國內(nèi)外砂帶拋光機現(xiàn)狀及分析國內(nèi)外砂帶拋光機現(xiàn)狀及分析 從六十年代起，用于國產(chǎn)汽車發(fā)動機凸輪軸的砂帶拋光機床一直采用“靠模頂拋”式結(jié)構(gòu)，如圖2-6所示，其工作原理是：用一個與被加工工件形狀、尺寸相同的零件做靠模，靠模與工件之間用連桿聯(lián)接著，連桿靠近工件的一端裝有拋光爪，拋光砂帶由傳送裝置送到工件與拋光爪之間，拋光爪使砂帶貼在工件表面上，連桿的另一端安裝仿形滾輪。連桿在彈簧力作用下使?jié)L輪緊靠著靠模。當靠模與工件同步旋轉(zhuǎn)時，通過連桿，拋光爪即沿

20、工件做仿形運動，砂帶即把工件表面拋光。使用此類機床必須保證以下兩點：第一，在安裝工件時，應(yīng)使工件表面的某一點A與靠模對應(yīng)的某一點A在同一平面內(nèi)，且角度與位置相同。第二，拋光時工件與靠模必須保持嚴格地同步旋轉(zhuǎn)。在實際工作中，傳動誤差與安裝誤差總是存在的，這些誤差使得工件凸輪曲線在各點的極座標值與靠模對應(yīng)點的極座標值不一致，最終導致拋光時砂帶與工件表面接觸力不穩(wěn)定，影響了拋光質(zhì)量?！翱磕ｍ敀仭笔缴皫伖鈾C的另一缺點是：連桿尺寸大，質(zhì)量也大，運動時會產(chǎn)生較大的動員，特別當連桿的兩端靠近凸輪尖端部位的升回程表面時，連桿將獲得最大的動量變化值，使凸輪7654321圖2.6 靠模頂拋示意圖1.彈簧 2.滾

21、輪 3.靠模 4.連桿 5.砂帶 6.工件 7.拋光爪濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計9升、回程表面的拋光壓力不均勻，因而影響拋光質(zhì)量即當拋光爪處于凸輪回程面時，較大的連桿動量值由于慣性的作用，迫使拋光爪離開凸輪表面或者拋光爪之間的壓力降低，也就是砂帶與工件表面脫離接觸或壓力降低，而當拋光爪處在凸輪的升程面時，連桿運動產(chǎn)生的慣性力與彈簧力方向一致，增加了拋光爪作用在位拋光表面的壓力。因此，在拋光過程中作用力大小不一致，使得拋光質(zhì)量不如人意。為了克服“靠模頂拋”式砂帶拋光機的缺點，國際上各主要汽車生產(chǎn)國使用的砂帶拋光機床普遍采用“抱拋”式拋光頭，且由PLC進行控制，其結(jié)構(gòu)如圖2.7所示。從圖中可以看到，

22、工件每一個拋光面都有一對拋光爪，平時是撐開的，工作時兩個拋光爪將工件“抱”住,砂帶從兩個拋光爪內(nèi)穿過，再與工件表面接觸，工件每旋轉(zhuǎn)一周，砂帶兩次拋削工件表面，工作效率是“靠模頂拋”結(jié)構(gòu)的兩倍。“抱拋”結(jié)構(gòu)在工作時，兩個拋光爪作用在工件上的力大小相等、方向相反，不但使凸輪升、回程表面的拋光質(zhì)量均勻一致而且使機床主軸和尾架不受徑向力,從而提高了機床的使用壽命。圖2.7 “抱拋”機構(gòu)圖1.氣缸 2.新砂帶 3.過砂帶裝置 4.廢砂帶 5.拋光頭 6.工件“抱拋式”拋光頭沒有靠模和連桿，結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕，動量慣性小，每個拋光頭都配有一個砂帶卡盤，更換砂帶方便。濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計10圖2.8 改

23、造的“抱拋”結(jié)構(gòu)示意圖1主動輪 2.擺動液壓缸 3.張緊輪 4.拋光頭5.鉸鏈傳動機構(gòu) 6.輔助輪 7.砂帶 8.加工工件濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計113.3.確定機床主要技術(shù)參數(shù)確定機床主要技術(shù)參數(shù) 由于此機床專為凸輪軸的拋光工序而設(shè)計，同時又具有一定的可調(diào)節(jié)性，因此也可定義為可調(diào)凸輪軸拋光專用機床。下面將確定其主要技術(shù)參數(shù)如下。3.13.1 確定主參數(shù)確定主參數(shù)由于本次設(shè)計的機床為針對具體的凸輪軸而設(shè)計，因此我們的主參數(shù)和基本參數(shù)的選定可根據(jù)給定的加工工件尺寸（最大直徑 最大長度為52.5mm 837mm）和我們所設(shè)計的機床形式（臥式）相結(jié)合，利用相似類比的方法參照機床設(shè)計手冊 3 部件、機

24、構(gòu)及其總體設(shè)計將其設(shè)計所需的主參數(shù)如表3-1如下：表3-1床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 D(mm) 500拋光機構(gòu)上的最大工件回轉(zhuǎn)直徑 （mm）1100最大工件長度 10003.23.2 其他參數(shù)的確定其他參數(shù)的確定3.2.13.2.1 確定主軸的轉(zhuǎn)速確定主軸的轉(zhuǎn)速由于本機床為特定工件的特定工序而設(shè)計的專用機床，其凸輪在徑向上的變動不大。同時考慮到砂帶加工機床的工件轉(zhuǎn)速一般取020m/min的轉(zhuǎn)速及實際凸輪表面質(zhì)量的要求不是太高，其表面粗糙度Ra的取值為0.412.5um。因此可根據(jù)下面的公式： =（轉(zhuǎn)/分） （3-1）dv1000式中：選定的切削速度（米/分） ； d刀具直徑或工件直徑（毫米） ；

25、在這里選取 020m/min 的中間值 15m/min 的轉(zhuǎn)速和工件的變化范圍為 30100mm 可確定主軸的轉(zhuǎn)速的變化范圍，進而初步確定一適當?shù)闹鬏S轉(zhuǎn)速值。在一定的情況下可濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計12獲得主軸的極限轉(zhuǎn)速。當 d 取小值 30mm 時可得最大極限轉(zhuǎn)速：=159.2（轉(zhuǎn)/分）max30151000 當 d 取 100mm 時，則可獲得最小極限轉(zhuǎn)速： =（轉(zhuǎn)/分）min7 .47100151000 因此，可初步取其中間值=64 轉(zhuǎn)/分來驗算工件直徑在 30100mm 內(nèi)的轉(zhuǎn)速，由公式（3-1）可得工件切削速度： （m/min） （3-2）1000d 當 d 取小值 30mm 時可得

26、最低工件切削速度： （m/min）028. 610003014. 3641000mind 當 d 取大值 100mm 時可得最高工件切削速度： （m/min）096.20100010014.3641000maxd 由于中原軸件廠提供的凸輪軸在直徑方向上的變化范圍為 4480mm，為使給定的凸輪軸（最大直徑 最大長度為 52.5mm 837mm，即六缸發(fā)動機凸輪軸）加工時能處于最佳的加工狀態(tài)，即 1520m/min。因此，最終取主軸轉(zhuǎn)速為 =60 轉(zhuǎn)/分。主軸3.2.23.2.2 確定切削數(shù)據(jù)確定切削數(shù)據(jù)切削力由于對于砂帶的磨削拋光中的受力分析和計算公式，到目前為止還沒有一套具體的計算公式，因此

27、只能采用參照的方法，取徑向方向上的最大分力NFn100（因為在砂帶機床中一般取 50300，同時又考慮到此機床為半精加工的精密拋光，所以為得到較好的拋光表面粗糙度取較小一點的值 100） 。對于其切向分力，最大值通F常取徑向分力的一半，這將按最大值來取值，故拋光的最大切向分力=50NF濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計13切削用量同上的分析類同，由于無法在理論上計算出砂帶接觸輪的縱向進給量，而只能在生產(chǎn)實際中根據(jù)具體的生產(chǎn)實際調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力值，即可調(diào)節(jié)接觸輪的徑向壓力，進而得到加工所需的各個縱向進給量和所需的各個表面粗糙度值。 同理，機床的橫向進給為手動調(diào)節(jié)，因而無需確定，在生產(chǎn)中根據(jù)實際需要手動調(diào)

28、節(jié)即可。3.2.33.2.3 確定主運動電動機的功率確定主運動電動機的功率為了不使電動機在工作時出現(xiàn)電動機經(jīng)常處于低負荷工作狀態(tài)而造成浪費，或者電動機經(jīng)常處于超負荷狀態(tài)而導致電機或電氣元件的燒壞（為主要考慮因素） ?，F(xiàn)采用計算法初步確定主電動機的功率。一般來說，機床主電動機的功率 （3-3）附空切NNNN式中： 消耗與切削的功率，又稱為有效功率（千瓦） ；切N 空載功率（千瓦） ；空N載荷附加功率（千瓦） 。附N對于砂帶磨削拋光機床可按磨床來計算其切削功率 （3-3a）6120ZPN切式中： 切削力的切向分量（公斤力） ，這里由于拋光時主要承受徑向壓力，zP且徑向力一般為 50200，所以這里

29、可取較大值=10 公斤力（按通常切向力一般取徑NzP向力的一半的經(jīng)驗方法）來驗算； 切削速度（米/分） 。這里取最佳切削速度 15 米/ 分。（千瓦）0245. 061201510切N而計算載荷附加功率的公式為： （3-3b）切切附NNN式中： 載荷附加功率（千瓦） ；附N濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計14 主傳動鏈的機械效率。 將式（3-3b）代入（3-3）得： （3-3c）空切NNN此時，式（3-3c）中的為主要消耗功率的元素，但又無法在實際的機床中測得，空N故只能按相似類比的方法，類比于機床6140 來初步擬定為 1.5。同時又因為機床的主運動為回轉(zhuǎn)運動，因而取較大一點的效率值，代入式80.

30、0床（3-3d）中得： （千瓦）531. 15 . 180. 00245. 0空床切NNN因此電機的額定功率： （3-3d）kNN額定對連續(xù)工作的機床，取 k 為 1.0，則 （千瓦）531. 10 . 1531. 1kNN額定最后，由于本機床在設(shè)計時采用模塊化設(shè)計的方法，為給機床功能改造和將來的擴展留有一定的預留功率，因此在這選用 2.2的主電動機。3.2.43.2.4 確定砂帶拋光裝置電動機的功率確定砂帶拋光裝置電動機的功率由于具體的砂帶拋光機構(gòu)的具體尺寸和偏角需在拋光機構(gòu)設(shè)計完后，才能進行較為精確的計算。現(xiàn)在只能參考取值，參照機床液壓中的寧波高等?？茖W校機械工程系的陳廉清和俞利鋒的論文“

31、砂帶磨削及機床設(shè)計” （315010）主傳動裝置的取值范圍（0.30.7kw/10mm，按寬度?。?，取小值 0.3 進行計算。同時我們所需拋光的圓面和凸輪面的最大寬度值為 30mm，因此所需電動機功率為 P=0.3*30/10=0.9 kw查中國礦業(yè)大學出版社出版的吳相憲等主編的實用機械設(shè)計手冊頁表 11-1，選163pY90s-4 型號的電動機，其額定功率為 1.1kw，滿載轉(zhuǎn)速為 1420r/min。濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計154.4. 機床的總體布局機床的總體布局4.14.1 運動的分配運動的分配從第一節(jié)的分析我們知道在砂帶拋光機中所需的運動為工件與砂帶的相對轉(zhuǎn)動和拋光裝置中的拋光頭相

32、對工件的徑向方向上的運動。根據(jù)機床設(shè)計的小件承擔運動的原則及砂帶拋光機床中的工件與砂帶的相對運動特性和拋光裝置中拋光頭的特殊運動形式，決定采用以下的運動分配形式：即工件承擔相對于砂帶運動方向反方向的轉(zhuǎn)動運動，此運動從主軸箱的主軸獲得；砂帶做相對于工件轉(zhuǎn)動反方向的獨立運動，此運動由單獨的動力源供給（主要原因是可簡化機床的運動傳動系統(tǒng)，從而簡化機床） ；拋光頭的特殊路線的運動，則由恒壓的液壓系統(tǒng)提供恒定的外力伴隨工件的轉(zhuǎn)動而自動隨動完成。其運動的分配如上頁圖 4.1 所示。 圖4.1 拋光機床的運動分配示意圖4.24.2 機床的傳動形式機床的傳動形式在此機床的設(shè)計中，由于主運動和進給運動間沒有嚴格

33、的傳動比要求，及各模塊單獨的動力源設(shè)計。因此，機床的傳動形式為機床主軸箱的齒輪機械傳動、拋光裝置中的恒壓系統(tǒng)中的液壓傳動、主電動機與主軸箱及砂帶與各傳動輪的帶傳動。4.34.3 機床的支承形式機床的支承形式在機床的常用支承件床身、底座、立柱、橫梁、橫臂等的使用中，或單獨使用，濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計16或組合使用。其支承形式主要有以下的五種形式：1、“一”形（一字形）支承。2、“”形（柱形）支承。3、“”形（倒丁字形）支承。4、“”形（槽形）支承。5、“”形（框形）支承。由于凸輪軸一般都為桿件，所以通常可采用“一”形（一字形）支承和“”形（柱形）支承，但為了操作時裝夾方便、簡化機床等決定采用“

34、一”形（一字形）支承的機床，也可稱之為臥式拋光機床，其示意圖如圖 4.2 所示：圖4.2 機床支承示意圖4.44.4 機床總聯(lián)系尺寸圖機床總聯(lián)系尺寸圖圖 4.3 機床聯(lián)系尺寸圖則液壓缸的輸出功率為 )(92. 9031. 0320WFNh濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計175.5. 液壓系統(tǒng)的設(shè)計液壓系統(tǒng)的設(shè)計5.15.1 工況分析工況分析為了能夠設(shè)計一個合理的、實用的液壓系統(tǒng)，必須進行工況分析，以明確機構(gòu)在運動過程中的運動規(guī)律和負載的大小及其變化規(guī)律。凸輪軸拋光機機床的液壓系統(tǒng)主要是為拋光機在拋光工件時，能隨工件的轉(zhuǎn)動提供一個理想恒定的隨動工作壓力。下面將對機構(gòu)進行運動分析和負載的分析以便確定所設(shè)計

35、的液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。5.1.15.1.1 運動分析運動分析由于凸輪軸的加工過程是一個連續(xù)不斷的變化過程，現(xiàn)在討論的是液壓系統(tǒng)設(shè)計所需的負載，及負載的變化程度。現(xiàn)將以中軸提供的六缸凸輪軸（注：此軸的加工部位的形狀為圓面和凸輪面，圓的直徑為 80mm，凸輪的尺寸為：長軸 短軸為 51.6mm 44mm（排氣凸輪） 、50.7mm 44mm（吸氣凸輪） ，因而在拋光加工前的凸輪尺寸大概為52mm 45mm）為主，選定其加工運動過程中的兩個極限位置（兩拋光接觸輪間的最近位置44mm 和接觸的最遠位置 52mm）進行分析。其示意分析圖如圖 5.1。從圖 5-1 上可以看到，在凸輪軸運動的兩個極限位置上

36、（只取了拋光裝置的一邊進行分析，因為拋光機構(gòu)基本成對稱分布，其運動規(guī)律和受力情況基本一致，只是時間上的先后差別） ，拋光機構(gòu)上的桿件和接觸輪整體轉(zhuǎn)動一定的角度，并在垂直方向上與初始位置有一定的高度差。在這為方便分析起見，在這兩個取定的特殊位置上，假定 1 位置為初始位置，這樣當凸輪軸上的凸輪部分轉(zhuǎn)到 2 位置的過程中，桿件 cef 及接觸輪 a 將整體繞點 e 順時針方向偏轉(zhuǎn)一偏角dec，又桿件 ad 和桿件 def 為固定連接，因而其偏轉(zhuǎn)角與桿 ad 相同，即濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計18圖 5.1 運動位置分析示意圖 dec=aeb這里由于凸輪在長度上的差值此時為最大（但在水平方向上不到 7

37、mm，因為接觸輪與凸輪表面在拋光過程中始終相切，此時由于接觸輪繞 e 點的轉(zhuǎn)動，因而會導致凸輪和接觸輪的相切點并不絕對的在水平方向上，而是有小角度的偏移，約等于aeb 的值） ，因而整個機構(gòu)的往外偏轉(zhuǎn)的程度為最大。在凸輪軸的加工過程中只需考慮其凸輪軸在水平和垂直方向上的力的大小及變化，即可初步擬訂液壓缸的額定壓強的要求。5.1.25.1.2 負載分析負載分析（a）機構(gòu)在理想狀態(tài)下受力情況及其變化情況進行分析如下： 在 1 位置時。此時接觸輪與凸輪的轉(zhuǎn)動中心線所組成的平面與水平面的夾角為 0 度，凸輪的徑向力為 100，因而作用在 c 點桿件上的反作N用力 F2=100N。其受力圖如圖 5-2

38、所示。從上圖可以看出，力 F2 給與桿件一個相對于轉(zhuǎn)動點 e 的順時針方向的轉(zhuǎn)矩 M2=100*220/1000=22N/m濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計19=100圖 5.2 位置受力分析圖因而，液壓缸得相應(yīng)的給予一個相對于轉(zhuǎn)動點 e 的逆時針方向的轉(zhuǎn)矩 M1,并使得M1=M2又 ef 的長度為mm，因而力F1=M1/=22/0.1=220NefL、在位置時。此時接觸輪與凸輪轉(zhuǎn)動中心所組成的平面與水平面方向有一定的夾角，因而點 c 處的力的方向與水平方向也有一定的夾角，從而水平方向上的分力將發(fā)生變化，成變小的趨勢。下圖為位置時受力分析圖和位置示意圖如 5.3a 所示。圖 5.3a 位置分析圖濟源職

39、業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計20在這兩圖中，為higfig，為abo，此時仍然假定液壓缸的推力為N，即圖 6-3b 中的力 FbN，由圖 6-3a 可以知道 aebaob，又aob的角度值很小，趨近于零，所以可以近似地認為aebaob。由于dab 也較小，因而可認為線段 ab 的長度為 7mm，則aeb=2arsin1.850502202202ab所以aobaeb=1.8，這里假定12=1.8來估算力 Fd 及力 Fc 的大小及變化。由 5-3b1 圖 5.3b 位置受力分析圖可知： Fb=220 N,則 F3=100 N Fd=F3 cos2=100 cos1.8=99.95 N Fc=F3 sin2

40、 =100 sin1.8=3.14 N因而在水平方向上 F=F2-Fd=100-99.95=0.05 N在垂直方向上F=0-3.14=-3.14 N由于其值都很小，因而在水平方向和垂直方向上基本可以看作是恒定的工作壓力（水平方向僅為，而垂直方向相對與工件的自重則更是微乎其微了）10005. 0濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計21因此，在不考慮自身重力的理想狀態(tài)下，液壓缸應(yīng)提供的力應(yīng)為：理想F=220 N理想F但由于拋光裝置是橫置的，同時桿件和活塞皆為有一定質(zhì)量的元件，因而還的考慮其重力的影響。（b） 、考慮重力狀態(tài)下的受力分析由于拋光機構(gòu)為橫置，故桿件的兩端重力差將產(chǎn)生的一定方向的轉(zhuǎn)矩,現(xiàn)在對起機構(gòu)的

41、重力分布情況進行了初步的估算，其大致情況如圖 5.4 所示：、5缸圖 5.4 受力分析圖1.桿件左端 2.桿件右端 3.接觸輪 4.兩導向輪設(shè) G1 作用點到 e 的距離為 ef/2=50mm；G2 作用點到 e 的距離為右邊長度的一半，即為 150mm；所有構(gòu)件皆按鑄鐵材料來計算，此時=7.9g/；而 3 輪的尺寸直徑厚度3cm為 60mm 50mm，4、5 輪的尺寸直徑 厚度為 40mm 30mm，銷的尺寸直徑 長度為10mm50mm；因此 左邊的質(zhì)量 m1=v1=7.9（1020100）=158g右邊的質(zhì)量 m2=v2=7.9（1020300+30+2.23020*2030+220503

42、0+155030+5*5503）/1000=2484g所以 M=(2484150-15850) 10/(1001000) =3650 N.mm濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計22所以 =M/ef=3650/100=36.5 N缸F由于在液壓缸的工作過程中還存在摩擦力等的影響，因而液壓缸提供的力F+=256.3 N理想F缸F5.1.35.1.3 運動行程分析與計算運動行程分析與計算由前面的分析可知，在每個凸輪的加工過程中偏轉(zhuǎn)角的變化很小，在桿件的軸向方向上的差值不大，因而可以進近似地將圓弧看成水平直線來分析，這樣工件在水平方向上的液壓缸的工作行程可用圖 5.5 來近似計算；已知拋光機床的加工范圍為 30

43、100mm。即X=70/2=35mm，由圖可知桿件在 1 和 2 位置所組成的圖形是成相似三角形的，因而相應(yīng)邊的比值相等，即100220 xX所以 mm9 .1535220100220100Xx圖 5.5 機構(gòu)上桿件偏轉(zhuǎn)極限示意圖恒壓工作停止啟動圖 5.6 工作循環(huán)圖濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計235.25.2 擬訂液壓系統(tǒng)工作原理圖擬訂液壓系統(tǒng)工作原理圖在綜合考慮第一部分的設(shè)計要求及相關(guān)液壓系統(tǒng)、液壓元件的性能和特性后，可采用如圖 5-7 所示的調(diào)壓液壓系統(tǒng)（為系統(tǒng)智能符號圖） 。圖 5.7 拋光機床液壓系統(tǒng)圖1.固定液壓缸 2.轉(zhuǎn)動活塞桿及活塞 3.電磁換向閥 4.抱拋機構(gòu)桿件 5.溢流閥 6

44、.油管 7.電動機 8.濾油器 9.油缸 10.葉片泵 11.單向閥 12.壓力表 13.液壓缸復位彈簧5.35.3 液壓元件的選擇與計算液壓元件的選擇與計算由于系統(tǒng)所要求的工作推力條件不高，即只需大于（256.3+）N，在液壓缸的工彈簧N作壓力及尺寸上沒有任何附加的條件。因而，在設(shè)計本液壓系統(tǒng)時采用了選定液壓泵后再設(shè)計相關(guān)的元件的設(shè)計方案來設(shè)計本系統(tǒng)，并在最后對其有關(guān)參數(shù)進行驗證和計算。5.3.15.3.1 液壓泵的選擇液壓泵的選擇查機械設(shè)計手冊（4、液壓、氣壓系統(tǒng)設(shè)計及機床現(xiàn)代設(shè)計方法） ，選表 8.3-7中的 BB-B4 型擺線內(nèi)齒輪泵。因為該型號的泵具有結(jié)構(gòu)簡單、輸油平穩(wěn)、噪音低、良好

45、的高速性能等特點。適用于低壓液壓系統(tǒng)，價格也較便宜。該型號的齒輪泵的主要參數(shù)如表 5-1。濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計24表 5-1BB-B4 型擺線內(nèi)齒輪泵主要參數(shù)表5.3.25.3.2 液壓泵電動機的確定與選擇液壓泵電動機的確定與選擇由上邊參數(shù)表中的驅(qū)動功率和轉(zhuǎn)速，可查吳相憲、王正為、黃玉堂主編的實用機械設(shè)計手冊 P163 頁表 11-1（Y 系列三相異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)） ，選 Y-4 型號的三相異步180電動機，額定功率為 0.55kw。5.3.35.3.3 液壓油的選用液壓油的選用為了在滿足系統(tǒng)要求的前提下，選用合適的液壓油還得考慮所選油的價格性能比問題。由于所設(shè)計的系統(tǒng)的液壓泵的額定壓力

46、僅為 2.5MPa，而且工作壓力取得更低，為 1 .0MPa 左右，故屬于低壓系統(tǒng)。而在通常的機床低壓液壓系統(tǒng)中，一般都采用 10 號、20號、30 號機械油、8 號柴油機油，及 22 號、30 號汽輪機油等。在這系統(tǒng)中，考慮壓力低和通用性及價格性能比等，系統(tǒng)在春、冬季由于溫度較低選用粘度較低的 10 號機械油，夏、秋季選用粘度較高的 20 號機械油。查上?？茖W技術(shù)出版社出版的液壓系統(tǒng)設(shè)計手冊P1022 頁表 12-6 得到這兩種油的主要性能參數(shù)如表 5-2 所式。流量（L/min ）4壓力（MPa）2.5轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）1500壓力振擺（MPa）15. 0容積效率(%)80驅(qū)動功率(kw)

47、0.25濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計25表 5-2（GB443-64）10 號機械油20 號機械油運動粘度cSt7131723恩氏粘度E2.63.31酸值mgKOH/g0.140.16灰分%0.0070.007水溶性酸和堿無無機械雜質(zhì)%0.0050.005水分%無無閃點C165170凝點C-15-155.3.45.3.4 活塞桿直徑的選定與校核活塞桿直徑的選定與校核這里按 d=0.5D 取，則 d=0.5*50=25mm，為確定所選直徑是否滿足設(shè)計要求，下面對其進行剛度校核： （5-3）4Fd 式中 F活塞桿上的作用力； 活塞桿材料的許用應(yīng)力；=；為材料抗拉強度，n 為安nb/b全系數(shù)，一般取 n

48、=1.4。取缸筒相同材料，因而相同，即 340MPa，取 n=1.4，F(xiàn)=2000(前面已分析得出)那b么 4Fd mmmm255 .104 . 134014. 320004因而所選直徑尺寸滿足強度要求，為合理取用。5.3.55.3.5 其它元件的選用與計算其它元件的選用與計算（a）油管和管接頭的選擇油管類型的選擇濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計26在整個液壓系統(tǒng)中，處在不同位置的油管應(yīng)相應(yīng)地采用不同類型的油管，以便取得較好的效果。因為油管的選擇是否恰當，對液壓系統(tǒng)的工作可靠性、安裝合理性和維修方便性等都有影響。同時不同類型的有關(guān)具有不同的特性和最佳使用場合，比如鋼管，它能承受高壓、耐油、抗腐蝕性和鋼

49、性好的特點。主要使用于中、高壓系統(tǒng)。而銅管它易彎曲，承受的壓力也較高，但價格高，抗振能力弱，只用于液壓裝置配接不方便的地方。至于軟管，主要用于兩個相對運動之間的連接。這里我們在液壓系統(tǒng)的連接中，在進油管路上采用冷拔鋼管，在換相閥與液壓缸之間采用軟管連接。油管尺寸的計算油管內(nèi)徑 d 的計算公式為 （5-4）Qd4式中： Q通過油管的最大流量； 油管中允許的流速，一般吸油管去 0.55m/s；壓力油管 2.55m/s；回油管取 1.52m/s。因而，對于吸油管： mmcmd5 . 8849. 0100160/100044吸查上?？茖W技術(shù)出版社出版的液壓傳動設(shè)計手冊表 8-1 管道公稱通徑系列參（J

50、B825-66） ，選系列中的 14mm。再查表 8-2 得管壁厚為 2mm，管接頭連接螺紋M22 1.5。對于壓力油管： mmcmd4 . 334. 01005 . 260/100044壓同上選公稱通徑為 10mm，油管壁厚為 1mm，接頭連接螺紋為 M10。1 對于回油管： mmcmd7 . 557. 01005 . 160/100044回同上選公稱通徑為 10mm，油管壁厚為 1mm,接頭連接螺紋為 M10。1（b）溢流閥的選用溢流閥作為液壓系統(tǒng)中不可少缺的壓力控制元件。其主要功能就是能在系統(tǒng)中起調(diào)壓和限壓作用。除此之外，溢流閥還可以作背壓閥、遠程調(diào)壓閥、卸荷閥等多種用途。濟源職業(yè)技術(shù)學

51、院畢業(yè)設(shè)計27在本系統(tǒng)中采用溢流閥，主要用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作壓力和限制活塞缸的壓強，以便保持基本恒定的活塞推力。因而對選用的活塞要求壓力-流量特性要好。在溢流閥的種類中主要分為兩種，即直動式溢流閥和先導式溢流閥。由于先導式溢流閥的壓力-流量特性比直動式溢流閥要好，因而要盡量采用先導式溢流閥。結(jié)合所調(diào)節(jié)壓力系統(tǒng)的壓力不高，為低壓系統(tǒng)，及資料液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計手冊 （上?？茖W技術(shù)出版社出版的）P622 頁表7-88，選用 P-B10 型低壓溢流閥（廣州型） 。其壓力范圍為 0.32.5MPa，額定流量為10L/min，接口尺寸為 8mm。（c）單向閥的選用為減少齒輪泵本身的流量脈動對液壓缸的影響及液壓

52、缸負載變化引起的壓力變化對泵的影響，在中間設(shè)置一單向閥。根據(jù)設(shè)計要求查資料液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計手冊 （上海科學技術(shù)出版社出版的）P568 頁，選 DIF-L10H1 型號的單向閥。其公稱通徑為 10mm，額定流量為 25L/min。（d）電磁換向閥的選用由于在換相控制中只需能實時控制油路的通斷即可，這里采用資料液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計手冊 （上?？茖W技術(shù)出版社出版的）P669 頁表 7-149 中的 23D-10B 型號的板式二位三通單電磁鐵彈簧復位式換相閥。流量為 10 L/min,最大壓力為 6.3MPa，接口直徑為8mm。（e）濾油器濾油器用于濾除油液中非可溶性顆粒污染物，對油液進行凈化，以保證系統(tǒng)

53、工作的穩(wěn)定和延長液壓元件的使用壽命。濾油器的從結(jié)構(gòu)上可分為多種，比如網(wǎng)式濾油器、線式濾油器、紙式濾油器、燒結(jié)式濾油器等?？紤]到本液壓系統(tǒng)基本為封閉的系統(tǒng)及對系統(tǒng)一定程度靈敏度的的要求，在滿足通油能力和耐壓、抗腐蝕的能力的基礎(chǔ)上，優(yōu)先采用線隙式濾油器，并安裝在液壓泵的進油管上，以便保護液壓泵。查上?？茖W技術(shù)出版社出版的液壓傳動設(shè)計手冊表 10-10 XU 型線隙式濾油器中的 XU-B16型號，其流量為 16L/min,可承受壓力為 25MPa，壓力100損失僅為 0.30.6 MPa，過濾精度為 100，現(xiàn)有產(chǎn)品為沈陽黃河五金液壓件廠的 XU-15型號，其參數(shù)相同。100（f）油箱油箱的主要作用

54、是儲油、散發(fā)油的熱量、沉淀油中雜質(zhì)、逸出油中氣體。油箱分為濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計28開式油箱和閉式油箱，這里采用開式油箱。放置于機床床身的空腔中，其開式油箱的結(jié)構(gòu)圖如圖 5.8 所式。圖 5.8 油箱結(jié)構(gòu)圖1.空氣過濾器 2.回油管 3.油面指示器 4.放油塞5.線隙式過濾器 6.隔板 7.吸油管 8.頂板很明顯此油箱為固定式油箱，同時由于溫升不高，故采用自然冷卻的方式來冷卻油液油箱的尺寸（長：寬：高）可基本認為 1：1：1。則油箱的有效容積可按 4 倍每分鐘的流量，即 （5-5）泵Q4V所以： V=4*4=16L（h）壓力表由于本系統(tǒng)為低壓力系統(tǒng)，故只需采用一般的壓力表即可。查上?？茖W技術(shù)

55、出版社出版的液壓傳動設(shè)計手冊P972 頁表 10-34，選用上海宜川儀表廠的一般用彈簧管壓力表 Y-60 型號的壓力表。5.45.4 系統(tǒng)性能驗算系統(tǒng)性能驗算5.4.15.4.1 傳動路線中的壓力損失傳動路線中的壓力損失濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計29液壓系統(tǒng)的傳動路線應(yīng)分吸油段和壓油段兩部分來分別計算壓力損失。由于管道暫時沒有布置完，這里按 d=10mm 來計算，取 L=2.5m 估算。油液的運動粘度為 10 號機械油計算。由前面的元件選用可得如表 5-3 所式的數(shù)據(jù)：表 5-3 各控制閥參數(shù)表序號控制元件名稱型號規(guī)格技術(shù)數(shù)據(jù) p)(105Pa)/(2smQ實際流量)/(2smQ額定流量時的壓力

56、損失）（PaP5101溢流閥P-B10B=25maxpQ=0.173100.067310卸荷壓力11.52單向閥DIF-L10H1=210maxpQ=0.423100.06731023二位三通電磁換向閥23D-10BP=63Q=0.173100.0673102首先判斷液流狀態(tài)，由于雷若數(shù)200097.111013. 7101010067. 044433dQdR故為層流管路沿程壓力損失：)(101 . 510105 . 210067. 01013. 73 . 4103 . 4516434164PadLQPL取局部壓力損失 )(1051. 0101 . 51 . 01 . 055PaPPL油液流經(jīng)

57、單向閥和二位三通換向閥的壓力損失為：)(101 . 1)1042. 010067. 01017. 010067. 0(102)(533335PaQQPPVnVVnV濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計30 因而，整個回路的壓力損失為)(1071. 610) 1 . 151. 01 . 5 (55PaPPPPL5.4.25.4.2 確定液壓泵工作壓力確定液壓泵工作壓力為了不使彈簧承受太大的拉力，選液壓缸工作推力為 320N，則 )(10632. 110450320562PaAFPL所以液壓泵的工作壓力： )(10342. 810)632. 171. 6(55PaPPPL故溢流閥的調(diào)整壓力取 9（Pa） 。5

58、105.4.35.4.3 液壓系統(tǒng)的效率液壓系統(tǒng)的效率液壓缸活塞的速度 )/(031. 0104509 . 010067. 0623smAQh液壓泵的輸出功率為 )(3 .6010067. 010935WPQNB所以整個系統(tǒng)的效率（取齒輪泵的效率為 0.8） 132. 08 . 03 .6092. 9泵BNN5.55.5 系統(tǒng)的可行性驗證系統(tǒng)的可行性驗證由于在機床的加工過程中，工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，抱拋機構(gòu)的每個單邊均做一次升程和回程運動，而回程運動由彈簧來完成。機床上的工件轉(zhuǎn)速為 60r/min，故工件每一秒鐘得轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，若按工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，液壓缸里油量變化四次來計算臨界速度， （取每次變化量為3.2m

59、m）則 ）（）（臨smsmh/031. 0/1016. 01104446濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計31故所設(shè)計的液壓系統(tǒng)符合機構(gòu)控制要求5.65.6 支撐件及導軌設(shè)計支撐件及導軌設(shè)計機床中的支承件主要是指床身、立柱、橫梁、底座等大件。而且在設(shè)計時可主要從剛度、熱變形與內(nèi)應(yīng)力等方面來著重考慮。而在本次的拋光機床的支承件設(shè)計中，主要為床身和底座的設(shè)計，為縮短設(shè)計的時間和周期，采用基于 CA6140 普通車床的變形設(shè)計方法。其主要的尺寸和結(jié)構(gòu)基本與 CA6140 的成比例，因而在滿足機床的性能要求上不會存在失效的情形，具體的設(shè)計尺寸、結(jié)構(gòu)及相關(guān)的技術(shù)要求見零件圖和總裝圖。濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計32致

60、致 謝謝論文至此，將近兩個月的畢業(yè)設(shè)計也即將告一段落了，此時此刻，感觸最深的是：畢業(yè)設(shè)計真能鍛煉人，同時也非常慶幸自己選了往年沒做過的畢業(yè)設(shè)計題目，讓自己在大學的最后階段真真正正地鍛煉一下自己。雖然在設(shè)計之初也曾后悔過，沒有選一個較容易的設(shè)計題目，雖然在我的設(shè)計中也還存在一些問題，雖然現(xiàn)在我還不可能知道我的畢業(yè)設(shè)計的成績，但事實證明了我做到了我曾經(jīng)為此而疑惑、徘徊猶豫過的問題。而且，在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，它讓我學會了一種通用的系統(tǒng)設(shè)計方法，讓我學會了獨立做研究、查資料、做設(shè)計等。同時也培養(yǎng)了我們在做設(shè)計過程中的團隊合作。我想這也許就是我們做畢業(yè)設(shè)計的最初目標所在吧！彈指一揮間，大學就這樣結(jié)束

61、了，回想當時剛剛上大學的時候，就一懵懂的小青年，上了一個有著悠久歷史的學校， ，我就是伴著新校區(qū)成長的，它成長的同時也哺育了我成長。最后，我要特地感謝的是：在畢業(yè)設(shè)計過程中為我解除過疑難的老師及帶過我們畢業(yè)實習和設(shè)計過程中幫助過我的老師。感謝他們在我畢業(yè)設(shè)計中對我的指導和幫助。祝他們： 身體健康！工作愉快！生活美滿！濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計33參考文獻參考文獻1 鄧文英.2004.金屬工藝學.北京：高等教育出版社2 丁樹膜.2004.機械工程學.北京：機械工業(yè)出版社3 房世榮.1994.工程材料與金屬工藝學.北京：機械工業(yè)出版社4 郭炯凡，陳定乾.2000.金屬工藝學.北京：高等教育出版社5 李義增.1998. 金屬工藝學.北京：機械工藝出版社6 凌愛林.2001. 金屬工藝學.北京：機械工藝出版社7 羅會昌.2000. 金屬工藝學.北京：高等教育出版社8 劉躍南.2000.機械基礎(chǔ)工藝學.北京：機械工業(yè)出版社9 孫學強.2001.機械制造基礎(chǔ).北京：機械工藝出版社10 王英杰.2001.金屬工藝學.北京.高等教育出版社 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計34濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文意見表濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文意見表指導教師意見： 教師簽字： 年 月 日評閱人意見： 評閱人簽字： 年 月 日答辯委員會意見： 成 績 評 定：答辯組組長簽字： 年 月 日