液压设计毕业设计论文.doc

摘 要 本文主要论述了液压设计。因为液压是活塞式发动机和压缩机的主要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传送给曲轴，又收曲轴驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体。连杆承受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小，强度高。所以在安排工艺过程时，按照“先基准后一般”的加工原则。连杆的主要加工表面为大小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面。 在夹具设计方面也要针对连杆结构特点比较小，设计应时应注意夹具体结构尺寸的大小等，最终就能达到零件的理想要求！关键词: 液压 变形 加工工艺 夹具设计AbstractThe diesel connecting rod treating handicraft the main body of a book has been discussed mainly and their grip design. Because of the connecting rod is one of dyadic engine of piston and main compression engine part, whose larger end hole and crank shaft link up , the small head hole links up by the wrist pin and the piston , whose effect is that the piston gas pressure is transmitted to the crank shaft , collect crank shaft gas in driving but setting a piston in motion to compress a cylinder. Being that the pole bears pounds a live load , request connecting rod mass is minor therefore , the intensity is high. Therefore when arranging procedure for, according to first the criterion queen-like treating principle. The connecting rod main part processes a surface being that head hole and both ends big or small are weak, more important faying face and bolt hole locating surface being the connecting rod body and cover treating outside. Also should be comparatively small specifically for connecting rod structure characteristic in the field of grip design , design that the size should pay attention to gripping the concrete structure dimension of the season waits, the ideal being therefore likely to reach a part ultimately demands!Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device第一章 引言1 1.1数控机床的特点1 1.2 设计采用的方法1第二章 分度盘的加工与编程2 2.1加工任务分析22.2工艺处理42.2.1 毛坯准备42.2.2 装夹42.2.3 工艺设计52.3数控刀具72.4宏程序编程92.5模拟仿真112.5.1 定义机床112.5.2 定义毛坯122.5.3 选择夹具142.5.4 安装工件162.5.5 定义刀具172.5.6 建立工件坐标系172.5.7 输入代码输入宏程序代码进行准备模拟172.5.8 空运行182.5.9 模拟加工202.5.10 模拟三维工件和刀具23第三章 3 机械手液压系统机构设计计算 24 3.1负载分析 25 3.2 液压马达的负载28 3.3 执行元件主要参数的确定30 3.4 计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量、功率36 3.5 拟定液压原理图37 3.6选择液压元件38 3.7液压缸基本参数的确定40 3.8液压缸结构强度计算和稳定校验42 3.9液压传动用油的选择43 4.1 验算系统液压性能43 4.2液压系统发热和温升验算43 4.3滤油器的选择44结论 45参考文献46第一章 引言1.1数控机床的特点在数控技术中，所谓的加工程序，就是把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、切削参数以及辅助动作等，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把程序中的内容通过控制介质或直接输入到数控机床的数控装置中，从而控制机床加工零件。 数控编程分为手工编程和自动编程。手工编程是从零件图样确定工艺路线，计算数值和编写零件加工程序单，制备控制介质到校验程序都由人工完成。对于形状简单零件的加工，计算比较简单，程序较短，采用手工编程可以完成，但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线，列表曲线的零件，用手工编程相当困难，必须用自动变成完成.自动编程是编程人员根据加工零件图纸要求，进行参数选择和设置，由计算机自动地进行数值计算，后置处理，编写出零件加工程序单，直至将加工程序通过直接通信的方式进入数控机床，控制机床进行加工。随着数控技术的发展，数控机床得到了广泛的应用。目前，在机械行业中，单件小批量生产所占有的比例越来越大。这对工件的加工要求也提高了，目前在数控加工中比较广泛的应用了手工编程，它是按照事先编制好的加工程序，根据加工程序自动的对被加工零件进行加工，我们把零件的加工工艺路线，工艺参数，刀具轨迹，切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及编写成的加工程序单，然后输入到数控机床中，从而控制机床完成对零件的加工，但这种手工编程只能加工一些简单的面。面对具有复杂曲面的点位关系是无法完成的。例如在分度盘的加工过程中，孔的数量相当多，而且加工精度要求高，在加工中还有很多变量，一般编程很难完成，但我们可以采用宏程序来完成。宏程序结构类似于计算机高级语言，可以实现变量的算术运算，逻辑运算和条件转移等操作。它可以很轻松的完成分度盘的加工。1.2设计采用的方法本设计采用宏程序进行加工程序的编制，在分度盘的实际运用中比较适用，在运用过程中还可以采用算术运算和逻辑运算，能够多次转移和循环，极大的简化了我们的操作过程，与普通加工相比，也减轻了编程人员的劳动强度和工作时间。在这次设计分度盘的过程中，我们要感受到计算机在工业生产中的重要辅助作用。有些复杂的曲面和多孔零件在加工中必须要通过电脑软件的帮助才能完成工件的加工，人工计算是很难得到的，而通过自动编程和宏程序就可以简单快速的完成。通过这次毕业设计，使我能更熟练的应用宏程序进行设计、加工等。第二章 分度盘的加工与编程2.1 任务分析在加工编程前，必须按照加工工艺要求先对该零件进行详细的加工工艺分析，这是编程人员编辑程序的重要依据之一。由于分度盘的加工较复杂，如果用普通机床加工，必须先进行人工画线，打样冲，钻孔，再扩孔等工艺，而操作过程中需要人为干涉，不仅费时而且误差较大，使其加工精度底，产品质量不高，同时生产效率也大大降低。分度盘示意图如图一所示：图一 分度盘采用数控机床加工，因数控机床对工件的加工是按事先编好的程序自动完成的，工件加工过程中不需要人为干涉，加工完成后自动停止，消除了操作者人为产生的误差，提高了加工精度高，同时也减少了划线，打样冲等时间，提高了生产效率。数控加工编程分为自动编程和手工编程，手工编程无法完成具有较多变量的加工，而宏程序可以完成有较多变量的编程，所以我们选择了宏程序编程，它是一固定功能，避免多次编程的繁琐，减少了编程时间，提高了加工效率，并且其结构类似于计算机高级语言，可以实现变量的算术运算，逻辑运算和条件转移等操作。按照工件的加工及实际应用的基本要求，可以将该工件的加工主要分为三个部分：外轮廓加工：外轮廓加工主要完成将工件毛坯加工到需要的尺寸精度，外轮廓加工一般需要经过粗加工、半精加工、精加工等步骤才能达到需要的精度要求。由于本设计的分度盘零件对外圆没有加工要求，因此这里只进行了一次加工，即能满足实际要求。上表面加工：由于需要在上表面上进行大量的孔加工，再加上钻削过程中所产生的切削抗力较大以及较大的振动，因此在孔加工之前需要将上表面加工光整。孔加工：孔加工是本设计的一个重点加工部位，本设计采用了两个子程序的办法来完成该加工，并作出了一个标准孔加工宏程序，在设计中通过反复调用即可完成。在调用宏程序时，只要改变其中任意一个参数，就可完成不同厚度，不同大小，不同孔数的分度盘或类似扇形的分度盘多孔的加工。在孔加工中，主要经过了中心钻钻引入孔、麻花钻钻底孔等步骤。2.2 工艺处理由于加工分度盘较复杂，精度要求高，所以选择数控加工中心进行加工，这就可以保证较高的加工精度并满足加工要求。加工中心加工选择定位基准的基本要求：1、所选基准与各加工部位见的各个尺寸计算简单。2、保证各项加工精度。3、选择定位基准应遵循的原则：尽量选择分度盘的设计基准为准，选择设计基准做为定位基准不仅可以避免因基准不重合而引起的定位误差，保证加工精度，可以简化程序编制。当在加工中心上无法同时完成包括设计基准在内的全部表面加工时，要考虑所选择基准定位后，一次装夹能够完成全部关键精度部位的加工。由于加工分度盘较复杂，精度要求高，所以选择数控加工中心进行加工，这就可以保证较高的加工精度并满足加工要求。221毛坯准备毛坯如图二所示：1、08F低碳钢材料2、淬火后回火至HRC40-50图二 毛坯示意图222装夹对夹具的基本要求：夹紧结构或其他元件不得影响进给，加工部位要敞开。为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面在外，夹具要开敞。为保持分度盘安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上事项定向安装，还要求能使零件定位面于机床之间保持一定的坐标联系。夹具的刚性和稳定性要好，在考虑夹紧方案时，夹紧力应靠近主要支撑点或在支撑点所组成的三角形内，靠近切削部位及刚性好的地方，尽量不要在被加工孔的上方。加工中心夹具的选择要根据零件精度等级，结构特点，产品批量及机床精度等情况综合考虑。在单件生产或产品研制中，应广泛采用通用夹具。我们在这次分度盘的设计中所选用的是通用夹具三爪卡盘。为使其定位和装夹准确可靠，由于毛坯中已经有中心空，不需要再加工中心孔。所以我们只需要限制零件的X轴的移动与转动，Y轴的移动与转动，Z轴的移动就可以保证零件的定位精度要求。能满足这种要求的夹具就是三爪卡盘，所以采用三爪卡盘进行定位安装，数控加工工件和零件设定，见表一：表一 工件安装卡片零件图号J30102-4数控加工工件安装卡片工序号零件名称分度盘装夹次数一次装夹零件分度盘钻铣夹具GS53-61编制（日期）审核（日期）批准（日期）第1页表 一三爪卡盘00102007/6/202007/6/20共4页序 号夹具名称夹具图号223工艺设计先对零件毛坯在热处理，热处理可以减少加工过程中内应力的产生，提高加工精度。然后再进行粗加工，为数控铣削加工工序提供了可靠的工艺基准，用三爪卡盘装夹零件时，零件的各孔，外圆，及端面均留0.2mm0.5mm粗加工余量，经调质处理后对零件的内孔进行半精铣加工，外圆及端面均留1.0mm2.0mm余量，其中数控加工工艺卡片详见表二：表二 工 序 卡单位 数控加工工序卡片 产品名称或代号 零件名称 零件图号 FW300 分度盘 车 间 使用设备 数控车间 DA4565 工艺序号 程序编号 005 N0110 夹具名称 夹具编号 三爪卡盘 HA2313 工步号 工 步 作 业 内 容 加工面 刀 具 号 刀 补 量 主轴转速 进给速度 背吃刀量 备注 1 铣轮廓X，Y T01 5mm 1200 0.3 0.5 2 铣平面 XYT02 101200 0.3 0.53 铣平面 XYT03 25 1800 0.3 0.5 4 钻孔 Z T04 20 600 0.20.5 5 倒角 Z T0520 1600 0.2 0.5 6 绞孔Z T06 20 230 0.2 0.5 编制 杨 闯审核 批准 07年6 月20 日共4页 第2页 2.3数控刀具刀具是机械制造系统中重要的组成部分之一，机械工业的生产过程中要涉及大量的金属切削。数控机床于普通机床相比较，对刀具提出了更高的要求，不仅要精度高，刚性好，装夹调整方便，而且要求切削性能强，耐用度高，因此数控加工中刀具的选择是非常重要的内容，刀具选择合理于否不仅影响机床的加工效率，而且还直接影响加工余量，选择刀具通常要考虑机床的加工能力，工序内容，工件材料等多中因素。数控刀具通常应考虑的因素有：（1）被加工工件的材料及性能，如材料的硬度，耐磨度，韧性。（2）切削工艺的类别。（3）加工的几何形状，零件精度，加工余量等因素。（4）要求刀具能承受的背吃刀量，进给速度，切削速度等切削参数。铣刀主要参数的选择：粗铣时，铣刀直径要小些，因为粗铣切削力大，选小直径铣刀可减少切削按扭；精铣时，铣刀直径要大些，尽量包容工件整个加工宽度，一提高加工精度和效率并减小相邻两次刀具的接刀痕迹。根据工件的材料，刀具材料及加工性质的不同来确定铣刀的几何参数。刀柄的选择是根据零件的加工工艺，尽量选用加工效率较高的刀柄和刀具，选用模块式刀柄或复合刀柄要综合考虑。1、由于分度盘的加工精度要求较高、并且加工过程需要进行多次换刀，因此对刀具的要求十分严格，刀具安装时，一般要在机外对刀仪上预先调整刀具直径和位置，这样才能保证刀具的安装精度要求。刀具卡反映了刀具编号和材料等。它是组装刀具和调整刀具的依据，详见表三：表三 数控铣削刀具卡片零件图号J30102-4数 控 刀 具 卡 片使用设备刀具名称铣刀加工中心刀具编号T13006换刀方式自动程序编号O0001刀具组成编号刀具名称规格数量备注7013960拉钉1390140-5063050刀柄139135-4063110M铣刀杆1448S-405628-11铣刀体1TRMR110314-21SIP铣刀头1 拉钉 刀柄 铣刀杆 铣刀体 铣刀头编制杨 闯审校批准共4页第3 页2、分度盘加工中所用刀具和刀具尺寸、半径长度补偿。如表四：文字说明？表四 刀具卡片序号刀具编号刀具名称尺寸半径补偿长度补偿1T01轮廓铣刀d10mm5mm20.957mm2T02盘铣刀d180mm90mm45.527mm3T03盘铣刀d170mm85mm27.820mm4T04钻头d5.8mm2mm30.080mm5T05倒角铣刀d10mm2.5mm68.536mm6T06绞刀d6mm3mm12.535mm24程序编制宏程序是数控加工编程的特殊功能。FANUC6M数控系统变量表示形式为#后跟14位数字，变量种类有三种：（1）局部变量：#1#33是在宏程序中局部使用的变量，它用于自变量转移。(2)公用变量：用户可以自由使用，它对于由主程序调用的各子程序及各宏程序来说是可以公用的。#100#149在关掉电源后，变量值全部被清除，而#500#509在关掉电源后，变量值则可以保存。(3)系统变量：由#后跟4位数字来定义，它能获取包含在机床处理器或NC内存中的只读或读/写信息，包括与机床处理器有关的交换参数、机床状态获取参数、加工参数等系统信息。根据宏程序编制程序程序，先经过轮廓加工，再加工表面，最后进行钻孔加工。本设计主要靠调用子程序来进行加工，先进行三次轮廓铣削，再进行两次平面加工，然后再经过三次钻孔，从而完成分度盘的加工。具体流程图如图三所示。下面就根据图三的流程图进行详细的程序设计。1、 主程序文字说明？图三 流程图O0001； #101=300；X坐标#102=-150；Y坐标#103=340；Y坐标#104=3；Z坐标#105=140；X坐标N0005 G92 X0 Y0 Z100； 建立机床坐标系N0010 M03 S360 ； 主轴旋转N0015 G65 P0002 A01 ； 调用子程序 N0020 G42 G00 X #101 Y #102； Z #104； 建立刀具半径补偿N0025 G65 P0003 D-5 E-150 F0； 调用子程序铣轮廓 D-10； D-12；N0030 G40 G00 X#101 Y#102；， 快速定位N0035 G65 P0002 A02；N0040 G00 X#105 Y#102；N0045 Z#104；N0050 G65 P0004 A-1.5 C-#103 D-#105 V#104；粗铣平面N0055 G65 P0002 A03 ；N0060 G00 Z#104 ；N0065 G65 P0004 A-2 C-#103 D-#105 V#104； 精铣平面N0070 G65 P0002 A04 ； 换刀N0075 G00 Z#104；N0080 M98 P1002； 钻孔5.8mmN0085 G49 G00 Z#104 取消刀具长度补偿N0090 G65 P0002 A05；N0095 G00 Z #104；N0100 M98 P1002； 倒角N0105 G49 G00 Z#104；N0110 G65 P0002 A06；N0115 M98 P1002； 绞孔6mmN0120 G49 G 00 Z#104；N0125 G92 X0 Y0 Z100；N0130 M302、换刀子程序因为在加工中需要调用多把刀具，因此这里编制一换刀子程序以简化编程。另外，该子程序作为标准字程序，也可作为在加工其他零件是调用，这是对加工中心编程中比较重要的一个子程序。O0002；N0010 #111=#1 ；变量 N0020 T#111；刀具号N0030 G28 Z50 N0035 M06；换刀N0040 G29 X0 Y0；N0050 G43 Z20 H01； 长度补偿N0060 M99；3、铣轮廓子程序please contact Q 3053703061 give you more perfect drawings4.3.2 滤油器的种类滤油器按过滤精度分粗、普通、精、特精四类。滤油器还可按滤芯的结构分类1. 网式滤油器，油液流经此滤油器时，由滤网上的小孔起滤清作用。2. 线隙式滤油器，滤芯由金属丝绕制而成，依靠金属丝间的微小间隙来过滤混入油液中的杂质。3. 纸质滤油器，滤芯为多层酚醛树脂处理过的微孔滤纸，由微孔滤掉混入油液中的杂质。4. 磁性滤油器，依靠永久磁铁，利用磁化原理来滤除混入油液中的铁屑。5. 烧结式滤油器，滤芯为颗粒状青铜粉末等金属粉末压制烧结而成，利用颗粒之间的微孔滤去混入油液中的杂质。6. 不锈钢纤维滤油器，滤芯为不锈钢纤维压制制成，由纤维丝之间的间隙滤掉混入油液中的杂质，这种滤油器的过滤精度高，可承受200bar的压差，可以清洗，但因为滤芯价格昂贵，一般液压系统并不采用，只推荐在高压伺服系统中应用。7. 合成树脂滤油器，滤芯由一种无机纤维经液态树脂浸滞处理制成。由于微孔很小、牢度很大，因此过滤精度高，且能承受210bar的压差。4.3.3 线隙式滤油器如图 4-1 所示，线隙式滤油器的滤芯由铜丝（d=0.4mm）绕成，依靠铜丝间的微小间隙来滤除混入油液中的杂质。线隙式滤油器分为压油管路用线隙式滤油器和吸油管路用线隙式滤油器两种。图 4-1 线隙式滤油器图示为压油管路用线隙式滤油器，有外壳1；当用于吸油管路时不用外壳，滤芯部分2直接进入油液中。压油管路用线隙式滤油器的过滤精度分0.03 mm和0.08mm 两类，压力损失小于0.6bar；吸油管路用滤油器的过滤精度分0.05mm和0.1mm两类，压力损失小于0.2bar。线隙式滤油器结构简单，通油能力大，过滤精度比网示滤油器高，缺点是不易清洗，一般用于低压回路或辅助回路。4.3.4 滤油器在液压系统中的安装位置和维护安装位置滤油器的连接形式有板式、管式和法兰式三种，可以安装在液压泵的吸油管路上、压油管路上、回油路上、辅助泵的输油路上、支流管路上或单独过滤。本课题中滤油器安装在液压泵的吸油管路上，如图4-2 ，将粗滤油器装在液压泵的吸油管路上，主要目的是保护液压泵免遭较大颗粒杂质的直接伤害。为了不置影响液压泵的吸油能力，装在吸油管路上的滤油器的通油能力应大于液压泵流量的两倍。滤油器应经常清洗，以免过多增加液压泵的吸油能力。图4-2 滤油器安装位置 结论毕业设计以接近尾声，这次的毕业设计使我学到了很多的知识，并且为以后的学习和工作打下了坚实的基础。同时也感受到了宏程序独特的功能。集中体现了我对综合知识的运用和对宏程序的编程中的具体运用。在设计分度盘的过程中，我感受到计算机在工业生产中的重要辅助作用。有些多孔零件在加工中必须要通过电脑软件的帮助才能完成工件的加工，人工计算是很难得到的，而通过宏程序就可以简单快速的完成。通过这次毕业设计，使我能熟练的应用宏程序进行设计、加工等。在工艺分析和编程完成以后，再进行仿真、刀具轨迹生成等。刀具轨迹生成后便采用快速模拟加工，当确认加工过程正确、无干涉、碰撞后， 利用系统提供的自动加工处理，把所设定的参数、指令代码输入数控系统中。在这次设计中我也还有许多缺点，还要进一步的进行改正。在这次设计中我学到了我平时在课堂学不到的东西，这接合我们的理论知识和我们的实际操作能力，当然这一切都和我的指导老师有着密切的关系，如果没有他们的教导我也不可能有这样多的收获，也不能顺利的搞好这次的毕业答辩，在此表示深深的感谢。 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