资源描述
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课 程 设 计
课程名称 液压传动课程设计
题目名称 卧式半自动组合机床液压系统
学生学院 机电工程学院
专业班级 08机电04班
学 号 3108000451
学生姓名
指导教师
2011年12月 20日
广东工业大学课程设计任务书
题目名称
卧式半自动组合机床液压系统及其有关装置设计
学生学院
机电工程学院
专业班级
08机电4班
姓 名
陈创盛
学 号
3108000451
一、课程设计的内容
综合应用已学的课程，完成卧式半自动组合机床的液压系统的原理设计、液压系统的设计计算、液压系统元部件的选择、液压基本回路的实验验证、液压集成油路的设计、液压集成块的设计等。
二、课程设计的要求与数据
1．机床系统应实现的自动工作循环
(手工上料) →(手动启动) →工件定位(插销)→夹紧工件→动力头(工作台)快进→慢速工进→快退→停止→工件拔销→松开工件→（手工卸料）。
要求工进完了动力头无速度前冲现象。工件的定位、夹紧应保证安全可靠，加工过程中及遇意外断电时工件不应松脱，工件夹紧压力、速度应可调，工件加工过程中夹紧压力稳定。
2．工件最大夹紧力为Fj；工件插销定位只要求到位，负载力小可不予计算。
3．动力头快进、快退速度v1；工进速度为v2可调，加工过程中速度稳定；快进行程为L1，工进行程为L2；工件定位、夹紧行程为L 3，夹紧时间t=1s。
4．运动部件总重力为G，最大切削进给力（轴向）为Ft；
5．动力头能在任意位置停止，其加速或减速时间为△t；；工作台采用水平放置的平导轨，静摩擦系数为fs，动摩擦系数为fd。
设计参数表
序号
Fj
(N)
Ft
(N)
G
(N)
v1
(m/min)
v2
(mm/min)
L1
(mm)
L2
(mm)
L3
(mm)
△t
(s)
fs
fd
5
7000
35000
6000
5
20-500
190
60
30
0.15
0.18
0.1
三、课程设计应完成的工作
(一) 液压系统设计
根据设备的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理进行工况分析，拟定合理、完善的液压系统原理图，需要写出详细的系统工作原理，给出电磁铁动作顺序表。再经过必要的计算确定液压有关参数，然后按照所得参数选择液压元件、介质、相关设备的规格型号（或进行结构设计）、对系统有关参数进行验算等。
（二）系统基本回路的实验验证
以小组为单位设计实验验证回路，经老师确认后，由该组成员共同去液压实验室在实验台上进行实验验证。该部分说明书的撰写格式可参考液压课程实验报告，实验过程要拍一定数量的照片。
（三）液压装置结构设计
由指导老师选出其中一个小组成员的设计方案和数据，由该组成员共同完成该方案液压系统的集成块组的结构设计，尽量做到每个小组成员负责其中的一个集成块的设计。集成块之间必须考虑到相互之间的连通关系，是一个完整的液压系统的集成块。
（四）绘制工程图、编写设计说明书
1. 绘制液压系统原理图，括系统总油路图（A3，参见图1-3）和集成块液压集成回路图（A4, 参见图3-4)。
2. 集成块的零件图（A3或更大，参见图3-8）。须按GB要求打印或用铅笔绘制。
3. 编写设计说明书（2万字左右），排版、结构等须规范。
四、课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
1
分析工况和动作要求，完成系统方案设计和设计计算，元部件选择。
宿舍
12.5~12.11
2
完成指定方案的实验验证；完成指定方案的液压系统集成油路的设计和集成块机构设计的分配，开始进行集成块的结构设计
宿舍
12.12~12.16
3
完成集成块的设计和设计说明书的撰写。
宿舍
12.17~12.21
4
答 辩
工2-605
12.22~12.23
五、应收集的资料及主要参考文献
[1] 李笑，吴冉泉.液压与气压传动[M].北京：国防工业出版社,2006年03月
[2] 杨培元，朱福元.液压系统设计简明手册[M].北京：机械工业出版社,2003。
[3] 雷天觉等. 液压工程手册[M].北京：机械工业出版社，1990。
[4] 博世力士乐公司.博世力士乐工业液压产品样本[M].
[5] 任建勋，韩尚勇，申华楠等.液压传动计算与系统设计[M].北京:机械工业出版社,1982
[6] 周士昌主编. 机械设计手册5 •第43篇•液压传动与控制[M]. 北京：机械工业出版社，2000
[7] 章宏甲，周邦俊. 金属切削机床液压传动[M]. 江苏科学技术出版社，1985
发出任务书日期：
2011年11月30日
指导教师签名：
预计完成日期：
2011年12月 23 日
专业负责人签章：
主管院长签章：
目 录
前言………………………………………………………………………… 1
1. 液压系统的工况分析……………………………………………………2
1.1 设计内容……………………………………………………………2
1.2 设计参数……………………………………………………………2
1.3设计要求说明 ………………………………………………………2
1.4 工况分析 ……………………………………………………………3
2 拟订液压系统原理图……………………………………………………6
2.1初定液压系统………………………………………………………6
2.2确定液压系统 ……………………………………………………7
2.3电磁铁动作顺序表……………………………………………………8
3 液压系统的计算和选择液压元件………………………………………8
3.1液压缸主要尺寸的确定 ……………………………………………8
3.2确定液压缸的流量、压力和选择泵的规格 ………………………10
3.3确定其它元件及辅件………………………………………………13
3.4液压油箱容积的确定………………………………………………15
4 液压系统的验算 ………………………………………………………15
4.1压力损失的验算 ……………………………………………………15
4.2系统温升的验算 ……………………………………………………18
5 系统方案的验证 …………………………………………………………19
6 液压集成块（压力块）的设计 …………………………………………21
6.1液压集成回路设计……………………………………………………21
6.2液压集成块的设计……………………………………………………22
6.3集成块设计步骤…………………………………………………… 24
设计总结 …………………………………………………………………… 26
参考文献………………………………………………………………………27
27
前 言
液压系统的设计是整个机器设计的一部分，它的任务是根据机器的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统原理图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计，从而设计出结构简单、工作可靠、效率高、经济性好、使用维修方便的液压系统。
本次液压系统设计步骤大体如下：
1．液压系统的工况分析
在开始设计液压系统时，首先要对机器的工作情况进行详细的分析，一般要考虑下面几个问题。
1）确定该机器中哪些运动需要液压传动来完成。
2）确定各运动的工作顺序和各执行元件的工作循环。
3）确定液压系统的主要工作性能。
4）确定各执行元件所承受的负载及其变化范围。
2．拟定液压系统原理图
拟定液压系统原理图一般要考虑以下几个问题。
1）采用何种形式的执行机构。
2）确定调速方案和速度换接方法。
3）如何完成执行机构的自动循环和顺序动作。
4）系统的调压、卸荷及执行机构的换向和安全互锁等要求。
5）压力测量点的合理选择。
根据上述要求选择基本回路，然后将各基本回路组合成液压系统。
3．液压系统的计算和选择液压元件
液压系统计算的目的是确定液压系统的主要参数，以便按照这些参数合理选择液压元件和设计非标准元件。具体计算步骤如下：
1）计算液压缸的主要尺寸以及所需的压力和流量。
2）计算液压泵的工作压力、流量和传动功率。
3）选择液压泵和电动机的类型和规格。
4）选择阀类元件和辅助元件的规格。
4．对液压系统进行验算
对液压系统的压力损失和发热温升进行验算。
5．结构设计及绘制零部件工作图
对液压集成块结构进行设计，画出各个集成块的工程图。
6．编写液压设计说明书
由此，可以说本次液压设计项目是一项全面设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题工作打好基础。
1、液压系统的工况分析
1.1设计内容
设计一台成型铣刀在加工件上加工成型面的液压专用铣床，工作循环：手工上料——自动夹紧——工作台快进——铣削进给——工作台快退——夹具松开——手工卸料。
1.2设计参数
工作台液压缸负载力（KN）：FL=35KN；
夹紧液压缸负载力（KN）：Fc=7.0KN；
工作台液压缸移动件重力（KN）：G=6KN；
工作台快进、快退速度（m/min）：V1=V3=5.0m/min；
工作台工进速度（mm/min）：V2=20~500mm/min；
工作台液压缸快进行程：L1=190mm；
工作台液压缸工进行程：L2=60 mm；
夹紧液压缸行程（mm）：L3=30 mm；
夹紧液压缸运动时间（S）：tc=1S；
导轨面静摩擦系数：μs=0.18；
导轨面动摩擦系数：μd=0.1；
1.3 设计要求说明
1.3.1 液压系统设计
根据设备的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理进行工况分析，拟定合理、完善的液压系统原理图，需要写出详细的系统工作原理，给出电磁铁动作顺序表。再经过必要的计算确定液压有关参数，然后按照所得参数选择液压元件、介质、相关设备的规格型号（或进行结构设计）、对系统有关参数进行验算等。
1.3.2 液压装置结构设计
液压装置包括集成块、液压站等，进行结构设计时应考虑元件布局合理、紧凑、美观、外连管道少，装卸、调试方便，集成块中的油路尽可能简单、短、交叉少，加工容易、加工工作量尽可能少。
1.3.3 绘制工程图、编写设计说明书
绘制液压系统原理图1份（A4）；集成块集成油路图1份（A4，同组相同)；集成块零件图1份（A3，同组不同）；编写设计说明书（包含的实验验证内容同组相同）。
1.4工况分析
工作机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的外负载为
(2-1)
式中 FL——工作负载 (N)，在本设计中FL=35KN；
Ff ——摩擦负载 (N)；
Fi ——运动部件速度变化时的惯性负载 (N)。
（1）工作负载 工作负载与机器的工作性质有关，有恒值负载与变值负载。工作负载又可分为阻力负载和超越负载，阻止液压缸运动的负载称为阻力负载，又称正值负载；助长液压缸运动的负载称为超越负载，也称负值负载。
（2） 摩擦负载 摩擦负载是指液压缸驱动工作机构工作时所要克服的机械摩擦阻力。对于机床来说，即导轨的摩擦阻力。启动时为静摩擦阻力，可按下式计算：
(2-2)
启动后变为动摩擦阻力，可按下式计算：
(2-3)
式中 G——运动部件所受重力 (N)；
Fn——外负载作用于导轨的正压力 (N)；
Ffs 、Ffd——静、动摩擦阻力 (N)；
μs 、μd——静、动摩擦系数。
(3) 惯性负载 惯性负载即运动部件在启动和制动过程中的惯性力，其平均惯性力可按下式计算：
(2-4)
式中 ——重力加速度，=9.81m/s2；
Δ——速度变化量（m/s）；
Δt——启动或制动时间（s）。
一般机械可取Δt=0.1~0.5s，对轻载低速运动部件取小值，对重载高速运动部件取大值。行走机械可取Δ/Δt=0.1~0.5m/s2。本设计中取Δt=0.15s，Δ=4.5m/min。在本设计中：
（4）运动时间：
快进：
工进：
快退：
设液压缸的机械效率，则液压缸推力：
根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载（见表1），并画出图2所示负载循环图。
表1 工作循环各阶段的外负载
工况
负载组成
液压缸负载F/N
液压缸推力1.11F/N
启动
1080
1200
加速
940
1044
快进
600
667
工进
35600
39556
反向启动
1080
1200
加速
940
1044
快退
600
667
图1速度循环图
图2负载循环图
2、 拟订液压系统原理图
2.1初定液压系统
2.1.1确定供油方式
考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进、快退时负载较小，速度较高。从节省能量、减少发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用双联叶片泵。
2.1.2调速方式的选择
在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据铣削类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求的特点，决定采用双联叶片泵和调速阀组成的容积节流调速。这种调速回路具有效率高、发热小和速度刚好的特点，并且调速阀装在回油路上，具有承受切削力的能力。
2.1.3速度换接方式的选择
本系统用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。
2.1.4夹紧回路的选择
用三位四通电磁阀来控制夹紧、松开换先动作时，为了避免工作时突然失电松开，应采用失电夹紧方式。考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬时下降时仍能保持夹紧力，所以接入节流阀调节和单向阀保压。在该回路中还装有减压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。
最后把所选择的液压回路组合起来，即可组合成图3所示的液压系统原理图。
图3 液压系统原理图
2.2确定液压系统
2.1.1液压系统的工作过程
第一步：手动拧紧溢流阀后，夹紧缸右腔自动进油，夹紧缸工作，工件夹紧，夹紧力由单向节流阀12调定；
第二步：夹紧工件后，单向阀10进行保压使工件保持被夹紧状态；同时压力继电器13发出信号使2YA得电，快进动作开始，工进缸左腔进油；
第三步：快进过程中，工作台压下行程阀，动作由快进转换为工进，工进速度由单向调速阀6调节；
第四步：工作台碰到行程开关1SQ时，2YA失电，3YA得电，动作由工进转换为快退；
第五步：工作台碰到行程开关2SQ，使3YA失电，1YA得电，工作台停止，夹紧缸退回，松开工件；
第六步：夹紧缸复位松开溢流阀4，系统卸荷，停机。系统停止后手动拿走工件。
2.3电磁铁动作顺序表
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
6YA
7YA
插销
-
-
+
-
-
-
-
夹紧
-
+
+
-
-
-
-
快进
-
+
+
-
-
+
-
工进
-
+
+
-
-
+
+
快退
-
+
+
-
+
-
-
拔销
+
-
-
-
-
-
-
松开
-
-
-
+
-
-
-
3、 液压系统的计算和选择液压元件
本章主要内容：经过计算确定液压有关参数，然后按照所得参数选择液压元件、介质、相关设备的规格型号（进行结构设计）、对系统有关参数进行验算等。
3.1 液压缸主要尺寸的确定
3.1.1 工作压力P的确定
工作压力P可以根据负载大小以及机器的类型来初步确定，参考《机电液压综合设计项目》指导书P4表2，初选液压缸的工作压力为P1=4MPa。
表2 液压设备常用的工作压力
3.1.2计算液压缸内径圆D和活塞直径d
鉴于铣刀V1= V3，选单活塞杆式差动液压缸（A1= A2）。快进时液压缸差动连接，加工时为防铣削完时负载突然消失，发生前冲现象，液压缸的加油腔应有背压，选此背压P2= 0.5MPa。
表3 执行元件背压的估计值
则有：
A1＝F/[ηcm/( P1- P2/2)]= 35600/[0.9*(4-0.5/2)* ]=105.48
则活塞直径
D==0.116m=116mm
查表圆整后取标准数值D＝125mm，由得d=90mm。
由此求得液压缸两腔的实际有用面积为
按工进速度验算液压缸的最小稳定速度
由A>==25.1=25.1
调速阀安装在回油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应该选取液压缸有杆腔的实际面积，即
故液压缸能达到所需低速。
图4 单活塞杆液压缸计算示意图
按工作要求，夹紧力由两个夹紧缸提供，考虑到夹紧力的稳定，夹紧缸的工作压力应该低于液压缸的工作压力，现取夹紧缸的工作压力为3MPa，回油背压为零，ηcm为0.95，则：=30/1=30mm/s
夹紧力
===12.25
则，夹紧缸活塞直径==m=0.0395m=39.5mm
圆整后取标准数值＝40mm，由得=28mm。
由此得到夹紧缸两腔的实际有用面积为:
3.1.3 计算在各工作阶段液压缸所需的流量
3.2定液压泵的流量、压力和选择泵的规格
3.2.1 泵的工作压力的确定
考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失，所以泵的工作压力为
（3-3）
式中 ， —泵的最大工作压力；
----执行元件最大工作压力；
-----进油管路中的压力损失，初算时简单系统可取0.2—0.5MPa，复杂系统取0.5—1.5，本设计中取0.5MPa
-----压力继电器所需压差
表4液压缸在各阶段的压力、流量和功率值
工况
推力
F0/N
回油腔压力
p2/MPa
进油腔压力
p1/MPa
输入流量
q×10-3/m3/s
输入功率
P/KW
计算公式
快进
启动
1200
—
—
—
—
加速
1044
p1+Δp
0.64
—
—
恒速
667
p1+Δp
0.64
0.53
0.34
工进
39556
0.5
3.44
2.1×10-2
0.072
快退
启动
1200
—
__
—
—
加速
1044
0.5
1.23
—
—
恒速
667
0.5
1.15
0.39
0.45
注：1. Δp为液压缸差动连接时，回油口到进油口之间的压力损失，取Δp=0.5MPa。
2． 快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p1，无杆腔回油，压力为p2。
小流量泵在快进和工进时都向液压缸供油，由表4可知，液压缸在工进时工作压力最大，最大工作压力为p1=3.44MPa，如在调速阀进口节流调速回路中，选取进油路上的总压力损失∑∆p=0.6MPa，考虑到压力继电器的可靠动作要求压差=0.5MPa，则小流量泵的最高工作压力估算为
大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油，由表4可见，快退时液压缸的工作压力为p1=1.23MPa，比快进时大。考虑到快退时进油不通过调速阀，故其进油路压力损失比前者小，现取进油路上的总压力损失∑∆p=0.3MPa，则大流量泵的最高工作压力估算为
3.2.2计算液压泵的流量
由表4可知，油源向液压缸输入的最大流量为0.65× /s ，若取回路泄漏系数K=1.1，则两个泵的总流量为
=1.1
考虑到溢流阀的最小稳定流量为3L/min，工进时的流量为0.021× =1.26 L/min，则小流量泵的流量最少应为4.26L/min。
3.2.3确定液压泵的规格和电动机功率
根据以上压力和流量数值查阅产品样本，并考虑液压泵存在容积损失，最后确定选取PV2R12-6/46型双联叶片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分别为6mL/r和46mL/r，当液压泵的转速=940r/min时，其理论流量分别为5.6 L/min和43.2L/min，若取液压泵容积效率=0.9，则液压泵的实际输出流量为
由于液压缸在快退时输入功率最大，若取液压泵总效率=0.8，这时液压泵的驱动电动机功率为
根据此数值查阅产品样本，选用规格相近的Y100L—6型电动机，其额定功率为1.5KW，额定转速为940r/min。
表5 电动机的选择附表
3.3 确定其它元件及辅件
(1) 确定阀类元件及辅件
根据系统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，查阅产品样本，选出的阀类元件和辅件规格如表6所列。
表6 液压元件明细表
序号
元件名称
型号
额定流量（L/min）
额定压力（N）
1
滤油器
XU-J40×100
40
-
2
液压泵
PV2R12-6/41
5.0/34.7
16
3
顺序阀
KF3-E3B
63
6.3
4
溢流阀
YF3-E10L
63
0.5-6.3
5
减压阀
JF3-10B
63
0.5-6.3
6
三位四通换向阀
34EF30-E6B
25
16
三位四通换向阀
34EF30-E10B
60
16
7
调速阀
AQF3-E10B
50
16/20
7
二位四通换向阀
24EF30-E10B
60
16
9
压力继电器
DP-20B
-
0.1-1
压力继电器
DP-40B
-
0.3-4
10
单向阀
AF3-E10B
40
16/20
12
单向节流阀
ALF3-E6B
25
16/20
13
压力表
KF3-E1B
-
16
(2) 确定油道
在选定了液压泵后，液压缸在实际快进、工进和快退运动阶段的运动速度、时间以及进入和流出液压缸的流量，与原定数值不同，重新计算的结果如表7所列。
表7各工况实际运动速度、时间和流量
快进
工进
快退
表8允许流速推荐值
管道
推荐流速/(m/s)
吸油管道
0. 5～1.5，一般取1以下
压油管道
3～6，压力高，管道短，粘度小取大值
回油管道
1. 5～3
由表7可以看出，液压缸在各阶段的实际运动速度符合设计要求。
根据表7数值，按表8推荐的管道内允许速度取=4 m/s，由式计算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为
为了统一规格，按产品样本选取所有油道均为直径16mm。
3.4 液压油箱容积的确定
本设计为中压液压系统，液压油箱有效容量按泵的流量的5-7倍来确定。参考下表9，确定本液压系统选用容量为250L的BEX-250油箱。
表9 液压油箱的选择附表
4、液压系统的验算
4.1 压力损失的验算
已知该液压系统中进、回油路的内径为16mm，假设集成块各段油管的总长度为2m。选用L-HL32液压油，考虑油的最低温度为15℃，查得15℃时该液压油的运动粘度v=150cst=1.5 /s，油的密度ρ=920kg/。
4.1.1工作进给时，进给油路压力损失
运动部件工进时最大速度为0. 5m/min，进给时的最大流量为1.26L/min，则液压油在管内流速v1为
===627cm/min=10.46cm/s
管道流动雷诺数Re1为 ： ==11.2
Re1＜2300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数λ1= ==6.7。进油管道BC的沿程压力损失Δp1-1为
=
查得换向阀34EF30-E10B的压力损失Δp1-2=0.05×Pa
忽略油液通过管接头、油路板等处的局部压力损失，则进油路总压力损失Δp1为
Δp1==（0.00421+0.05）×Pa=0.05421×Pa
4.1.2 工作进给时回路的压力损失
由于选用单活塞杆液压缸，则回油管道流速为：
v2==cm/s=5.04cm/s
Re2= =5.04×1.6/1.5=5.4
λ1= ==13.88
回油管道的沿程压力损失为为：
=
查产品样本知换向阀23EF3B-E10B的压力损失Δp2-2=0.025×10Pa，换向阀34EF30-E10B的压力损失Δp2-3=0.025×10Pa，调速阀AQF3-E10B的压力损失
Δp2-4=0.5×10Pa。
回油路总压力损失Δp2为
Δp2=+++=（0.02027+0.025+0.025+0.5）×10Pa=1.02MPa
4.1.3 变量泵出口的压力
= =3.92MPa
4.1.4快进时的压力损失
快进时液压缸为差动连接，自汇流点A至液压缸进油口C之间的管路AC中，流量为液压泵出口流量的两倍即86.4L/min，AC段管路的沿程损失Δp1-1为
v1==cm/s=716.6cm/s
Re1===764.4
λ1===0.098
Δp1-1==0.098Pa=Pa
同样可求管道AB段及AD段的沿程压力损失Δp1-2和Δp1-3为
V2==cm/s=358.3cm/s
Re2===382.2
λ2===0.196
Δp1-2=0.196Pa=Pa
Δp1-3=0.196Pa=Pa
查产品样本知，流经各阀的局部压力损失为：
4EW6E50/AG24的压力损失Δp2-1=0.17×Pa
3EW6A50/AG24的压力损失Δp2-2=0.17×Pa
据分析在差动连接中，泵的出口压力Pp为
Pp=Δp1-1+Δp1-2+Δp1-3+Δp2-1+Δp2-2+
=Pa
=0.829Pa
快退时压力损失验算从略。上述验算表明，原设计符合要求。
4.2系统温升的验算
由于工进在整个工作循环中占96%，所以系统的发热与温升可按工进工况来计算。在工进时，大流量泵经液控顺序阀7卸荷，其出口压力即为油液通过液控顺序阀的压力损失
液压系统的总输入功率即为液压泵的输入功率
液压系统输出的有效功率即为液压缸输出的有效功率
由此可计算出系统的发热功率为
按式计算工进时系统中的油液温升，即
°C
其中传热系数K=15 W/（m2·°C）。
设环境温T2=25°C，则热平衡温度为
°C
油温在允许范围内，油箱散热面积符合要求，不必设置冷却器。
5、 系统方案的验证
随着液压机械自动化程度的不断提高，所用液压元件的数量急剧增加，因而小型化、集成化就成为液压传动技术发展的必然趋势。随着传感器技术、微电子技术的发展以及与液压技术紧密结合，出现了电液比例控制阀、电液比例控制泵和马达、数字阀等机电一体化器件，使液压技术向着高度集成化和柔性化的方向发展。近年来，在新型密封和无泄漏管件的开发、液压元件和系统的优化设计等方面取得了重要的进展。
在这些基础上，本设计结合了先进的液压元件，更加优化地实现了设计所规定的机器动作。下面是本设计实验验证的内容：
实验目的：验证半自动液压专用铣床液压系统设计方案的正确性。
实验内容和要求：按设计方案原理图连接油路，观察油路是否通畅，机械运动是否与预期一致，分析方案的正确性和合理性。
实验所用器件：变量泵、压力表、减压阀、电磁换向阀、节流阀、调速阀、液压缸等器件。
实验过程：按照设计要求，组装实验回路，确认液压元件后用软管和接头在液压实验装置上连成实验油路。实验原理图和方案实验油路图如图5：
图5 液压系统原理图
图6 方案实验油路图
图7 小组成员合照
实验结果：通过手动控制电磁阀的开关，实现了两液压缸的运动。
实验结论：该设计方案是正确的，通过顺序控制电磁阀的开关必能实现两液压缸的顺序动作，以实现系统设计的工序动作。
6、 液压集成块结构与设计
通常使用的液压元件有板式和管式两种结构。管式元件通过油管来实现相互之间的连接，液压元件的数量越多，连接的管件越多，结构复杂，系统压力损失越大，占用空间也越大，维修，保养和拆装越困难。因此，管式元件一般用于结构简单的系统。
板式元件固定在板件上，分为液压油路板连接，集成块连接和叠加阀连接。把一个液压回路中各元件合理地布置在一块液压油路板上，这与管式连接比较，除了进出液压油液通过管道外，各液压元件用螺钉规则地固定在一块液压阀板上，元件之间幅液压油路板上的孔道勾通，。板式元件的液压系统安装，高度和维修方便，压力损失小，外形美观。但是，其结构标准化程度差，互换性不好，结构不够紧凑，制造加工困难，使用受到限制。此外，还可以把液压元件分别固定在几块集成块上，再把各集成块按设计规律装配成一个液压集成回路，这种方式与油路板比较，标准化，毓化程度高，互换性能好，维修，拆装方便，元件更换容易；集成块可进行专业化生产，其质量好，性能可靠而且设计生产周期短。使用近年来在液压油路板和集成块基础上发展起来的新型液压元件叠加阀组成回路也有其独特的优点，它不需要另外的连接件，幅叠加阀直接叠加而成。其结构更为紧凑，体积更小，重量更轻，无管件连接，从而消除了因油管，接头引起的泄漏，振动和噪声。
本设计系统由集成块组成，液压阀采用广州机订研究所的GE系列阀。
6.1液压集成回路设计
1、把液压回路划分为若干个单元回路，每个单元回路一般由三个液压元件组成，采用通用的压力油路P和回油路T，这样的单元回路称液压单元集成回路。设计液压单元集成回路时，优先选用通用液压单元集成回路，以减少集成块设计工作量，提高通用性。
2、把各液压单元集成回路连接起来，如图6.1所示，即为该半自动液压专用铣床液压系统的集成回路。一个完整的液压集成回路由底板，供油回路，压力控制回路，方向回路，调整回路，顶盖及测压回路等单元集成回路组成。
图8 液压系统的集成回路
6.2液压集成块的设计
图6.2是组合机床液压集成块装配总图，它由底板，方向调速块，压力块，夹紧块及顶盖组成，由4个坚固螺栓把它们连接起来，再由四个螺钉将其坚固在液压油箱上，液压泵通过油管与底板连接，组成液压站，液压元件分别固定在各集成块上，组成一个完整的液压系统。下面分别介绍其设计。
图9组合机床液压集成块装配总图
6.2.1 底板及供油块设计
底板与供油块的作用是连接集成块组。液压泵供应的压力油P由底板引入各集成块，液压系统回油路T及泄漏油路L经底板引入液压油箱冷却沉淀。
6.2.2 顶盖及侧压块设计
顶盖的主要用途是封闭主油路，安装压力表开关及压力表来观察液压泵及系统各部分工作压力的。设计顶盖时，要充分利用顶盖的有效空间，也可把测压回路，卸荷回路等布置在顶盖上。
6.2.3 集成块设计
若液压单元集成块回路中液压元件较多或者不好安排时，可以采用过渡板把阀与集成块连接起来。如：集成块某侧面要固定两个液压元件有困难，如果采用过渡板则会使问题比较容易解决，使用过渡板时，应注意，过渡板不能与上下集成块上的元件相碰，避免影响集成块的安装，过渡板的高度应比集成块小2mm。过渡板一般安装在集成块的正面，过渡板一般安装在集成块的正面，过渡板厚度为35~40mm，在不影响其它部件工作的条件下，其长度可稍大于集成块尺寸。过渡板上孔道的设计与集成块相同。可采用先将其用螺钉与集成块连好，再将阀装在其上的方法安装。
6.3 集成块设计步骤
6.3.1 制做液压元件样板
制作液压元件样板。根据产品样本，对照实物绘制液压元件顶视图轮廓尺寸，虚线绘出液压元件底面各油口位置的尺寸，依照轮廓线剪下来，便于工作是液压元件样板。若产品样本与实物有出入，则以实物为准。若产品样本中的液压元件配有底板，则样板可按底板所提供的尺寸来制做。若没有底板，则要注意，有的样本中提供的是元件的府视图，做样板时应把产品样本中的图翻转180°。
6.3.2 决定通道的孔径
集成块上的公用通道，即压力油孔P，回油孔T，泄漏孔L及四个安装孔。压力油孔由液压泵流量决定，回油孔一般不得小于压力油孔。直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规格确定。孔与孔之间的连接孔（即工艺孔）用螺塞在集成块表面堵死。与液压油管连接的液压没孔可采用米制细牙螺纹或英制管螺纹。本设计中采用的是米制细牙螺纹。
6.3.3 集成块上液压元件的布置
把做好的液压元件样板放在集成块各视图上进行布局，有的液压元件需要连接板，则样板应以连接板为准。
电滋阀应布置在集成块的前，后布，要避免电磁换向阀两端的电磁铁与其它部分相碰。液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为好。孔道相通的液压元件尽可能布置在同一水平面，或在直径D的范围内，否则要钻垂直中间油孔，不通孔道之间的最小壁厚H必须进行强度校核。
液压元件在水平面上的孔道若与公共油孔相通，则应尽可能地布置在同一垂直位轩或在直径D范围，否则要钻中间孔道，集成块前后与左右连接的孔道应互相垂直，不然也要钻中间孔道。设计专用集成块时，要注意其高度应比装在其上的液压元件的最大横向尺寸大2mm，以避免上下集成块上的液压元件相碰，影响集成块紧固。
6.3.4 集成块上液压元件布置程序
电磁换向阀布置在集成块的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免电磁换向阀的固定螺孔与阀口通道，集成块固定螺孔相通。液压元件泄漏孔可考虑与回油孔合并。水平位置孔道可分三层进行布置。根据水平孔道布置的需要，液压元件可以上下移动一段距离。溢流阀的先导阀部分可伸出集成块外，有的元件如单向阀，可以横向布置。
图10组合机床液压集成块三维立体图
图11组合机床液压集成块管道分布三维立体图
设 计 总 结
这次的液压系统课程设计，是我们第一次比较全面的液压知识的综合运用。通过三个星期的课程设计，使我们对液压基础知识有了一个较为系统全面的认识，加深了对所学知识的理解和运用。将原来看来比较抽象的内容实现了具体化，初步培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用相关课程的理论。结合生产实际分析和解决问题的能力，巩固、加深和拓展了有关液压方面的知识。
在这次课程设计当中，我们
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