机电系统设计专用钻床机电系统设计.doc

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1、闽西职业技术学院机电综合设计说明书题目：专用钻床机电系统设计所在系：机械工程系专业：机电一体化技术班级：10级机电（2）班组员：胡小龙林万宝林淑池林桓林庆祥廖帆坤指导教师：邱俊贤老师2013年1月12日目录一、前言1、题目分析………………………………………………2二、负载分析1、钻削缸受力计算………………………………………42、夹紧缸受力计算………………………………………43、送料缸的受力计算……………………………………5三、液压元件的选择1、液压缸的选择…………………………………………62、选择液压泵……………………………………………73、选择阀……………

2、……………………………………7四、液压系统及电气控制回路设计1、液压回路系统设计图…………………………………72、电器控制回路设计……………………………………8五、设计小结1、设计体会与建议………………………………………11六、参考资料1、参考资料信息…………………………………………12前言1、题目分析图1所示工件，大批量生产。本工序钻削工件上的一个￠15偏心孔，工件材料为铸铁，材料硬度HB220，为此设计一全自动专用钻床，只有将工件堆积在料斗里，一按开关就可重复自动完成从送料到加工结束的全过程。图1自动钻床加工工位结构简图设计的该专用钻床的加工工位大致结构

3、图，如图2所示，其工作循环步骤为：按钮→送料缸进→送料缸初始退→送料缸全退同时加紧缸进→钻削缸快进→钻削缸工进→切削缸快退→加紧缸退→继续下一个工作循环。图2工件图负载分析根据工件材料查机械加工工艺手册，得出钻孔的较适合的表面切削速度为：从而计算出主轴的转速为：由加工直径查工艺手册，得出加工每进给量：从而计算出钻削缸的轴向进给速度：根据切削原理得出钻削力计算公式：扭矩：轴向力：根据工件材料查有关手册得出：故计算出在本工艺条件下的最大钻削=扭矩及最大钻削轴向力：1、钻削缸受力计算钻削缸所受力平衡方程为：式中：为切削缸所受轴向力，G为动力头重力。2、夹紧缸受力计

4、算根据夹具结构画出受力简图，如图3所示，根据理论力学分析进行计算得出：夹紧力：其中：摩擦系数，取0.2;型块夹角，本结构；D-被夹工件直径，本工件直径为80mm。故计算出夹紧力：W=1230N考虑安全系数2.5~3，取为3。所以加紧缸应承受的负载：3、送料缸的受力计算送料缸在推进工件时，工件受料斗上面所堆积工件重量的压力而在所推进工件的上下两面产生摩擦阻力，每个工件的重量为6N，最大堆积20个，故摩擦阻力为:故送料缸所受轴向力为摩擦阻力，由于力很小，所以将送料缸的运动近似认为空载运动。液压元件的选择1、液压缸的选择本设计工艺要求送料缸送料速度大于50mm/s

5、，钻削缸的快进速度大于50mm/s。查当液压传动产品手册：选内径x活塞杆径即的液压缸作为加紧缸，则当液压缸内油压力时就可夹紧工件；选择液压缸行程不小于40mm。因为钻削缸要支撑动力头，又双向受力，选直径大一点的液压缸，另外由于有差动联接，要使得快进和退出的速度较接近而选活塞杆直径较粗的液压缸作为钻削缸，则当液压缸内油的压力大于就能满足钻削缸快速进给要求；选择液压缸的行程不小于35mm。选内径x活塞杆径即的液压缸作为送料缸，当输入流量达到：就能满足送料速度要求；液压缸的行程根据具体结构确定。2、选择液压泵根据以上所需最大压力及最大流量并考虑一定的损耗，所选泵的

6、额定流量：所选泵的额定压力:查液压产品目录：选泵型号：YB1-2.5，其额定压力为6.3MPa，排量为2.5mL/r，转速为1450r/min的定量叶片泵。该泵的输出流量为。油箱设计为:7~14L。3、选择阀送料缸换向选用两位四通电磁阀，能满足送料要求;加紧缸换向选用两位四通电磁阀，在加紧工件时，能一直保持一定的压力；钻削缸换向选用三位四通电磁阀。液压系统及电气控制回路设计1、液压回路系统设计图由于钻削缸的压力小于加紧缸的压力，故在钻削支路上接一个减压阀，以保证夹紧力切削过程中不下降。由于钻削缸垂直安装，以使得运动平稳，采用液压缸出口节流调速回路。以泵额额定

7、压力6.3MPa、流量3.6L/min为基准选择各种电磁换向阀、溢流阀、减压阀、调速阀等元件，元件的具体型号不一一叙述。为节约能源，钻削缸快进采用差动回路。具体设计的液压回路见图4所示。液压系统图2、电器控制回路设计该自动钻床工作循环工程如前所述，由于送料杆和加紧杆同时伸出到位时会产生干涉，所欲要等送料缸退出才能加紧，但为了节约时间，在送料缸刚好退出干涉位置时，加紧就动作，使得加紧与送料缸后退同步。控制回路具体设计步骤如下:(1)绘制各液压位移图，如图5（a）所示，其中A为送料缸，B为夹紧缸。C为钻削缸。(2)以行程开关压下为1，弹起为0，绘制开关信号图，如

8、图5（b）所示。(3)由于在第4步和第7步有两组相同