双头车床的液压系统设计摘要

双头车床的液压系统设计

摘要：本文是关于双头车床液压系统设计过程的阐述。主要包括系统方案的确定、液压集成块与控制系统的设计和总体布局的设计几个方面的内容。

双头车床加工时，由于零件较长，拟采用零件固定，刀具旋转和进给的加工方式，其加工动作循环方式是：快进→工进→快退→停止，同时要求各个车削头能单独调整。显而易见，采用双头车床能使原需多道工序的产品能一次切削完成，使工序简化，生产效益大大提高。且这种设计所产生的产品对成均匀，精度高。对于双头车床的动力执行部分，本设计采用液压伺服机构。液压伺服机构较其他机构有传动平稳、噪音小、驱动力大等优点，同时也存在漏油、爬行、体积大等缺点。

为了尽量避免液压系统的上述缺点，系统设计时用集成块来代替管路，在液压系统采用液压阀集成配置，可以显著减少管路联接和接头，降低系统的复杂性，增强现场添加和更改回路的柔性，具有结构紧凑、安装维护方便、泄漏少、振动小、利于实现典型液压系统的集成化和标准化等优点。

关键词： 双头车床 液压系统

Title: Hydraulic System Design of the Double-head Lathe

Abstract： This text is a concerning of hydraulic system of the double-head lathe. In this text ,it primarily includes the determination of hydraulic system program, the design of the hydraulic manifold block and control system, and the design of the total layout of the contents. When we use the double-head lathe to work the components, because they are relatively long, we plan adopt the way of components fixing, cutting tool revolving and aheading. The circulate pattern of working movement is speeding→aheading→withdrawing→halting. Meanwhile, each turning head is required to adjust solely. Tell its own tale, it can made the produce needed several working procedure formerly cut completely only once , predigest the working procedure and improve the manufacture benefit enormously. And the produce manufactured by the design may be symmetry ,uniformity and high precision. For the drive perform part of the double-head lathe ,the design adopts hydraulic pressure servo mechanism. When compared to other institutions,it has many advances such as driving calmly, small noise, drive power greatcontemporary, it exists several shortcomings such as leaking oil,creeping big vulume.

In order to avoid the above shortcomings as far as possible,during the design of hydraulic system .I use the hydraulic manifold block to replace the oil tube.So that it can use less oil tube and tube joint, decrease complexity of the system, increase the flexibility of appending and altering the system on the spot, tight the system,install and uphold handily, littler seeping oil, lower vibration, and help for accomplish the integration and standardization of the characteristic hydraulic system.

Keywords: Double-head lathe Hydraulic system 1 引言

液压传动是利用液体压力势能的液体传动，它以液体作为工作介质进行能量转换、传递和控制。

相对于机械传动来说，它是一门新技术，但如从17世纪末巴斯卡提出静压传递原理，18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压及流体技术已经有二三百年的历史了，而近代液压传动在工业上的真正推广使用，则是在上世纪中以后的事。近几十年来，随着微电子技术的迅速发展，且渗透到液压技术中并与之密切结合，使其应用领域遍及到各个工业部门，已成为实现生产过程自动化、提高劳动生产率等必不可少的重要手段之一。

1.1 液压传动的组成

（1）液压泵：把机械能转换为液体压力能的元件。

（2）执行元件：把液体压力能转换为机械能的元件。如液压缸、液压马达等。

（3）控制元件：通过对液压的压力、流量和方向的控制来实现对执行元件的运动速度、方向、作用力等控制，也用于实现过载保护程序控制等，其中包括压力控制阀、流量阀、方向控制阀等。

（4）辅助元件：以上组成部分以外的其他元件，如接头油箱、管道、滤油器、冷却器、加热器等。 随着工业的发展，机械化、自动化程度的日益提高，对液压元件及液压装置的标准化、集成化、微型化提出了更高的要求。于是出现了由液压系统组成的液压站。液压站不仅满足了日益发展数控机床、组合机床自动线及一般专用组合机床对液压系统的要求，而且适用于小批单件生产的非标准设备。

1.2 液压传动的优缺点

液压系统以液压液作为工作介质，而液体不可以压缩的特性使液压系统运动的平稳性得到保证。在工业的许多领域，液压系统的应用越来越广泛。其优点和缺点有以下几个方面：

1) 在相同的体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力。在相等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的百分之十二左右。 2) 液压装置工作比较平稳。由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁的换向。

3) 液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达2000），它还可以在运行的过程中进行调速。 4) 液压传动易于实现自动化，它对液体压力、流量或流动方向易于进行调速或控制。当将液压控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时，整个传动装置能够实现很复杂的顺序动作，也能方便的实现远程控制。

5) 液压装置易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在堵转状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。

6) 由于液压元件已经实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。 7) 用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单，这一点在本设计中体现的比较出色。 但液压传动也存在着一些缺点：

1） 液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失，泄漏损失等），长距离传动时更是如此。 2） 液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响，因此它不能在很高或很低的温度条件下工作。

3） 为了减少泄漏，液压元件在制造精度上要求较高，因此它的造价较贵，而且对工作介质的污染比较敏感。液压传动出现故障时不易找出原因。

总的来说，液压传动的优点是主要的，而它们的缺点通过技术的进步和多年的不懈努力，已得到了很大的改善。

1.3 液压技术的应用及其发展趋势

随着液压技术的不断发展进步，液压设备的年增长率远远大于其它设备的年增长率，其原因是由于液压传动在许多领域是机械传动无法取代的。液压传动能实现低速大吨位运动；采用适当的节流技术可使运动机构的速度十分均匀稳定；使用伺服、仿形、调速等机构可使执行元件的运动精度达到很高，可以微米计；

液压系统各部分间是用管道连接的，其布局安装有很大的灵活性，而其体积重量比却比机械传动小得多，因此能构成用其它方法难以组成的复杂系统；液压传动可以用很小的功率控制速度、方向；液压元件体积小、重量轻、标准化程度高，便于集中大批量生产。

由于采用集成、叠加、插装技术，使装配容易，造价低，比起机械传动来，它是一种最为经济的选择。近年来微电子技术应用到工程机械中，实现了智能化和自动化，静液压传动装置替代了传统的液力变矩——齿轮箱传动，使传统技术有了新的发展。

液压技术在金属切削机床中有着十分广泛的应用。如磨床的砂轮架，车床，六角车床、自动车床的刀架的转塔刀架、磨床、钻床、铣床、刨床的工作台或主轴箱，组合机床的动力箱或滑台等的进给装置，均可采用液压技术。它可以在较大的范围内进行无级调速，具有良好的换向性能，且易实现自动工作循环。液压传动还可以使龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕及拉床实现所需的高速往复主运动，且减少换向冲击、降低能耗，并缩短了换向时间。采用液压伺服系统，能使车床主轴实现无级变速的回转主运动，而在仿形加工机床中，则使仿形精度达0.01~0.02mm。在机床的辅助装置中，如夹紧装置、变速操纵装置、分度装置、垂直移动部件的平衡装置以及工件和刀具的装卸、运输、贮存装置，采用液压传动可以简化机床结构，提高自动化程度。重型机床、高速机床和高精度机床的轴承与导轨处采用静压支承，可以得到很高的工作平稳性和运动精度。

液压元件将向高性能、高质量、高可靠性、系统成套方向发展；向低能耗、低噪声、低振动、无泄漏以及污染控制、应用水基介质等适应环保要求方向发展；开发高集成化高功率密度、智能化、机电一体化以及轻小型微型液压元件；积极采用新工艺、新材料和电子、传感等高新技术。 随着液压技术的发展，它在机床上的应用必将不断地得到提高和完善。

1.4 液压技术在本课题中的具体应用

加工压缩机拖车上一根长轴两端轴颈时，如果我们采用传统的车削加工思路，即一端夹紧，另一端用顶针顶住，车削完一端后卸下重新换向一夹一顶加工另外一端轴颈，那么，由于长轴零件自身刚度不足，加工精度很难得到保证，而且上述加工流程务必会降低加工效率。因此，国内外设计人员提出了许多可行的方案。其中，本课题中的双头车床方案表现出了相对的优势。双头车床加工时，由于零件较长，拟采用零件固定，刀具旋转和进给的加工方式，其加工动作循环方式是：快进→工进→快退→停止，同时要求各个车削头能单独调整。显而易见，采用双头车床能使原需多道工序的产品能一次切削完成，使工序简化，生产效益大大提高，比原先提高一倍以上，且这种设计所产生的产品对成均匀，精度高。总之，我们相信采用双头车床加工长轴零件，加工精度和效率都会得到显著的改善，双头车床在机械加工中必将开辟更加广阔的前景。

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