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四 川 理 工 學(xué) 院
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）說 明 書
題 目 軸向柱塞泵體加工生產(chǎn)線專機(jī)及主要輔助
設(shè)備多頭鉆床及攻絲機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
學(xué) 生 周 勇
系 別 機(jī) 電 工 程 系
專 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化機(jī)制2003級(jí)1班
學(xué) 號(hào) 030110327
指 導(dǎo) 教 師 劉 郁 蔥
49
四 川 理 工 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
軸向柱塞泵體加工生產(chǎn)線專機(jī)
設(shè)計(jì)（論文）題目： 及主要輔助設(shè)備多頭鉆床及攻絲機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系：機(jī)電工程系 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 班級(jí)：機(jī)制2003.1 學(xué)號(hào)： 030110327
學(xué)生： 周 勇 指導(dǎo)教師： 劉 郁 蔥
接受任務(wù)時(shí)間 2007.03.05
教研室主任 （簽名） 系主任 （簽名）
1． 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求
①、明確設(shè)計(jì)依據(jù)：軸向柱塞泵零件圖;生產(chǎn)綱領(lǐng)1萬件／年。泵體機(jī)械加工工藝過程卡。編制鉆孔和攻絲工序機(jī)械加工工序卡;并確定其多頭鉆床及攻絲機(jī)床動(dòng)作循環(huán)。
②、設(shè)計(jì)多頭鉆床及攻絲機(jī)床液壓系統(tǒng)，編寫其液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書;液壓元件各細(xì)表;繪制液壓系統(tǒng)原理圖。
③、繪制液壓缸裝配圖和一零件圖。
2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明
①、《液壓傳動(dòng)》 西南交通大學(xué)出版社
②、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 西南交通大學(xué)出版社
③、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社
④、《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社
3．進(jìn)度安排
設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱
起 止 日 期
1
收集、準(zhǔn)備參考資料、查閱文獻(xiàn)、完成開題報(bào)告
2007.03.05——03.24
2
完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算
2007-3-25——04.22
3
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所有的設(shè)計(jì)圖紙
2007-4-23——05.20
4
完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書
2007-5-21-2007.06.03
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)修改、答辯準(zhǔn)備、畢業(yè)答辯
2007.06.04-2007.06.24
摘 要
為了提高勞動(dòng)效率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，采用高效專用機(jī)床及自動(dòng)化按流水線或自動(dòng)線依工序?qū)ぜM(jìn)行加工。為了實(shí)現(xiàn)工序自動(dòng)化，建立自動(dòng)線，首先必須實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工循環(huán)自動(dòng)化。一般可通過機(jī)械，電氣，液壓，氣壓等控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。由于近10年來，液壓傳動(dòng)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，得到了廣泛的應(yīng)用。這次本設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)出適合的液壓系統(tǒng)，用它驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的鉆孔，攻絲的工序。
關(guān)鍵詞 ：自動(dòng)化，液壓傳動(dòng)，液壓系統(tǒng)，鉆孔，攻絲 ，工作臺(tái)
ABSTRACT
I To improve work efficiency, reduce labor intensity of workers, and ensure the quality of products, Efficient use of a special machine and automation by pipeline or automatic processes on the line according to the workpiece processing. In order to achieve process automation, the creation of an automated line, we must first realize machining cycle automation. Generally through the mechanical, electrical, hydraulic, pneumatic and other control for automatic cycle. As the past 10 years, hydraulic drive has been great progress has been widely used. This design is the design for the hydraulic system, using it to the table-driven machine, in order to achieve the right parts of bored, Tapping process.
Keywords : Automation, Hydraulic Power Transmission , Hydraulic System, Drilling and Tapping，Work Table.
目錄
摘 要 I
ABSTRACT…………. II
前 言 3
第一章 緒論 1
1.1零件分析 1
1.2 明確設(shè)計(jì)要求 1
1.3確定毛坯的制造形式 1
1.4確定加工方案 2
1.4.1機(jī)床刀具的選擇 2
1.5確定流水線布置圖 2
第二章 多頭鉆床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4
2.1 確定動(dòng)作循環(huán) 4
2.2 確定工位圖 5
2.3. 切削用量的確定 5
2.4右鉆頭液壓缸 6
2.4.1負(fù)載分析 6
2.4.2負(fù)載圖和速度圖的繪制 7
2.4.3液壓缸主要參數(shù)的確定 8
2.4.4.強(qiáng)度校核 9
2.4.5 確定時(shí)間 11
2.5 左鉆頭液壓缸 12
2.5.1負(fù)載計(jì)算 12
2.5.2負(fù)載圖和速度圖的繪制 13
2.5.3液壓缸主要參數(shù)的確定 13
2.5.4強(qiáng)度校核 14
2.5.5 確定時(shí)間 16
2.6 前鉆頭液壓缸和后鉆頭液壓缸 17
2.6.1負(fù)載計(jì)算 17
2.6.2負(fù)載圖和速度圖的繪制 18
2.6.3液壓缸主要參數(shù)的確定 19
2.6.4強(qiáng)度校核 20
2.6.5 確定時(shí)間 22
2.7 液壓系統(tǒng)圖的擬定 23
2.7.1 液壓系統(tǒng)圖的擬定要求 23
2.7.2液壓回路的選擇 23
2.8液壓元件的選擇 26
2.8.1液壓泵 26
2.8.2閥類元件及輔助元件 27
2.8.3.油管 27
2.8.4油箱 28
2.9液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 28
第三章 攻絲機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30
3.1 確定動(dòng)作循環(huán) 30
3.2. 切削用量的選擇 30
3.2.1. 材料選擇 30
3.3左動(dòng)力頭液壓缸 31
3.3.1負(fù)載計(jì)算 31
3.3.2負(fù)載圖和速度圖的繪制 32
3.3.4強(qiáng)度校核 34
3.3.5 確定時(shí)間 36
3.4.前液壓缸和后液壓缸的設(shè)計(jì) 36
3.4.1負(fù)載計(jì)算 36
3.4.2負(fù)載圖和速度圖的繪制 38
3.4.3.液壓缸主要參數(shù)的確定 38
3.4.4強(qiáng)度校核 39
2.4.5 確定時(shí)間 41
3.5. 液壓系統(tǒng)圖的擬定 42
3.5.1液壓系統(tǒng)圖的擬定要求 42
3.5.2液壓回路的選擇 42
3.6液壓元件的選擇 44
3.6.1液壓泵 44
3.6.3油管 45
3.6.4油箱 46
3.7液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 46
第四章 結(jié)論 48
參 考 文 獻(xiàn) 49
致 謝 50
前 言
近10年來，液壓傳動(dòng)在防漏，治污，降噪，減震，節(jié)能和材質(zhì)研究等各放面都有長(zhǎng)足的進(jìn)步，它和電子技術(shù)的結(jié)合也由拼裝，混合到整合，步步深入。時(shí)至今日，在盡可能小的空間內(nèi)傳出盡可能大的功率并加以精確控制這一點(diǎn)上，液壓傳動(dòng)已穩(wěn)距居各種傳動(dòng)之首，無可替代。液壓傳動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)方式。液壓傳動(dòng)主要是利用液體的壓力能來傳遞能量。由于液壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此，它被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、工程建筑、石油化工、交通運(yùn)輸、軍事器械、礦山冶金、輕工、農(nóng)機(jī)、漁業(yè)、林業(yè)等各方面。同時(shí)，也被應(yīng)用到航天航空、海洋開發(fā)、核能工程和地震預(yù)測(cè)等各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域。采用液壓傳動(dòng)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。
本書主要是分別設(shè)計(jì)出驅(qū)動(dòng)多頭鉆床和攻絲機(jī)床的液壓系統(tǒng)。主要介紹了液壓缸的負(fù)載分析，，負(fù)載圖，速度圖的繪制，液壓缸參數(shù)的確定，液壓回路的選擇，在選擇其他的液壓元件。其中也介紹到了機(jī)床的總體布局和工藝要求，包括采用液壓傳動(dòng)所完成的機(jī)床運(yùn)動(dòng)種類、機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)提出可能用的液壓執(zhí)行元件的種類和型號(hào)、執(zhí)行元件的位置及其空間的尺寸范圍、要求的自動(dòng)化程度等。
由于我水平的限制，在設(shè)計(jì)和編寫說明書時(shí)，難免存在著不少缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，希望老師和同學(xué)的批評(píng)指正。
四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第一章 緒論
1.1零件分析
對(duì)于生產(chǎn)綱領(lǐng)為1萬件每年的軸向柱塞泵的加工，屬于大批量生產(chǎn)，為了提高勞動(dòng)效率，減輕工人的勞動(dòng)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，采用高效專用機(jī)床及自動(dòng)化按流水線或自動(dòng)線依工序?qū)ぜM(jìn)行加工。為了實(shí)現(xiàn)工序自動(dòng)化，建立自動(dòng)線，首先必須實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工循環(huán)自動(dòng)化。一般可通過機(jī)械，電氣，液壓，氣壓等控制，實(shí)現(xiàn)遭到循環(huán)。
本次設(shè)計(jì)主要分析多頭鉆床和攻絲機(jī)床的動(dòng)作循環(huán)，用液壓來驅(qū)動(dòng)使多頭鉆床和攻絲機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)，完成柱塞泵的鉆孔和攻絲的工序。從而提高勞動(dòng)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)可列入生產(chǎn)線，保證其自動(dòng)信號(hào)。
1.2 明確設(shè)計(jì)要求
在開始設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先要對(duì)機(jī)械設(shè)備主機(jī)的工作情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，明確主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)提出的要求，具體包括：
(1)主機(jī)的用途、主要結(jié)構(gòu)、總體布局；主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置布置和空間尺寸上的限制。
(2)主機(jī)的工作循環(huán)，液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方式(移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng))及其工作范圍。
(3)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度的大小及其變化范圍。
(4)主機(jī)各液壓執(zhí)行元件的動(dòng)作順序或互鎖要求。
(5)對(duì)液壓系統(tǒng)工作性能(如工作平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等)、工作效率、自動(dòng)化程度等方面的要求。
(6)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件，如周圍介質(zhì)、環(huán)境溫度、濕度、塵埃情況、外界沖擊振動(dòng)等。
(7)其它方面的要求，如液壓裝置在重量、外形尺寸、經(jīng)濟(jì)性等方面的規(guī)定或限制。
1.3確定毛坯的制造形式
零件的材料為HT190的灰鑄鐵。由于零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為1萬件/年，屬于大量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，采用砂型壓實(shí)型鑄造。
1.4確定加工方案
圖1-1 零件圖
1.4.1機(jī)床刀具的選擇
根據(jù)圖1-1確定加工工序
（1）鉆23mm，6 mm， 9mm，15mm的孔，選用多頭鉆床。該多頭鉆床型式為臥式四面多軸，用于同時(shí)鉆泵體各孔急锪平面。它由動(dòng)力頭，液壓滑臺(tái)，床身，中間底座夾具，液壓系統(tǒng)等組成。四面采用機(jī)械動(dòng)力頭，進(jìn)給由液壓驅(qū)動(dòng)，夾具用液壓夾緊。
刀具材料選為高速鋼。
（2）攻M14，M10的螺紋，選用攻絲機(jī)床。該攻絲機(jī)床型式為臥式三面多軸，本機(jī)床用于泵體各螺孔攻絲。它由動(dòng)力頭，液壓滑臺(tái)，床身，中間底座，夾具，液壓系統(tǒng)等組成。主軸為機(jī)械傳動(dòng)，進(jìn)給由液壓驅(qū)動(dòng)，夾具用液壓夾緊。
刀具材料選為高速鋼。
1.5確定流水線布置圖
如圖1-2表示了產(chǎn)品從自動(dòng)線到多頭鉆床進(jìn)行鉆孔加工在經(jīng)自動(dòng)線到攻絲機(jī)上進(jìn)行螺紋加工的路線圖。
圖1-2 鉆孔，攻絲流水線圖
第二章 多頭鉆床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 確定動(dòng)作循環(huán)
從整個(gè)系統(tǒng)來看，該系統(tǒng)共由五個(gè)液壓缸組成，分別為：夾緊液壓缸、前鉆頭液壓缸、后鉆頭液壓缸、左鉆頭液壓缸、右鉆頭液壓缸。在整個(gè)過程中，每個(gè)液壓缸都有單獨(dú)的動(dòng)作，沒有聯(lián)動(dòng)。
其中，前鉆頭液壓缸、后鉆頭液壓缸、左鉆頭液壓缸、右鉆頭液壓缸的動(dòng)作循環(huán)圖由2-1 所示。
圖2-1 液壓缸的動(dòng)作循環(huán)圖
2.2 確定工位圖
圖2-2 多頭鉆床工位布置圖
根據(jù)如圖2-2所示工作循環(huán)，本機(jī)床總有4個(gè)工位，每一個(gè)加工工位各有一個(gè)回轉(zhuǎn)夾具和一個(gè)動(dòng)力頭工作臺(tái)，夾具要求動(dòng)力頭既能單獨(dú)工作，又能聯(lián)合自動(dòng)循環(huán)工作，能同時(shí)鉆孔。
由動(dòng)作循環(huán)圖和工位圖可知：
左鉆頭液壓缸帶動(dòng)主軸上的10個(gè)麻花鉆同時(shí)鉆的孔2個(gè)；9mm的孔8個(gè)。
右鉆頭液壓缸加工15mm的孔4個(gè)。
前鉆頭液壓缸加工23mm的孔1個(gè)。
后鉆頭液壓缸加工23mm的孔1個(gè)。
2.3. 切削用量的確定
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得： 刀具材料選為高速剛。工件材料為鑄鐵，其硬度為190HB。滿足要求。
查《組合機(jī)床》得出鉆床的工作部件的總質(zhì)量m=500kg。其動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，其靜摩擦因素為，動(dòng)摩擦因素為。
工件材料的質(zhì)量m=25kg。
根據(jù)組合機(jī)床的特點(diǎn)，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可以得出鉆孔時(shí)主軸的切削速度和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s，由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》得主軸轉(zhuǎn)速， 式（2-1）
式中 ——切削速度 ； d——完成主運(yùn)動(dòng)工件的直徑
鉆孔時(shí)的切削用量如表2-1所示。
表2-1切削用量
孔徑d（mm）
切削速度（m/s）
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s（mm/r）
主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）
6
0.52
0.20
1656
9
0.47
0.30
898
15
0.48
0.42
611
23
0.47
0.52
390
2.4右鉆頭液壓缸
2.4.1負(fù)載分析
工作負(fù)載：由切削原理課程可知，高速剛鉆頭鉆鑄鐵孔時(shí)的軸向切削力Ft(以N計(jì))與鉆頭直徑D（以mm計(jì)），每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s（以mm/r計(jì)）和鑄鐵硬度HB之間的經(jīng)驗(yàn)算式為：
式（2-2）
根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，鉆孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s由表2-1得出以下數(shù)據(jù)：
對(duì)Φ15mm的孔來說： n=611r/min ; s=0.42 mm/r
代入式2.2求得：
=17805N
由《液壓傳動(dòng)》得慣性負(fù)載：
式（2-3）
=
=175N
由《液壓傳動(dòng)》得阻力負(fù)載：
靜摩擦阻力：=0.25145 式（2-4）
= 1029N
動(dòng)摩擦阻力：=0.1 514.5 式（2-5）
= 514.5 N
由此得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載如表2-2所示。
表2-2 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值
工 況
負(fù) 載 組 成
負(fù)載值F（N）
推力F/（N）
啟 動(dòng)
1029
1286
加 速
689.5
862
快 進(jìn)
514.5
643
工 進(jìn)
18319.5
22900
快 退
514.5
643
注：液壓缸的機(jī)械效率
不考慮動(dòng)力滑臺(tái)上顛覆力矩的作用。
2.4.2負(fù)載圖和速度圖的繪制
負(fù)載圖按上面數(shù)值繪制，如圖2-3所示，速度圖按以知數(shù)值，快進(jìn)速度：，快退速度：和工進(jìn)速度：。其中由主軸轉(zhuǎn)速及每轉(zhuǎn)進(jìn)給量求出。即由《液壓傳動(dòng)》得：=6110.42=256.6mm/min 式（2-6）
快進(jìn)行程；工進(jìn)行程；快退行程
圖2-3組合機(jī)床液壓缸的負(fù)載圖和速度圖
（a）負(fù)載圖 （b）速度圖
2.4.3液壓缸主要參數(shù)的確定
由《液壓傳動(dòng)》表11-2，和11-3可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為25000N時(shí)宜取p1=3.5MPa 。
對(duì)于雙作用單邊活塞桿油缸，其活塞桿直徑d可按活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比來決定。既：由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：
=0.5D 式（2-7）
在鉆孔加工時(shí)，液壓缸回油路上必須具有背壓，以防孔被鉆通時(shí)滑臺(tái)突然前沖。根據(jù)《液壓手冊(cè)》中的推薦值，可取=0.8MPa?？爝M(jìn)時(shí)由于油管中有壓降存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時(shí)可取=0.5MPa?？焱藭r(shí)回油腔中是背壓的，這時(shí)亦可按0.5MPa估算。
由工進(jìn)時(shí)的推力按《液壓傳動(dòng)》第5章式（5-3）計(jì)算液壓缸面積：
式（2-8）
即有：
所以：液壓缸無桿腔的工作面積；
即：
缸筒直徑D==10.58cm 式（2-9）
活塞桿直徑d=0.5D=5.29cm
查《液壓傳動(dòng)與控制》選出就近的標(biāo)準(zhǔn)值為：
D=12cm； 的d=6cm
由此得出的液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為：
式（2-10）
式（2-11）
2.4.4.強(qiáng)度校核
一.缸筒的校核
液壓缸的缸筒壁厚，和塞桿直徑d和缸蓋處固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。
缸筒壁厚校核分薄壁和厚壁兩種情況。當(dāng)時(shí)為薄壁，壁厚按下列公式進(jìn)行校核：
； 式（2-12）
液壓缸，缸筒，港底的材料都選為HT200，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得：。其中D為缸筒內(nèi)徑；為缸筒試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力時(shí)，取；而當(dāng)，??；為缸筒材料的許用應(yīng)力，，為材料抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=5。
所以=MPa； D=12cm
=200/5=40
由式（2-12）即 =78 mm
又因?yàn)? 。
所以應(yīng)用壁厚公式校核。
即： 式（2-13）
=16.1 mm
取
二．活塞桿的直徑d的校核
活塞桿的材料選用45剛。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得出
活塞桿的直徑d的校核公式為
式（2-14）
式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；
為活塞桿材料的許用應(yīng)力；
=；
所以由式 得出
d=60mm>8.3mm
即，活塞桿的直徑d滿足強(qiáng)度要求。故合格。
三.液壓缸蓋固定螺栓直徑的計(jì)算
由《液壓傳動(dòng)》得： 式（2-15）
螺栓材料為45鋼。即：它的材料屈服極限為：
式中 F為液壓缸負(fù)載；
Z為固定螺栓個(gè)數(shù)，即：取Z=8；
K為螺紋擰緊系數(shù)，k=1.12—1.5，取k=1.3；
取
所以：
?。?
根據(jù)上述D與d 的值，可估算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力，流量和功率，如表2-3所示。并據(jù)此繪出工況圖。
由《液壓傳動(dòng)》得，快進(jìn)時(shí)進(jìn)油腔壓力為：
式（2-16）
輸入流量為： 式（2-17）
輸入功率為： 式（2-18）
工進(jìn)時(shí)：進(jìn)油腔壓力為： 式（2-19）
輸入流量為： 式（2-20）
輸入功率為： 式（2-21）
快退時(shí)：進(jìn)油腔壓力為： 式（2-22）
輸入流量為： 式（2-23）
輸入功率為： 式（2-24）
表2-3 液壓缸在不同工作階段的壓力，流量和功率值
工 況
負(fù)載
F（N）
回油腔壓力
進(jìn)油腔壓力
輸入流 量
q（L/min）
輸入功率
P（kw）
快
進(jìn)
啟動(dòng)
1286
0
0.490
—
—
加速
862
0.952
0.452
—
—
恒速
643
0.933
0.433
45.2
0.33
工
進(jìn)
22900
0.8
2.628
2.892
0.13
快
退
啟動(dòng)
1286
0
0.151
—
—
加速
862
0.5
1.165
—
—
恒速
643
0.5
1.139
25.5
0.48
2.4.5 確定時(shí)間
系統(tǒng)快進(jìn)所需的時(shí)間為，由《液壓傳動(dòng)》得 式（2-25）
即：==1.8s
系統(tǒng)工進(jìn)所需的時(shí)間為，即
即：==10.5s
系統(tǒng)快退所需的時(shí)間為，即
即：==3.3s
2.5 左鉆頭液壓缸
2.5.1負(fù)載計(jì)算
工作負(fù)載：由切削原理課程可知，高速剛鉆頭鉆鑄鐵孔時(shí)的軸向切削力Ft(以N計(jì))與鉆頭直徑D（以mm計(jì)），每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s（以mm/r計(jì)）和鑄鐵硬度HB之間的經(jīng)驗(yàn)算式為：由式（2-2）得：
根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，鉆孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s由表2-1得出以下數(shù)據(jù)：
對(duì)Φ6mm的孔來說： n=1656r/min ; s=0.2 mm/r
對(duì)Φ9mm的孔來說： n=898r/min ; s=0.30 mm/r
代入式（2-2）求得：
=20104.6N
由式（2-3）慣性負(fù)載：
=
=175N
阻力負(fù)載：
由式（2-4）靜摩擦阻力：=0.25145
= 1029N
由式（2-5）動(dòng)摩擦阻力：=0.1 514.5
= 514.5 N
由此得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載如表2-4所示。
表2-4 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值
工 況
負(fù) 載 組 成
負(fù)載值F（N）
推力F/（N）
啟 動(dòng)
1029
1286
加 速
689.5
862
快 進(jìn)
514.5
643
工 進(jìn)
20619.1
25774
快 退
514.5
643
注：液壓缸的機(jī)械效率
不考慮動(dòng)力滑臺(tái)上顛覆力矩的作用。
2.5.2負(fù)載圖和速度圖的繪制
負(fù)載圖按上面數(shù)值繪制，如圖2-1所示，速度圖按以知數(shù)值，快進(jìn)速度：，快退速度：和工進(jìn)速度：。其中由主軸轉(zhuǎn)速及每轉(zhuǎn)進(jìn)給量求出。即：
在鉆孔時(shí)要求：=16560.2=331mm/min； 在鉆孔9時(shí)要求：=8980.3=269mm/min；
則取=331mm/min快進(jìn)行程；工進(jìn)行程；快退行程
圖2-4組合機(jī)床液壓缸的負(fù)載圖和速度圖
（a）負(fù)載圖 （b）速度圖
2.5.3液壓缸主要參數(shù)的確定
由《液壓傳動(dòng)》表11-2，和11-3可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為30000N時(shí)宜取p1=4MPa 。
對(duì)于雙作用單邊活塞桿油缸，其活塞桿直徑d可按活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比來決定。既：由式（2-7）
=0.5D
在鉆孔加工時(shí)，液壓缸回油路上必須具有背壓，以防孔被鉆通時(shí)滑臺(tái)突然前沖。根據(jù)《液壓手冊(cè)》中的推薦值，可取=0.8MPa?？爝M(jìn)時(shí)由于油管中有壓降存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時(shí)可取=0.5MPa。快退時(shí)回油腔中是背壓的，這時(shí)亦可按0.5MPa估算。
由工進(jìn)時(shí)的推力按《液壓傳動(dòng)》第5章式（5-3）計(jì)算液壓缸面積：
即有：
所以： 液壓缸無桿腔的工作面積；
即：
缸筒直徑： D==11.23cm
活塞桿直徑： d=0.5D=5.6cm
查《液壓傳動(dòng)與控制》選出就近的標(biāo)準(zhǔn)值為：
D=12cm； 的d=6cm
由此得出的液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為：
2.5.4強(qiáng)度校核
一.缸筒的校核
液壓缸的缸筒壁厚，和塞桿直徑d和缸蓋處固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。
缸筒壁厚校核分薄壁和厚壁兩種情況。當(dāng)時(shí)為薄壁，壁厚按式（2-12）進(jìn)行校核：
；
液壓缸，缸筒，港底的材料都選為HT200，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得：
其中D為缸筒內(nèi)徑；為缸筒試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力時(shí)，??；而當(dāng)，?。粸楦淄膊牧系脑S用應(yīng)力，，為材料抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=5。
所以=；D=12cm
=200/5=40
即=9 mm
又因?yàn)椤?
取
二.活塞桿的直徑d的校核
活塞桿的材料選用45剛。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得出
活塞桿的直徑d的校核公式（2-14）為
式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；
為活塞桿材料的許用應(yīng)力
=
所以由式 得出
d=60mm>8.8mm
即，活塞桿的直徑d滿足強(qiáng)度要求。故合格。
三．螺栓的校核
液壓缸蓋固定螺栓直徑的計(jì)算由（2-15）得：
螺栓材料為45鋼。即：它的材料屈服極限為：
式中 F為液壓缸負(fù)載；
Z為固定螺栓個(gè)數(shù)，即：取Z=8；
K為螺紋擰緊系數(shù)，k=1.12—1.5，取k=1.3；
取
所以：
?。?
根據(jù)上述D與d 的值，可估算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力，流量和功率，如表2-5所示。并據(jù)此繪出工況圖。
由式（2-16）到式（2-24）分別算出系統(tǒng)在快進(jìn)，工進(jìn)，快退時(shí)的進(jìn)油腔壓力，輸入流量q（L/min），輸入功率P（kw）。
表2-5 液壓缸在不同工作階段的壓力，流量和功率值
工 況
負(fù)載
F（N）
回油腔壓力
進(jìn)油腔壓力
輸入流 量
q（L/min）
輸入功率
P（kw）
快
進(jìn)
啟動(dòng)
1286
0
0.490
—
—
加速
862
0.952
0.452
—
—
恒速
643
0.933
0.433
45.2
0.33
工
進(jìn)
25774
0.8
2.881
3.74
0.18
快
退
啟動(dòng)
1286
0
0.151
—
—
加速
862
0.5
1.165
—
—
恒速
643
0.5
1.139
25.5
0.48
2.5.5 確定時(shí)間
系統(tǒng)快進(jìn)所需的時(shí)間為，由式（2-25）得
即：==1.8s
系統(tǒng)工進(jìn)所需的時(shí)間為，即
即：==5.44s
系統(tǒng)快退所需的時(shí)間為，即
即：==3s
2.6 前鉆頭液壓缸和后鉆頭液壓缸
因?yàn)椋般@頭液壓缸和后鉆頭液壓缸所鉆的孔的相同，所以它們的液壓缸也應(yīng)該相同。
2.6.1負(fù)載計(jì)算
工作負(fù)載：由切削原理課程可知，高速剛鉆頭鉆鑄鐵孔時(shí)的軸向切削力Ft(以N計(jì))由式（2-2）得：
根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，鉆孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s由表2-1得出以下數(shù)據(jù)：
第一次工進(jìn)對(duì)Φ13mm的孔來說： n=628r/min ; s=0.4 mm/r
這時(shí)它的切削力=25.513
=3995N
第二次工進(jìn)時(shí)對(duì)Φ23mm的孔來說： n=390r/min ; s=0.52 mm/r：
這時(shí)它的切削力
=8097N
由式（2-3得）慣性負(fù)載：
=
=175N
阻力負(fù)載：
由式（2-4）得靜摩擦阻力：=0.25145
= 1029N
由式（2-5）得動(dòng)摩擦阻力：=0.1 514.5
= 514.5 N
由此得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載如表2-6所示。
表2-6 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值
工 況
負(fù) 載 組 成
負(fù)載值F（N）
推力F/（N）
啟 動(dòng)
1029
1286
加 速
689.5
862
快 進(jìn)
514.5
643
工 進(jìn)一
4510
5637
工 進(jìn)二
8611.5
10765
快 退
514.5
643
注：液壓缸的機(jī)械效率
不考慮動(dòng)力滑臺(tái)上顛覆力矩的作用。
2.6.2負(fù)載圖和速度圖的繪制
負(fù)載圖按上面數(shù)值繪制，如圖2-4所示，速度圖按以知數(shù)值，快進(jìn)行程，快進(jìn)速度：，快退速度：和工進(jìn)速度：。其中由主軸轉(zhuǎn)速及每轉(zhuǎn)進(jìn)給量求出。即：工進(jìn)一時(shí) =6280.46=289mm/min工進(jìn)行程工進(jìn)二時(shí)=3900.52=203mm/r；工進(jìn)行程；快退行程
圖2-4組合機(jī)床液壓缸的負(fù)載圖和速度圖
（a）負(fù)載圖 （b）速度圖
2.6.3液壓缸主要參數(shù)的確定
由《液壓傳動(dòng)》表11-2，和11-3可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為15000N時(shí)宜取p1=2.5MPa 。
對(duì)于雙作用單邊活塞桿油缸，其活塞桿直徑d可按活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比來決定。既：
=0.5D
在鉆孔加工時(shí)，液壓缸回油路上必須具有背壓，以防孔被鉆通時(shí)滑臺(tái)突然前沖。根據(jù)《液壓手冊(cè)》中的推薦值，可取=0.4MPa。快進(jìn)時(shí)由于油管中有壓降存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時(shí)可取=0.2MPa?？焱藭r(shí)回油腔中是背壓的，這時(shí)亦可按0.2MPa估算。
由工進(jìn)時(shí)的推力按《液壓傳動(dòng)》第5章式（5-3）計(jì)算液壓缸面積：
即有：
所以： 液壓缸無桿腔的工作面積；
即：
缸筒直徑 D==7.7cm
活塞桿直徑d=0.5D=3.86cm
查《液壓傳動(dòng)與控制》選出就近的標(biāo)準(zhǔn)值為：
D=8cm； 的d=4cm
由此得出的液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為：
由式（2-10）得
由式（2-11）得
2.6.4強(qiáng)度校核
一.缸筒的校核
液壓缸的缸筒壁厚，和塞桿直徑d和缸蓋處固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。
缸筒壁厚校核分薄壁和厚壁兩種情況。當(dāng)時(shí)為薄壁，壁厚按式（2-12）進(jìn)行校核：
；
液壓缸，缸筒，港底的材料都選為HT200，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得：
其中D為缸筒內(nèi)徑；為缸筒試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力時(shí)，??；而當(dāng)，??；為缸筒材料的許用應(yīng)力，，為材料抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=5。
所以 =；D=8cm
=200/5=40
即 =3.75 mm
又因?yàn)椤?
取
二.活塞桿的直徑d的校核
活塞桿的材料選用45剛。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得出
活塞桿的直徑d的校核公式為：
由式（2-14）得
式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；
為活塞桿材料的許用應(yīng)力
=
所以由式 得出
d=40mm>5.7mm
即，活塞桿的直徑d滿足強(qiáng)度要求。故合格。
三.螺栓的校核
液壓缸蓋固定螺栓直徑的計(jì)算
由式（2-15）得
螺栓材料為45鋼。即：它的材料屈服極限為：
式中 F為液壓缸負(fù)載；
Z為固定螺栓個(gè)數(shù)，即：取Z=8；
K為螺紋擰緊系數(shù)，k=1.12—1.5，取k=1.3；
取
所以：
取：
根據(jù)上述D與d 的值，可估算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力，流量和功率，如表2-7所示。并據(jù)此繪出工況圖。
由式（2-16）到式（2-24）分別算出系統(tǒng)在快進(jìn)，工進(jìn)，快退時(shí)的進(jìn)油腔壓力，輸入流量q（L/min），輸入功率P（kw）。
表2-7 液壓缸在不同工作階段的壓力，流量和功率值
工 況
負(fù)載
F（N）
回油腔壓力
進(jìn)油腔壓力
輸入流 量
q（L/min）
輸入功率
P（kw）
快
進(jìn)
啟動(dòng)
1286
0
0.245
—
—
加速
862
0.72
0.32
—
—
恒速
643
0.678
0.278
20.1
0.093
工
進(jìn)
一
5637
0.4
1.655
1.45
0.04
工
進(jìn)
二
10765
0.4
2.443
1.02
0.0415
快
退
啟動(dòng)
1286
0
0.341
—
—
加速
862
0.2
0.496
—
—
恒速
643
0.2
0.438
11.304
0.083
2.6.5 確定時(shí)間
系統(tǒng)快進(jìn)所需的時(shí)間為，由式（2-25）得
即：==1.8s
系統(tǒng)工進(jìn)一所需的時(shí)間為，即
即： ==3.95s
系統(tǒng)工進(jìn)二所需的時(shí)間為，即
即： ==1.77s
所以工進(jìn)總時(shí)間為：=+=5.72s
系統(tǒng)快退所需的時(shí)間為，即
即：==2.9s
2.7 液壓系統(tǒng)圖的擬定
2.7.1 液壓系統(tǒng)圖的擬定要求
一． 根據(jù)鉆床鉆孔的工作循環(huán)和對(duì)性能的要求，在擬定液壓系統(tǒng)圖時(shí)應(yīng)該注意：
1. 在組合基本回路時(shí)，特別注意由于組合以后，回路中存在有相互干擾的關(guān)系，有時(shí)后不能按照最初所設(shè)定的要求來動(dòng)作。
2. 應(yīng)避免系統(tǒng)中存在多余的回路中，完成鉆床鉆孔動(dòng)作的回路。應(yīng)力求簡(jiǎn)單可靠，回路越復(fù)雜，產(chǎn)生事故的機(jī)會(huì)愈多，消耗的功率越大。
3. 要注意系統(tǒng)的安全可靠性，盡可能減少事故停車時(shí)間，一般在回路中采用溢流閥或其他安全閥，控制著最大載荷。
4. 考慮經(jīng)濟(jì)問題，以及建設(shè)進(jìn)度等，在系統(tǒng)中，如過于考慮理想要求，則將增加元件設(shè)備，因而使成本增加。
2.7.2液壓回路的選擇
液壓回路的選擇重要是根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工況圖來進(jìn)行的。選擇回路時(shí)既要考慮調(diào)速、調(diào)壓、換向、順序動(dòng)作，動(dòng)作互鎖等要求，也要考慮節(jié)省能源，減少發(fā)熱、減少?zèng)_壓，保證動(dòng)作精度等問題，另外，選擇回路時(shí)可能有多種方案，必須對(duì)不同的液壓回路進(jìn)行對(duì)比分析，并參考和吸收同類型液壓系統(tǒng)中選進(jìn)行回路和成熟經(jīng)驗(yàn)。
在液壓系統(tǒng)中，一般調(diào)速回路是系統(tǒng)的核心，往往調(diào)速方式一經(jīng)確定，其他有關(guān)的液壓回路、油源結(jié)構(gòu)形式和液壓的循環(huán)形式就會(huì)很自然地選擇出來，因此，一般都從選擇調(diào)速回路著手，并以選定的調(diào)速回路為基礎(chǔ)，依次選擇其它的液壓回路。
一.調(diào)速回路的選擇，
應(yīng)當(dāng)根據(jù)工況圖中液壓、流量和功率的變化和大小，還應(yīng)該考慮系統(tǒng)對(duì)速度穩(wěn)定性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和升溫的要求，綜合考慮各方面因素后來選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)速回路又因?yàn)樵诩庸み^程中因有快進(jìn)、工進(jìn)，它們的速度不同。因而必須有一個(gè)高速回路來實(shí)現(xiàn)這一過程的速度的控制。在本系統(tǒng)中，由于要求較高，即高速都受用出口節(jié)流高速回路來制控其速度的變化。其圖如下：
二．保壓回路
在系統(tǒng)中，要使鉆孔的每一個(gè)工序都能順利進(jìn)行，那么工件必須得夾緊。夾緊裝置由夾緊液壓缸組成，夾緊在整個(gè)加工過程中非常重要，因此必須有一個(gè)保壓回路來維持夾緊時(shí)的壓力。其保壓回路的圖如下
三．換向回路
在不同的工作情況下，尚油液的流向是不相同的。因此必須有一個(gè)換向回路來控制液壓油的流向。在本設(shè)計(jì)中可以采用三位四通電磁換向閥來實(shí)現(xiàn)這一過程的控制。其圖如下：
四、卸載回路
因是大批量生產(chǎn)，所以中間裝夾工件時(shí)與加工工件之間必然有停，而我們不可能將整個(gè)系統(tǒng)的電繁頻起停，這樣會(huì)影響其整個(gè)統(tǒng)系的使用壽命。因而要設(shè)制一個(gè)卸載回路來解決加工中的這一問題。其圖如下：
五．換速回路
本設(shè)計(jì)中各個(gè)階段的作動(dòng)都有不同之處，為了達(dá)到做完一個(gè)過程后能進(jìn)行下一個(gè)程，就必須有一個(gè)控制回路來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)中選用行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)這一個(gè)程。每當(dāng)在工作時(shí)碰到一個(gè)行程開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)都會(huì)發(fā)出一個(gè)電信號(hào)來控制下一步的工作的進(jìn)行。其圖如下：
六、液壓回路的綜合系統(tǒng)圖的擬定
把上面各路回組合畫在一起，即得了綜合回路。其圖如下：
（見大圖一）
2.8液壓元件的選擇
2.8.1液壓泵
因?yàn)槲鍌€(gè)液壓缸同時(shí)工作則在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為它們的和，如取進(jìn)油路上的壓力損失為0.8MPa，壓力繼電器調(diào)整壓力高出系統(tǒng)最大工作壓力值為0.5MPa。則液壓泵的最大工作壓力應(yīng)為：
液壓泵向所有液壓缸提供的最大流量為45.2+45.2+20.1+20.1=130.6L/min，若回路中的泄漏按液壓缸輸入的1.05%計(jì)算，則液壓泵的總流量應(yīng)為
根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品目錄，最后確定選取
YB-B92C-*F型單級(jí)葉片泵
它的流量為138.8L/min；壓力為10.5MPa；
液壓泵輸出壓力為138.8L/min；壓力為10.5MPa如取葉片泵的總功率為，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的功率為
P==10.5
=27kW
根據(jù)此數(shù)值查閱電機(jī)產(chǎn)品目錄，最后確定選取
Y200L-4三相異步電動(dòng)機(jī)
它的額定功率為30kW，滿載轉(zhuǎn)速為1470r/min。
2.8.2閥類元件及輔助元件
根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件的實(shí)際流量，可選出這些元件的型號(hào)規(guī)格，如下表2-8。
表2-8元件的型號(hào)及規(guī)格
序號(hào)
元件
名稱
估計(jì)通過流量（L/min）
型號(hào)
規(guī)格
生 產(chǎn)
廠 家
1
濾油器
125
SU3-F12510
20MPa
北京天橋粉末冶金二廠
2
溢流閥1
63
Y-63
6.3MPa
3
溢流閥2
25
Y-25
6.3MPa
4
溢流閥3
250
YF-L32C
14MPa
5
單向閥1
63
I-63
6.3MPa
6
單向閥2
25
I-25
6.3MPa
7
調(diào)速閥
10
L-10
6.3MPa
8
二位二通電磁閥1
25
22D-25H
6.3MPa
9
二位二通電磁閥2
63
22D-63H
6.3MPa
10
三位四通電磁閥1
63
34D-63*
6.3MPa
11
三位四通電磁閥2
25
34D-25*
6.3MPa
12
壓力表開關(guān)
—
KF3-E3B
16MPa
3測(cè)點(diǎn)
13
壓力繼電器
—
PF-B8C
14MPa
8通徑
榆次液壓件廠
2.8.3.油管
各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處決定，液壓缸進(jìn)，出油管則按輸入，排出的最大流量計(jì)算。為了滿足所有的液壓缸，則按它們中的最大流量計(jì)算，（右鉆頭液壓缸）由于液壓泵具體選定之后液壓缸在各個(gè)階段的進(jìn)，出流量已與原定數(shù)值不同，所以重新計(jì)算如表2-9所示。
表2-9液壓缸的進(jìn)，出流量
快 進(jìn)
工 進(jìn)
快 退
輸入流量（L/min）
排出流量（L/min）
=（85201）/113
=151
=
=2.17
=
=66
運(yùn)動(dòng)速度（m/min）
=
=17.86
=
=0.256
=
=5.88
根據(jù)這些數(shù)值，當(dāng)油液在壓力管中流速取5m/min時(shí)，則液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管分別為和。
查《液壓傳動(dòng)》式（7-8）得：
所以：=29.2mm
這兩根管都按JB827－60選用內(nèi)徑15mm、外徑30mm的無縫鋼管。
2.8.4油箱
油箱的有效容積：V=。低壓系統(tǒng)；中壓系統(tǒng)；
高壓系統(tǒng)；因?yàn)樵撓到y(tǒng)為中壓系統(tǒng)，所以取。
即：
2.9液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算
液壓缸的有效功率為：
=0.3673
液壓泵的總輸出功率 ：
= 2.7216kW
由此得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為：
=2.7216-0.3673=2.3543Kw
得出油液溫升近似值為：
=24
溫升沒有超出允許范圍，液壓系統(tǒng)中不須設(shè)置冷卻器。
第三章 攻絲機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 確定動(dòng)作循環(huán)
從整個(gè)系統(tǒng)來看，該系統(tǒng)共由四個(gè)液壓缸組成，分別為：夾緊液壓缸、前動(dòng)力頭液壓缸、后鉆頭液壓缸、左動(dòng)力頭液壓缸、在整個(gè)過程中，每個(gè)液壓缸都有單獨(dú)的動(dòng)作，沒有聯(lián)動(dòng)。
其中，前動(dòng)力頭液壓缸、后動(dòng)力頭液壓缸、左動(dòng)力頭液壓缸動(dòng)作循環(huán)圖由3-1 所示。
由零件圖和工位圖可知：
左動(dòng)力頭液壓缸攻M10的孔的螺紋8個(gè)。
前動(dòng)力頭液壓缸攻M14的孔的螺紋1個(gè)。
后動(dòng)力頭液壓缸攻M14的孔的螺紋1個(gè)。
圖3-1 液壓缸動(dòng)作循環(huán)圖
3.2. 切削用量的選擇
3.2.1. 材料選擇
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得： 刀具材料選為高速剛。工件材料為鑄鐵，其硬度為190HB。滿足要求。
查《組合機(jī)床》得出攻絲機(jī)床的工作部件的總質(zhì)量m=500kg。其動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，其靜摩擦因素為，動(dòng)摩擦因素為。
工件材料的質(zhì)量m=25kg。
根據(jù)組合機(jī)床的特點(diǎn)，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可以得出攻絲時(shí)主軸的切削速度和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s，和螺距P又因?yàn)橹鬏S轉(zhuǎn)速由式（2-1），攻絲時(shí)的切削用量如表3-1所示。
表3-1切削用量
螺紋規(guī)格d（mm）
切削速度（m/s）
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s（mm/r）
螺距P（mm）
主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）
10
0.213
1.0
1.0
407
14
0.4
1.0
1.0
332
3.3左動(dòng)力頭液壓缸
3.3.1負(fù)載計(jì)算
工作負(fù)載：由切削原理課程可知，高速剛攻鑄鐵孔的螺紋時(shí)的軸向切削力Ft(以N計(jì))與螺距P（以mm計(jì)）的經(jīng)驗(yàn)算式為：
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得： 式 ( 3 - 1 )
根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，攻絲時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s和螺距P的值。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得出以下數(shù)據(jù)：
攻M10的螺紋： n=407r/min ; s=0.42 mm/r； P=1.0mm
代入式（3-1）求得：
=+
=5794 N
由式（2-3）得慣性負(fù)載：
=
=175N
阻力負(fù)載：
由式（2-4）得 靜摩擦阻力：=0.25145
= 1029N
由式（2-5）得 動(dòng)摩擦阻力：：=0.1 514.5
= 514.5 N
由此得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載如表3-2所示。
表3-2 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值
工 況
負(fù) 載 組 成
負(fù)載值F（N）
推力F/（N）
啟 動(dòng)
1029
1286
加 速
689.5
862
快 進(jìn)
514.5
643
工 進(jìn)
6308.5
7886
快 退
514.5
643
注：液壓缸的機(jī)械效率
不考慮動(dòng)力滑臺(tái)上顛覆力矩的作用。
3.3.2負(fù)載圖和速度圖的繪制
負(fù)載圖按上面數(shù)值繪制，如圖3-2所示，速度圖按以知數(shù)值，快進(jìn)速度：，快退速度：和工進(jìn)速度：。其中由主軸轉(zhuǎn)速及每轉(zhuǎn)進(jìn)給量求出。即：=1407=407mm/min 快進(jìn)行程；工進(jìn)行程；快退行程
圖3-2組合機(jī)床液壓缸的負(fù)載圖和速度圖
（a）負(fù)載圖 （b）速度圖
3.3.3液壓缸主要參數(shù)的確定
由《液壓傳動(dòng)》表11-2，和11-3可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為10000N 時(shí)宜取p1=2MPa 。
對(duì)于雙作用單邊活塞桿油缸，其活塞桿直徑d可按活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比來決定。既：
由式（2-7）得 =0.5D
在攻絲時(shí)，液壓缸回油路上是具有背壓。根據(jù)《液壓手冊(cè)》中的推薦值，可取=0.4MPa?？爝M(jìn)時(shí)由于油管中有壓降存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時(shí)可取=0.2MPa?？焱藭r(shí)回油腔中是背壓的，這時(shí)亦可按0.MPa估算。
由工進(jìn)時(shí)的推力按《液壓傳動(dòng)》第5章式（5-3）計(jì)算液壓缸面積：
即有：
所以：液壓缸無桿腔的工作面積；
即：
缸筒直徑D==7.5cm
活塞桿直徑d=0.5D=3.75cm
查《液壓傳動(dòng)與控制》選出就近的標(biāo)準(zhǔn)值為：
D=8cm； 的d=4cm
由此得出的液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為：