PAGE.PAGE....液壓傳動帶鋸式切斷機作者__XX專業名稱：XX指導XX..摘要本設計是以雙金屬鋸條鋸切金屬材料的設備,具有結構緊湊、精度高、鋸縫窄、噪聲小、操作方便等優點,是替代圓盤鋸、弓鋸床的節能新產品。本次設計在參照"XX川南減震集團"的臥式帶鋸床〔晟龍G4028的基礎上進行了改進。用液壓馬達取代齒輪變速箱,由液壓馬達驅動機床主軸,使鋸帶實現無級變速,以切斷各種材質型材。我們設計了鋸條張緊及導向機構,工件夾緊機構,送料機構,自動卸料機構；卸料機構的創新使成品件自動排出而不損傷工件表面；并讓夾緊、卸料和進給都采用同一動力源——液壓能,使各個機構的運動協調統一,確保各個功能的實現。在總體布置上采用了人機工程原理,設計的床身高度使操作維修方便,且不致引起工人操作疲勞。關鍵詞：液壓傳動帶鋸式切割無級變速AbstractThedesignisbasedondualmetalsawblademetalsawingequipment,hasacompact,highprecision,sawnarrowslit,littlenoise,theadvantagesofeasyoperation,isareplacementdisksawing,bowsawingmachineofnewenergy-savingproducts.Thedesigntobeaccordingto"SichuanChuannanAbsorberGroupLimited"ofthefoundationofthelietypebandsawbed<theChenglongG4028>upcarriedonanimprovement.Hydraulicmotorstoreplacethegearbox,themotor-drivenhydraulicmachinespindle,SawBandCVT,tocutoffallmaterialprofile.Wedesignandtheinfluenceoftension-orientedinstitutions,workpiececlamping,feed,automaticdischarge;Dischargeofinnovativeproductsenableautomaticdischargewithoutinjuryworkpiecesurface;andforclamping,Dischargingandfeedhavethesamepowersource--Hydrauliccanmakeallthecampaignharmonization,ensureallfunctions.Ingenerallayoutadoptedtheprincipleofhumanengineering,designheightofthebedsothattheoperationandmaintenanceconvenienceandworkerstooperatewithoutcausingfatigue.Keywords：Hydraulicdrive,E-store,Bandsaw-cutting,Constant-Voltage..目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要IAbstract II目錄III前言11方案設計21.1初步方案選擇21.2切削力、切削功率的計算21.3馬達的選擇52總體布局設計72.1鋸床設計方案簡介72.2機床機構簡圖83鋸梁的結構設計93.1軸的設計93.2鋸帶輪的設計173.3張緊裝置的結構設計183.4導向裝置的結構設計203.5鋸梁架的結構設計214工件夾緊機構的設計224.1夾緊原理224.2結構設計224.3液壓缸的選擇235送料裝置的結構設計265.1軌道的設計265.2送料四輪小車的結構設計265.3托料裝置的設計275.4其它附件設計276定尺裝置和卸料裝置的設計286.1定尺裝置的設計286.2卸料裝置的設計287進刀機構原理307.1進刀原理示意圖307.2連接支座的設計307.3液壓缸的選擇318床身和工作臺的設計329液壓控制系統的設計339.1液壓控制系統的要求及特點339.2液壓系統設計技術參數339.3制定系統控制方案339.4液壓系統的綜合設計原理圖399.5液壓元件的選擇4110冷卻系統的設計4611附件設計4811.1馬達安裝架的設計4811.2鋸輪蓋、箱門的設計4811.3油盤和定尺擋塊的設計48結論49致謝50參考文獻51.....前言在現代機器設備的結構中,為降低成本,大量采用型材,如圓鋼、型鋼、角鋼、槽鋼等。這些型材件都要切斷〔即下料以達到設計零件的尺寸要求,目前下料有弓鋸、砂輪切割機、圓盤鋸,這樣的下料大多是單根切割,且人工夾緊,效率低、工人勞動強度大,開發設計出一種高效、操作簡便、勞動負荷低的切斷機,是生產迫切所需。為此,我們參觀了"XX川南減震集團"的臥式帶鋸床,并深入仔細研究,在借鑒其優點的基礎上進行了諸多改進。本次設計的液壓傳動帶鋸式切斷機是采用液壓馬達直接驅動機床主軸使鋸帶做回轉運動,同時液壓傳動液壓缸使鋸帶做升降運動,通過液壓控制完成整個鋸切過程。..1方案設計1.1初步方案選擇目前鋸床分為圓鋸床、弓鋸床、帶鋸床,及砂輪切割機。圓鋸床適用于重型型材、大型鍛件等,大截面金屬材料的切割或開槽,被切材料硬度一般在37HRC以下,鑲硬質合金鋸片可加工45HRC以下材料。弓鋸床適用于中小型各種金屬型材的切割,通常是單件切割,效率低,被切材料硬度一般在37HRC以下。砂輪切割機一般用于單件或小批量加工,加工直徑小,由于磨削時切口溫度高,常出現斷面灼傷的情況,適用于對切口精度要求不高的小件加工。刀具磨損大,效率低。帶鋸床適用于各種型材、板材、塊料切割,可以進行開縫、切槽和切曲線等,被切材料硬度一般在37HRC以下。綜上所述,我們選用帶鋸切削。帶鋸床又分為立式帶鋸床、可傾式帶鋸床和臥式帶鋸床。立式帶鋸床適用于金屬及塑料膠木等非金屬的直線或曲線鋸削。主要加工內、外輪廓面的工件,也可用于單件的鋸切下料?？蓛A式鋸床適用于加工外形尺寸大的異型件,如鋸切鑄件的冒口、焊接件的飛邊。臥式帶鋸床適用于各種金屬的圓料、型材、鍛坯和管材的切斷工序和批量生產,還可適用于小規格材料的成束鋸削。本次設計,考慮到生產中,圓管、圓鋼的切斷點比例最大,因此按圓管切斷設計。綜上所述,初步確定設計臥式帶鋸床,動力源采用液壓能,命名為"液壓傳動帶鋸式切斷機"。1.2切削力、切削功率的計算初定鋸帶和鋸帶輪外形尺寸根據現有臥式鋸床的設計參數及實地觀測,鋸帶輪直徑適量加大可減緩鋸條在導向時的扭曲程度,對保護鋸條有益。因此,本次設計參考現有臥式鋸床鋸帶輪外形參數初步設定鋸帶輪直徑D=470mm。根據《工藝師手冊》P248表12-12"帶鋸床的型號與技術參數"〔表1.1。表1.1帶鋸床的型號與技術參數型號鋸輪直徑<mm>鋸帶長度<mm>鋸帶寬度〔mmG24030455381925G5132508425031.5—25可初定鋸帶長度L=4100,寬38mm,厚0.8mm,則鋸帶輪厚40mm。計算切削力、切削功率本次設計參數：圓管毛坯長度為6000mm,外徑32mm,內徑24mm。切斷每根長度為563mm,每次切斷8根,每班按7小時計,每班完成成品件5000根。據此,每鋸切一次所用時間：所切圓管橫截面積：每次鋸切總面積：材料切除率根據《機械加工工藝師手冊》表31—27〔表1.2表1.2切削材料參數鋸削材料切割厚度鋸削速度材料切除率Q中、高碳鋼160~205HBS<25mm69~7645取Q=45,=70則鋸切一次所用時間正好余5s作輔助時間。=70,則鋸帶轉速由,有鋸帶輪轉速：由于目前鋸切沒有確切的切削力計算公式,因此只有參照加工原理特點類似的銑削公式。由《機械加工工藝師手冊》P.1020表30—19查得,銑削公式：由《機械加工工藝師手冊》P.1020表30—20查得由《機械加工工藝師手冊》P.1020表30—21查得由《機械加工工藝師手冊》P.1096表31—25查得由《機械設計手冊》第一卷3—15查得工件45鋼：由經驗??；根據鋸帶長算得假想直徑則切削力切削功率1.3馬達的選擇馬達功率輸出轉矩本次設計所需馬達與機床主軸一起轉動,轉速同鋸帶輪轉速,很低,因此需要在很低的轉速下仍能穩定運轉的馬達。據此,我們選擇徑向球塞軸轉液壓馬達〔QJM,該型液壓馬達具有以下特點：該型馬達的滾動體用一只鋼球代替一般內曲線液壓馬達所用的兩只以上滾輪和橫梁,因而結構簡單、工作可靠,體積、重量顯著減少。運動副慣量小,鋼球結實可靠,故該型液壓馬達可以在較高轉速和沖擊載荷下連續工作。摩擦副少,配油軸與轉子內力平衡,球塞副通過自潤滑復合材料制成的球墊傳力,并且具有靜壓平衡和良好潤滑條件,采用可自動補償磨損的軟性塑料活塞環密封高壓油,因而具有較高的機械容積效率,能在很低的轉速下穩定運轉,啟動轉矩較大。因結構具有的特點,該馬達所需回油背壓較低,一般需0.3~0.8MPa,轉速越高,背壓應越大。因配油軸與定子剛性連接,故該型馬達進出油管允許用鋼管連接。該型液壓馬達具有二級和三級變排量,因而具有較大調速范圍。結構簡單,拆修方便,對清潔度無特殊要求,油的過濾精度可按配套油泵的要求選定。表1.3所選液壓馬達參數排量/壓力/MPa轉速范圍/額定輸出轉/額定尖峰1QJM001—0.0630.06410168~800952總體布局設計2.1鋸床設計方案簡介本鋸床動力源采用液壓能,用液壓馬達直接帶動機床主軸,使鋸帶作回轉運動；同時,液壓傳動液壓缸使鋸帶做升降運動,通過液壓控制完成整個鋸切過程。床身、工作臺：床身是積液壓工作站、泵站為一體的箱體結構,采用優質鋼板和型材焊接而成。工作臺為高牌號鑄件,分為兩部分,一部分禁錮于床身上,用以承載攻堅和其它機件；另一部分與定尺裝置連接,承載成品件。鋸梁：由左、中、右梁連接而成。右梁右端鉸鏈連接于工作臺上,左端在升降油缸的驅使下做升降運動。右梁箱內的主動輪在馬達的驅使下轉動,左箱內的被動輪裝在張緊調節裝置上,帶鋸條在兩輪的張緊下作回轉運動。中梁上懸裝左、右導向臂,其導向軸承保證了鋸帶運動的穩定和精度。液壓馬達：主動力源。位于右梁后下面,直接帶動機床主軸轉動,以使鋸帶實現無級變速。連接支座：鋸梁與床身采用支座鉸鏈,它的高精度連接是鋸梁穩定運動的保證。送料定尺裝置：送料由固定送料卷筒、四輪小車式承料架〔單體組合使用。固定送料卷筒裝在工作臺前下方,轉動卷筒使工件作前進、后退運動；承料架由滾輪、支架和托料塊〔有夾緊工件的功能組成,托料塊與工作臺等高；工作臺后端裝有滾筒,減小工件前進時的摩擦,幫助送料。定尺裝置安裝在工作臺正前面,可前后調整間距〔調整范圍20mm。工件夾緊機構：分為軸向和徑向液壓夾緊。軸向由油缸活塞桿帶動左鉗與右鉗開合達到軸向夾緊；徑向由油缸活塞桿帶動壓緊鋼板上下升降達到徑向壓緊的目的。卸料裝置：卸料由液壓缸活塞桿的伸縮使前方工作臺傾斜,已達到使成品件自動滑落的目的。液壓系統：由液壓站、馬達、管道、調速閥、油缸等組成。液壓站設在機身右腹內,升降油缸接于床身與鋸梁之間,夾緊油缸分別安裝在工作臺的左邊和正上方,與工件的軸向和徑向垂直,卸料油缸斜裝在前工作臺的下方,調速閥為方便操作設在控制箱上。控制箱安裝在中梁頂端。冷卻系統：由水箱、泵站、管道、閥及管接頭等組成。用于對鋸切區域的充分冷卻及潤滑,以提高鋸切效率和精度,延長鋸帶使用壽命,同時清除鋸齒上的鋸屑,保證鋸齒正常工作。2.2機床機構簡圖〔圖2.1圖2.1機床機構簡圖1—卷筒手柄,2—卸料油缸,3—軸向夾緊油缸,4—徑向夾緊油缸,5—進刀油缸,6—液壓馬達,7—鋸帶,8—鋸梁3鋸梁的結構設計3.1軸的設計強度設計一般機器中的軸常用優質中碳鋼制造。這類鋼通過調質或正火處理,材料力學性能可能得到改善,零件具有較高的強度和耐磨性,其中45優質碳素鋼最為常用。由《機械設計基礎》P230表14—2"常用材料的值和C值"〔表3.1表3.1常見材料值和C值軸的材料Q235,2035454012~2020~3030~4040~52160~135135~118118~107107~98估算軸徑：軸Ⅰ——主軸,花鍵連接馬達與主動輪,帶動輪轉動。軸Ⅱ——方頭連接張緊滑塊,另一端連從動輪,輪繞軸轉動,但軸不轉動。軸Ⅰ的直徑設計已知鋸盤直徑D=470mm,

馬達最大輸出轉矩扭矩M1=95N.m軸承與鋸盤型心的距離L=60mm,

鋸條切削力FC=1996.2N,軸選用45鋼調質,

許用應力為[σ]=360MP,鋸條切削力FC=1996.2N。受力分析：我們初步估計鋸條松邊的張力FN=FC/η=1996.2/0.97≈2058N。

設鋸條張緊力FN’,將鋸條張緊力FN與FN’向軸向AB的軸線簡化得作用在截面B的橫向力F與扭矩M2,其值分別為：F=FN+FN’‘,M2=FND/2-FND/2

如上所述,作用在截面A上的扭矩為M1,所以由平衡方程ΣMx=0,M1-M2=0即M1=M2=<->D/2=2M1/D+=

所以：徑向力Fr=+=2400.16+2058=4458.46N

a>受力分析：橫向力F使軸彎曲,扭力偶矩M2和M1使軸扭轉,軸的彎矩與扭矩〔圖3.1,圖3.1軸的彎矩與扭矩橫截面C為危險截面,該截面的彎矩與扭矩為：

M=FL=4458.46T=M1=95N.m

b>軸徑設計：根據材料力學式公式即：由此得,軸Ⅰ的直徑為：d≥52.56m軸Ⅱ的直徑設計軸Ⅱ主要承受由鋸帶張緊力引起的徑向力產生的彎矩由《機械設計基礎》P230公式14—2,由上表,C取110,=40Mpa由《機械設計基礎》P230公式14—2,軸Ⅱ：據此,初定軸徑=55mm,=45mm結構設計軸Ⅰ〔圖3.2圖3.2軸1結構所選馬達要矩形花鍵軸配合,花鍵副為48b2Χ42b12Χ12d9,長20mm。所以軸左端花鍵為6Χ48b2Χ42b12Χ12d9；右端與主動輪固定,為了傳動精確穩定也選用矩形花鍵配合。最小軸徑=55mm,由《機械設計課程設計手冊》P53表4—3選花鍵副,長等于輪厚40mm。即軸右端花鍵為8Χ56f5Χ62b12Χ10d8;軸穿過鋸梁架隨馬達一起轉動,所以在與鋸梁接觸處軸承受較大的徑向力,套深溝球軸承；在輪與鋸梁架之間軸承受軸向壓力,套推力軸承。則設定裝軸承處軸徑為,=軸肩\*Arabic軸肩長為5mm,退刀槽為2mm；初選軸承〔表3.2：表3.2軸Ⅰ初選軸承dDB/T深溝球軸承6013651001832KN24.8KN推力軸承51213651002774.8KN188KN綜上所述,軸Ⅰ如圖所示,軸長=20+40+27+18+2+5+2+2=116mm。軸端擋圈的選擇：因為軸與輪一起轉動,所以選擇加圓柱銷緊定的螺栓緊固軸端擋圈,由已知軸徑和《機械設計課程設計手冊》P57表5—3"軸端擋圈"選得：擋圈GB892—86A75軸Ⅱ〔圖3.3圖3.3軸Ⅱ結構軸Ⅱ與張緊滑塊方頭固定,考慮到與滑塊連接的剛性和平穩問題,方頭稍長一點,長取52mm,又因為最小軸徑=45mm,所以設定方頭尺寸為=45\*Arabic45×=45\*Arabic45×=52\*Arabic52；輪轉動軸不轉動,所以軸與輪之間有較大徑向力,安裝深溝球軸承,輪與鋸梁架之間主要承受軸向力,安裝推力軸承。則設定裝深溝球軸承處軸徑為Φ45,套推力軸承處軸徑為Φ50,軸肩處因為滑塊要左右移動,所以考慮到推力軸承的定位及滑塊的結構問題需要把軸肩直徑取得稍大一點,設定為Φ70,寬4mm,退刀槽寬2mm。初選軸承〔表3.3：表3.3初選軸承Ⅱ參數dDB/T600945751621KN14.85121250952673.5KN178KN綜上所述,軸Ⅱ如圖所示,軸長L11=52+4+2+24+4+39=125mm。在軸承6009左邊加墊圈Φ55,右端定軸端擋圈Φ75,使軸承外圈與輪一起轉動,內圈與軸緊定配合。軸承校核主軸軸承的校核已知根據軸的結構設計,初選軸承如下〔表3.4：表3.4初選主軸承參數dDB/T深溝球軸承6013651001832KN24.8KN推力軸承51213651002774.8KN188KNa>滾動軸承校核：馬達最高轉速800r/min,使用壽命初設為5000h,本設計中主軸軸承徑向載荷近似等于主軸的徑向載荷,Fr=4458.46N,軸向載荷近似等于鋸盤自重引起的主軸與軸承內圈間的靜摩擦力與主動盤與軸承外圈的靜摩擦力之和,即Fa=mgf1++mgf2=pvg<f1+f2>由《機械設計手冊》P1-8表1-1-7查得：鋼-鋼f1=0.12,鋼-鑄鐵f2=0.05,P1-6表1-1-4查得灰鑄鐵密度為P=7.25g/m2所以軸向載荷可以忽略不計,當量動載荷P=XFr=0.564458.46=2496.74N,所以由公式C=Cr,有《機械設計基礎》P.259表16-9和表16-10選得溫度系數=1、載荷系數=1.1,得C=17027.5N32000N所選軸承實用。b>推力軸承校核馬達最高轉速800r/min,本設計中推力軸承只能承受軸向載荷,主動盤自重以及主軸與軸承內圈的靜摩擦力Fa=mg+mg=492.82+59.14=552N。則當量動載荷P=Fa=552N

則Cr==3770.7748000N

所以,所選推力軸承實用。軸Ⅱ軸承的校核已初選軸承如下〔表3.5：表3.5軸Ⅱ初選軸承dDB/T600945751621KN14.85121250952673.5KN178KNa>滾動軸承的校核：馬達最高轉速n=800r/min,軸承徑向載荷等于從動盤的徑向載荷,即由鋸條張緊力所產生的徑向合力Fr,由前述內容知Fr=4458.46N,軸向載荷近似等于鋸條自重引起的從動軸與軸承內圈的摩擦力以及從動盤與軸承外圈的摩擦力,同樣有前面所述及的內容知Fa=182.34N。

則Fa/Fr=182.34/4458.5=0.04

因此,軸承的軸向載荷忽略不計,所以當量動P=XFr=0.564458.5=2496.76N

所以Cr==17027.69N21000N

因此,所選型號為6309的滾動球軸承滿足要求。b>推力軸承的校核：本設計中,鋸條從動盤與鋸條安裝架之間裝有推力軸承,主要引起支撐鋸條從動盤,確保鋸條從動盤運轉平穩。根據我們從動盤聯接軸的設計,再考慮裝配的方便,我們選擇的推力軸承最高轉速為馬達輸出的最高轉速,即n=800r/min,要求使用壽命=5000h,本設計中,該推力軸承只承受軸向載荷Fa=552N,〔鋸條從動盤自重與從動軸與軸承內圈的靜摩擦力,當量載荷P=Fa=552N.所以,Cr==3764.64N73500N

因此,所選型號為51210的推力軸承滿足要求。3.2鋸帶輪的設計鋸帶主動輪以矩形花鍵形式同主軸相連,隨主軸一起轉動,從而帶動鋸帶作回轉運動；從動輪由鋸帶帶動以與主動輪相同的速度繞軸Ⅱ轉動。主要承受由鋸帶張緊力產生的徑向壓力,由已算得的切削力Fc=1996.2N可初略算得鋸帶張緊在輪徑向上產生的合壓力,FC=FC/0.9=1996.2/0.9=2218N不是特別大,所以采用HT200鑄造,時效處理后焊接、加工完成。主動輪的結構設計已知輪直徑為470mm,厚40mm,再根據主軸結構可確定主動輪的結構〔圖3.4：圖3.4動輪的結構加3mm的沿,以防鋸帶下移,下方Φ100處加焊13mm的套筒,用以定位軸承51213。3.2.2從動輪的結構設計外形結構同主動輪,根據軸Ⅱ的結構可確定從動輪結構〔圖3.5。圖3.5從動輪結構3.3張緊裝置的結構設計張緊原理張緊裝置安裝在從動輪底部,軸Ⅱ一端與從動輪固定使輪可繞軸轉動；另一端與張緊滑塊用方頭固定連為一體,與滑塊一起左右移動,達到使鋸帶松動〔換鋸帶時和張緊〔加工時的目的。張緊滑塊的移動由連接在滑塊上的張緊螺桿帶動。張緊裝置的結構設計〔1張緊裝置結構〔圖3.6：圖3.6張緊裝置結構螺桿左端做成球頭,置于滑塊右端部,球頭與螺桿連接處桿徑減小,用卡板卡住,緊定卡板,以達到使滑塊隨螺桿左右移動而不轉動的目的。螺母固定在鋸梁架上,螺桿在螺母中轉動,帶動滑塊移動。〔2張緊螺桿的設計螺栓連接裝配時需要把螺母擰緊,所以屬緊螺栓連接,受軸向工作載荷,即張緊力Fr=2218N,即螺栓軸向拉力Fa=Fr=2218N,根據《機械設計基礎》P.142公式10—12和P.145表10—7得碳素鋼靜載荷安全系數S=3~2,螺桿選用45鋼制造,根據表9—1得45鋼屈服極限得螺栓螺紋部分螺紋小徑由《機械設計課程設計手冊》P33表3—1查得,d=33mm時,,比根據強度計算求得的略大,合宜。螺紋設定為,螺桿和球頭直徑mm,螺紋深80mm。〔3張緊滑塊及卡板的結構設計根據軸Ⅱ方頭尺寸及螺桿直徑確定滑塊和卡板結構〔圖3.7：〔滑塊和螺桿選用45鋼,卡板和螺母永Q234即可圖3.7張緊滑塊及卡板的結構3.4導向裝置的結構設計導向原理導向裝置安裝在中梁上,導向臂一端與中梁連接,一端安裝導向軸承。導向軸承改變鋸帶刃口方向,使刃口垂直于工件,并壓緊鋸帶使鋸切平穩,以保證加工精度。導向原理見圖3.8。圖3.8導向裝置鋸帶從軸承間隙穿過,即完成導向。導向角度為25°。軸承選用導向軸承承受較大的徑向載荷,裝于導向臂下端內,需要空間尺寸小。根據這些要求本次設計選用滾針軸承,滾針軸承只能承受徑向載荷,承載能力大,徑向尺寸特小。軸承型號NA6901,d=12mm,D=24mm,B=22mm。3.5鋸梁架的結構設計鋸梁架承載鋸帶輪、鋸帶、馬達、以及張緊裝置和導向裝置,并且帶動鋸帶在豎直面上下升降以完成鋸切過程。強度要求不高,選用型材即可。所以采用槽鋼、角鋼和厚16mm的鋼板焊接而成。其結構依據它所承載的機件結構確定,具體結構尺寸和型鋼鋼板的選擇見圖BS20700.044工件夾緊機構的設計4.1夾緊原理徑向夾緊和軸向夾緊原理類似,均是液壓缸活塞桿伸縮帶動夾緊塊上下升降或左右移動,以達到夾緊工件的目的。選用液壓夾緊,其夾緊力可根據不同型材而調整。4.2結構設計〔1徑向壓緊裝置〔圖4.1圖4.1徑向壓緊裝置本次設計以原管為準,每次切8根,則需壓緊寬度為,所以夾緊鋼板尺寸為,底部貼3mm的橡膠板?；钊着c液壓缸活塞桿螺紋連接,與夾緊塊可拆卸,用6個螺栓緊定在夾緊塊上,螺栓,夾緊內螺紋孔、深50,銷軸孔在裝上活塞桿后配作,銷軸?！?軸向壓緊裝置與徑向壓緊裝置類似,只是夾緊塊稍有改變,做成鉗的形式。軸向夾緊塊結構〔圖4.2圖4.2軸向壓緊裝置以為準,選用鋼板尺寸為。4.3液壓缸的選擇〔1夾緊力計算由《機床夾具手冊》P.35表1—2—11：由《機床夾具手冊》P.38表1—2—12查得〔2液壓缸缸徑和活塞桿直徑的計算即兩活塞桿上實際作用力:,和表17-6-3〔表9表4.1活塞桿公稱壓力和速率比公稱壓力/MPa12.5~20>201.331.46,22〔3液壓缸的確定按照表17-6-2選液壓缸內徑;活塞桿直徑。軸向夾緊作用力與支承中心不在同一軸線上,所以選用底座安裝；徑向壓緊作用力與支承中心在同一軸線上,所以選用耳環安裝。據此所選液壓缸如表4.2：表4.2所選液壓缸型號缸筒內徑活塞桿直徑軸向DG-J80C-E1L50mm28mm徑向GD250F40/28-50A10/02CGGUMA80mm45mm5送料裝置的結構設計5.1軌道的設計軌道選用最小號熱軋工字鋼,與滾輪的連接方式圖5.1：1—密封螺塞,2—滾輪,3—墊圈,4—軸承6004,5—工字鋼圖5.1軌道5.2送料四輪小車的結構設計輪與輪之間用軸連接,軸徑取,軸兩端套深溝球軸承6004〔d=20,D=42,B=12后再裝滾輪；外用螺塞密封。軸與支架的連接：軸穿過支架,兩側套墊圈和軸套使其與支架固定。具體結構圖5.2：圖5.2送料四輪小車1—滾輪,2—支承架,3—軸環,4—軸,5—聯軸套,6—墊圈,7—螺塞8—工字鋼,9—軸承,10—墊圈5.3托料裝置的設計托料裝置用來承受工件的同時要求夾緊工件,夾緊力不大,采用螺紋壓緊。其結構圖5.3.圖5.3托料裝置標件參數：環形螺母GB/763M20,活結螺栓GB/T798M20100。橡膠板1521003。5.4其它附件設計帶動送料小車前進的卷筒和幫助送料的滾筒用鉸鏈支承,鉸鏈用內六角圓柱螺釘〔M610緊定在床身上。卷筒外徑為70mm,滾筒外徑40mm。6定尺裝置和卸料裝置的設計6.1定尺裝置的設計定尺裝置安裝在工作臺正前端,其安裝方式及其結構圖6.1：圖6.1定尺裝置帶柄螺桿調節擋板位置,調節范圍〔44mm。定尺擋板側視圖〔圖6.2：圖6.2定尺擋板側視圖6.2卸料裝置的設計〔1卸料結構原理簡圖〔圖6.3圖6.3卸料結構原理簡圖通過液壓缸活塞桿的伸縮使工作臺傾斜,以達到卸料的目的?！?液壓缸的選擇活塞桿上實際作用力為成品件和工作臺自重,估算重力很小,任意滿足；所以根據安裝條件選擇工程用液壓缸,雙耳環鏈接。型號：HSG.L-40/16.H-1131.350。7進刀機構原理7.1進刀原理示意圖〔圖7.1圖7.1進刀原理由液壓缸活塞桿伸縮使鋸梁架繞鉸鏈支座旋轉、使鋸帶刃口在豎直面升降以完成鋸切過程。7.2連接支座的設計鉸鏈支座用槽鋼和角鋼焊接而成〔圖7.2,鉸鏈鑄造。圖7.2連接支座熱軋角鋼,鉸鏈處銷軸。7.3液壓缸的選擇進刀時活塞桿受鋸切所產生的阻力,已知切削力；退刀時活塞桿受鋸梁自重G,估算G：,所以按計算,同4.3,算得：再根據安裝條件,選雙耳環鏈接的工程用液壓缸,型號為：。8床身和工作臺的設計床身用角鋼和15mm厚的鋼板焊接而成,根據人機工程學床身高640mm,用地腳螺栓緊定在地面。床身右腹內放置液壓站和泵站,根據所選液壓站和泵站外形結構尺寸確定右腹箱體結構尺寸。所選液壓站為UZ6Y20/350,長L=500mm,寬B=400mm,高H=420+370=790；所選泵站為WHZ-W500,長L=325mm,寬B=190mm,高H=537mm。所以,箱體長500+325=825mm,,寬400mm,高790mm。工作臺為高牌號鑄件,分為兩部分,一部分禁固于床身上,用以承載工件和其它機件；另一部分與卸料裝置和定尺裝置連接,承載成品件。兩工作臺之間留有寬5mm的縫隙。工作臺厚15mm,本次設計以所切圓管尺寸為據,則承載工件的工作臺長500mm,寬800mm；承載成品件的工作臺長550mm,寬270mm。9液壓控制系統的設計9.1液壓控制系統的要求及特點〔1夾具夾緊時,液壓系統要能夠提供足夠的液壓力,在工件加工過程中,液壓系統要保持恒定,而且夾緊力要均勻分布?！?兩個夾緊油缸在夾緊和松開的過程中要求具有同步性。〔3進刀運動要求準確、平穩,不能產生液壓沖擊,返回要求快速復位,保證系統的可靠性和安全性?！?卸料缸要求卸料平穩,返回要求快速復位。9.2液壓系統設計技術參數〔表9.1表9.1液壓系統設計技術參數參數名稱代號數值夾緊油缸最大行程5mm夾緊油缸最小行程2mm進刀液壓缸的行程Ls120mm夾緊油缸夾緊速度0.22m/s夾緊油缸松開速度0.38m/s進刀油缸送料速度0.004m/s進刀油缸返回速度0.24m/s卸料油缸的行程L50mm9.3制定系統控制方案進刀機構快速回路方案快速運動回路的功用是加快工作機械空載運行時的速度,常見有以下幾種辦法：〔1液壓缸差動式連接快速運動回路：差動式連接只出現在換向閥右位接入回路使活塞向右運動時。這種回路比較簡單,應用較多；但是液壓缸的速度加快得不多,當時,差動缸只比非差動缸的最大速度快一倍,有時不能滿足主機的快速運動要求,且液壓缸的結構也不比較復雜,先不予考慮?！?通過雙泵供油來實現快速運動回路〔圖9.1：圖9.1雙泵供油快速運動回路1—大流量泵2—卸荷閥3—單向閥4—換向閥5—節流閥6—溢流閥7—小流量泵8—液壓差動缸這種回路可以在不增加液壓泵的流量情況下獲得較快的速度〔因為增缸的柱塞的有效面積比活塞缸活塞面積小得多,使用功率比較合理,缺點是結構比較復雜。它大多用在空行程速度要求比較快的臥式液壓機上?？紤]實際情況,這種回路先不予選擇。過增速缸來實現快速運動的回路：這種回路可以在不增加液壓泵流量的情況下獲得較快的速度〔因為增速缸的柱塞有效面糊不活塞缸的面積小得多,使功率利用比較合理,缺點是結構比較復雜,它大多用在空行程速度要求較快的臥式液壓機上。本次設計的液壓系統綜合比較不需要那么快的返回速度,并且考慮液壓輔助回路的實用性,因此可以先不予考慮?！?使用蓄能器來實現快速運動的回路〔圖9.2圖9.2蓄能器快速運動的回路1—卸荷閥2—單向閥3—蓄能器4—換向閥5—液壓缸這種快速運動回路實用于短時間內需大流量,又希望以較小的流量的泵提供較小的速度。系統在其整個工作循環內必須有足夠長的停歇時間,以便使液壓泵對蓄能器進行充分的充油。9.3.2順序動作回路方案由于本次設計的液壓系統要求先夾緊再進刀,因此要求選擇合理的順序動作回路,常見的順序動作回路有：〔1壓力控制順序動作順序回路〔圖9.3圖9.3壓力控制順序動作順序回路1、2—液壓缸3、4—順序閥5—換向閥6—溢流閥本回路為采用順序動作回路。換向閥右位時,液壓缸1的活塞前進,當活塞桿接觸工件后,回路中壓力升高,順序閥3接通液壓缸2,其活塞右行。工作結束后,將換向閥置于右位,此時,杠2先退。當退至左端點,回路壓力升高,從而打開順序閥4。液壓缸1活塞退回原位。完成1—2—3—4順序動作。用順序閥的順序動作回路中,順序閥的調定壓力必須大于前一行程液壓缸的最高工作壓力〔一般0.8MP~10MP,否則前一行程尚未終止下一行程就開始動作。〔2行程控制順序動作回路〔圖9.4圖9.4行程控制順序動作回路1、2、3—行程開關4、5—液壓缸6、7—換向閥8—溢流閥9—液壓泵本回路為采用電氣行程開關控制的順序動作回路,1DT通電,液壓缸1活塞右行；當觸動行程開關2,2DT通電,液壓缸PAGEII活塞右行；直至行程終點觸動行程開關3,使1DT斷電,缸活塞向左退回,當退至觸動行程開關1時,使2DT斷電,缸PAGEII活塞向做退回。這樣完成1—2—3—4全部順序動作循環,活塞均回原位。本回路利用電氣行程開關控制順序動作,調整行程和改變其動作順序方便；利用電氣實現互鎖,使順序動作可靠,因此應用較廣泛。在機床刀架的液壓系統中應用很常見。因此本次的液壓系統選擇行程開關來實現夾緊—進刀—卸料之間的順序動作。夾緊油缸的同步回路設計的夾緊油缸有兩個,在加工過程中要求它們能夠同步動作,即同時松開或者是夾緊,所以必須要求它們能夠同步運行。常見的同步回路有：機械連接同步回路它是采用剛性梁、齒條、齒輪、等將液壓缸連接起來。該回來簡單、工作可靠,但只實用于兩液壓缸載荷相差不大的場合,連接起來應具有良好發導向性,否則,回出現卡死的現象。由于這種回路的結構比較復雜,要求條件高,所以不予考慮。串聯同步回路〔圖9.5圖9.5串聯同步回路1、2—帶活塞式油缸3—換向閥4—溢流閥5—液壓泵串聯油缸回路必須使用雙側帶活塞桿發油缸,或串聯成的兩缸發有效工作面積相等。這種回路對同樣發載荷來講,需要的油路壓力增加,且增加的倍數為串聯液壓缸發數目。這種回路簡單,能適應較大的偏載,但由于制造上個誤差、內部泄漏及混入空氣等因素將影響同步性,因此一般有補油、放有放油等設施。這種回路也比較復雜,因此也先不予考慮。用節流閥同步回路〔圖9.6圖9.6節流閥同步回路1、2—液壓缸3、4—換向閥5—手動換向閥6、7—節流閥8—液壓泵應用節流閥發同步回路主要采用節流閥控制工作液壓缸。結構簡單,造價低廉,因此常常用于液壓系統的同步回路。且系統的工作效率也較穩定。故本次的液壓系統可選節流同步回路來實現兩個夾緊油缸的同步回路。9.4液壓系統的綜合設計原理圖參考以上快速回路、順序動作回路、同步回路,便可得出適宜本次設計的液壓原理圖〔圖9.7：圖9.7帶鋸式切斷機液壓系統原理圖1—軸向夾緊油缸2—徑向壓緊油缸3—卸料油缸4—進刀油缸5—壓力傳感器6—壓力繼電器7—分流集流閥8、9、22—二位四通換向閥10—三位四通換向閥11—減壓閥12—先導式溢流閥13—遠程調壓閥14—單向閥15—油泵電機16—壓力表17—油箱18—濾油器19—液壓泵20—液壓馬達21調速閥圖中換向閥10、分流閥7、壓力繼電器6、夾緊油缸1、2構成了夾緊同步回路,進刀油缸4、以及他的行程開關、換向閥8構成了快速返回回路,左邊單向閥14、換向閥8、卸料油缸3構成順序卸料回路。當啟動油泵電機向油路供油時,馬達開始工作,通過調速閥21可以實現馬達的無級變速度。當開啟電磁閥10的時候,壓緊油缸12開始工作,當達到壓力傳感器設定的壓力植時,壓緊油缸開始保壓,電磁閥8右位接通,進刀油缸工作。當進刀完畢,活塞接觸到行程開關致使電磁閥9右位接通,卸料油缸開始卸料。當卸料完畢,活塞接觸行程開關致使電磁閥8、9、10左位接通。自此,完成一次切割。加工完成時,換向閥10的電磁鐵YA2通電,閥心向右,此時夾緊油缸開始回油,次后便可以循環動作了。壓力表開關用于檢測液壓回路的壓力。右邊單向閥用于防止液壓油回流而造成對油泵的沖擊,先導式溢流閥用于調節油的出口壓力,遠程調壓閥用于遠程調壓作用。減壓閥用于調節夾緊油路的出口壓力保持穩定。9.5液壓元件的選擇液壓泵的選擇在選擇液壓元件之前,首先確定液壓工作介質為L—HL型礦物油,黏度等級最佳為25~54,選32級。液壓系統最大流量發生在夾具松開之后,通流截面積初選活塞移動速度,則系統所需的最大流量為考慮液壓系統流量損失,則實際流量為則實際排量為式中—為驅動液壓泵的電機工作轉速：=1420r/min。由實際排量和系統工作壓力選變量葉片泵,型號為：1PV2V410/20RA1MCO16N1,其技術參數如表9.2:表9.2液壓泵技術參數名稱符號數值公稱排量20ML/r額定壓力P16MPa驅動功率p3kw電機轉速1420r/min容積效率0.95油箱容積C60mL液壓閥件的選擇選擇控制閥件時,其最小穩定流量要求能滿足執行元件的最低速度和流量要求。即—控制閥的最小穩定流量—液壓缸有效工作面積=—液壓缸最低工作速度,即==0.22m/s由此選擇〔表9.3:表9.3液壓閥件元件號名稱型號規格12先導式溢流閥DB/DBW1O最大流量250L/min13遠程調壓閥YTF3-6B額定流量2L/min14S型單向閥S8K11014SV型液控單向閥SVGA13010三位四通電磁換向閥4WE10B20/0FAW220RN額定流量100L/min8、9、22二位四通電磁換向閥4WE10B20/0FA220RN額定流量120L/min11R型先導式減壓閥RT10C22最大流量100L/min6壓力繼電器HED1K最大工作壓力60MPa7分流閥FDLB10H公稱通徑10mm16壓力表開關MS2A20/31.5MP開啟壓力P<10MPa5行程開關LX19—001〔B動作力F<1.5N輔助元件微型液壓站的選擇首先計算油箱容積：按油箱有效容積一般為泵每分鐘流量的3—7倍,取3倍計算選UZ系列微型液壓站,是由電動機泵組、油箱、液壓閥集成快等組成的小型液動力源。UZ站的電機全部立式安裝在油箱上。UZ站以各種功能螺紋插裝閥為主體,兼用各種板式閥和疊加閥,結構緊湊、功能齊全。選擇液壓站作為機座,使機床結構緊湊,選擇液壓站型號為UZ6Y20/360。原理圖和技術參數如下：液壓站標準回路原理圖〔圖9.8圖9.8液壓站標準回路電動機４帶動齒輪泵３轉動,經網式濾油器２過濾后,將油箱１中的液壓油吸入泵內。被齒輪泵增壓的液壓油經單向閥５從壓力油口〔Ｐ口輸出,經外接閥組到執行元件液壓馬達和液壓油缸,,工作后的液壓油經回油口〔Ｔ口返回油箱。６是可調節的螺紋插裝溢流閥,用于調定系統壓力。當執行元件工作壓力達到溢流閥調定的額定壓力時,液壓油會從溢流閥直接返回油箱,是系統壓力保持在額定壓力調定值,不會再升高,起到安全保壓作用。當齒輪泵停止工作時,螺紋插裝單向閥５防止執行元件內的液壓油經泵和溢流閥返回油箱,起到保壓和保護泵的雙重作用。表9.4UZ微型液壓站技術參數表工作壓力／MPa流量／泵裝置電動機油箱