搖臂鉆床液壓控制系統(tǒng)的設計
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開題報告
學 生 姓 名：
學 號：
專 業(yè)：
設計(論文)題目：
指 導 教 師:
2010 年3 月19日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；
3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）；
4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫
2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
一、引言
隨著發(fā)展腳步的加快，搖臂鉆床在機械制造業(yè)中的應用越來越廣泛。搖臂鉆床加工范圍廣，可用來鉆削大型工件的各種螺釘孔、螺紋底孔和油孔等。鉆床的主軸箱可在搖臂上移動，并隨搖臂繞立柱回轉，搖臂還可沿立柱上下移動，以適應加工不同高度的工件。較小的工件可安裝在工作臺上，較大的工件可直接放在機床底座或地面上[1,2]?，F(xiàn)行的搖臂鉆床多采用齒輪傳動，零件多，結構復雜，制造周期長，變換主軸轉速和進給量不夠方便，而且不能在加工過程中變速和改變進給量[3]。為了解決這些問題，本課題主要研究了液壓傳動系統(tǒng)在搖臂鉆床中的應用，液壓傳動系統(tǒng)中將用到一系列標準的液壓元件，這樣可以簡化整機結構，實現(xiàn)無級調速，這對于我國的機床產業(yè)具有很大程度上的現(xiàn)實意義。搖臂鉆床主要由底座、內立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成。當進行加工時，由特殊的加緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導軌上，而外立柱緊固在內立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進行鉆削加工。鉆削加工時，鉆頭一邊進行旋轉切削，一邊進行縱向進給，其運動形式為：
(1)搖臂鉆床的主運動為主軸的旋轉運動[4]；
(2)進給運動為主軸的縱向進給；
(3)輔助運動有：搖臂沿外立柱垂直移動，主軸箱沿搖臂長度方向的移動，搖臂與外立柱一起繞內立柱的回轉運動[5]。
這些運動形式都可以用液壓控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，下面主要介紹一下液壓傳動的特點。
二、液壓控制
液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動是研究以液壓流體為能源介質，來實現(xiàn)各種機械和自動控制的學科。一個完整的液壓傳動系統(tǒng)還必須由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等幾部分組成。液壓傳動利用這些元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機組合成為具有一定控制
功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉換和控制[6,7]。
從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達到一個變換的目的[8]。液壓傳動與機械傳動、電氣傳動相比有以下主要優(yōu)點：
1) 傳動平穩(wěn) 在液壓傳動裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動進行傳動。油液有吸振能力，在油路中還可以設置液壓緩沖裝置，故不像機械機構因加工和裝配誤差會引起振動扣撞擊，使傳動十分平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁的換向[9]；
2) 質量輕體積小 液壓傳動與機械、電力等傳動方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質量可以減少很多，因此慣性小、動作靈敏；這對液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質量的機器來說，是特別重要的。例如我國生產的1m3挖掘機在采用液壓傳動后，比采用機械傳動時的質量減輕了1t；
3) 承載能力大 液壓傳動易于獲得很大的力和轉矩，因此廣泛用于壓制機、隧道掘進機、萬噸輪船操舵機和萬噸水壓機等；
4) 容易實現(xiàn)無級調速 在液壓傳動中，調節(jié)液體的流量就可實現(xiàn)無級凋速，并且調速范圍很大，可達2000：1，很容易獲得極低的速度[10]；
5) 易于實現(xiàn)過載保護 液壓系統(tǒng)中采取了很多安全保護措施，能夠自動防止過載，避免發(fā)生事故；
6) 液壓元件能夠自動潤滑 由于采用液壓油作為工作介質，使液壓傳動裝置能自動潤滑，因此元件的使用壽命較長；
7) 容易實現(xiàn)復雜的動作 采用液壓傳動能獲得各種復雜的機械動作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺，可加工出不規(guī)則形狀的零件；
8) 簡化機構 采用液壓傳動可大大地簡化機械結構，從而減少了機械零部件數(shù)目；
9) 便于實現(xiàn)自動化 液壓系統(tǒng)中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)。目前，液壓傳動在組合機床和自動線上應用得很普遍[11,12]；
10) 便于實現(xiàn)“三化” 液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標準化和通用化。也易于設計和
組織專業(yè)性大批量生產，從而可提高生產率、提高產品質量、降低成本。
液壓作為一個廣泛應用的技術，在未來更是有廣闊的前景。隨著計算機技術的深入發(fā)展，液壓控制系統(tǒng)可以和智能控制的技術、計算機控制的技術等技術結合起來，這樣就能夠在更多的場合中發(fā)揮作用，也可以更加精巧的、更加靈活地完成預期的控制任務。
三、搖臂鉆床的特點以及對液壓系統(tǒng)的要求:
搖臂鉆床，適用于在中、大型零件上鉆孔、擴孔、鉸孔、锪平面及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下可以進行鏜孔。搖臂鉆床的零部件通用化程度較高，具有如下特點：
1、采用液壓預選變速機構，可節(jié)省輔助時間；
2、主軸正反轉、停車（制動）、變速、空擋等動作，用一個手柄控制，操縱輕便[13]；
3、主軸箱、搖臂、內外柱采用液壓驅動的菱形塊夾緊機構，夾緊可靠；
4、搖臂上導軌、主軸套筒及內外柱回轉滾道等處均進行淬火處理，可延長使用壽命；
5、主軸箱的移動除手動外，還能機動；
6、有完善的安全保護裝置和外柱防護及自動潤滑裝置。
根據(jù)搖臂鉆床的特點，我們對液壓系統(tǒng)提出如下幾點要求：
1、卡盤卡緊，松開時動作要求平穩(wěn)，在進行動作換向時不應有沖擊；
2、系統(tǒng)中要有減壓裝置，其作用為當卡盤接觸工件時，系統(tǒng)壓力忽然升高，為防止因壓力過大而造成加上工件的事故發(fā)生，該系統(tǒng)在工作過程中因為恒壓；
3、鉆頭工作時應沒有沖擊，爬行等不良現(xiàn)象。所以對系統(tǒng)的密封應有較高的標準[14]；
4、為保證安全生產，避免忽然斷電以及電機損壞等突發(fā)事件的發(fā)生，系統(tǒng)中應有連鎖保壓裝置[15]。
在了解了搖臂鉆床的工作特點以后，我們有機地結合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設計出結構簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)，以確保本課題的設計圓滿完成。
參 考 文 獻
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畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
液壓系統(tǒng)的設計步驟并無嚴格的順序，各步驟間往往要相互穿插進行。以下是本課題的主要設計步驟：
1)確定液壓執(zhí)行元件的形式；
2)進行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；
3)制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；
4)選擇液壓元件；
5)液壓系統(tǒng)的性能驗算；
6)完成搖臂鉆床液壓傳動系統(tǒng)的設計；
7) 完成畢業(yè)設計說明書一份；
8) 完成相關圖紙。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
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