- 1 - 緒論 現(xiàn)代制造技術(shù)向著高效率、高精密以及柔性制造方向發(fā)展 ， 對(duì)數(shù)控機(jī)床及其夾具提出了高轉(zhuǎn)速、高精度和柔性化要求。在數(shù)控車床中 ， 動(dòng)力卡盤是最常用的工件夾具 ,它是機(jī)床電主軸與工件之間的連接接口 , 機(jī)床電主軸的轉(zhuǎn)速、扭矩和旋 轉(zhuǎn)精度通過(guò)動(dòng)力卡盤傳遞給工件。為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速化發(fā)展的要求 ， 液壓動(dòng) 力卡盤從氣動(dòng)動(dòng)力卡盤和電動(dòng)動(dòng)力卡盤中脫穎而出 ,成為中高速數(shù)控機(jī)床的主流夾具。 利用液壓傳動(dòng)功率密度比大的特點(diǎn) ,具有夾緊力大、轉(zhuǎn)速高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。液壓動(dòng)力卡盤在數(shù)控機(jī)床中得到了非常廣泛的應(yīng)用 ,已成為中高速數(shù)控車床、數(shù)控磨床及 數(shù)控車銑中心必不可少的基礎(chǔ)性功能部件。 本次 設(shè)計(jì) 的三 爪 卡盤是利用液壓傳動(dòng)原理， 來(lái)實(shí)現(xiàn)卡盤對(duì)工件的卡緊或松開(kāi) 。 其 控制系統(tǒng)選用的是單片機(jī)控制。利用 8255 與 8051 來(lái)編程控制行程開(kāi)關(guān)和電磁換向閥的電磁開(kāi)關(guān)，對(duì)各個(gè)動(dòng)作分別控制。 再 根據(jù)這些計(jì)算，選擇出設(shè)計(jì)中的液壓元件，有液壓缸、液壓閥、電磁換向閥、液壓泵。 - 2 - 第 1章 機(jī)械設(shè)計(jì) 1.1 液壓缸的選擇 1.1.1 初步 設(shè)計(jì) 液壓缸的 工作環(huán)境 ： 設(shè) 卡緊力為 1.2T， 液壓 系統(tǒng) 的最大 壓力為 3MPa。 1.1.2初步計(jì)算液壓缸的尺寸： 由 P=F/A 知 236 10410312000 mPFA mmMARRA36036.014.3 10432 知由 由初步計(jì)算的液壓缸徑 =36mm,查液壓元件及選用書(shū)表 3.56選擇標(biāo)準(zhǔn) HSG系列液壓缸型號(hào)： HSG-80 技術(shù)參數(shù)： 公稱壓力 =31.5MPa、 缸徑 =80（ mm）、 桿徑 =40,45,55（ mm）、 行程 =6000 (mm)。 1.2 液壓泵的選擇 M P aPAFPMRAah 218750000064.0120000064.045.014.3 222 由計(jì)算的壓力查液壓元件及選用書(shū)表 2.25 選擇 CBW 系列齒輪泵的型號(hào)：CBW1-B16。 技術(shù)參數(shù)：排量 =16Ml/r、額定壓力 =2.5MPa、額定轉(zhuǎn)速 =1450r/min、 容積效率 0091 、 驅(qū)動(dòng)功率 =1.3KW 按工作要求及工作條件選擇。應(yīng)選用 永磁直流 電機(jī) 。 - 3 - 1.3 液壓閥的選擇 由上述計(jì)算與選擇元件和液壓原理圖所需要的液壓閥選擇如下： 直動(dòng)式 溢流閥型號(hào) ： DBD-20、 通徑 20mm、 壓力 31.5MPa、 流量 250L/min 直動(dòng)式減 壓閥 型號(hào) ： DZ5DP-10、通徑 4.5mm、流量 30L/min、 調(diào)壓范圍 0.3 31.5MPa 電磁換向閥型號(hào) ： (1個(gè) )： 23QDF6B、通徑 6mm、額定壓力 31.5MPa、 最高壓力 -、通過(guò) /額定流量 16L/min 1.4 液壓缸 密封形式的選擇 1.4.1 液壓缸 的密封方式 軸的密封方式均為密封圈密封。 - 4 - 第 2 章 控制 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 2.1 控制電路原理圖 根據(jù)液壓原理 圖中的行程開(kāi)關(guān)和電磁換向閥的電磁開(kāi)關(guān)控制的液壓缸的動(dòng)作和卡盤的松開(kāi)和卡緊 來(lái)設(shè)計(jì)電路原理圖。電路原理圖如下： 液壓原理圖 - 5 - 電路原理圖 2.2 控制原理 當(dāng) 準(zhǔn)備松開(kāi)工件 時(shí)，按下總開(kāi)關(guān) K1，這時(shí)電機(jī)啟動(dòng)，液壓泵開(kāi)始工作，為系統(tǒng)提供壓力。通過(guò)溢流閥和減壓閥調(diào)定供油壓力。通過(guò) 80C51 單片機(jī)和 8255 芯片的編程控制 。首先給電磁換向閥 1 的電磁開(kāi)關(guān) 1YA 通電使液壓缸 的活塞干伸出。通過(guò)斜契的作用使卡爪松開(kāi)。 當(dāng) 準(zhǔn)備卡緊工件 時(shí)，按 起 總開(kāi)關(guān) K1，這時(shí)電機(jī)啟動(dòng)，液壓泵開(kāi)始工作，為系統(tǒng)提供壓力。通過(guò) 溢流閥和減壓閥調(diào)定供油壓力。 控制電磁換向閥的電磁開(kāi)關(guān) 不通電，使液壓缸 的桿伸回 ，將 通過(guò)斜契的作用使卡爪將工件緊 。 - 6 - 2.3 流程圖 程序開(kāi)始啟動(dòng)開(kāi)關(guān)判斷卡盤松開(kāi)或卡緊判斷 1YA 是否通電程序結(jié)束。 - 7 - 第 3 章 課程設(shè)計(jì)感想 本次課程設(shè)計(jì)更加深入的讓我們了解了平時(shí)在書(shū)本中所理解的機(jī)電一體化及液壓傳動(dòng)等知識(shí) ， 此前在學(xué)習(xí)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)書(shū)時(shí)，通過(guò)老師講解及自己所看資料，已經(jīng)了解了一些機(jī)電一體化產(chǎn)品。但沒(méi)有真正的解剖過(guò)機(jī)電一體化產(chǎn)品 ， 也使自己重新熟練了曾經(jīng)學(xué)過(guò) 的一些畫(huà)圖軟件及畫(huà)圖方法， 本次課設(shè)對(duì)我的專業(yè)知識(shí)有了更好的鞏固。 此次課程設(shè)計(jì)雖然遇到了很多不曾遇到過(guò)的問(wèn)題和困難， 經(jīng) 過(guò)老師及同學(xué)的幫助找到了相應(yīng)的解決的辦法，增強(qiáng)了自己的思維創(chuàng)造能力及 用于克服困難的信心。此次同樣是即將進(jìn)入工作崗位的我們?cè)趯W(xué)校內(nèi)的一次鍛煉的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，是學(xué)校和老師給我們又一次的鍛煉機(jī)會(huì)。也使我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)了的自己的不足及弱點(diǎn)，在今后的學(xué)習(xí)和工作生活中將會(huì)不斷的學(xué)習(xí)進(jìn)步以彌補(bǔ)自己的不足和缺點(diǎn)。 課程 設(shè)計(jì)是在學(xué)完了專業(yè)課，并經(jīng)歷了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)之前所學(xué)課程的一次 復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，它在幾年的學(xué)習(xí)中占有十分重要的地位。 就我個(gè)人而言，希望通過(guò)這次 課程 設(shè)計(jì)，對(duì)自己今后從事的工作，進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，通過(guò)設(shè)計(jì)鍛煉自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，特別是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)的能力，為今后從事專業(yè)工作打下良好的基礎(chǔ) 。 - 8 - 第 4 章 參考文獻(xiàn) 1 吳宗澤主編，機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè)。第二版，化學(xué)工業(yè)出版社。 2 何立民主編，微機(jī)接口與控制。北京航空航天大學(xué)出版社 3 王曉明主編，電動(dòng)機(jī)的數(shù)字控制。北京航空工業(yè)大學(xué)出版社 ， 2007 4 鞏云朋、田萬(wàn)祿、張祖力、黃秋波主編 。 機(jī)械