摘 要

本文通过对扩铰连杆螺栓孔的液压系统的设计计算过程和有关液压系统的液压站设计绘制，对连杆螺栓孔的扩铰工序过程所需的加工过剩进行了比较，所得结果对于工业生产相关产品的设计计算具有重要的指导意义。

论文主要研究了扩铰连杆螺栓孔五工位加工的相关计算过程和系统设计。

研究结果表明：连杆螺栓孔的扩铰工序所需求的加工力相对较小，在设计计算的过程中均可以启动时的数据为最大值。

本文的特色：液压站设计采用了双组液压阀布置，同时对回油路和泄油路进行了优化，减少了管路的长度和油压的损耗。

关键词：扩铰连杆螺栓孔；液压系统；液压站；五工位加工组合机床

Abstract

Through the expanded design and calculation of hydraulic systems of the hinge connecting rod bolt hole and drawn about the design of hydraulic system of hydraulic station, necessary for the expansion of the connecting rod bolt hole reaming process compares the excess processing results for industrial production-related product design is of great significance. Thesis studied the hinge connecting rod bolt holes calculation of five stations machining process and system design. Research results show that the expansion joint operation of the connecting rod bolt hole processing demand is relatively small, can start in the process of design and calculation for the maximum amount of data. This paper features: hydraulic design uses a dual hydraulic valve layout, and optimized the circuit and drain the oil, reducing the length of the pipeline and the loss of oil pressure.

Key Words：Spread hinge connecting rod bolt hole hydraulic system hydraulic station; five stations machining modular machine tool

目 录

第1章 绪论 8

1.1 论文的背景、目的和意义 8

1.2国内外研究概况 8

1.3 连杆螺栓孔的加工工艺方法 9

1.4 液压系统的基本组成 9

第2章 扩铰连杆螺栓孔的液压系统原理设计 11

2.1 扩铰连杆螺栓孔的液压系统的基本结构 11

2.2 二工位扩连杆盖孔（f=0.12mm/r, v_c=11.7m/min） 11

2.2.1 工况分析 11

2.2.2负载循环图和速度循环图的绘制 12

2.2.3 初选系统压力 12

2.2.4 计算液压缸的主要结构尺寸 13

2.2.5 液压执行元件的实际工作流量 14

2.3 三工位扩连杆体、连杆盖螺栓孔，并锪沉头孔面 15

2.3.1 工况分析 15

2.3.2负载循环图和速度循环图的绘制 16

2.3.3 初选系统压力 17

2.3.4 计算液压缸的主要结构尺寸 17

2.3.5 液压执行元件的实际工作流量 19

2.4 四工位精扩连杆体、连杆盖螺栓孔 19

2.4.1 工况分析（f=0.03mm/r, v_c=18m/min） 19

2.4.2负载循环图和速度循环图的绘制 20

2.4.3 初选系统压力 21

2.4.4 计算液压缸的主要结构尺寸 22

2.4.5 液压执行元件的实际工作流量 23

2.5 铰连杆体、连杆盖螺栓孔 23

2.5.1 工况分析（f=0.35mm/r, v_c=6.1m/min） 23

2.5.2负载循环图和速度循环图的绘制 24

2.5.3 初选系统压力 25

2.5.4 计算液压缸的主要结构尺寸 25

2.5.5 液压执行元件的实际工作流量 26

2.5 一工位上下料夹紧、定位 27

2.5.1 工况分析 27

2.5.2 工作载荷确定 27

2.5.3 初选系统压力 27

2.5.4 计算液压缸的主要结构尺寸 28

这里选用单杆式的液压缸，无杆腔和有杆腔实际直径比d=0.5D 29

2.5.5 液压执行元件的实际工作流量 29

2.6 液压回转台尺寸数据分析 30

2.6.1 工况分析 30

2.6.2 液压回转台液压缸尺寸 30

2.6.3 系统压力确定 30

2.6.4 系统流量确定 30

第3章 拟定液压系统原理图 31

3.1 制定调速方案 31

3.2 制定压力控制方案 31

3.3 制定顺序动作方案 31

3.4 绘制液压系统原理图 32

3.5 液压系统总体方案设计 33

第4章 液压系统的元件选型 36

4.1 液压泵的选择 36

4.1.1 确定液压泵的最大工作压力 36

4.1.2 确定液压泵的输出流量 36

4.2 液压阀的选择 36

4.3 管道尺寸的确定 37

4.4 油箱容积的确定 38

第5章 液压系统性能验算 40

5.1 液压系统压力损失 40

5.2 液压系统的发热温升验算 40

第6章 液压站结构设计 41

6.1 液压站的结构形式 41

6.2 液压泵的安装 41

6.3 油箱的设计 41

6.4 油箱的外形尺寸确定 41

6.5 液压油箱的外形尺寸设计 42

6.6 液压站的结构设计 43

6.6.1 电动机与液压泵的联结方式 43

6.6.2 液压泵的结构设计的注意点 43

第7章 总结 44

第1章 绪论

1.1 论文的背景、目的和意义

据德国工业协会（VD W）2000年的统计数据，在主产国，中国在世界上排名第五。但在国际市场的竞争仍然较低：即使在国内市场也面临着严峻的形势：一方面是国内市场对各类产品有大量的需求，而在另一方面也有很多滞销积压的国内外产品充斥市场。相比于发达国家，由于生产的进口产品，虽然国内价格相对较低，但质量处于较低的水平，技术含量不高，甚至有些产品的技术仍依赖国外技术，无论从国内LED生产创新或组装都处于被动的地位。

据统计，在通用机床店的总工作时间很少超过15％的平均切削时间一般。其余的都是图片，装卸，交换工具，操作机器，测量和清除铁等。虽然使用的数控机床可提高85％，但大量的采购成本。在某些情况下，即使生产是高的，但相同的部分的处理，成本不一定比平均机低。它必须更加缩短处理时间。不同的加工方法有不同的特点，钻井，钻井设备是有效的措施，以提高生产力的小投资。虽然它是不可调多轴自动头长行的应用程序，但限于批量生产。即使有可调节的头部和扩大使用多轴，仍不能满足体积小，通过复杂的要求。

扩张，特别扩孔装置是同时处理多个孔或同时空穴每个进程上许多相同或不同的工件的进料。这不仅缩短切削时间，提高精确度和降低夹紧或定位时间，而不必计算NC机床的坐标，减少块的数量来简化编程。它可以采取以下一些设备进行加工：立钻或多轴头摇臂钻台面，多轴钻孔，多轴机床和自动更换心脏启闭机的组合。甚至可以自动由两个轴或主轴箱，一个纵向和横向的数控工作台运动在两个方向上，各个圆形或椭圆形孔组中的一个或多个步骤的处理调整轴距。

中国制造业作为国家的支柱产业，但一直保持着良好的发展势头。然而，随着人口红利，增加了劳动力成本的消失，传统制造业依靠道路人类的发展已经越走越窄。与此同时，工业机器人，智能型设备为代表，带来了传统产业和物流设备的制造和生产等相关行业的革命性变革。智能化和自动化的制造，装配生产线的自动化和智能化的发展趋势，以最大限度地节约和提高劳动生产率。该研究课题提供自动定位夹紧工件加工机，进给运动，工件换位体育等液压驱动力不断扩大，铰链连接，旨在探讨自动化装配过程连杆螺栓孔专用设备的液压系统。

1.2国内外研究概况

近年来，随着现代科学技术以及不断提高，国产液压技术的发展已经比较成熟。尤其微电子技术的应用，大大改善了液压机，以改善其自身的稳定性和处理效率的性能，但也使得机已经成为最广泛使用的液压成型加工设备。纵观国外和液压技术的发展，虽然我们国内的物种相对油压机完成，但技术含量还是比较低的。

例如：现在国外厂商主要生产高性能工业计算机控制液压机：美国多次按键，丹麦和加拿大BROWN博格斯STENHQJ其他公司，主要是生产这种类型的工业控制液压机的主要制造商。也正是因为采用这种先进的控制方式，让国外液压机在机器的控制性能和工作效率也大大提高。在接受国外液压技术的发展实际对比中，我们可以清楚地看到，我国有较少的工业控制机控制产品。

我们应该根据控制系统的国产液压技术进行分析，可以看到，目前中国液压机可分为以下三种类型：继电器是传统液压机的主元素;可编程控制器液压机;应用先进的高性能微处理器油压机。这三种类型的不同的功能，应用程序是不一样的，但无论是从发展的角度来看，这是朝向高速，智能角度而不断努力。其中，对于主设备到中继传统的液压机，其电路结构简单，并没有对技术要求并不高，成本也相对较低。但因为这一点，它是在控制比较简单，不适应性强，主要用于大规模生产的精度要求不高，也可构成一个简单的线，但由于在电路中，稳定性和灵活性局限性依然不佳。目前在中国多为小厂，还是在广泛使用的精密机械加工较少的民用企业。

1.3 连杆螺栓孔的加工工艺方法

本文采用五工位加工连杆螺栓孔，在设有回转台的组合机床上同时加工多个工件，分别完成上下料、扩连杆盖孔、阶梯扩连杆体、连杆盖螺栓孔、精扩连杆体、连杆盖螺栓孔、铰连杆体、连杆盖螺栓孔。

1.4 液压系统的基本组成

1）能源装置 - 液压泵。它动力部（马达或其他动机远）输出能转换成液压能，以提供压力油系统。

2）执行装置 - 液压机（液压缸，液压马达）。通过该液压能转化为机械能，推负荷演技。

3）控制装置 - 液压阀。通过它们的控制和调节，从而使压力的流动，流动速率和方向可以改变，从而改变力矩，速度和方向，根据不同的控制功能，液压阀可分为村力控制阀，流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀分为好处流动阀（安全阀），阀，顺序阀，压力开关等;流量控制阀包括节流阀，调节阀，分流阀或类似物;方向控制阀包括一止回阀，止回阀，梭阀，阀等。根据不同的控制模式中，开关可分为液压阀控制阀，定值控制阀和比例控制阀。

4）辅助设备 - 油箱，管道，蓄能器，过滤器，接头，压力表开关等的系统的这些元件连接起来，以实现各种工作周期。

5）工作介质 - 液压油。绝大多数的液压油的矿物油，该系统采用它来传输能量或信息。

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第2章 扩铰连杆螺栓孔的液压系统原理设计

2.1 扩铰连杆螺栓孔的液压系统的基本结构

由于扩铰连杆螺栓孔的工位有五个，所以液压系统不同液压缸要分别实现下列几个不同的功能，同时加入液压回转台的夹紧液压缸、回转液压缸，上下料工位的夹紧液压缸、定位液压缸。

二工位的扩孔液压缸。

一工位的夹紧液压缸、定位液压缸。

三工位的阶梯扩孔并锪沉头孔面液压缸。

四工位的精扩液压缸。

五工位的铰孔液压缸。

液压回转台的夹紧、回转液压缸。

由于要先确定加工工位的具体数据才能确定夹紧液压缸和回转台的数据，故按上述顺序下面逐一介绍。

2.2 二工位扩连杆盖孔（f=0.12mm/r, v_c=11.7m/min）