1. 研究目的与意义
在现实生活中，无论科技如何发展，铣床依然在各行各业中有着不可替代的作用，而专用铣床则是在铣床的基础上，基于所需要加工的零件的特性，做出调整用于专门生产该零件的铣床。在快节奏，追求效率的当下生活，以及降低成本的背景需求下，改良铣床无疑是社会发展，行业进步的必经之路，并且无论铣床的专用性如何改变，液压系统无疑是目前来说铣床中最可靠最不可或缺的传动系统。且因此，我们有必要设计并开发出动力强，能耗低，寿命长的专用铣床液压系统
在现实和理论价值上，既可以帮助我们降低生产成本，提高效率，也可以对我国现代化建设以及制造业的发展起着巨大的推动作用。综上所述，研究专用铣床的液压系统，设计优化专用铣床液压系统有着重要的现实意义。
2. 课题关键问题和重难点
（1）关键问题
此次课题设计为专用铣床的液压系统。本次设计步骤大致分为四个步骤：首先是液压系统中的工况分析：我们需要了解铣床的种类，液压系统需要实现的动作等，对铣床的工作情况进行详细的分析，通过已给定的相关参数，计算液压缸的各运动阶段的负载和速度。第二步是选择合适的回路和绘制液压系统原理图，通过对专用铣床液压系统的分析和参考同类型的专用铣床，选择合适的原件及回路进行组合，根据选择的回路绘制出专用铣床的液压系统原理图。第三步是液压系统的计算、完成主要参数的设计计算，通过参数合理选择液压元件和液压缸具体尺寸的设计。第四部分是验算液压系统性能，若发现问题，则对不合理的设计进行修正或重新调整，以达到使用要求。
（2）难点
3. 国内外研究现状（文献综述）
1. 研究对象简介
专用铣床是根据工件加工需要，以液压传动为基础，配以少量专用部件组成的一种机床，如图1所示。在生产中液压专用铣床有着较大实用性，可以以液压传动的大小产生不同性质的铣床。
液压传动是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油，通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。
本课题研究的专用铣床液压系统，如图2所示主要用于控制其动力滑台实现动作循环：快进——工进——快退——原位停止。
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图2铣床液压系统原理图
从20世纪中叶出现以来，铣床给机械制造业带来了革命性的变化。具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。铣床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求检验的零件。其特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
2. 国内外研究
1)国外研究
美国人E.惠特尼于1818年创制了世界上第一台卧式铣床。在那之后美国人J.R.布朗为了铣削麻花钻头的螺旋槽，于1862年创制了第一台万能铣床，它是升降台铣床最早的雏形。随后，在大约1884年出现了龙门铣床。20世纪20年代出现了半自动铣床，它的工作台可以利用挡块完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。
1999年J-STAGE公司在国际研讨会中提出，想要设计更安静的液压系统[1]，该公司对距离当时25年来液压系统噪音降低方面所取得的重大进展进行了回顾。后对流体噪音的产生和传播来源进行了分析，并给出了他们相应的测量，分析，和预测行为的方法。最后就液压噪音的降低给出了今后的研究方向。
2015年Konrad Potiomkin等人讨论了液压系统在铣床中作为加紧专用系统的设计和分析过程。他们通过实例将液压加紧系统的设计和分析过程公式化，同时提出了两种加紧系统的概念，以供选择[2]。
2021年Eric S.Engelmann等人又将液压系统应用到铣床的阻尼器中，以此设计处理一种具有液压阻尼系统的铣床。降低了铣床工作时对周边环境的影响[3]。
2)国内研究
我国的液压工业开始于20世纪50年代，最初应用于机床和锻压设备。直至60年代开始才获得较大的发展，并应用于各个工业部门，分别在机床，工程器械，冶金，农业机械，汽车，船舶，航空，石油以及军工等工业部门取得重要及广泛的应用。 当前液压技术正向高压高速高效率低噪声低能耗长寿命高度集中化等方向发展。同时，新原件的应用，系统计算机辅助设计，计算机仿真和优化，微机控制等工作，也取得了显著成果。
2013年朱生宏所提到的针对专用液压系统的设计计算的一般步骤和方法[4]，对于设计和计算铣床液压系统能起到很大的帮助和参考作用，其中包括：确定正确合理的执行液压机构，运用基本回路组成满足基本性能要求且高效的液压系统，以及计算设计液压系统过程中对参数的选用规则。
2013年陶野和杨海对专用组合铣床进行了液压系统设计，专用组合铣床是指：由多把刀具同时对多个工作表面同时进行切削的专用机床。他们对于专用组合铣床的液压系统进行了工艺性改良，同时他们针对于液压系统各个部分装置的选择和分析全面且详细[5]。
2014年陈传艳借助校企合作的有利时机，紧密结合生产实际情况，以院校办工厂的一台专用立式铣床相关参数为依据，结合该专用立式铣床的工况信息，计算设计了更优良的液压传动系统，同时针对该液压系统进行的性能验算对本次液压系统设计的验算有着很大的辅助作用[6]。同年陈传艳针对旧专用铣床液压系统结构改造问题，应用了现代设计方法，设计出了改造后的液压站结构，一些具体改造为：修改系统类型，选择调速回路；修改液压基本回路，选择快速运动和换接回路。并绘制了新的液压系统图。截止目前,所设计的液压系统已在该立式专用铣床上投入使用,性能稳定, 工作安全可靠[7]。
2015年余勇就当代科学技术的进步，人类对环境的关心，以及能源危机意识的提高。提出应当对以纯水为工作介质的液压系统进行重新研究，从液压传动的基本原理出发，提出了以纯水作为工作介质的液压系统的相关理论，以及实际的应用研究都有一定的可行性。这也将成为未来液压传动技术的一个发展方向之一[8]。
针对于铣床液压系统的设计在近年仍在继续，2019年许振远等人设计了一种铣床液压系统[9]。根据设计要求通 过负载分析、系统方案拟定、性能参数计算等几个方面 对液压系统进行了设计，绘制了负载图、速度图、功率图以及所选择的基本液压回路图，并且通过计算对液 压缸、液压泵、油路管道等元器件进行了选择。他们设计的液压系统在各方面的细节选择上与之前的别人设计的系统有差别
3.发展趋势
随着社会的发展，人们生活水平的提高，和科技的发展，汽车行业和各类高科技产品的研发。普通机床已经逐渐不能够满足生产需求，而专用铣床更能满足现在社会的生产需求。固然现如今专用铣床还无法完全代替普通铣床，但在今后的研究中，经过不断的提升精度，和自动化程度等性能，普通铣床终将被专用铣床淘汰。而对于专用铣床液压系统的研究无疑是提升铣床性能必须要走且最有效的道路。
参考文献
[1] Edge K. Designing quieter hydraulic systemssome recent developments and contributions[C]//Proceedings of the JFPS International Symposium on Fluid Power. The Japan Fluid Power System Society, 1999:3-27.
[2]KonradPotiomkin,Tadeusz Nieszporek,Andrzej Piotrowski,Piotr Boral. The Design andAnalysis of the Hydraulic Workpiece Clamping System in the Milling MachiningProcess[J]. Applied Mechanics and Materials,2015,4171(791):297-305.
[3]Eric S. Engelmann,Conwell K. Rife,Jr. Milling Machine Having a Hydraulic Damping system[P].美国专利：US11015305B1,2021-5-25.
[4]朱生宏.专用铣床液压系统设计[J]. 科技视界，2013，03（36）：8-9.
[5]陶野,杨海. 专用组合铣床液压系统设计[J]. 世界家苑,2013，316(6):345-345.DOI:10.3969/j.issn.1671-9603.2013.06.316.
[6]陈传艳.专用铣床液压传动系统的设计研究[J]. 设计与研究，2014，03（5）：5-7.
[7]陈传艳.立式专用铣床液压系统设计[J]. 长江大学学报 (自科版)，2014，11（34）：92-95.
[8]余勇. 浅论液压传动技术[J]. 青年时代,2015，(13):171-171.
[9]许振远,贾微木,李苹. 立式铣床液压系统设计[J]. 湖北农机化,2019， (13):117-119.
[10]左健民.液压与气压传动[M]. 第4版.北京：机械工业出版社,2007.
[11]董伟亮.液压设计手册[M].北京：机械工业出版社,2005.
4. 研究方案
1.设计专用铣床液压系统的步骤
1.1液压系统工作要求和负载分析
该专用铣床的液压系统主要用于控制其动力滑台以实现动作循环：快进-----工进-----快退-----原位停止。
5. 工作计划
| 起止日期 | 工作内容
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| 2023.1.2～2023.1.15 | 完成译文翻译，查阅文献，完成开题报告并上传毕设网。 |
| 2023.1.16～2023.2.5 | 指导老师审核译文和开题报告，根据指导老师意见完成修改。 |
| 2023.2.6～2023.3.19 | 查阅毕业设计相关资料，完成液压系统的工况分析，绘制负载和速度循环图，进行方案设计和拟定液压系统原理图。 |
| 2023.3.20～2023.3.26 | 在“毕设网”上完成“中期检查报告”的填写，指导老师完成中期任务的审核。计算和选择液压组件，验算液压系统性能。 |
| 2023.3.27～2023.4.23 | 进行液压缸的设计，绘制液压缸装配图及其非标件零件图，撰写毕业设计论文，并完成毕业论文的初稿 |
| 2023.4.24～2023.5.6 | 完成“毕业设计报告（论文）”的撰写、论文检测，上传毕设网，指导老师批阅和确认。 |
| 2023.5.6～2023.5.12 | 答辩，存档。 |
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