成型銑刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銑床的課程設(shè)計.doc

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院課程設(shè)計說明書 課程名稱： 液壓與氣壓傳動 題目名稱：成型銑刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銑床班 級： 級 _ 專業(yè) 班姓 名： 學(xué) 號： _指導(dǎo)教師: _評定成績：教師評語： 指導(dǎo)老師簽名： 20 年 月 日目 錄一、設(shè)計的目的和要求3二、設(shè)計的內(nèi)容及步驟3三、進(jìn)度安排5四、設(shè)計課題51.負(fù)載與運動分析62.確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)73. 擬定液壓系統(tǒng)原理圖104. 計算和選擇液壓件115. 驗算液壓系統(tǒng)的性能146. 結(jié)論17參考文獻(xiàn)17液壓傳動課程設(shè)計指導(dǎo)書一、設(shè)計的目的和要求：設(shè)計的目的液壓傳動課程設(shè)計是本課程的一個綜合實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過該教學(xué)環(huán)節(jié)，要求達(dá)到以下目的：1.鞏固和深化已學(xué)知識，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計計算的一般方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力和綜合分析問題、解決問題能力；2.正確合理地確定執(zhí)行機構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件；能熟練地運用液壓基本回路，組合成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)；3.熟悉并會運用有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計手冊和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。對學(xué)生在計算、制圖、運用設(shè)計資料以及經(jīng)驗估算、考慮技術(shù)決策、CAD技術(shù)等方面的基本技能進(jìn)行一次訓(xùn)練，以提高這些技能的水平。設(shè)計的要求1.設(shè)計時必須從實際出發(fā)，綜合考慮實用性、經(jīng)濟性、先進(jìn)性及操作維修方便。如果可以用簡單的回路實現(xiàn)系統(tǒng)的要求，就不必過分強調(diào)先進(jìn)性。并非是越先進(jìn)越好。同樣，在安全性、方便性要求較高的地方，應(yīng)不惜多用一些元件或采用性能較好的元件，不能單獨考慮簡單、經(jīng)濟；2.獨立完成設(shè)計。設(shè)計時可以收集、參考同類機械的資料，但必須深入理解，消化后再借鑒。不能簡單地抄襲；3.在課程設(shè)計的過程中，要隨時復(fù)習(xí)液壓元件的工作原理、基本回路及典型系統(tǒng)的組成，積極思考；4.液壓傳動課程設(shè)計的題目均為中等復(fù)雜程度液壓設(shè)備的液壓傳動裝置設(shè)計。具體題目由指導(dǎo)老師分配，題目附后；5.液壓傳動課程設(shè)計要求學(xué)生完成以下工作：設(shè)計計算說明書一份； 液壓傳動系統(tǒng)原理圖一張（3號圖紙，包括工作循環(huán)圖和電磁鐵動作順序表）。二、設(shè)計的內(nèi)容及步驟設(shè)計內(nèi)容1. 液壓系統(tǒng)的工況分析，繪制負(fù)載和速度循環(huán)圖；2. 進(jìn)行方案設(shè)計和擬定液壓系統(tǒng)原理圖；3. 計算和選擇液壓元件；4. 驗算液壓系統(tǒng)性能；5. 繪制正式工作圖，編制設(shè)計計算說明書。設(shè)計步驟以一般常規(guī)設(shè)計為例，課程設(shè)計可分為以下幾個階段進(jìn)行。1.明確設(shè)計要求閱讀和研究設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)與要求；分析設(shè)計題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件。參閱本書有關(guān)內(nèi)容，明確并擬訂設(shè)計過程和進(jìn)度計劃。2.進(jìn)行工況分析做速度-位移曲線，以便找出最大速度點；做負(fù)載-位移曲線，以便找出最大負(fù)載點。液壓缸在各階段所受的負(fù)載需要計算，為簡單明了起見，可列表計算；計算公式見教材表9-2。工況計算公式缸的負(fù)載F缸的推力F/m啟動加速快進(jìn)工進(jìn)快退注：m缸的機械效率，取m=0.9確定液壓缸尺寸確定液壓缸尺寸前應(yīng)參照教材選擇液壓缸的類型，根據(jù)設(shè)備的速度要求確定d/D的比值、選取液壓缸的工作壓力，然后計算活塞的有效面積，經(jīng)計算確定的液壓缸和活塞桿直徑必須按照直徑標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行圓整。計算時應(yīng)注意考慮液壓缸的背壓力，背壓力可參考教材表9-1選取。繪制液壓缸工況圖液壓缸工況圖包括壓力循環(huán)圖（p-s）、流量循環(huán)圖（q-s）和功率循環(huán)圖（P-s），繪制目的是為了方便地找出最大壓力點、最大流量點和最大功率點。計算過程可列表計算。液壓缸工作循環(huán)各階段壓力、流量和功率值工況計算公式負(fù)載F（KN）回油腔壓力p2流入流量進(jìn)油腔壓力p1輸入功率P快進(jìn)（差動）啟動加速恒速工進(jìn)快退啟動加速恒速3.進(jìn)行方案設(shè)計和擬定液壓系統(tǒng)原理圖方案設(shè)計包括供油方式、調(diào)速回路、速度換接控制方式、系統(tǒng)安全可靠性（平衡、鎖緊）及節(jié)約能量等性能的方案比較，根據(jù)工況分析選擇出合理的基本回路，并將這些回路組合成液壓系統(tǒng)，初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖。選擇液壓基本回路，最主要的就是確定調(diào)速回路。應(yīng)考慮回路的調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性、效率等問題，同時盡量做到結(jié)構(gòu)簡單、成本低。4.計算和選擇液壓組件計算液壓泵的工作壓力；計算液壓泵的流量；選擇液壓泵的規(guī)格；計算功率，選擇原動機；選擇控制閥；選擇液壓輔助元件；5.驗算液壓系統(tǒng)性能；驗算液壓系統(tǒng)的效率；驗算液壓系統(tǒng)的溫升6.繪制正式工作圖，編制課程設(shè)計計算說明書液壓傳動系統(tǒng)原理圖一張（3號圖紙，包括工作循環(huán)圖和電磁鐵動作順序表）整理課程設(shè)計計算說明書三、進(jìn)度安排按教學(xué)計劃安排，液壓傳動課程設(shè)計總學(xué)時數(shù)為1周，其進(jìn)度及時間大致分配如下：序號設(shè)計內(nèi)容天數(shù)（約占比例1設(shè)計準(zhǔn)備0.5（約占10%）2液壓系統(tǒng)的工況分析，繪制負(fù)載和速度循環(huán)圖0.5（約占10%）3進(jìn)行方案設(shè)計和擬定液壓系統(tǒng)原理圖1.5（約占30%）4計算和選擇液壓組件1（約占20%）5驗算液壓系統(tǒng)性能0.5（約占10%）6繪制液壓系統(tǒng)原理圖，編制課程設(shè)計說明書0.5（約占10%）7設(shè)計總結(jié)與答辯0.5（約占10%）四、設(shè)計課題設(shè)計一臺用成型銑刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銑床，工作循環(huán)：手工上料自動夾緊工作臺快進(jìn)銑削進(jìn)給工作臺快退夾具松開手工卸料。設(shè)計參數(shù)見下表。其中：工作臺液壓缸負(fù)載力（KN）：FL=2.2 夾緊液壓缸負(fù)載力（KN）：Fc=4.4工作臺液壓缸移動件重力（KN）：G=1.5 夾緊液壓缸負(fù)移動件重力（N）：Gc=80工作臺快進(jìn)、快退速度（m/min）：V1=V3=6.0 夾緊液壓缸行程（mm）：Lc=15工作臺工進(jìn)速度（mm/min）：V2=35 夾緊液壓缸運動時間（S）：tc=1工作臺液壓缸快進(jìn)行程（mm）：L1=300 導(dǎo)軌面靜摩擦系數(shù)：s=0.2工作臺液壓缸工進(jìn)行程（mm）：L2=80 導(dǎo)軌面動摩擦系數(shù)：d=0.1工作臺啟動時間（S）：t=0.51. 負(fù)載與運動分析1.1 工作負(fù)載 即為切削阻力 FL=2200N1.2 摩擦負(fù)載 即為導(dǎo)軌的摩擦阻力： 靜摩擦阻力 動摩擦阻力 1.3 慣性負(fù)載 1.4 運動時間快進(jìn)： 工進(jìn)： 快退： 設(shè)液壓缸的機械效率，得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載和推力，如表1所列 表1 液壓缸在各工作階段的負(fù)載和推力工 況負(fù)載組成液壓缸負(fù)載F/N液壓缸推力F=F/N啟 動F=300333.33加 速F= +226.53251.70快 進(jìn)F= 150166.67工 進(jìn)F= + FL23502611.11反向啟動F=300333.33加 速F=+226.53251.70快 退F=150166.67根據(jù)液壓缸在上述各階段內(nèi)的負(fù)載和運動時間，即可繪制出負(fù)載循環(huán)圖F-t和速度循環(huán)圖V=t，如圖1所示。 2. 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)2.1 初選液壓缸工作壓力 所設(shè)計的動力滑臺在工進(jìn)時負(fù)載最大，其他工況負(fù)載都不太高，參考表2和表3，初選液壓缸的工作壓力2.2 計算液壓缸主要尺寸鑒于動力滑臺快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選單活塞桿式差動液壓缸（），快進(jìn)時液壓缸差動連接，工進(jìn)時為防止孔鉆通時突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應(yīng)有背壓，參考表4，選背壓力 表7 液壓缸在各階段的壓力、流量和功率值工況計算公式負(fù)載F（N）回油腔壓力p/MP流入流量qx10/m/s進(jìn)油腔壓力p1/MP輸入功率P/kw快進(jìn)（差動）啟動333.330.44加速251.700.75恒速166.670.50.650.325工進(jìn)2611.110.60.76x102.850.022快退啟動333.330.46加速251.700.51.40恒速166.670.50.441.290.57注：1. 為液壓缸差動連接時，回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失，取=0.5 P 2. 快退時，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為p1，無桿腔回油，壓力為p3.擬定液壓系統(tǒng)原理圖3.1 選擇基本回路 3.2 組成液壓系統(tǒng) 4.計算和選擇液壓件4.1確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率4.2 確定其他元件及輔件5. 驗算液壓系統(tǒng)的性能5.1驗算系統(tǒng)壓力損失5.2 驗算系統(tǒng)發(fā)熱