液壓課程設計-臥式鉆鏜組合機床液壓系統(tǒng)

1、繆湖北文理學院理工學院機械與汽車工程系液壓與氣壓傳動課程設計說朗書沒計題目 臥武鉆催姐合機床液壓糸統(tǒng)沒計專業(yè)班級 機制1512奴名桂新睿學號15341207指導老師 夏慶國成績評定等級評閱簽字坪閱日期幽北丈理學洗理工學嚨機械與九車工程糸2017年12月序言：4設計的技術要求和設計參數5二.工況分析52. 1確定執(zhí)行元件52. 2分析系統(tǒng)工況52.3負載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制 62.4確定系統(tǒng)主要參數82.4. 1初選液壓缸工作壓力82.4. 2確定液壓缸主要尺寸82.4.3計算最大流量需求92. 5擬定液壓系統(tǒng)原理圖102.5. 1速度控制回路的選擇102. 5.2換向和速度換接回路的選擇

2、112. 5.3油源的選擇和能耗控制 122.5.4壓力控制回路的選擇132. 6液壓元件的選擇 142. 6. 1確定液壓泵和電機規(guī)格152.6.2閥類元件和輔助元件的選擇 162. 6. 3油管的選擇182. 6.4油箱的設計192. 7液壓系統(tǒng)性能的驗算202.7. 1回路壓力損失驗算202.7.2油液溫升驗算21附：手繪液壓系統(tǒng)圖序言作為一種髙效率的專用機床，組合機床在大批、大量機械加工生產中應 用廣泛。本次課程設計將以組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)設計為例，介紹該組合機 床液壓系統(tǒng)的設汁方法和設計步驟，其中包括組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的工況 分析、主要參數確定、液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、液壓元

3、件的選擇以及系統(tǒng)性能驗 算等。組合機床是以通用部件為基礎，配以按工件特定外形和加工工藝設計的 專用部件和夾具而組成的半自動或自動專用機床。組合機床一般采用多軸、多刀、 多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產效率比通用機床高兒倍至兒十倍。 組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可 用以組成自動生產線。組合機床通常采用多軸、多刀、多面、多工位同時加工的 方式，能完成鉆、擴、較、鎮(zhèn)孔、攻絲、車、銃、磨削及其他精加工工序，生產 效率比通用機床高兒倍至兒十倍。液壓系統(tǒng)山于具有結構簡單、動作靈活、操作 方便、調速范圍大、可無級連讀調節(jié)等優(yōu)點，在組合機床中得到了廣泛應用。液壓

4、系統(tǒng)在組合機床上主要是用于實現工作臺的直線運動和回轉運動， 如果動力滑臺要實現二次進給，則動力滑臺要完成的動作循環(huán)通常包括：原位停 止快進I工進II工進死擋鐵停留快退原位停止。一 設計的技術要求和設計參數臥式鉆鎮(zhèn)組合機床動力頭要完成快進一工進一快退一原位停止的工作循環(huán)；最大切削力為Fl=10000N,動力頭自重Fg=19000N；工作進給要求能在0.021.2m/min范圍內無級調速,快進、快退速度為6m/min；工進行程為100mm,快 進行程為300mm；導軌型式式平導軌，其摩擦系數取fs=0.2, fd = 0.1；往復運動的加減速時間要求不大于0.5s。二.工況分析2.1 確定執(zhí)行元件

5、金屬切削機床的丄作特點要求液壓系統(tǒng)完成的主要是直線運動，因此液壓系 統(tǒng)的執(zhí)行元件確定為液壓缸。2. 2分析系統(tǒng)工況在對液壓系統(tǒng)進行工況分析時，本設訃實例只考慮組合機床動力滑臺所受到 的工作負載、慣性負載和機械摩擦阻力負載，其他負載可忽略。（1）工作負載FW工作負載是在工作過程中山于機器特定的工作情況而產生的負載，對于金屬 切削機床液壓系統(tǒng)來說，沿液壓缸軸線方向的切削力即為丄作負載，即倫=10000N（2）慣性負載最大慣性負載取決于移動部件的質量和最大加速度，其中最大加速度可通過 丄作臺最大移動速度和加速時間進行計算。已知加、減速時間為0.4s,工作臺最 大移動速度，即快進、快退速度為6m/mi

6、n,因此慣性負載可表示為Fa 竺=竺=19000 x 6 一 604.加At g At 9.8 x 0.4（3）阻力負載阻力負載主要是工作臺的機械摩擦阻力，分為靜摩擦阻力和動摩擦阻力兩部分。靜摩擦阻力 Ffs = 0. 2 x 19000 = 3800/V動摩擦阻力 Ffd = fdFN = 0. 1 x 19000 = 1900.V根據上述負載力訃算結果，可得出液壓缸在各個工況下所受到的負載力和液 壓缸所需推力情況，如表2.1所示。 表2液壓缸在各工作階段的餐載（單位：N）工況 負載組成負載值F總機械負載FS%起動F = F“38OON4222.2N加速4284.7N4760.8N快進Ff1

7、900N2111.1 N工進F = FK11900N13222.2N反向起動r3800N4222.2 N加速F 二 F/Fm2868.7N2985.2N快退F = F“1900 N2111.IN注：此處未考慮滑臺上的顛覆力矩的影響。2.3 負載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制根據表2.1中計算結果，繪制組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的負載循環(huán)圖如圖2-1所示。恣221507.9222Z2圖21組合機床動力滑臺液圧系統(tǒng)負載循環(huán)圖圖2-1表明，當組合機床動力滑臺處于工作進給狀態(tài)時，負載力最大為 13222.2N,其他工況下負載力相對較小。所設計組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖可根據已知的設計參數進 行繪制，

8、已知快進和快退速度卩1 = v2 = 6/n / min %快進行程厶=300/n,工進行 程厶=300迦、快退行程/3 = 230/77/27,工進速度v2 =0.02-1.2mm/mino根據上述已 知數據繪制組合機床動力滑臺液圧系統(tǒng)的速度循環(huán)圖如圖2-2所示。V/m nir1圖2-2組合機床液壓系統(tǒng)速度循環(huán)圖2.4確定系統(tǒng)主要參數2.4.1初選液壓缸工作壓力所設計的動力滑臺在工進時負載最大，其值為13222.2N,其它工況時的負載都相對較低，按照負載大小或按照液壓系統(tǒng)應用場合來選擇工作壓力的方法,初選液壓缸的工作壓力/=4.5MPao2.4.2確定液壓缸主要尺寸由于工作進給速度與快速運動

9、速度差別較大，且快進、快退速度要求相等， 從降低總流量需求考慮，應確定采用單桿雙作用液壓缸的差動連接方式。通常利 用差動液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設置通油孔的有利條件，最好采用活 塞桿固定，而液圧缸缸體隨滑臺運動的常用典型安裝形式。這種情況下，應把液 壓缸設計成無桿腔工作面積A是有桿腔工作面積兩倍的形式，即活塞桿直徑 d與缸筒直徑D呈d二0.707D的關系。工進過程中，當孔被鉆通時，山于負載突然消失，液壓缸有可能會發(fā)生前沖 的現象，因此液壓缸的回油腔應設置一定的背壓（通過設置背壓閥的方式），選取此背壓值為=08MPa?？爝M時液壓缸雖然作差動連接（即有桿腔與無桿腔均與液壓泵的來油連接）,

10、但連接管路中不可避免地存在著壓降，且有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估 算時取 = 0.5MPa?？焱藭r回油腔中也是有背壓的，這時選取背壓值 =0.6MPa。工進時液壓缸的推力訃算公式為F / % =AP1- Ap2 = AA-（A / 2）“2式中：F負載力如液壓缸機械效率A1液壓缸無桿腔的有效作用面積A2液壓缸有桿腔的有效作用面積pl液壓缸無桿腔壓力p2液壓有無桿腔壓力因此，根據已知參數，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計算為4 二液壓缸缸筒直徑為D = ?。?列）/兀=7（4x0.004x106）/ = 71.36mm由于有前述差動液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關系，d = 0.707D,因此活 塞桿直徑為d=