雙面銑床課程設計概要

1、雙面銑床課程設計綱領雙面銑床課程設計綱領28/28雙面銑床課程設計綱領目錄一、設計要求及數據2二、工況分析21.外負載22.阻力負載43.慣性負載4三、初步確立油缸參數，繪制工況圖61、初選油缸的工作壓力、62、計算油缸尺寸73、油缸各工況的壓力、流量、功率的計算7四、確立液壓系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)原理圖111.確立油源及調速方式112.選擇基本回路113.選擇調壓回路12五、選擇液壓元氣件141.液壓泵的選擇142.閥類元氣件及協(xié)助元氣件的選擇153.確立油管直徑16六、驗算液壓系統(tǒng)性能17七、參照文件：19第1頁共19頁一、設計要求及數據題目：一臺專用雙面銑床，最大的切削力為7000N，工

2、作臺、夾具和行程的總重量3000N，工件的總重量為1500N，工作臺最大行程為600mm，此中工進行程為350mm。工作臺的快進速度為4.5m/min，工進速度在50100mm/min范圍內無級調速。工作臺來往運動的啟制（加快減速時間）為0.05s，工作臺快退速度等于快進速度，滑臺采納平面導軌。靜摩擦系數為0.2s，動摩擦系數為0.1。（夾緊力大于等于最大靜摩擦力）機床的工作循環(huán)為：工作臺快進工作臺工進加工到位后逗留快退原位停止。要求系統(tǒng)采納電液聯(lián)合實現自動化循環(huán)，速度換接無沖擊，且速度要安穩(wěn)，能承受必然量的反向負載。1)繪制液壓缸裝置圖（CAD及手繪各一份，每組中每一個人的液壓缸選擇不一樣樣

3、的種類來繪制）；繪制油箱及隸屬裝置裝置圖（CAD圖一份,含電動機與液壓泵的聯(lián)接,要求要剖開顯示油箱內部構造，你們可依據圖集、手冊等繪制，但必然要剖）；組里每一個人采納不一樣樣的表達形式設計計算說明書1份（含液壓系統(tǒng)原理圖）。二、工況分析液壓系統(tǒng)的工況分析是指對液壓履行元件進行運動分析和負載分析，目的是查明每個履行元件在各自工作過程中的流量、壓力、功率的變化規(guī)律，作為擬定液壓系統(tǒng)方案，確立系統(tǒng)主要參數（壓力和流量）的依據。負載分析1.外負載Fcmax7000N第2頁共19頁此中Fcmax表示最大切削力。關于專用銑床銑削時銑刀所承受的主切削力大小（單位N）為：FcPfap(N)式中P單位切削力（N

4、/mm2）每轉進給量（mm/r）ap背吃刀量（mm）下邊將進行詳細參數的計算：由公式uffn可得（此中uf表示每分鐘進給速度，n表示銑刀的轉速）由設計依據可知n=300r/min，工進速度uf=50100mm/min，故我們取uf=90mm/min。fuf/n3mm/r關于單位切削力P，由以下的常用金屬資料的單位切削力表可得，我們選P=2000N/mm2。單位切削力P種類資料牌號（N/mm2）易切鋼Y40Mn1700構造鋼452000鋼構造鋼40Cr不銹鋼1Cr17Ni92500鑄鐵灰鑄鐵HT2001140鍛造鍛造錫青銅ZcuSn5Pb5Zn5700合金鍛造鋁合金ZALSn7Mg720關于銑削

5、背吃刀量ap,我們采納硬質合金銑刀，查銑工計算手冊可得，取ap1.5mm。依據以上的公式FcPfap可得：FcPfap200031.59000N第3頁共19頁因為7000Fcmax=9000N，所以采納的適合2.阻力負載靜摩擦力：Ffj(G1G2)fj此中Ffj靜摩擦力NG1、G2工作臺及工件的重量Nfj靜摩擦系數由設計依據可得：Ffj(GG)fj(30001500)0.290012動摩擦力Ffd(G1G2)fd此中Ffd動摩擦力Nfd動摩擦系數同理可得：Ff(GG)fd(30001500）0.1450Nd123.慣性負載機床工作零件的總質量m=（G1+G2）/g=4500/9.81=458.

6、71kg慣性力Fm=ma=458.71x5/(45x0.1)=509.68此中：a履行元件加快度m/s2autu0tut履行元件末速度m/s2u0履行元件初速度m/s2t履行元件加快時間s所以，履行元件在各動作階段中負載計算以下表所示：第4頁共19頁工況油缸負載（N）負載值（N）啟動FFfj900加快FFfdFm959.68快進FFfd450工進FFfdFc9450快退FFfd450按上表的數值繪制負載以以下列圖。關于速度而言，設計依據中已經有了明確的說明，所以依據設計依據繪制以下：第5頁共19頁三、初步確立油缸參數，繪制工況圖1、初選油缸的工作壓力、由上可以知道，銑床的最大負載F=3580N

7、，依據下表可得：表4按負載選擇液壓履行元件的工作壓力載荷/（kN）50工作壓力（Mpa）=57選系統(tǒng)的工作壓力P1=2Mpa。由設計要求可知，導軌要求快進、快退的速度相等，故液壓缸采納單活塞桿式的，快進時采納差動連結，且液壓缸活塞桿直徑d0.7D?？爝M和工進的速度換接用三位四通電磁閥來實現。銑床液壓系統(tǒng)的功率不大，為使系統(tǒng)構造簡單，工作靠譜，決定采第6頁共19頁用定量泵供油?？紤]到銑床可能遇到負值負載，故采納調速閥的進油節(jié)流加背壓閥的調速回路，所以回油路上擁有背壓p2，取背壓p2=0.5Mpa。2、計算油缸尺寸可依據油缸的構造及連結方式計算油缸的面積、油缸直徑D及活塞桿直徑d計算出后應按標準予

8、以圓整，此后再計算油缸的面積：此時由工進時的負載值按計算公式計算液壓缸面積：A2Fp35801061065.5106m2m(p)0.96(220.5)12AA2A2131106m2122D4A1421311063.140.052md0.707D0.7070.052m0.037m在將這些直徑依據國標圓整成標準值得：D=0.06m,d=0.04m由此就求得液壓缸兩腔的實質有效面積為A1D228.26104m2,A2(D2d2)15.7104m2443、油缸各工況的壓力、流量、功率的計算（1）、工進時油缸需要的流量Q工進（m3/min）Q工進A1U工進28.261040.30.00083/minmA

9、1:工進時油壓作用的面積（m2）第7頁共19頁U工進工進時油缸的速度（mm/min）、快進時油缸需要的流量Q快進（m3/min）差動連結時：Q快進（A1A2）U快進（28.2615.7）10450.0063m3/minA1、A2分別表示油缸活塞腔、活塞桿截面積（m2）U快進油缸快進時的速度（mm/min）、快退時油缸需要的流量Q快退（m3/min）Q快退A2U快退15.710450.0078m3/minU快退油缸退回時的速度（,mm/min）、工進時油缸的壓力p1(F/mp2A2)/A11.60MPaP2為工進時回油腔的背壓,上邊已經采納為0.5MPa（5）、快進時油缸壓力p啟動(F/mpA2

10、)/(A1A2)0.96MPap加快(F/mpA2)/(A1A2)1.26MPap迅速(F/mpA2)/(A1A2)0.86MPa這里：F分別表示迅速啟動、加快、迅速時油缸的推力，P分別表示迅速啟動、加快、迅速時油缸的壓力。p表示管路中壓力損失大小，這里我們取值為0.3MPa。（6）、快退時油缸壓力p啟動(F/mp2A2)/A20.77MPa第8頁共19頁p加快(F/p快退(F/mp2A2)/A21.61MPamp2A2)/A21.28MPaF分別表示迅速啟動、加快、迅速時油缸的推力，P分別表示迅速啟動、加快、迅速時油缸的壓力。P2的值為0.5MPa油缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量、功率實質值

11、如表2所示：表2液壓缸在不一樣樣工作階段的壓力、流量和功率值回油腔進油腔輸入流量輸入功率工況負載壓力壓力q/m3/minP/kWF/NP/MPaP/MPa21快進啟動90000.96(差動)加快959.68P1P1.26快進4500.860.00630.09工進94500.51.600.00080.021啟動90000.77快退加快959.680.51.61快退4501.280.00780.166由以上所計算的數據我們繪制出工況圖以下所示：第9頁共19頁P/Q/P0.00631.601.260.0210.860.960.0008L/mm0.771.281.610.166功率P壓力P0.0078

12、流量Q第10頁共19四、確立液壓系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)原理圖1.確立油源及調速方式由以上的計算可以知道，銑床液壓系統(tǒng)的功率不大，工作負載的變化狀況很小，所以，為使系統(tǒng)構造簡單，工作靠譜，決定采納定量泵供油。考慮到銑床可能遇到負值負載，故采納回油路調速閥節(jié)流調速方式，并采納開式循環(huán)。從工況圖中我們可以清楚的看出，在液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)中，液壓缸要求油源供給的流量變化其實不是很大，所以工進和快進的過程中，所需流量差異較小。故我們采納定量單液壓泵供油。2.選擇基本回路第11頁共19選擇換向回路及速度換接方式由設計依據可以知道，設計過程中不考慮工件夾緊這一工序，并且從快進到工進時，輸入液壓缸的流量從6.

13、3L/min降到0.8L/min，速度變化不是很大，所以采納電磁換向閥來實現速度的換接。壓力繼電器發(fā)訊，由電磁換向閥實現工作臺的自動啟動和換向。同時為了實現工作臺能在隨意地點停止，泵不卸載，故電磁閥必然選擇O型機能的三位四通閥，以以下列圖所示：因為要求工作臺快進與快退速度相等，故快進時采納差動連結來實現迅速運動回路，且要求液壓缸活塞桿直徑d0.7D。3.選擇調壓回路設計過程中，在油源中采納溢流閥來調定系統(tǒng)的工作壓力，所以調壓問題基本上已經在油源中解決，不用在其他設置調壓系統(tǒng)。這里的溢流閥同時還可以起到安全閥的作用。1、組合成液壓系統(tǒng)圖將上邊所選的液壓基本回路組合在一同，即可獲得以下的液壓系統(tǒng)原

14、理圖。同時電磁鐵的動作次序表以下：第12頁共19表3液壓專用銑床電磁鐵動作次序表工序1Y2Y3Y4Y5YYJ工作缸快進+工作缸工進+工作缸快退+圖4專用銑床液壓系統(tǒng)原理圖8951Y2Y43215Y1073Y6第13頁共191-油箱；2-過濾器；3-葉片泵；4-溢流閥；5-三位四通電磁換向閥;6-單向調速閥；7-兩位三通電磁換向閥；8-工作缸；9-壓力繼電器五、選擇液壓元氣件1.液壓泵的選擇由以上的設計可以獲得，液壓缸在整個工作過程中的最大壓力是1.61MPa，如取進油路上的壓力損失為0.4MPa，則此時液壓泵的最大工作壓力是pp1.610.42.01MPa。由以上的計算可得，液壓泵供給的最大流

15、量是7.8L/min,因為系統(tǒng)較為簡單，取泄露系數kl1.1，則兩個液壓泵的實質流量應為：qp1.17.8L/min8.58L/min因為溢流閥的最小堅固溢流量為3L/min，而工進時輸入到液壓缸的流量是3.8L/min，由流量液壓泵獨自供油，所以液壓泵的流量規(guī)格最少應為6.8L/min。依據以上的壓力和流量的數值查閱機械設計手冊，最后采納YB16.3型單葉片液壓泵，其排量大小為6.3m/r,當液壓泵的轉速為第14頁共191450r/min時，該液壓泵的理論流量為9.14L/min。取液壓泵的容積效率為V0.9，則液壓泵的實質流量大小為：qp6.312000.9/10006.8L/min因為由

16、以上的計算過程中，我們知道了液壓缸在快退時的輸入功率最大，此時液壓泵的工作壓力是1.280.41.68MPa（進油路上的壓力損失），流量為6.8L/min，查表可得，取液壓泵的總效率，0.7，則液壓泵驅動電機所需的功率為ppqp1.686.8P0.3kW600.7依據以上的數據查機械設計手冊采納Y801型電動機，其額定功率為0.55kW，額定轉速為1200r/min。2.閥類元氣件及協(xié)助元氣件的選擇依據閥類及協(xié)助元氣件所在油路的最大工作壓力和經過的最大實質流量，可選擇這些器件的型號和規(guī)格以下表：表4元氣件的型號及規(guī)格序元件名稱額定流量額定壓力質量型號號（r/min）(MPa)(kg)1單葉片泵

17、9.26.35.5YB16.3第15頁共192三位四通256.334D25BOP電磁閥3二位三通256.323D25B電磁閥4單向調速閥0.05（最?。?.2QI-10B5溢流閥201.7Y-10B6壓力繼電器0.7DP1-63B7濾油器162.50.18XU-B16X1008開關閥256.322D-25B確立油管直徑因為液壓泵在選定今后液壓缸在各個工作階段的進、出流量已與本來的數值不一樣樣，所以要從頭計算，計算以下表4所示：表5液壓缸的出入、流量快進工進快退輸入流量q1A1qp/(A1A2)q10.8q1qp6.8(28.266.8)/(28.2615.7)（L/min）15.3第16頁共1

18、9輸出流量q2A2q1/A1q2A2q1/A1q2A1q1/A2(15.715.3)/28.26(15.70.8)/28.26(28.266.8)/15.78.50.4412.24(L/min)運動速度u1qp/(A1A2)u2q1/A1u3q1/A26.810/(28.2615.7)0.810/28.266.810/15.75.40.284.33(m/min)由上表中的數值，依據書中介紹的油液在壓油管的流速u=3m/s可得，液壓缸有桿腔和無桿腔相連的油管內徑分別為：d2q/(u)2(6.8106/60)/3.141036.94mmd2q/(u)2(15.3106/60)/3.14310310.4mm兩根油管按YB23164采納外徑為13mm，壁厚為1.2mm的冷拔無縫鋼管。（一）油箱的設計對油箱容積我們進行預計，取經驗數據7，故其容積為：Vqp76.8L47.6L取靠其近來的標準值V=50L六、驗算液壓系統(tǒng)性能油液溫升的驗算第17頁共19工進在整個工作循環(huán)中所占的時間比率是很長的，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可按工進時的工況來計算。工進時液壓缸的有效功率是PeFu35800.2821030.0167kW60由以上的計算可知，