卧式双面铣削组合机床地液压系统设计 2

工业大学课程设计任务书

目录

1设计题目卧式双面铣削组合机床的液压系统设计 (3)

2 工况分析 (3)

2.1负载分析 (3)

3 液压系统方案设计 (4)

3.1液压缸参数计算 (4)

3.2拟定液压系统原理图 (6)

3.3液压元件的选择 (9)

3.3.2阀类元件及辅助元件的选择 (10)

3.3.3油管的选择 (11)

4 液压系统性能验算 (12)

4.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (12)

4.2 油液温升计算 (14)

5 设计小结 (14)

6 参考文献 (15)

1．设计题目 卧式双面铣削组合机床的液压系统设计

试设计卧式双面铣削组合机床的液压系统。机床的加工对象为铸铁变速箱箱体，动作顺序为夹紧缸夹紧→工作台快速趋近工件→工作台进给→工作台快退→夹紧缸松开→原位停止。工作台移动部件的总重力为4000N ，加、减速时间为0.2s ，采用平导轨，静、动摩擦因数μs =0.2，μd =0.1。夹紧缸行程为30mm ，夹紧力为800N ，工作台快进行程为100mm ，快进速度为3.5m/min ，工进行程为200mm ，工进速度为80～300mm/min ，轴向工作负载为12000N ，快退速度为6m/min 。要求工作台运动平稳，夹紧力可调并保压。 2 工况分析 2.1负载分析

负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为fs F ，动摩擦力为fd F ,则

如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率9.0m =η，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表2-1。

表2-1 液压缸各运动阶段负载表

工况 负载组成

负载值F/N 推力m F

η/

起动 fs F F =

800 889N 加速 )(m fd F F F +=

517 574N 快进

fd F F =

400

444N 工进 fd l F F F += 12400

13778N

快退

fd F F =

400

444N

根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（F-l ）和速度图（F-2）

图2-1负载图和速度图

3 液压系统方案设计

3.1液压缸参数计算

组合机床液压系统的最大负载约为14000N，初选液压缸的设计压力P1=3MPa，为了满足工作台快速进退速度要求，并减小液压泵的流量，这里的液压缸课选用单杆式的，并在快进时差动连接，则液压缸无杆腔与有杆腔的等效面积A1与A2应满足A1=0.37A2（即液压缸径D和活塞杆直径d应满足：d=0.607D。为防止铣削后工件突然前冲，液压缸需保持一定的回油背压，

=0.9。则液压缸上的平衡方程暂取背压为0.5MPa，并取液压缸机械效率m

故液压缸无杆腔的有效面积：

液压缸径：

按GB/T2348-1980，取标准值D=80mm；因A1=0.37A

，故活塞杆直径d=0.607D=50mm（标准直径）

则液压缸有效面积为：

差动连接快进时，液压缸有杆腔压力P2必须大于无杆腔压力P1，其差值估取P2－P1=0.5MPa，并注意到启动瞬间液压缸尚未移动，此时△P=0；另外取快退时的回油压力损失为0.5MPa。根据假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力.流量和功率，并可绘出其工况图

工作阶段计算公式推力

F（N）

回油腔压

力

P2

（MPa）

工作腔压

力

P1

（MPa）

输入流量

q（L/min）

输入功

率

P（KW）

快0 0

速 快退恒速

436

0.3

0.634

18.378

0.194

注：1.差动连接时，液压缸的回油口到进油口之间的压力损失

p p p p p j b a ∆+=⨯=∆而,5105.

2.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为j

P ，无杆腔回油，压力为b P

液压缸的工况图：

图3-1工况图

3.2拟定液压系统原理图

3.2.1调速回路的选择

该机床液压系统的功率小（<1kw）,速

度较低；钻镗加工时连续切削，切削力变化

小，故采用节流调速的开式回路是合适的，

为了增加运动的平稳性，防止钻孔时工件突

然前冲，系统采用调速阀的进油节流调速回

路，并在回油路中加背压阀。

3.2.2油源及其压力控制回路的选择

该系统为了节能，考虑采用变量叶片泵油源供油。

3.2.3快速运动与换向回路

由于系统要求快进与快退的速度

相同，因此在双泵供油的基础上，快进

时采用液压缸差动连接快速运动回路，

快退时采用液压缸有杆腔进油，无杆腔

回油的快速运动回路。

3.2.4速度换接回路

由工况图可以看出，当动力头部件从快进转为工进时滑台速度变化较大，可选用行程阀来控制快进转工进的速度换接，以减少液压冲击。

3.2.5压力控制回路

在泵出口并联一先导式溢流阀，实现系统的定压溢流，同时在该溢流阀的远程控制口连接一个二位二通电磁换向阀，以便一个工作循环结束后，等待装卸工件时，液压泵卸载，并便于液压泵空载下迅速启动。

3.2.6行程终点的控制方式

这台机床用于钻、镗孔（通孔与不通孔）加工，因此要求行程终点的定位精度高因此在行程终点采用死挡铁停留的控制方式。

3.2.7组成液压系统绘原理图

将上述所选定的液压

回路进行组合，并根据要求

作必要的修改补充，即组成

如下图1-3所示的液压系统

图。为便于观察调整压力，

在液压泵的进口处、背压阀

和液压缸无腔进口处设置

测压点，并设置多点压力表

开关。这样只需一个压力表

即能观测各点压力。