立式组合机床的液压系统设计

攀枝花学院本科学生课程设计任务书

注：任务书由指导教师填写。

摘要

目前，液压系统被广泛应用在机械、建筑、航空等领域中，成为一种新型的动力源。由于液压元件的制造精度越来越高，再配合电信号的控制，使液压系统在换向方面可以达到较高的频率。不管是在重型机械和精密设备上都能满足要求。

液压系统本身有较多的优点，比如：在同等的体积下，液压装置产生的动力更大；由于它的质量和惯性小、反映快，使液压装置工作比较平稳；能够实现无级调速，特别是在运动中进行调速；液压装置自身能实现过载保护；实现直线运动远比机械传动简单。但是液压传动对温度的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度下工作。

液压系统应用在机床上，实现对工作台和夹紧工件的循环控制起着重要的作用。对铣削类组合机床，运用液压来控制运动循环，结构简单，所占空间小，而且能满足较大的切削负载要求。

关键词液压系统，组合机床，运用

Abstract

Hydraulic system itself has many advantages, such as: under the same volume, the hydraulic equipment have more power; Due to it's quality and inertia small, reflect fast, make the hydraulic equipment work smoothly; Can realize stepless speed regulation, especially in motion control of motor speed; Hydraulic device itself can achieve overload protection; To achieve linear motion than simple mechanical transmission. Hydraulic transmission is more sensitive to changes in temperature,however, should not work at very high or very low temperatures.

Application on the machine tool hydraulic system, to implement the workbench and clamping workpiece cycle control plays an important role. To use milling combination machine tools, hydraulic loop to control the movement, simple structure, take up little space, and can satisfy the requirement of larger cutting load. Keywords hydraulic system, a combination of tools, use of

目录

摘要 (Ⅰ)

ABSTRACT (Ⅱ)

1方案的确定 (4)

1.1整体性分析 (4)

1.2拟定方案 (4)

1.3比较方案并确定方案 (4)

2工况分析 (5)

2.1运动参数分析 (5)

2.2动力参数分析 (5)

2.3负载图和速度图的绘制 (7)

3液压缸尺寸和所需流量 (8)

3.1液压缸尺寸计算 (8)

3.2确定液压缸所需流量 (8)

3.3夹紧缸的有效面积、工作压力和流量的确定 (9)

4拟定液压系统图 (10)

4.1确定液压传动系统的类型 (10)

4.2液压回路的选择 (10)

4.2.1调压回路 (11)

4.2.2调速回路 (11)

4.2.3平衡回路 (12)

4.2.4换向回路 (13)

4.2.5卸荷回路 (13)

4.3确定执行元件类型 (14)

4.4换向方式确定 (14)

4.5调速方式的选择 (14)

4.6快进转工进、一工进转二工进控制方式的选择 (14)

4.7终点转位控制方式 (14)

4.8快速运动的实现和供油部分的设计 (14)

5选择液压元件的确定辅助装置 (17)

5.1选择液压泵 (17)

5.2电机的选择 (17)

5.3选择阀类元件 (17)

5.4确定油管尺寸 (18)

6油箱设计 (19)

6.1油箱容量的确定 (19)

6.2估算油箱的长、宽、高 (19)

6.3确定油箱壁厚 (19)

6.4确定液位计的安装尺寸 (19)

6.5隔板尺寸的计算 (19)

6.6油箱其他附件的选择 (19)

7液压系统的性能验算 (20)

7.1回路中压力损失 (20)

7.2确定泵的工作压力 (23)

7.3液压系统的效率 (23)

7.4液压系统的发热温升验算 (24)

结论 (25)

参考文献 (26)

题目五：组合机床液压系统设计

试设计立式组合机床的液压系统，已知切削负载为33000N，滑台工作速度为50mm/min,快进和快退速度为6m/min，滑台（包括动力头）的重量为135000N,往复运动的加速（减速）的时间为t =0.05 S,滑台用平面导轨，静摩擦系数fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1，快进行程为100mm,工进行程为50mm。

1 方案的确定

1.1整体性分析

要求此液压系统实现的工作循环是：工作快进工作台工进工作台快退工作台原位停止。滑台的重量为135000N,快进快退的速度6m/min,滑台工进速度50 mm/s，快进行程100mm，工进行程50mm ，切削负载为33000N。

对于立式组合机床的液压系统而言，加工的零件需要精度高，定位准确。所以整个系统的设计要求定位精度高，换向速度快。在设计阀的时候，考虑这些方面变的尤其重要，要考虑到工作在最低速度时调速阀的最小调节流量能否满足要求。在行程方面，应该比要求的工作行程大点，包括工作行程、最大行程和夹紧缸行程，主要是考虑到在安全方面和实际运用中。在压力方面也要考虑到满足最大负载要求。而且在液压系统能满足要求的前提下，使液压系统的成本较低。

1.2 拟定方案

方案一液压系统中工作台的执行元件为伸缩缸，工件的夹紧用单杆活塞缸；工作台采用节流阀实现出油口节流调速，用行程阀实现工作台从快进到工进的转换，在工进回路上串接个背压阀；为了防止工件在加工过程中松动，在夹紧进油路上串接个单向阀；工作台的进、退采用电磁换向阀；夹紧缸的夹紧与放松用电磁阀控制。

方案二液压系统中工作台的执行元件为单杆活塞缸，工件的夹紧也采用单杆活塞缸；工作台采用调速阀实现进油口节流调速，也采用行程阀实现工作台从快进到工进的转换，工进时，为了避免前冲现象，在回路上串接个背压阀；夹紧缸上串接个蓄能器和单向阀，避免工件在加工过程中松动；工作台的进、退换向采用电液换向阀，工作台快进时，采用差动连接；夹紧缸的夹紧与放松用电磁阀控制。

1.3比较方案并确定方案

单杆活塞缸比伸缩缸结构简单，价格便宜，易维护，而且也能满足要求；调速阀的性能比节流阀稳定，调速较好，用于负载变化大而运动要求稳定的系统中；采用出油口调速回路中油液通过节流阀产生的热量直接排回油箱散热；夹紧缸进油口处串接蓄能器，更好的保证工件的夹紧力，使工件在加工过程中始终在夹紧状态。电液换向阀的信号传递快，配合液压动力的输出力大、惯性