单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统课程设计

单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统

摘要

制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。而制造业的生产能力主要取决于制造装备——机床的先进程度。

关键词：组合机床，动力滑台，主轴箱

Abstract

The Manufacture is an important support of economic development in a country or area. Its level of development stands for the economic power, technical and scientific level, living standard and national defensive power of the country or area. While the capability of production in trade of manufacture mostly depends on the advanced producing equipment－machine tool ..

Keyword: Modular Powen-sliding plat, The main axle box

一、设计要求及工况分析

1．设计要求

要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进工进快退停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力F L=30468N；运动部件所受重力G=9800N；快进、快退速度υ1=υ3=0.1m/s，工进速度υ2=×10-3m/s；快进行程L1=100mm，工进行程L2=50mm；往复运动的加速时间Δt=；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs=，动摩擦系数μd=。液压系统执行元件选为液压缸。

2．负载与运动分析

(1)工作负载工作负载即为切削阻力F L=30468N。

(2)摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：

静摩擦阻力

N

1960

9800

2.0

s

fs

=

⨯

=

=G

Fμ

动摩擦阻力

N

980

9800

1.0

d

fd

=

⨯

=

=G

Fμ

(3)惯性负载

(4)运动时间

快进

s1

s

1.0

10

1003

1

1

1

=

⨯

=

=

-

υ

L

t

工进

s8.

56

s

10

88

.0

10

50

3

3

2

2

2

=

⨯

⨯

=

=

-

-

υ

L

t

快退

s5.1

s

1.0

10

)

50

100

(3

3

2

1

3

=

⨯

+

=

+

=

-

υ

L

L

t

设液压缸的机械效率ηcm=，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。

表1液压缸各阶段的负载和推力

工况负载组成液压缸负载F/N 液压缸推力F0=F/ηcm/N

启动加速快进工进反向启动加速快退

1960

1480

980

31448

1960

1480

980

2180

1650

1090

34942

2180

1650

1090

根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-t和速度循环图υ-t，如图1所示。

二、确定液压系统主要参数

1．初选液压缸工作压力

所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力p1=4MPa。

2．计算液压缸主要尺寸

鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（A1=2A2），

图1 F-t与

υ-t图

快进时液压缸差动连接。工进时为防止孔钻通时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，参考表4选此背压为p 2=。

表2 按负载选择工作压力

表3 各种机械常用的系统工作压力

表4 执行元件背压力

表5 按工作压力选取d/D

表6 按速比要求确定d/D

注：

1—无杆腔进油时活塞运动速度； υ2—有杆腔进油时活塞运动速度。

由式

cm 2211ηF

A p A p =

-得

则活塞直径

mm

109m 109.0m 1094444

1

==⨯⨯=

=

-π

πA D

参考表5及表6，得≈ =77mm ，圆整后取标准数值得 D =110mm ， d =80mm 。

由此求得液压缸两腔的实际有效面积为 根据计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率，如表7所列，由此绘制的液压缸工况图如图2所示。