设计一台钻镗两用组合机床的液压系统

目录

绪论 (1)

1 钻镗液压机床的设计 (2)

1.1机床的设计要求 (2)

1.2 机床的设计参数 (2)

2 执行元件的选择 (3)

2.1分析系统工况 (3)

2.1.1工作负载 (3)

2.1.2惯性负载 (3)

2.1.3阻力负载 (3)

2.2负载循环图和速度循环图的绘制 (3)

2.3主要参数的确定 (5)

2.3.1 初选液压缸工作压力 (5)

2.3.2 确定液压缸主要尺寸 (5)

2.3.3 计算最大流量需求 (7)

3 拟定液压系统原理图 (9)

3.1 速度控制回路的选择 (9)

3.2 换向和速度换接回路的选择 (9)

3.3 油源的选择和能耗控制 (10)

3.4 压力控制回路的选择 (12)

4 液压元件的选择 (14)

4.1 确定液压泵和电机规格 (14)

4.1.1计算液压泵的最大工作压力 (14)

4.1.2计算总流量 (14)

4.1.3电机的选择 (15)

4.2 阀类元件和辅助元件的选择 (15)

4.2.1．阀类元件的选择 (15)

4.2.2过滤器的选择 (16)

4.2.3空气滤清器的选择 (16)

4.3油管的选择 (17)

4.4 油箱的设计 (18)

4.4.1油箱长宽高的确定 (18)

4.4.2隔板尺寸的确定 (19)

4.4.3各种油管的尺寸 (19)

5 验算液压系统性能 (20)

5.1验算系统压力损失 (20)

5.1.1判断流动状态 (20)

5.1.2计算系统压力损失 (20)

5.2验算系统发热与温升 (23)

6 设计总结 (24)

7 参考文献 (25)

绪论

随着科学技术和工业生产的飞跃发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样的质量优、性能好、能耗低、价格廉的液压机床产品。其中，产品设计是决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节。产品的设计包括液压系统的功能分析、工作原理方案设计和液压传动方案设计等。这些设计内容可作为液压传动课程设计的内容。很明显，液压系统设计本身如果存在问题，常常属于根本性的问题，可能造成液压机床的灾难性的失误。因此我们必须重视对学生进行液压传动设计能力的培养。

作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。

组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。

1 钻镗液压机床的设计

1.1机床的设计要求

设计一台钻镗两用组合机床的液压系统。

钻镗系统的工作循环时快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：最大切削力18000N，移动部件总重量25000N；最大行程400mm（其中工进行程180mm）；快进、快退的速度为4.5m/min，工进速度应在（20~120）mm/min范围内无级调速；启动换向时间△t＝0.05s，采用水平放置的导轨，静摩擦系数fs＝0.2；动摩擦系数fd＝0.1。机械效率取0.9。

1.2 机床的设计参数

系统设计参数如表1所示，动力滑台采用平面导轨，其静、动摩擦系数分别为fs = 0.2、fd = 0.1。l1=220mm，l2=180mm，l3=400mm其主要设计参数如表1-1

2 执行元件的选择

2.1分析系统工况

2.1.1工作负载

钻镗两用组合机床的液压系统中，钻镗的轴向切削力为Ft 。根据题意，最大切削力为18000N ，则有

N

18000F t = 2.1.2惯性负载

惯性负载 N 375005

.0605.42500t v m F m =⨯⨯=∆∆= 2.1.3阻力负载

静摩擦阻力 N 5000250002.0F fs =⨯= 动摩擦阻力

N

2500250001.0F fd =⨯=

由此可得出液压缸的在各工作阶段的负载如表2-1

注：1、此处未考虑滑台上的颠覆力矩的影响。 2、液压缸的机械效率取9.0m =η

2.2负载循环图和速度循环图的绘制

根据表2-1中计算结果，绘制组合机床动力滑台液压系统的负载循环图如图2-1所示。

5556

F /N

图2-1

图2-1表明，当组合机床动力滑台处于工作进给状态时，负载力最大为22778N ，其他工况下负载力相对较小。

所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计参数进行绘制，已知快进和快退速度V1=V2=4.5m/min 、快进行程L1=400-180=220mm 、工进行程L2=180mm 、快退行程L3=400mm ，工进速度V2=100mm/min 。根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统的速度循环图如图2-2所示。