卧式双面铣削组合机床的液压系统设计

22.3
25
额定压力 1.6
型号、符号 WU-16*
6.3
YBX—25
LC12
7
YF-B10B
21
34D—B10H-T
21
23D—B10H-T
14
LDF—L10C
21
DIF—L10H
14
J—D6B
该系统油管长度为2m，规格182（外径18mm,壁厚2mm）,选用L-HM32液压 油，按40度时计算。 1.判断流动状态 流动状态为层流 2.沿程压力损失 3．局部压力损失 根据分析与较小，不作详细计算 4.局部压力损失（油液流经阀的损失） 按计算或直接查产品得到。 （1）快进 1）进油路上 （阀5） 2) 回油路上 （阀8）
在明确了自己的设计目的之后，我按照课本上例题的步骤开 始进行计算，但是由于图书馆里的设计手册都被借走了，使我有一 些配件的选用无法进行，如油管的选择。使我现在都不是很清楚要
验算表明,温升没有超出范围，液压系统中不需设置冷却器。
三、设计心得体会
刚拿到本次的设计题目的时候，我甚是烦躁，我觉得这个题 目真的是太难了，比别的同学凭空多了两个步骤，首先就想到了 退宿，不止一次的跟老师要求更换题目。 但是在老师的帮助和细心的指导下，我发现我的题目只是在其他 同学的基础上再增加 一个夹紧缸即可。
（阀7 ） （阀5） 3）快进时总压力损失 （2）工进 1）进油路上（阀5） 2) 回油路上（阀7）
阀8 阀5 3）快退时总压力损失 4）折算到油路上 5）工进是总压力损失 （3）快退 1）进油路上 （阀5） （阀8） （阀7 ） 快退时总压力损失 2)回油路上（阀5） 折算到油路上 3）快退时总压力损失 溢流阀背压为0.4MPpa (2)液压系统的发热与温升 工进在整个工作循环中所占的时间比例达95%，所以系统发热和油 液温升可用工进的情况来计算。 工进时液压缸的有效功率为： 液压泵输入功率:此时泵卸荷,且压力为3.63MP,所液压泵的输入功率 为： 由此得液压系统的发热量为： 温升近似值如下：取，
工作循环 起动 加速 快进 工进 快退
液压缸各运动阶段负载表
负载组成
负载值F/N
960
620
480
13140
480
推力 1055N 687N 527N 14440N 517N
2.绘制液压缸负载图和速度图 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-
s）和速度图（v-s）
3确定主要参数
一、 金属切削机床的基本知识
金属切削机床是采用切削（或特种加工）的方法将金属毛胚加工成所 要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机械零件的机器，它是制造机 器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称为机 床。
机床的“母机”属性决定了它在国民经济中的重要地位。在现代化 的工业生产中，会大量使用各种机器、仪器、仪表和工具等技术设备， 这些技术设备都是由机械制造部门提供的。而在各类机械制造工厂中需 要各种加工金属零件的设备，包括铸造的、锻压的、焊接的、热处理的 和切削加工的设备。由于机械零件的尺寸精度、形状精度、位置精度和 表面质量目前主要靠切削加工方法来达到，所以金属切削机床担任的工 作量约占机械制造总工作量的40%～60%。在一般机械制造工厂拥有的技 术设备中，机床占有相当大的比重，约在50%～60%。另一方面，机床的 质量和技术水品直接影响机械产品的质量和劳动生产率。因此，一个国 家生产的机床质量、技术水平、品种和产量以及机床的拥有量是衡量国 家整个工业水平的重要标准。
1DT,4DT得电，3DT失电，电磁阀5左端接通。主油路进油路：过 滤器1—泵2—电磁阀5左端—液压缸6左腔。回油路：液压缸6右腔—二 位三通换向阀7左端—可调单向节流阀8（50%）—电磁阀5左端—油箱。
4 滑台快速离开铣削头
2DT,4DT得电，电磁阀5接通，在电磁阀5切换至右端。主油路进油 路：过滤器1—泵2—电磁阀5右端—可调单向节流阀8—二位三左端通换 向阀7—液压缸6右腔。回油路：液压缸6左腔—电磁阀5右端—油箱。
5 松开工件
5DT得电，电磁阀10右端通电接通。主油路的进油路：过滤器1-泵2 —减压阀12—单向阀11—电磁阀10右端—液压缸9右腔。回油路：液压 缸9右腔—电磁阀10右端—油箱。滑台松开工件
6 卸荷
2DT,35DT,5DT断电，阀5阀10处于中立，泵2卸载
6.选择液压元件
(1)液压泵的选择 1)泵的工作压力的确定 考虑到正常工作中进油管路有一定的压力
损失，所以泵的工作压力为 pp—液压泵最大工作压力； p1—执行元件最大工作压力； ∑△p—进油管路中的压力损失，初算时简单系统可取0.2～
0.5MPa，复杂系统取 0.5～1.5MPa，本例取0.5MPa。 上述计算所得的pp是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过
渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力贮备 量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力pn应满足pn≥(1.25～1.6) pp。中低压系统取小值，高压系统取大值。在本例中pn =1.25 pp=4.5MPa。
工作原理:
卧式双面铣销组合机床液压系统原理图
1 夹紧工件
按下启动按钮，4DT的得电，电磁阀10左端接通，电磁阀10切换至 左位，主油路的进油路：过滤器1-泵2—减压阀12—单向阀11—电磁阀 10左端—液压缸9左腔。回油路:液压缸9右腔—电磁阀10左端—油箱。
2 滑台快速趋近铣削头
1DT,3DT,4DT得电，电磁阀5左端接通。主油路进油路：过滤器1 —泵2—电磁阀5左端—液压缸6左腔。回油液路：液压缸6右腔—二位三 通换向阀7左端—可调单向节流阀8（100%）—电磁阀5左端—油箱。 3 滑台工进
本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单、调节
行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提 高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。 (4)夹紧回路的选择
用三位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时 突然失电而松开，应采用失电夹紧方式。考虑到夹紧时间可调节和当进 油路压力瞬时下降时仍能保持夹紧力，所以接入单向阀保压。在该回路 中还装有减压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。 最后把所选择的液压回路组合起来，即可组合成下图所示的液压系统原 理图。
序号 1
2
3 4 5、10 7 8 11 12
元件名称 过滤器
液压元件选择列表
输出流量 L/MIN
额定流量 L/MIN
22.3
25
限压式变量叶片 泵
22.3
36
流量表
2——8MP
溢流阀
22.3
40
三位四通电磁阀
22.3
30
二位三通换向阀
22.3
30
可调单向节流阀
22.3
25
单向阀
22.3
25
减速阀
液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值
工况图:
5.拟定液压系统图 (1)确定供油方式
考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进、快退 时负载较小，速度较高。从节省能量、减少发热考虑，泵源系统宜选用 双泵供油或变量泵供油。现采用限压式变量叶片泵。 (2)调速方式的选择
在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀 或调速阀。根据铣削类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有 一定要求的特点，决定采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调 速。这种调速回路具有效率高、发热小和速度刚性好的特点，并且调速 阀装在回油路上，具有承受负切削力的能力。 (3)速度换接方式的选择
1. 初定液压缸的工作压力 组合机床液压系统的最大负载约为15000N，查表9-2初选液压缸
的设计压力。 2. 液压缸主要参数的确定
为了满足工作台快速进退速度相等，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=2A2（即液压缸内径D和活塞杆直 径d应满足：d=0.707D。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，查表9-4暂取背压为P2=0.5MPa，并取液压缸机械效 率=0.91。则液压缸上的平衡方程
由于液压缸在快退时输入功率最大，这是液压泵工作压力为 3.63MPa,流量为21.24L/min,取泵的总效率为0.75，则液压泵驱动电动 机所需的功率为 根据此数值,查阅液压设计手册174页表1-98电动机产品样本选取Y112M6型电动机，其额定功率，额定转速 (2)选择阀类元件及辅助元件
根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大 实际流量，可以选出这些液压元件的型号及规格见表
2）．工况分析 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Ffs，动摩擦力 为Ffd,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，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出
2)泵的流量确定 液压泵的最大流量应为 qp—液压泵的最大流量； (∑q)min同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值。如果这时 溢流阀正进行工作，尚须加溢流阀的最小稳定溢流量 3L／min； KL—系统泄漏系数，一般取KL=1.1～1.3，现取KL=1.2。 3)选择液压泵的规格 根据以上算得的pp和qp，再查阅有关手册， 现选用YBX—25限压式变量泵，该泵的基本参数为：每转排量q＝25mL/ r,泵的额定压力pn＝6.3MPa,电动机转速nH＝1450r/min,容积效率 ≥0.88，总效率0.72，驱动功率3KW,输出流量:。
故液压缸无杆腔的有效面积：
液压缸内径：