专用钻床液压系统_课程设计专属

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机械工程课程设计说书

设计题目

指导教师： XXX

设计者： XXX XXX XXX

系别：机械工程学院

班级：机自XXX班

学号： XXXX、XXXX、XXXX

XXXXXXXXXXXXXX大学

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液压课程设计任务书

（一）设计课题

设计一台卧式单面多轴钻孔机床的液压传动系统，有三个液压缸，分别完成钻削（快进、工进、快退）、夹紧工件（夹紧、松开）、工件定位（定位、拔销）。其工作循环为：定位 夹紧 快进 工进 快退 拔销松开，如1图所示：

（二）原始数据

1.主轴数及孔径：主轴6根，孔径Ø14mm;

2.总轴向切削阻力：12400N

3.运动部件重量：9800N

4.快进、快退速度：5m/min;

5.工进速度：0.04~~0.1m/min

6.行程长度：320mm

7.导轨形式及摩擦系数：平导轨，1.0,2.0==动静f f 8.加速、减速时间：大于0.2秒 9.夹紧力：5000~~6000N 10.夹紧时间：1~2秒

11.夹紧液压缸行程长度：16mm

（三）系统设计要求

1.夹紧后在工作中如突然停电时，要保证安全可靠，当主油路压力瞬时下降时，夹紧缸保持夹紧力；

2.快进转工进时要平稳可靠

3.钻削是速度平稳，不受外载干扰，孔钻透时不前冲

（四）最后提交容（电子稿和打印稿各一份）

1.设计说明书各一份

2.系统原理图一份，含电磁铁动作顺序表，主要元件明细表

3.液压阀块二维CAD 零件图（A3，比例1：1或者1：2）

4.液压阀块三位实体图

5.可选部分，包含液压阀块，阀块安装件的三维实体图

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.专业.整理. 目录

液压课程设计任务书...................................................................................I 1工况分析 (1)

1.1动作要求分析 (1)

1.2设计要求及工况分析 (1)

1.3负载图和速度图的绘制 (1)

2液压系统方案设计 (2)

2.1确定液压泵类型及调速方式 (2)

2.2选用执行元件 (2)

2.3快速运动回路和速度换接回路 (2)

2.4换向回路的选择 (2)

2.5定位夹紧回路的选择 (2)

2.6动作换接的控制方式选择 (2)

2.7液压基本回路的组成 (3)

3液压系统的参数计算 (4)

3.1液压缸参数计算 (4)

3.1.1初选液压缸的工作压力 (4)

3.1.2计算液压缸主要尺寸 (4)

3.1.3确定夹紧缸的径和活塞直径 (6)

3.1.4计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 (6)

3.2确定液压泵的规格和电动机功率及型号 (7)

3.2.1计算液压泵的压力 (7)

3.2.2．计算液压泵的流量 (7)

3.2.3．选用液压泵规格和型号 (7)

4液压原件的选择 (8)

4.1液压阀及过滤器的选择 (8)

4.2油管的选择 (8)

4.3油箱容积的确定 (8)

5验算液压系统性能 (9)

5.1压力损失的验算及泵压力的调整 (9)

5.1.1工进时的压力损失验算和泵的压力调整 (9)

5.1.2快退时的压力损失验算 (9)

5.2液压系统的热和温升验算 (11)

5.2.1系统发热量的计算 (11)

5.2.2系统温升的验算 (11)

6总结 (12)

7参考文献 (12)

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1、工况分析

1.1动作要求分析

根据主机动作要求画出动作循环图如图1-1

图1-1 动作循环图

1.2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，设导轨的静压力为F fs ，动摩擦力为F fd ，则

F fs =f sF N =0.2×9800N=1960N F fd =f d F N =0.1×9800N=980N 而惯性力 F m =2

.08.960/59800⨯⨯=∆∆=∆∆t v g G t v m

N=417N 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦里的影响，并设液压缸的机械效率ηm =0.95，

则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表1-1

表1-1 液压缸各运动阶段负载表

根据负载计算结果和已知的各个阶段的速度，由于行程是320mm ，设定快进时的行程L1=250mm ，工进时的行程L2=70mm 。可绘出负载图（F-l ）和速度图（v-l ），见图1-2a 、b 。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压缸退回时的曲线。

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a)负载图图1-2 负载速度图 b)速度图

2、液压系统方案设计

2.1确定液压泵类型及调速方式

参考同类组合机床，由于快进、快退和工进速度相差比较大，为了减少功率损耗，采用限压式变量叶片泵供油、调速阀进油节流调速的开式回路，溢流阀作定压阀。为防止钻孔钻通时滑台突然失去负载向前冲，回油路上设置背压阀，初定背压值P b=0.8Mpa。

2.2选用执行元件

因系统动作循环要求正向快进和工作，反向快退，且快进、快退速度相等，因此选用单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积A1等于有杆腔面积A2的两倍。由于结构上的原因和为了有较大的有效工作面积，定位缸和夹紧缸也采用单杆活塞液压缸。

2.3快速运动回路和速度换接回路

根据运动方式和要求，采用差动连接快速运动回路来实现快速运动。根据设计要求，速度换接要平稳可靠，另外是专业设备，所以可采用行程阀的速度换接回路。若采用电磁阀的速度换接回路，调节行程比较方便，阀的安装也比较容易，但速度换接的平稳性较差。

2.4换向回路的选择

由速度图可知，快进时流量不大，运动部件的重量也较小，在换向方面无特殊要求，所以可选择电磁阀控制的换向回路。为方便连接，选择三位五通电磁换向阀。

2.5定位夹紧回路的选择

按先定位后夹紧的要求，可选择单向顺序阀的顺序动作回路。通常夹紧缸的工作压力低于进给缸的工作压力，并由同一液压泵供油，所以在夹紧回路中设减压阀减压，同时还需满足；夹紧时间可调，在进给回路压力下降时能保持夹紧力，所以要接入节流阀调速和单向阀保压。换向阀可连接成断电夹击方式，也可以采用带定位的电磁换向阀，以免工作时突然断电松开。

2.6动作换接的控制方式选择

为了确保夹紧后才能进行切削，夹紧与进给的顺序动作应采用压力继电器控制。当工作进给结束转为快退时，由于加工零件是通孔，位置精度不高，转换控制方式可采用行程开关控制。

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