转塔车床液压系统设计

D=70mm 活塞杆直径 d=30mm 快速时背压 Pbk=0.5 MPa 工进时背压 Pbk=0.4 MPa ∑F= Fx+Fm=2940+1323
1923.3 1570
1538.6
Fmi =0.1∑F Fj= Fgq+ Fmq+ Fmi+ Fbk
426.3
2407.2 2370.2 6227.9 2053.9 2016.9 2053.9
导 轨 摩 擦 力
快速 F =3/5Gf+2/5Gf/sinα/2 mk 时 工进 时 启动 与停 止惯 性力 快进 时 Fmh=∑F. f
惯 性 力
Fgq =Fgz=G./g . ∆V/∆t
44.7
Fbk= Pbk . π/4(D2-d2) F'bk= Pbk . π/4D2 Fbh=Pbh . π/4(D2-d2)
1677.9 1923.3
背 压 力
快退 时 工进 时
1342.4
密 封 力 加速 时 快进 时 液 压 缸 牵 引 力 工进 时 反向 启动 反向 快退 制动 时
Fmi =0.1∑F
载∑F= Fx+Fm =2940+833
377.3
Fj= Fgq+ Fmq+Fmi+ Fbk Fk= Fmk+ Fmi+Fbk Fh=Fx+ Fmh+ Fmi+ Fbh Fq'= Fgq+ Fmq+ Fmi+F'bk Fk''= Fmk+ Fmi+ F'bk Fq=Fq'
表14—10
刀架 前 刀具
切削要素
V（m/min） S t (mm/min) (mm) P (N) 工件材 料 钢 件
（后）
T5 Φ45麻 花钻 W18Cr4V
70
0.4
8
FZ=5880
σb= 7.35MPa
转塔
0.2
钢 件 Fqr=9800 σb= 7.35 MPa
（2）前刀架在矩形—V形导轨上滑动，纵向液压缸
力的计算 结果如表14—11所示。图14—3是根据计 算结果绘制的负载—速度—行程图 。 表14—11 前刀架纵缸力的计算
名 称 项 目 启动 时 计算公式 Fmq =3/5Gf+2/5Gf/sinα/2 已知数 据 f=0.15; G=980N; α=90º f=0.07 f=0.1; ∑F=8330N 启动 0~4m/min 制动 4~0 m/min ∆t=0.15S 液压缸直径 D=70mm 活塞杆直径 d=25mm 快速时背压 pbk=0.5 MPa 工进时背压 pbk=0.4 MPa 液压缸外负 结果 （N） 171.4 80 833
课程设计 CB3450-1型转塔车床液压 系统的设计
系 部: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导 老师: 完成 日期: CB3450-1型转塔车床液压系统设计计算 1. CB3450-1型转塔车床液压系统的任务和性能 要求 CB3450-1型转塔车床为程序控制半自动组合 式车床.他适合于加工各种盘类,套类零件.他工艺范
工进 时
∑F=13230N; f=0.1
1323
惯 性 力
启动 与停 止 快进
∆V=4m/min ∆t=0.15s 液压缸直径
13.5
时 背 压 力 快退 时 工进 时 密 封 力 加速 时
Fbk= Pbk . π/4D2 F'bk= Pbk . π/4(D2d2) Fbh=Pbh . π/4D2-
图14—3 纵向液压缸负载，速度—行程循环图 液压缸负载速度—行程 循环图 表14—12
名 称 项 目 启动 时 快速 时 导 轨 摩 擦 力
图14—4 横向
前刀架横缸力的计算
计算公式 Fmg=G f Fmk= G f 作用在导轨 上除有FZ ，FX ，FY ，F外，尚 有FZ ，FX ，FY 引起的附加扭 矩，这些力在导 轨上产生的支反 力，将其合成可 得：Fmh=∑F.f Fgq =Fgz=G./g . ∆V/∆t 已知数据 G=294N; f=0.15 f=0.07 结果 （N） 44.1 20.6
让刀最大 行程 快速进退 速度 切断面速 度 纵向最大 行程 刀架微抬 快速进退 工进速度 主轴转速 范围 主电动机 功率
100mm 8mm 4m/min 8~200mm/min
转塔刀 架
350mm 0.25mm 3~3.5m/’min 8~500mm/min 40~1100r/min(12 级) 5~6.5Kw n=400r/min n=800r/min
f=0.1; ∑F=8330N 833
可得： Fmh=∑F.f 惯 性 力 启动 F =F =G./g . 与停 gq gz ∆V/∆t 止 快进 时 背 压 力 快退 时 工进 时 密 封 力 加速 时 快进 时 液 压 缸 牵 引 力 Fbk= Pbk . π/4D2 F'bk= Pbk . π/4(D2-d2) Fbh= Pbk . π/4D2Fmi =0.1∑F Fj= Fgq+ Fmq+ Fmi+ Fbk Fk=Fmk+ Fmi+ Fbk 快速进退速度 2.5~3m/min ∆t=0.25s 液压缸直径D=100mm 活塞杆直径 d=35mm 快速时背压Pbk=0.3 MPa 工进时背压Pbk=0.4 MPa ∑F=Fqr+Fm=9800+833 54
圆整后取2MPa 如果考虑泄露和溢流系数K植取1.25，那么，液 压泵的流量可取 Qb ≥ K 。Qmax= 1.25×20.7= 25.9 L/min 由于叶片泵比齿轮泵工作平稳，根据计算结果， 可以选择公称压力为0.4 MPa， 流量为40L/min的叶片泵YB—40，工作时调整压 力为2 Mpa。 因为此系统消耗功率不太大，故没有绘制功率循 环图，在计算液压泵电机的工率时，按最大压力和 流量计算，即
2．液压系统原理图的拟定 CB3450—1 型转塔
车床液压系统原理图与第十三章§1CB3463型转塔 车床大致相同，只是前刀架的回路有所区别。 CB3450—1型转塔车床前刀架液压原理图如图14— 2所示。纵进液压缸的控制回路与CB3463型的回路 完全相同，仅仅改变了横进液压缸的回路控制。横 进液压缸由三位四通电磁阀D2控制进退手动转阀 D1可以改变刀架的横向正切和反切。正切外端面或 外表面沟槽时，转阀D1在B位置上，电磁阀D4处于 断电状态。快进时液压无活塞杆腔进油，此时为快 速进给，当压下行程阀D5时，改为工作进给，回油 经单向调速阀Q2进和工作进给的速度换接，通过单 向调速阀Q2调节工进速度。 3．工作情况分析（1）前后刀架及转塔刀架最大切 削力的计算 表14—10列出了前后刀架及转塔刀架 的切削要素和有关参数，并且计算出它们的最大切 削力F。前后刀架的最大切削力为切向切削力FZ， 根据转塔车床多刀加工和刀具形状复杂的特点，他 们的轴向切削力FX和经向切 削力FY分别取 PX=0.5PZ=2940N PY=0.5PZ=2940N
主运动
表14-9 机床的工作循环 工 进 钻 让 扩 工 进 快进 刀 快 退 饺 切 孔 快 退 外 纵 工 进 纵快进 圆 横 横 让 镗 刀 快 退 工进 快进
快 快 退 纵快退 进 孔 切 纵横快退 断 横工进 面 横快进 纵快进 切 横 纵快进 内 工 横 端 进 横 快 面 合成快退 快 进 退 切 横 槽 横工进 快 横快进 进 横 横 快 工 退 纵快退 进 纵快进 切 纵快进 内 横 横 沟 工 横纵快退快 造 进 快 快 退 退 加 工 成 形 表 面 纵快退 横 横 快 快 退 纵工进 纵 快进 退 纵向快退 退 进 刀 刀 仿形进给 图14-2 前刀架 液压原 理图
作压力为196×102Mpa，并且取D≈2d（D为液压 缸直径，d为活塞杠直径），就可以分别计算液压 缸的尺寸，然后圆为整数，按标准系类尺寸取值， 可以得到表14—15 所列得数值。 前刀架纵向液压缸工进时由活塞肝腔排油，此时 回油流量最小，为了保证工作运动稳定，必须校验 调速阀的最小稳定流量。如表14—8所示，纵向进 给的最底工作速度为12 mm/min，那么，它的最小 流量Qmin为 Qmin=1.2× π/4 (D2-d2) = 1.2×33.6= 40.3 cm2/min 如果取最小稳定流量为40 cm2/min的调速阀即 可满足系统要求。 根据已定的液压缸尺寸D，d，工作出力P和给定的 运动速度V，计算出所需要的夜压力P和流量Q，然 后根据表14—16中的计算结果，绘出压力，流量— 行程图（图14—6）。 5．液压泵参数的确定 根据表14—16中计算 结果和图14—6压力流量行程图可以看出： Qmax=20.7L/min，Pmax=1.74MPa，如果取系统的压 力损失∑∆P为0.098 Mpa则 Pb ≥Pmax + ∑∆P = 1.74+0.098 = 1.84 MPa
图14—5转塔刀架负载速度—行程循环图
转塔刀架的辅助运动力和速度的情况如图14 —14所示。为了保证镗孔和精车外圆退刀时刀尖 不划伤已加工的表面，用三根压簧使刀台产生 0.25mm 为抬量，弹 簧所产生的微抬量力为 8134N，为保证加工过程不使刀台转动，估计需压 紧力为24500N，因此刀台需总压下力为32634N。 转塔抬起部分重量为980N，抬起量为3.0mm，估 计抬起量力为4214N。 （6）工件夹紧液压缸，离合器液压缸和制动液压 缸力的计算比较简单（此处从略）。 4．液压缸的计算 从以上工作情况分析中我们 已经计算出各液压缸的最大出力如果液压泵预选工
快进 F = F + F + F k mk mi bk 时 液 压 缸 牵 引 力 工进 Fh=Fx +Fmh+ Fmi+ 时 Fbh 反向 启动 反向 快退 制动 时 F'q= Fgq+ Fmq+ Fmi+ F'bk F'k= Fmk+ Fmi+ F'bk Fq=F'q
（4）后刀架力的计算与前刀架相同（此处 从略） （5）转塔刀架力的计算 转塔刀架包括进给液压 缸，转位液压缸，抬起液压缸。转塔进给液压缸力 的计算如表14—13所示。图14—5是根据计算结果 绘制的负载—速度—行程图。
表14—13
名 称 项 目 启动 时 快速 时
转塔刀架力的计算
计算公式 Fmq=G f Fmk= G f 已知数据 G=2646N; f=0.15; α=90º f=0.07 结果 （N） 462.7 215.9
导 轨 摩 擦 力
作用在导 轨上除有FZ ， FX ，FY ，G 外，尚有FZ ， FX ，FY引起 工进 的附加扭矩， 时 这些力在导轨 上产生的支反 力，将其合成
2355 2066.5 3140
1063.3
3935 3634.2 14051.3 式中Fqr为切削力 3646.5 3345.7 3646.5
工进 Fh= Fqr + Fmh+ 时 Fmi+ Fbh 反向 F'q= Fgq+ Fmq+ 启动 Fmi+F'bk 反向 F'k= Fmk+ Fmi+ 快退 F'bk 制动 时 Fq=F'q
表14-8 项
机床主要参数
目 主要技术参数 40mm 200mm
加工最大棒料直径 直达加工直径 横向最大 行程 纵向最大 行程 快速进退 速度 横向 工进速度 纵向
前刀架 (水平)
100mm 60mm 4m/min 8~180mm/min 12~180mm/min
横向最大 行程
后刀架 ( 倾斜 30°)
围广,能进行外圆, 内孔, 外端面,内端面, 锥面, 倒角, 切槽, 切断, 钻孔, 扩孔, 铰孔及成形表面等粗, 半精 和精加工.它的加工精度为2级,车削光洁度▽6.要求 机床运动平稳,能无级调速,自动化程度,效率高,系 统发热少.机床的主要参数如表14-8所示,他能完成 表14-9中的所有工作循环. 为了高效率自动地完成上述任务,机床采用机, 电,液联合控制.主轴运动采用双速电机和液压离合 器,能变换四种转速. 工件的加紧, 主轴制动, 前后刀 架及转塔均采取液压传动.
2271.3 213Байду номын сангаас.2 5492.7 2516.7 2830.6 2516.7
（3）前刀架横向液压缸力的计算 前刀架横向 液压缸除了刀架重量比纵向液压缸重量轻，而且 采用燕尾形导轨外，其他参数如导轨摩擦系数， 起动，制动时间，背压等均与纵向液压缸相同。 它的力的计算结果如表14—12所示。图14—4是根 据计算结果绘制的负载—速度—行程图。