液压课程设计

机械工程学院

液压与气动技术

课程设计

题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计专业：机械设计制造与自动化

班级：1301班

姓名：王鹏飞

学号：1304061033

指导教师：蔺国民

2015.12.15

《液压与气动技术》课程设计任务书

一、主要任务与目标

任务：设计一个卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统

目标：设计要求滑台实现“快进→工进→快退→停止”工作循环。已知：机床有主轴11个，其中7个用于钻φ13.9mm的孔，4个用于钻φ8.5mm的孔。刀具材料为高速钢，工件材料为铸铁，硬度为240HBW，机床工作部件总质量为

m=1000Kg；快进速度v

1、快退速度v

2

均为5.5m/S，快进行程长度L

1

=100mm，工

进行程长度为L

2

=50mm，往复运动的加速、减速时间不大于0.157S，动力滑台采

用平导轨，静摩擦系数f

s =0.2，动摩擦系数f

d

=0.1；液压系统的执行元件为液压

缸。

二、主要内容

（1）熟悉设计任务，明确设计及目标。

（2）根据设计要求和已学过的设计流程，拟定系统工作原理图。

（3）计算各元件的参数并验算。

（4）元件选型。

（5）编制文件，绘制速度、负载图谱。

三、工作量要求

完成规定的任务，总字数3000～4000字。

四、时间要求

本课程设计于2015.12.18前完成

目录

1 负载与运动分析 (1)

2 负载图和速度图的绘制 (1)

3 确定液压缸的主要参数 (2)

3.1初选液压缸工作压力 (2)

3.2 计算液压缸主要尺寸 (2)

3.3 各阶段压力、流量、功率的计算 (3)

4 液压系统图的拟定 (4)

4.1 液压回路的选择 (4)

4.2 液压回路的综合 (6)

5 液压元件的选择 (8)

5.1 液压泵的选择 (8)

5.2 阀类元件及辅助元件的选择 (9)

5.3 油管的选择 (9)

5.4 油箱的计算 (10)

6 液压系统性能的验算 (10)

6.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (10)

6.1.1快进 (10)

6.1.2工进 (11)

6.1.3 快退 (11)

6.2 油液温升验算 (11)

7油箱设计 (12)

7.1 壁厚、箱顶及箱顶元件的设计 (12)

7.2 箱壁、清洗孔、吊耳、液位计设计 (13)

7.3 箱底、放油塞及支架设计 (13)

7.4 油箱内隔板及除气网设置 (13)

1. 负载与运动分析

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：夹紧力，导轨摩擦力，惯性力。

在对液压系统进行工况分析时，本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。

1. 切削负载F W

工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载。

切削负载(确定切削负载应具备机械切削加工方面的知识)用高速钢钻头(单个)钻铸铁孔时的轴向切削力F t (单位为N)为

6.08.0t )HB W (5.25Ds F = (8—1)

式中：D ——钻头直径，单位为mm ；

s ——每转进给量，单位为mm ／r ；

HBW ——铸件硬度,HBW=240。

根据组合机床加工特点，钻孔时主轴转速n 和每转进给量s 按“组合机床设计手册”取： 对φ13.9mm 的孔：n 1=360r ／min ，s l =0.147mm ／r ；

对φ8.5mm 的孔：n 2=550r ／min ，s 2=0.096mm ／r ；

所以，系统总的切削负载F t 为：

F t =7x25.5x13.9x0.1470.8x2400.6+4x25.5x8.5x0.0960.8x2400.6=17907N

令Ft=Fg=17907N

2．惯性负载

往复运动的加速，减速时间不希望超过0.157s ，所以取t ∆为0.157S

Fm=m △v/△t=1000x5.5/(60x0.157)N=583N

3．阻力负载

机床工作部件对动力滑台导轨的法向力为：

F n =mg=9810N

静摩擦阻力：

F tf =f s F n =0.2x9810N=1962N

动摩擦阻力：

F fd =f d F n =0.1x9810N=981N

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w η=0.9，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况由此得出液压缸在各工作阶段的负载如表18-所列。 表8—1 液压缸在各工作阶段的负载R

工况 负载组成 负载值F

工况 负载组成 负载值F 启动 s n f F F = 1962

工进 d n f F F =+Fg 18888 加速 d n f F F =+m △v/△t 1564

快退 fd F F = 981 快进 d n f F F = 981

注：在负载分析中，没有考虑动力滑台上倾翻力矩的作用

按表8-1数值绘制的动力滑台负载图如图8-1(a)所示。