专用铣床的设计_毕业设计论文

专用铣床的设计

目录

1、设计流程图 (2)

2、设计依据 (2)

3、工况分析 (3)

3.1 外负载 (3)

3.2 阻力负载 (5)

3.3惯性负载 (5)

4、初步确定油缸参数，绘制工矿图 (7)

4.1 初选油缸的工作压力 (7)

4.2 计算油缸的尺寸 (8)

4.3 油缸个工况的压力、流量、功率的计算 (9)

5、确定液压系统方案和拟订液压系统原理图 (11)

5.1 确定油源及调速方式 (11)

5.2 选择基本回路 (12)

5.3 选择调压回路 (13)

6、选择液压元气件 (14)

6.1 液压泵的选择 (14)

6.2 阀类元气件及辅助元气件的选择 (15)

6.3 确定油管直径 (16)

6.4 油箱的设计 (17)

7、验算液压系统性能 (18)

参考文献 (20)

一、设计流程图

液压系统设计与整机设计是紧密联系的，设计步骤的一般流程如图

下面将按照这一流程图来进行本次液压课程设计。

二、设计依据：

专用铣床工作台重量为3000N，工件及夹具最大重量为1000N，切削力最大达9000N，工作台的快进速度为4.5m/min，进给速度为

60～1000mm/min ，行程为400mm （其中快进340mm 、工进60mm ）。工

作循环为快进→工进→快退→原位停止。工作台往返运动的加速、减速时间为0.05s ，假定工作台采用平面导轨，其摩擦系数s f =0.2，

d f =0.1，试设计其液压系统。

三、工况分析

液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流量）的依据。 负载分析 （一） 外负载

m a x c F =9000N 其中max c F 表示最大切削力。

对于专用铣床铣削时铣刀所承受的主切削力大小（单位N ）为：

c p F Pfa (N)

式中 P — 单位切削力（2/N mm ）

f — 每转进给量（mm/r ）

p a — 背吃刀量（mm ）

下面将进行具体参数的计算：

由公式 f u fn = 可得 （其中f u 表示每分钟进给速度，n 表示铣刀的转速） 由设计依据可知 n=300r/min 工进速度f u =60—1000mm/min ，故我们取f u =300mm/min 。

300

1/300

f u f mm r n

==

=

对于单位切削力P ，由以下的常用金属材料的单位切削力表可得，我们选P=20002/N mm 。

对于铣削背吃刀量p a ,我们选用硬质合金铣刀，查铣工计算手册可得，取p a =1.5mm 。

根据以上的公式 c p F Pfa =可得：

200011.53000()c p F Pfa N ==⨯⨯=

因为3000

（二） 阻力负载

静摩擦力：F s f =（G1+G2）·s f

其中 F s f —静摩擦力N G1、G2—工作台及工件的重量N s f —静摩擦系数

由设计依据可得：F s f =（G1+G2）·s f =(3000+1000)X0.2=800N 动摩擦力F d f =（G1+G2）·d f 其中 F d f —动摩擦力N d f —动摩擦系数

同理可得： F d f =（G1+G2）·d f =(3000+1000)X0.1=400N

（三） 惯性负载

机床工作部件的总质量m=（G1+G2）/g=4000/9.81=408kg

惯性力Fm=m ·3401

.0605

408=⨯⨯

=a N

其中：a —执行元件加速度 m/s 0

t u u a t

-=

ut —执行元件末速度 m/s u0—执行元件初速度m/s t —执行元件加速时间s

因此，执行元件在各动作阶段中负载计算如下表所示：

按上表的数值绘制负载如图所示。

对于速度而言，设计依据中已经有了明确的说明，所以按照设计依据绘制如下：

图1铣床液压缸负载图

图2铣床液压缸速度图

四、初步确定油缸参数，绘制工况图

1、初选油缸的工作压力、

由上可以知道，铣床的最大负载F=9800N，根据下表可得：表按负载选择液压执行元件的工作压力

选系统的工作压力P1=2Mpa。

由设计要求可知，导轨要求快进、快退的速度相等，故液压缸选用单活塞杆式的，快进时采用差动连接，且液压缸活塞杆直径d≈0.7D 。快进和工进的速度换接用三位四通电磁阀来实现。

铣床液压系统的功率不大，为使系统结构简单，工作可靠，决定采用定量泵供油。考虑到铣床可能受到负值负载，故采用调速阀的进油节流加背压阀的调速回路，所以回油路上具有背压P2，取背压P2=0.5Mpa 。 2、计算油缸尺寸

可根据油缸的结构及连接方式计算油缸的面积、油缸直径D 及活塞杆直径d 计算出后应按标准予以圆整，然后再计算油缸的面积： 此时由工进时的负载值按计算公式计算液压缸面积：

m

P P A m

F

2

6

6

2

1

210

10

9.1011)5.022(96.03400

)

(-⨯=⨯-⨯⨯=

-=

φη

m A

A

A

2

6

2

2

1

10

8.20232

-⨯===φ

m D A 051.014

.38.20234410

6

1

=⨯⨯=

=-π

m d 036.0051.0707.0=⨯=

在将这些直径按照国标圆整成标准值得：

D=0.06m, d=0.04m

由此就求得液压缸两腔的实际有效面积为