卧式双面铣削组合机床的液压系统设计

液压传动课程设计

题目：卧式双面铣削组合机床设计

院系：物理与机电工程学院

专业：机械设计制造及其自动化

班级： 2011级机械（1）班

姓名：***

学号： **********

指导老师：***

起止日期：2013年5月20日—5月24日

目录

目录 (1)

一、金属切削机床的基本知识 (2)

二、设计过程 (3)

1、技术要求 (3)

2、工况分析 (4)

3、确定主要参数 (6)

4、绘制系统工况图 (7)

5、拟定液压系统图 (8)

6、液压元件选择 (12)

1）工作原理分析 (10)

2）系统压力损失计算 (14)

3）液压温升计算 (16)

三、设计心得体会 (17)

四、参考文献 (18)

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。

二、设计过程

1）．技术要求

设计卧式双面铣削组合机床的液压系统。机床的加工对象为铸铁变速箱箱体，动作顺序为夹紧缸夹紧→工作台快速趋近工件→工作台

进给→工作台快退→夹紧缸松开→原位停止。工作台移动部件的总重力为480kg ，加、减速时间为0.2s ，采用平导轨，静、动摩擦因数μs=0.2，μd=0.1。夹紧缸行程为30mm ，夹紧力为850N ，工作台快进行程为100mm ，快进速度为3.5m/min ，工进行程为200mm ，工进速度为80～320mm/min ，轴向工作负载为13000N ，快退速度为5.5m/min 。要求工作台运动平稳，夹紧力可调并保压。

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Ff s ，动摩擦力为Ff d ,则

N

F N F N

m F N

m F N

F fd fs t v a t v a W 48048001.096048002.02202.0605

.54801402.0605

.34801300021

21=⨯==⨯==⨯⨯===⨯⨯===∆∆∆∆动摩擦负载：静摩擦负载：惯性负载：工作负载：

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m 0.91η=，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出

液压缸各运动阶段负载表

工作循环 负载组成

负载值F/N

推力m F

η/

起动 fs F F = 960 1055N 加速 )(Fa F F fd += 620 687N 快进 fd F F =

480 527N 工进 fd l F F F += 13140 14440N 快退

fd F F =

480

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

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MPa P 31=。

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A 1与A 2应满足A 1=2A 2（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P 2=0.5MPa ，并取液压缸机械效率m η=0.91。则液压缸上的平衡方程

故液压缸无杆腔的有效面积： 1

122

6

1444052.51

2.7510

2

F A cm P P =

==⨯-

8.18D cm =

=

=

液压缸内径：

按GB/T2348-1980，取标准值D=80mm ；因A 1=2A 2，故活塞杆直径d=0.707D=56mm （标准直径）

则液压缸有效面积为：

2

222222

22262.255680(4

)(4

24.50804

4

21cm cm d D A cm cm D A =-=

-=

==

=）π

π

π

π

4.绘制液压系统工况图

差动连接快进时，液压缸有杆腔压力P2必须大于无杆腔压力P1，其差值估取P2－P1=0.5MPa ，并注意到启动瞬间液压缸尚未移动，此时△P=0；另外取快退时的回油压力损失为0.5MPa 。根据假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力.流量和功率，并可绘出其工况图

液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值