钻床液压系统

1、江苏广播电视大学武进学院毕业设计说明书设计课题 卧式双面多轴组合钻床液压系统设计年 级专 业姓 名指导教师二 年 月目 录1 液压系统设计与计算4确定对液压系统的工作要求4确定液压缸外负载，绘制工作循环图41.3 确定液压系统方案，绘制液压系统图6选择液压回路6绘出液压系统图82 液压元件设计与计算9液压泵的计算与选择9确定泵的规格9确定控制阀的压力和流量参数103 集成块、液压泵装置及油箱的设计及选用124 液压阀调整参数的确定13流量阀的调整13节流阀7、9流量的调整13调速阀14、21流量的调整13压力阀的调整13溢流阀4、5压力的调整13对其他阀的压力调整145 设计小结16参考资料1

2、7摘要：设计内容为设计一卧式双面多轴组合钻床液压系统，此组合机床是HL-12型手扶拖拉机传动箱体加工自动线中对箱体的两个面同时进行钻孔加工的专业机床。被加工的箱体为铸铁件，硬度为HB210，其左右两个面上均有不通孔。钻床左主轴箱有17根主轴，同时钻的孔两个，的孔十个，的孔五个；右主轴右15根主轴，同时钻的孔七个，的孔两个，的孔六个。机床的工况要求如表2-3所示。关键词： 钻床 液压系统 设计1 液压系统设计与计算确定对液压系统的工作要求 为了使机床工作平稳，便于实现自动化和简化设计制造过程，可采用标准液压动力滑台，根据切削力与工作行程等情况，左右两滑台均选用HY40-1型液压动力滑台。左滑台

3、（包括主轴动力箱等部件在内）重约20N，右滑台（包括N，滑台的动作循环为：快速前进接近工件，然后转工作进给速度钻孔，由于有不通孔，故加工到位碰挡铁，以保证行程终点的位置精度;接着快速退回到原位;最后自动停止，左右两滑台的动作循环如图所示。图 滑台动作循环图 为了便于机床自动化和产生足够的夹紧力，工件的 定位，夹紧也用液压来实现。而工件的定位夹紧和动力滑台的运动三者之间必须按照一定顺序进行，也就是说，应先定位，再夹紧，然后两动力滑台自动循环，最后松开工件和退出定位销，以便运输带装入第二个工件。 为了提高生产率，左右两滑台同时实现工作循环，这就要求系统能防止相互干扰。表机床的工况参数滑台名称切削力

4、R(N)速度行程起动制动时间备注快速工进快进工进快退左滑台216005628060340切削力等具体计算从略右滑台192005630050350机床的滑台采用平导轨，静摩擦系数，动摩擦系数。确定液压缸外负载，绘制工作循环图液压缸在各运动阶段的负载情况如表1.2所示。表1.2 液压缸的负载工况左滑台液压缸右滑台液压缸负载R（N）推力负载R（N）推力启动4000444439704411加速2850316738293143快进2000222219852205工进23600262222018522428快退2850316728293143注： 表中取液压缸的机械效率，具体计算从略。绘制液压缸负载，速度

5、循环图（左滑台），如图所示。两张图分别画在3号图纸上图 液压缸的负载循环图和速度循环图 确定液压系统方案，绘制液压系统图选择液压回路 （1）调速与速度换接回路 这台机床的液压滑台工作进给速度 低，传动功率也较小，很适宜选用节流调速方式，由于钻孔时切削力变化小，而且是正负载，同时，为了保证切削过程速度稳定，采用调速阀进口节流调速，回油路背压阀为好，由液压缸的图v-L曲线知，滑台由快进转工进时，速度变化较大，故许选用行程阀换接速度，以减小压力冲击，绘出部分回路图，如图2-8（a）所示。 从液压缸工作循环图可知，动力滑台在工作进给时是高压小流量，而快速行程时则是低压大流量，故可选用双泵供油回路或变量

6、泵供油回路。由于左右两滑台在工作时要采用互不干扰回路，所以只能选用双泵供油回路。小流量泵提供高压油，供两滑台工作进给用（也供定位夹紧用）。低压大流量泵供油以实现两滑台的快速运动。为使两系统（左滑台系统与右滑台系统）工作互不干扰，小泵高压油分别经一节流阀进入各自系统，大泵低压油分别经一单向阀进入各自系统。 （2）换向回路 此机床快进时，采用液压缸差动连接方式，使其快速往返运动，即快进，快退速速基本相等。滑台在由停止转快进，工进完毕转快退等换向中，速度变化大。为了保证换向平稳，采用有电液换向阀的换向回路，由于液压缸采用了差动连接，电液换向阀宜用三位五通阀，为了保证机床调整时可停在任意位置上，现采用

7、中位机能位O型。 快进时，液压缸的油路差动连接，进油路与回油路串通，且又不允许经背压阀回油箱。转为工进后，进油路与回油路则要隔开，回油则经背压阀流回油箱，故须在换向阀处，在进，回路连通的油路上增加一单向阀，在背压阀后增加一液控顺序阀，其控制油与进入换向阀的压力油连通。由于快进时，液压缸的回油被液控顺序阀切断（快进空行程时为低压，此阀打不开），只有经单向阀与进油汇合，转工进后，（行程阀断路），由于调速阀的作用，系统压力升高，液控顺序阀才打开，液压缸的回油可经背压阀回油箱。与此同时，单向阀将回油路切断，确保系统形成高压，以便液压缸正常工作。绘出该部分回路图，如图2-8（b）所示。图 选择液压回路

8、（3）压力控制回路 高压小流量泵与低压大流量泵各设一溢流阀调压。工进时只有小流量泵供油，大流量泵则可卸荷，而小流量泵只是在工件加工完毕，输送带即将装入第二个工件之瞬刻，才处于不工作状态，其间断时间很短，故不必让其卸荷。绘出双泵油源及压力控制回路图，如图2-8（c）所示。 （4）定位，夹紧系统的减压顺序回路 定位，夹紧液压缸的工作面积，行程均不大，完全可以由高压小流量泵对其单独供油。为了保证工件的定位夹紧完全可靠，其换向阀采用带定位装置的电磁阀。夹紧压力比系统低，且要求既稳定，又可调，故采用减压阀减压，减压阀后设置一单向阀，这可增加夹紧的可靠性和安全性。先定位后夹紧的顺序动作，由顺序阀来完成。为

9、了使松开工件不受顺序阀影响，使单向阀与顺序阀并联。绘出定位，夹紧系统部分的回路图，如图2-8（d）所示。 （5）行程终点的控制 由于机床需加工不通孔，工作部件对终点的位置有一定要求，因此采用死挡铁停留，并可通过压力继电器发出换向信号。绘出液压系统图 将各回路图合成，整个机床液压系统原理图就初步绘制了，再检查并加以补充完善，便可绘制出正式的液压系统原理图，如图所示。画在1号图纸上，要画图框、标题栏、明细栏图 液压系统原理图1. 电磁铁动作顺序表动作1DT2DT3DT4DT5DT6DT定位-+夹紧-+工作台快进+-+-+工作台工进+-+-+死挡铁停留+-+-+快退-+-+-停止-和原理图画在同一张

10、1号图纸上2 液压元件设计与计算液压泵的计算与选择2.1.1确定泵的规格 （1）计算液压缸的流量和压力 所选HY40A-I型液压动力滑台上所配置的油缸尺寸如下： 油缸内径D=100mm,活塞杆直径d=70mm，活塞行程L=400mm，油缸具体结构尺寸见油缸装配图和主要部分的零件图（图2-10图2-14）。 快速运动所需流量：Q=, Q=。, 工进时液压缸的压力，取外负载较大的左滑台缸进行计算： =,式中，为液压缸大腔（无杆腔）面积，为小腔（有杆腔）面积，=2；为液压缸进油腔压力；为液压缸回油腔压力（由背压阀调整决定，一般为，组合机床取），现取=，则液压缸的压力： 。 工进时的流量： ， 。 （

11、2）确定小流量泵的压力， 小流量泵在快进和工进时都向液压缸供油（只部分供油），缸的最大工作压力为=。在调速阀进口节流调速回路中，进油路上的压力损失一般为，现取。则小流量泵最高工作压力： （3）液压泵流量计算 液压泵向液压缸输入的最大流量为： 若取回路泄露系数K=1.1，则泵的流量：。 由于工进的工作流量取大值时，溢流阀的最小稳定流量为,加之减压阀工作的正常泄出（一般为），故小流量泵的流量不应小于。 （4）液压泵规格的确定 根据以上计算数据，选用YB-6型双联叶片泵，压力流量均可满足要求。2.1.2确定控制阀的压力和流量参数各控制阀的压力取决于液压泵（这里应该是高压小流量泵）的工作压力。该压力值

12、应纳入中压系列，压力参数确定为，而各阀通过的实际流量则为流量参数的依据，下面列出各控制阀通过的实际流量，如表所示。表 各阀通过的实际流量序号元件名称实际通过的流量3456，87，910，1711，1812，1913，204，2115，2216，2324252627，3031，322829二位二通电磁阀溢流阀溢流阀单向阀节流阀液控顺序阀背压阀单向阀电液动换向阀调速阀单向阀行程阀减压阀单向阀二位五通电磁阀压力继电器顺序阀单向阀>140020调为2左右2244<1444466>66约6注：表中序号与图液压系统原理图中序号相同3 集成块、液压泵装置及油箱的设计及选用 为了缩短设计和制

13、造周期，应尽可能采用通用化、系列化的集成块组、液压泵装置和油箱装置。 本例选用了大连组合机床研究所制定的标准化系列。 将液压系统图进行分解，在分解时，应优先采用标准集成块单元回路，在自行设计专用集成块单元回路。绘制集成块单元回路图。 这里一共分解成八个单元回路块组，加上底板、上盖及过渡块（两块）四个基础块共12块。12块中，有一块是在原标准通用块组上略加改动的，还有一块是自行设计的，其余10块全为标准块组。 由于块组已标准化，故标准块组上元件的型号规格也就确定了。这往往与我们所要选的规格有出入（一般是偏大）。底板EJKH-504，过渡块EJKH-505，方向块EJKH-531，上盖EJKH-5

14、10等块体零件图。 调速块组EJKH-571-VII上调速阀EQL-3的最小稳定流量为，而工进时的最小流量 ，显然能满足工作要求。 根据已确定的液压泵，可选取液压泵装置。根据液压泵的流量及泵装置类型又可确定油箱装置。 所选液压泵装置的型号为EPD207，油箱型号为EXD-250. 管道尺寸的确定：管道尺寸由所确定的标准化元件及集成块之连接口的尺寸来确定。 根据所选定的液压阀、集成块、液压泵装置以及油箱装置的型号可绘制出液压站总图。 4 液压阀调整参数的确定流量阀的调整4.1.1节流阀7、9流量的调整 节流阀在滑台快速运动时通过的流量调为左右较为适合。当一滑台在作快速运动时，另一滑台正在工作进给

15、，不会出现压力下降和波动以致影响加工质量的现象。另外，滑台在快速运动时，又可增加的流量使速度加快，从而提高工效。调速阀14、21流量的调整 将调速阀旋扭拧到，即可满足工进要求。压力阀的调整4.2.1溢流阀4、5压力的调整溢流阀5的压力调整值显然是系统压力最高值，。对溢流阀4的压力调整值需作如下计算：快进 快退 , ,， ，式中为液压缸无杆腔压力，R为液压缸有杆腔压力，为液压缸回油流经电液换向阀的压力损失，为左滑台快速运动时的负载（R=4444N）。由产品样本可查出这些阀在额定流量下的压力损失，如表所示。再考虑扫管道内的压力损失（参看本书第三部分的集成块设计），溢流阀4的压力可调为 。表 阀的额

16、定压力损失快进快退得得序号名称型号额定流量下的压力损失备注712131516单向阀单向阀三位五通电液换向阀单向阀二位二通行程阀-对其他阀的压力调整（1）减压阀24减压阀的压力值由夹紧力及夹紧液压缸的工作面积决定，取。(2)顺序阀28顺序阀的压力值应大于定位液压缸动作时的压力而小于减压阀的压力。由计算（略）可得定位液压缸动作时其对应压力值为，则有 为减少功率损失，可取（3）压力继电器27、30其压力值应大于夹紧液压缸动作时的压力值，小于减压阀的压力值。由于压力继电器工作时无功率损失，为了可靠起见，取偏大值：。（4）压力继电器31、32其压力值应大于工作进给时的压力值，小于溢流阀（5）的压力值。基

17、于上述同样原因，取。（5）液控顺序阀10、17其压力值应大于快进时节流阀之后的压力值，而小于溢流阀5的压力值。同样，此阀工作时不会增加系统的功率损失，为使工作可靠，保证液压缸差动连接正常工作，可取 调整值可为。 背压阀11、18的压力前面已确定为：。 至此整个系统调整完毕。各测压点的布局可参看集成块单元回路图。 说明：此系统定位夹紧部分均采用标准单元回路块，测压点位置也已确定。尽管已有的两处测压点均用到，但仍无法测到顺序阀28的压力。实际上，只要在减压阀后布一测压点，则24、27、28、30四阀的压力均可测得。 由于本系统的功率较小，又采用了双泵供油，所以油箱容量又较大,故不必进行系统温升的验

18、算。5 设计小结 回顾起此次课程设计，至今我们仍感慨颇多，的确，自从拿到题目到完成整个编程，从理论到实践，在整整半个月的日子里，可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我们懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对一些前面学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说结构体，液压泵，液压缸通过这次课程设计之后，我们把前面所学过的知识又重新温故了一遍。我做的是钻床液压系统，虽然是很简单的一个小的程序，但对我一个初学者来说却是一个很大的困难。更加是第一次做课程设计，所以第一天下午在机房做了一个下午却丝毫没有进展，最主要是不知从何开始，这个时候才知道上课老