设计一台卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统

设计一台卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统设计一台卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统设计一台卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统机械制造与自动化专业?液压传动?课程设计说明书班级：体制124学号：121303211姓名：杨志宇卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统目录第一章组合机床工况剖析·················21.1工作负载剖析··································21.2惯性负载剖析··································21.3阻力负载剖析··································21.4工进速度选择··································31.5运动时间···································31.6运动剖析····································31.7依据上述数据绘液压缸F-t与|v|-t图...................................................................4第二章制定液压系统图··················4选择液压回路·································42.2构成系统···································5第三章计算和选择液压元件················73.1液压缸的设计计算·······························7初定液压缸工作压力········································7液压缸尺寸的计算········································7液压缸的流量的计算·······································8液压缸工作腔压力的计算·······································8液压缸的构造设计········································9液压缸设计需要注意的事项·································10液压缸主要零件的资料和技术要求································103.2液压泵的确定与所需功率的计算······················113.2.1液压泵的确定············································113.2.2阀类元件及协助元件的选择·································123.2.3油管的选择···············································123.2.4油箱容量的确定·········································12设计心得·························12参照文件·························121卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统一、液压传动课程设计的目的1、坚固和深入已学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤。2、锻炼机械制图，构造设计和工程运算能力。3、熟习并会用相关国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。4、提升学生使用计算机画图软件〔如AUTOCAD、PRO/E等〕进行实质工程设计的能力。二、液压课程设计题目题目〔一〕设计一台卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统，要求达成以下的动作循环：夹紧——快进——工进——死挡铁逗留——快退——松开——原位停止；机床有16个主轴，钻削加工￠13.9mm的孔14个，￠8.5mm的孔2个，工件资料为铸铁，硬度HB240。动力滑台采纳平导轨，工进速度要求无级调速，如用高速刚钻头进行加工，其余参数以下表所示。数数据参据IIIIIIIVV√数运动零件自重〔N〕9810100009990950011000快进快退速度〔m/min〕78快进行程〔mm〕10012011095120工进行程〔mm〕5060657060工进速度〔mm/min〕30~9030~9030~9030~9030~90静摩擦系数fg动摩擦系数fd启动制动时间t〔s〕试达成以下工作：1、进行工况剖析，绘制工况图。2、制定液压系统原理图〔A3〕。3、计算液压系统，选择标准液压元件。4、绘制液压缸装置图〔A1〕。5、编写液压课程设计说明书。机床加工表示图以下：图1卧式动力滑台加工表示图1?液压传动?课程设计说明书卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统第一章组合机床工况剖析1.1工作负载剖析工作负载即为切削阻力。计算切削阻力铸铁钻孔时，其轴向切削力可用以下公式计算Fc25.5DS硬度式中，D—钻头直径(mm)S—每转进给量(mm/r)钻￠的孔时，主轴转速n1360/min，每转进给量s10.147mm/r,钻￠r孔时，主轴转速n2550/min，每转进给量s10.096m/rrFc1S10.8硬度2S2硬度那么2402400.630500N1.2惯性负载剖析FiGv110008mat498.87Ng601.3阻力负载剖析摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：静摩擦阻力FfsfgG0动摩擦阻力FfdfdG02?液压传动?课程设计说明书1.4工进速度选择工进速度取工进时的最大速度90mm/min1.5运动时间快进L1120103t18s0.9sv160工进L260t2s40sv29060快退t3L1L2(12060)103v18601.6运动剖析设液压缸的机械效率ηcm，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。表1液压缸负载的计算工况计算公式液压缸负载F/N液压缸驱动力F/ηcm/N启动FFfs16501833正向加快FFfdFi快进FFfd15401711工进FFfdFc3204035600反向启动FFfs16501833反向加快FFfdFi快退FFfd15401711制动FFfdFi3?液压传动?课程设计说明书1.7依据上述数据绘液压缸F-t与|v|-t图〔如图1〕F/NV/(m/s)32040203816501.5x10-31540t1t2t3tt1t2tt3图1F-t与|v|-t图第二章制定液压系统图选择液压回路调速方式由工况得悉，该液压系统功率小，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可采纳进油路节流调速，为防备钻通孔时负载忽然消逝惹起运动零件的前冲现象，在回油路上加背压阀。由双联叶片泵和背压阀构成的调速系统，使动力滑台获取稳固的低速运动和较大的调速范围。液压泵形式的选择系统工作循环主要由低压大流量和高压小流量两个阶段构成，最大流量与最小流量的时间之比t2t144.44。依据该状况，选叶片泵较适合，在本方案中，采纳双联叶片泵。4?液压传动?课程设计说明书速度换接方式因钻孔工序对地点精度及工作安稳性要求不高，可采纳行程调速阀和电磁换向阀。动作靠谱，变换精度较高。迅速回路与工进转快退控制方式的选择为使快进快退速度相等，采纳差动回路作迅速回路。选择调压和卸荷回路在双泵供油的油源形式确立后，调压和卸荷问题都已根本解决。即滑台工进时，高压小流量泵的出口压力由油源中的溢流阀调定，无需另设调压回路。在滑台工进和停止时，低压大流量泵经过液控次序阀卸荷，高压小流量泵在滑台停止时虽未卸荷，但功率损失较小，故可不需再设卸荷回路。夹紧油路中串接减压阀，课依据工件夹紧力的需要调理并稳固其压力，即便主油路压力低于减压阀所调压力，因为有单向阀的存在，夹紧系统也能保持其压力(保压)。二位四通阀的常态地点是夹紧工件，保证了操作安全靠谱。2.2构成系统5?液压传动?课程设计说明书将上边选出的液压根本回路组合在一同，并经改正和完美，便可获取完好的液压系统工作原理图，如图3所示。在图3中，为认识决滑台工进时进、回油路串联使系统压力没法成立的问题，增设了单向阀6。为了防备机床停止工作时回路中的油液流回油箱，致使空气进入系统，影响滑台运动的安稳性，图中添置了一个单向阀13。考虑到这台机床用于钻孔〔通孔与不通孔〕加工，对地点定位精度要求较高，图中增设了一个压力继电器14。当滑台碰上死挡块后，系统压力高升，它发出快退信号，操控电液换向阀换向6?液压传动?课程设计说明书第三章计算和选择液压元件3.1液压缸的设计计算3.1.1初定液压缸工作压力由工况剖析中可知，工进阶段的负载力最大，因此，液压缸的工作压力按此负载力计算，选p140105Pa,本机床为钻孔组合机床，为防备钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔应有背压，取背压p26105Pa，为使快进快退速度相等，采纳A12A2差动油缸，假定快进、快退的回油压力损失为P7105Pa。3.1.2液压缸尺寸的计算由式F(1122)m得pApAF32040105m2-322A1p20.94069.6210m96.2cmcmp122液压缸直径4A1mcmD取标准直径D111mm因为A12A2，因此dD80mm2那么，液压缸有效面积A1D224cm224A2D2d2247?液压传动?课程设计说明书3.1.3液压缸的流量的计算液压缸的快进流量快进A2v1(96.746.48)810410340.18minqA1L液压缸的工进流量q工进A1v296.7901040.87Lmin液压缸的工进流量q快退A2v146.48810410337.18Lmin3.1.4液压缸工作腔压力的计算液压缸的快进压力p快进FcmA2pA1A2液压缸的工进压力FcmA2p2p工进A1液压缸的快退压力p快退FcmA1p2A2液压缸在工作循环中各阶段压力、流量和功率(见表2)工作阶段负载工作腔压力输入流量q输入功率F/cm/Np2/MPaL/minP/kw快进1711工进35600快退1711pMpa

8?液压传动?课程设计说明书0t/s压力工况图q(L/min)0t/s流量工况图pkw0t/s快进工进快退功率工况图(液压缸的工况图)液压缸的构造根本上可分红缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置，以及排气装置五个局部。3.1.5液压缸的构造设计1〕缸体与缸盖的连结形式，采纳常用的法兰连结，其形式与工作压力、缸体资料、工作条件相关。2〕活塞杆与活塞的连结构造采纳常有的整体式构造。9?液压传动?课程设计说明书3〕活塞杆导向局部的构造活塞杆导向局部的构造，包含活塞杆与端盖、导向套的构造，以及密封、防尘、锁紧装置等。4〕活塞及活塞杆处密封圈的采纳活塞及活塞杆处密封圈的采纳，应依据密封部位、使用部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不一样而选择O型的密封圈。5〕液压缸的缓冲装置液压缸带动工作零件运动时，因运动件的质量大，运动速度较高，那么在抵达行程终点时，会产生液压冲击，甚至使活塞与缸筒端盖产活力械碰撞。为防备此现象的发生，内行程尾端设置缓冲装置。常有的缓冲装置有环状空隙节流缓冲装置，三角槽式节流缓冲装置，可调缓冲装置。6〕液压缸排气装置关于速度稳固性要求的机床液压缸，那么需要设置排气装置。3.1.6液压缸设计需要注意的事项1〕尽量使液压缸有不一样状况下有不一样状况，活塞杆在受拉状态下承受最大负载。2〕考虑到液压缸有不一样行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题，缸内如无缓冲装置和排气装置，系统中需有相应举措。3〕依据主机的工作要乞降构造设计要求，正确确立液压缸的安装、固定方式，但液压缸只好一端定位。4〕液压缸各局部的构造需依据介绍构造形式和设计标准比较，尽可能做到简单、紧凑、加工、装置和维修方便。3.1.7液压缸主要零件的资料和技术要求〕缸体资料---灰铸铁:HT200,HT350;铸钢：ZG25,ZG45粗拙度---液压缸内圆柱表面粗拙度为Ra0.2~0.4m技术要求：a内径用H8-H9的配合b缸体与端盖采纳螺纹连结，采纳6H精度〕活塞资料---灰铸铁：HT150,HT200粗拙度---活塞外圆柱粗拙度Ra0.8~1.6m技术要求：活塞外径用橡胶密封即可取f7~f9的配合，内孔与活塞杆的配合可取H8。〕活塞杆资料---实心：35钢，45钢；空心：35钢，45钢无缝钢管粗拙度---杆外圆柱粗拙度为Ra0.4~0.8m技术要求：a调质20~25HRCb活塞与导向套用H8f7的配合，与活塞的连结可用H8h84〕缸盖资料---35钢，45钢；作导向时用〔耐磨〕铸铁10?液压传动?课程设计说明书粗拙度---导向表面粗拙度为Ra0.8~1.6m技术要求：同轴度不大于0.03m〕导向套资料---青铜，球墨铸铁粗拙度---导向表面粗拙度为Ra0.8m技术要求：a导向套的长度一般取活塞杆直径的60%~80%b外径D内孔的同轴度不大于内孔公差之半3.2液压泵的确定与所需功率的计算3.2.1液压泵的确定(1)确立液压泵的最大工作压力前面已经确立液压缸的最大工作压力为p13.97MPa，选用进油管路压力损失p0.8MPa，因此泵的工作压力pp(3.970.8)MPa4.77Mpa。这是高压小流量的工作压力。由液压系统图知液压缸快退时的工作压力比快进时大，取其压力损失为p0.3MPa，那么快退时泵的工作压力为pp(1.6160.3)MPa1.916Mpa这是低压大流量泵的工作压力。液压泵的流量由液压系统图知，快进时流量最大，其值为，假定取系统泄露系数，那么两泵的总流量为qp1.240.18L/min48.216L/min最小流量在工进时，其值为，取那么qp1.20.87L/min1.044L/min因为溢流阀稳固工作时的最小溢流量为3L/min故小泵流量取。依据以上计算，采纳YB-D32/4型双联叶片泵。(3)选择电动机系统最大功率出此刻快退工况，其数值以下式计算11?液压传动?课程设计说明书ppq1q21031.91610648.2161033P10p60式中p——泵的总效率，取p0.8。依据以上计算结果，査电动机产品目录，选Y112M-6型异步电动机，转速为940r/min，功率为2.2kw。3.2.2阀类元件及协助元件的选择依据系统的工作压力和经过各个阀类元件和协助元件的流量，可采纳这些元件的型号及规格〔见下表〕序号元件名称经过最大流规格量/(L/min)型号公称流量公称压力/(L/min)/Mpa1双联叶片泵-YB-32/432/4102三位五通电液换向阀7635DY-100B1003行程阀7622C-100BH1004调速阀<1Q-D6B-30.05~3105单向阀76A-F20D100206单向阀32A-F10D40207液控次序阀32XY-63B638背压阀<1P-D6B209溢流阀Y-D6B201010单向阀32A-F10D402011滤油器36XU-63×1006312压力表开关-KF3-E3B-1013单向阀76A-F20D1002014压力继电器-DP-63B-103.2.3油管的选择油管种类的选择系统的工