成型銑刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銑床副本概要

1、機械與汽工程學院液壓與氣壓傳動課程設計說明書課程設計題目：成型銑刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銑床專 業(yè) 班 級 姓 名 日 期 2010年12月 目錄一、 負載與運動分析1.1 設計要求1.2 工作負載1.3 摩擦負載1.4 慣性負載1.5 運動時間二、確定液壓系統(tǒng)只要參數(shù)2.1 初選液壓缸工作壓力2.2 計算液壓缸主要尺寸三、擬定液壓系統(tǒng)原理圖3.1 選擇基本回路3.2 組成液壓系統(tǒng)四、計算和選擇液壓件4.1 確定液壓泵的規(guī)格和電動機的功率4.2 確定其它組件及輔件五、總結一、 負載與運動分析1.1 設計要求設計一臺用成型銑刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銑床。工作循環(huán)：手工上料自動

2、夾緊工作臺快進銑削進給工作臺快退夾具松開手工卸料。設計參數(shù)見下表：工作臺液壓缸負載力（KN）： FL=68KN夾緊液壓缸負載力（KN）： FC=4.8KN工作臺液壓缸移動件重力（KN）： G=1.8KN夾緊液壓缸負移動件重力（N）： GC=80N工作臺快進、快退速度（m/min）： V1=V3=5.0 m/min夾緊液壓缸行程（mm）： LC=20mm工作臺工進速度（mm/min）： V2=35 m/min夾緊液壓缸運動時間（S）： tC=1s工作臺液壓缸快進行程（mm）：L1=400mm 導軌面靜摩擦系數(shù)：s=0.2工作臺液壓缸工進行程（mm）： L2=100mm 導軌面動摩擦系數(shù)：d=0.

3、1工作臺啟動時間（S）：Dt=0.5s1.2 工作負載 工作負載即為切削阻力FL=68000N1.3 摩擦負載摩擦負載即為導軌的摩擦阻力： 靜摩擦阻力 Ffs=5G=0.21800=360N 動摩擦阻力 Ffd=5G=0.11800=180N1.4 慣性負載 Fi=1.5 運到時間快進 t1工進 t2快退 t3 設液壓缸的機械效率，得出液壓缸在各工作階段的負載和推力，如表1所示。表1 液壓缸在各工作階段的負載和推力工況負載組成液壓缸負載F（N）液壓缸推力F0=F/（N）啟動F= Ffs360400加速F= Ffd +Fi271.8302快進F= Ffd180200工進F= Ffd +FL681

4、8075756反向啟動F= Ffs360400加速F= Ffd +Fi271.8302快退F= Ffd180200根據液壓缸在上述各個階段內的負載和運動時間，即可繪制出負載循環(huán)圖F-t和速度循環(huán)圖V-t，如圖1所示。圖1二、確定液壓系統(tǒng)只要參數(shù)2.1 初選液壓缸工作壓力 所設計的動力滑臺在工作時負載最大，在其它工作負載都不太高，參考表2和表3，初選液壓缸的工作壓力P1=4MPa。2.2 計算液壓缸主要尺寸 鑒于動力滑臺快進和快退速度相等，這里液壓缸可選用單活塞桿式差動液壓缸（A1=2A2），快進時液壓缸差動連接，工進時為防止孔鉆通時負載突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應有背壓，參考表4選此

5、背壓為P2=0.6MPa表2 按負載選擇工作壓力負載/KN<5510102020303050>50工作壓力/MPa<0.811.522.5334455表3 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力機械類型機床農業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重性機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.82352881010182032表4 執(zhí)行組件背壓力系統(tǒng)類型背壓力/MPa簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調速系統(tǒng)0.20.5回油路帶調速閥的系統(tǒng)0.40.6回油路設置有背壓閥的系統(tǒng)0.51.5用補油泵的閉式回路0.81.5回油路較復雜的工程機械1.23回油路較短且直接回油可忽略

6、不計由式得則活塞直徑 =170mm表5 按工作壓力選取d/D工作壓力5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7表6 按速比要求確定d/D1.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71注：無桿腔進油時活塞運動速度，：有桿腔進油時活塞運動速度。參考表5及表6，得d0.71D=0.12m=120mm，由此求得液壓缸兩腔的實際有效面積為： 根據計算出的液壓缸的尺寸，可估算出液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率值，如表7所列，由此繪制的液壓缸工況圖如圖2所示。表7 液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率值工況推力F（N）回油腔

7、壓力P2（MPa）進油腔壓力P1（MPa）輸入流量（m3/s）輸入功率P（KW）計算公式快進啟動3600.54加速271.80.53恒速1800.5250.090.049工進681800.63.3213.143.77快退啟動3601.022加速271.80.51.015恒速1800.51.0076.656.69注：P為液壓缸差動連接時，回油口到進油口之間的壓力損失，取P=0.5MPa。圖2三、擬定液壓系統(tǒng)原理圖3.1 選擇基本回路1.供油方式 從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快進和快退所需流量較大，在工作時所需流量很小。為提高系統(tǒng)工作效率，節(jié)省能源，采用雙聯(lián)式定量泵供油。因此系統(tǒng)最高工作壓力為3.3

8、2MPa，為中中壓系統(tǒng)，因此選用葉片泵。2.調速回路 由工況圖分析可知，系統(tǒng)在由快進到工進時，需要調節(jié)速度，且工進時速度很低，負載變化小，采用調速閥的回油節(jié)流調速回路。3.速度轉換回路 由于快進和工進之間的速度需要換接，但對換接的位置要求并不是很高，所以，采用行程開關發(fā)送信號，控制三位五通電磁閥來實現(xiàn)工進和快退的連接。4.順序動作回路 由系統(tǒng)的工作循環(huán)可知，夾緊缸和工作臺液壓缸之間存在順序動作，因此，通過繼電器來實現(xiàn)夾緊缸與工作臺液壓缸之間的順序動作。5.保壓回路 其中夾緊缸的回路中，為防止工進在加工過程中放松，采用蓄能器來保證工件被夾緊。6.卸荷回路 本系統(tǒng)采用三位四通M型中位機能的電磁換向

9、閥，具有系統(tǒng)卸荷作用。7.減壓回路 由于計算時設定夾緊缸的工作負載為4MP，因此需要減壓回路。系統(tǒng)采用減壓閥的減壓回路。表8 信號組件動作順序表電磁鐵行程閥液壓缸工作循環(huán)夾緊缸夾緊工作臺快進工作缸工進工作缸快退夾緊缸放松速度圖（V-t） +1YA - +2YA - +3YA - +4YA - +5YA -3.2 組成液壓系統(tǒng)將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并經修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖。見附錄1。四、計算和選擇液壓件4.1 確定液壓泵的規(guī)格和電動機的功率1.計算液壓泵的最大工作壓力 小流量泵在快進和工進時都向液壓缸供油，由表7可知，液壓缸在工進時工作壓力最大，最大工作壓力

10、為P=3.32MPa，如在調速閥進口節(jié)流調速回路中，選取進油路上的總壓力損失，考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差，則小流量泵的最高工作壓力估算為： 大流量泵只在快進和快退時向液壓缸供油，由表7可見，快退時液壓缸的工作壓力為P=1.022MPa，比快進時大?？紤]到快退時進油不通過調速閥，故其進油路壓力損失比前者小，現(xiàn)取進油路上的總壓力損失，則大流量泵的最高工作壓力估算為： 2.計算液壓泵的流量 由表7可知，油源向液壓缸輸入的最大流量為13.2，若取回路泄露系數(shù)K=1.1，則兩個泵的總流量為： 3.確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率 根據壓力和流量數(shù)值查閱產品樣本，并考慮液壓缸存在容積損失，最后確定選取

11、PV2R12-6/33型雙聯(lián)葉片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分別為6ML/r和33ML/r，當液壓泵的轉速np=940r/min時，其理論流量分別為5.6L/min和31L/min，若取液壓泵容積效率，則液壓泵的實際輸出流量為： 由于液壓缸在快退時輸入功率最大，若取液壓泵總效率，這時液壓泵的驅動電動機功率為： 根據此數(shù)值選用規(guī)格相近的Y100L-6型電動機，其額定功率為1.5KW，額定轉速為940r/min。4.2 確定其它組件及輔件1.根據系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱產品樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表9所列。表9 液壓元件規(guī)格及型號序號元件名稱規(guī)格型號額定流

12、量額定壓力額定壓降1雙聯(lián)葉片泵PV2R12-6/335.1/27.9。162三位五通電液換向閥35DY-100BY1006.30.33行程閥22C-100BH1006.30.34調速閥Q-6B66.35單向閥1-100B1006.30.26單向閥1-100B1006.30.27液控順序閥XY-63B636.30.38 背壓閥B-10B106.39溢流閥Y-10B106.310單向閥1-100B1006.30.211濾油器XU-80X200806.30.0212壓力表開關K-6B13 單向閥1-100B1006.30.214壓力繼電器PF-B8L142.確定油管在選定了液壓泵后，液壓缸在實際快進

13、、工進和快退運動階段的運動速度、時間以及進入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)值不同，重新計算結果如10所列。表10 各工況實際運動速度、時間和流量快進工進快退表11 允許流速推薦值管道推薦流速（m/s）吸油管道0.51.5壓油管道36回油管道1.53由表10可以看出，液壓缸在各個階段的實際運動速度符合設計要求。根據表10數(shù)值，按表11推薦的管道內允許取v=4m/s，由計算得液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內徑分別為： 為了統(tǒng)一規(guī)格，按產品樣本選取所有管道均為內徑20mm、外徑28mm的10號冷拔鋼管。3.確定郵箱油箱的容積按式 估算，其中為經驗參數(shù)，現(xiàn)取=6，得：五、總結為期一周的液壓系統(tǒng)設計在忙碌充實中度過了。每天我們早早起床來到教室，劉亞麗老師給我們細心講解，耐心答疑，讓我受益匪淺。通過這次液壓系統(tǒng)設計的課程設計，我基本掌握了一臺銑床的液壓系統(tǒng)的主要設計步驟及原理。通過對液壓系統(tǒng)各個工作過程的詳細分析，對液壓系統(tǒng)的了解有了很大的進步，取得了不少的收獲。課程設計使我們在課堂中所學的理論知識得到了靈活運用的機會，使我們的設計能力得到了不小的提高。雖然，這次設計用了大量的時間，查閱了不少資料，礙于初次設計及水平有限，肯定有一些不足之處，希望老師批評指正，我會虛心接受并且改正，