雙面銑床課程設(shè)計

1、實(shí)用文檔湖北文理學(xué)院理工學(xué)院機(jī)械與汽車工程系液壓與氣壓傳動課程設(shè)計說明書設(shè)計題目專業(yè)班級姓名學(xué)號指導(dǎo)老師雙面銃床*實(shí)用文檔目錄一、設(shè)計要求及數(shù)據(jù)3二、工況分析31 .外負(fù)載42 .阻力負(fù)載53 .慣性負(fù)載5三、初步確定油缸參數(shù)，繪制工況圖71、初選油缸的工作壓力、72、計算油缸尺寸83、油缸各工況的壓力、流量、功率的計算8四、確定液壓系統(tǒng)方案和擬訂液壓系統(tǒng)原理圖121 .確定油源及調(diào)速方式122 .選擇基本回路123 .選擇調(diào)壓回路13五、選擇液壓元?dú)饧?51 .液壓泵的選擇152 .閥類元?dú)饧拜o助元?dú)饧倪x擇163 .確定油管直徑17六、驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能18七、參考文獻(xiàn)：20實(shí)用文檔一、設(shè)

2、計要求及數(shù)據(jù)題目2：一臺專用雙面銃床，最大的切削力為8000N工作臺、夾具和行程的總重量3500N,工件的總重量為1600N,工作臺最大行程為600mm其中工進(jìn)行程為350mm工作臺的快進(jìn)速度為4m/min,工進(jìn)速度在50100mm/min范圍內(nèi)無級調(diào)速。工作臺往復(fù)運(yùn)動的啟制(加速減速時間)為0.05s,工作臺快退速度等于快進(jìn)速度，滑臺采用平面導(dǎo)軌。靜摩擦系數(shù)為0.2s,動摩擦系數(shù)為0.1。(夾緊力大于等于最大靜摩擦力)機(jī)床的工作循環(huán)為：工作定位工件夾緊工作臺快進(jìn)工作臺工進(jìn)加工到位后停留-快退-原位停止-工件松開-定位銷拔出。要求系統(tǒng)采用電液結(jié)合實(shí)現(xiàn)自動化循環(huán)，速度換接無沖擊，且速度要平穩(wěn)，能

3、承受一定量的反向負(fù)載。試完成：(1)按機(jī)床要求設(shè)計液壓系統(tǒng)，繪制液壓系統(tǒng)圖；(A3手繪)(2)確定夾緊缸、主工作液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)；(3)計算系統(tǒng)各參數(shù)，選擇液壓元件型號，列出元件明細(xì)表；(4)列出設(shè)計系統(tǒng)中的電磁鐵動作順序表。最大切削力工作臺、夾具的總重量快進(jìn)速度工件重量題28000N3500N4m/min1600N題39100N4100N5m/min1900N題4P9200N14200N5.5m/min2000N題59300N4300N6m/min2100N題67000N3000N4.5m/min1500N二、工況分析液壓系統(tǒng)的工況分析是指對液壓執(zhí)行元件進(jìn)行運(yùn)動分析和負(fù)載分析，目的是查明每個

4、執(zhí)行元件在各自工作過程中的流量、壓力、功率的變化規(guī)律，作為擬定液壓系統(tǒng)方案，確定系統(tǒng)主要參數(shù)(壓力和流量)的依據(jù)。實(shí)用文檔負(fù)載分析1.外負(fù)載Fcmax=8000N其中Fcmax表示最大切削力。對于專用銃床銃削時銃刀所承受的主切削力大?。▎挝籒）為：FPfap（N）式中P一單位切削力（N/mm2）f每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）ap背吃刀量（mm下面將進(jìn)行具體參數(shù)的計算：由公式Uf=fn可得（其中Uf表示每分鐘進(jìn)給速度，n表示銃刀的轉(zhuǎn)速）由設(shè)計依據(jù)可知n=300r/min，工進(jìn)速度uf=50100mm/min故我們?nèi)f=90mm/minf=uf/n=3mm/r對于單位切削力巳由以下的常用金屬材料的單位

5、切削力表可得，我們選P=2000N/mm2。類別材料牌號單位切削力P,2.(N/mm)鋼易切鋼Y40Mn1700結(jié)構(gòu)鋼452000結(jié)構(gòu)鋼40Cr不銹鋼1Cr17Ni92500鑄鐵灰鑄鐵HT2001140鑄造合金鑄造錫青銅ZcuSn5Pb5Zn5700鑄造鋁合金ZALSn7Mg720實(shí)用文檔對于銃削背吃刀量ap,我們選用硬質(zhì)合金銃刀，查銃工計算手冊可得，取ap=1.5mm。p根據(jù)以上的公式Fc=Pfap可得：pFc=Pfap=200031.5=9000Npp因?yàn)?000<Fcmax=9000N所以選取的合適2 .阻力負(fù)載靜摩擦力：Ffj=(GiG2)fj其中Ffj一靜摩擦力NG1、G2-工

6、作臺及工件的重量Nfj靜摩擦系數(shù)由設(shè)計依據(jù)可得：Ffj=(GG2)fj=(43002100)0.2=1280動摩擦力Ffd=(G1G2)fd其中Ffd一動摩擦力Nfd一動摩擦系數(shù)同理可得：Ffd=(G1G2)fd=(43002100)0.1=640N3 .慣性負(fù)載機(jī)床工作部件的總質(zhì)量m=(G1+G2/g=6400/9.81=652.40kg慣性力Fm=ma=652.40x5/(60x0.1)=543.66其中：a一執(zhí)行元件加速度m/s2a二#0叫一執(zhí)行元件末速度m/s2實(shí)用文檔U0一執(zhí)行元件初速度m/s2t一執(zhí)行元件加速時間s因此，執(zhí)行元件在各動作階段中負(fù)載計算如下表所示:工況油缸負(fù)載（N）負(fù)

7、載值（N啟動F=Ffj1280加速F=Ffd+Fm1183.66快進(jìn)F=Ffd640工進(jìn)F=Ffd+Fc9640快退F=Ffd640按上表的數(shù)值繪制負(fù)載如圖所示對于速度而言，設(shè)計依據(jù)中已經(jīng)有了明確的說明，所以按照設(shè)計依據(jù)實(shí)用文檔繪制如下:U(m/min)三、初步確定油缸參數(shù)，繪制工況圖1、初選油缸的工作壓力、由上可以知道，銃床的最大負(fù)載F=3580N根據(jù)下表可得:表按負(fù)載選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力載荷/(kN)<5510102020303050>50工作壓力（Mp3<0.811.522.533445>=57選系統(tǒng)的工作壓力P1=2Mpa由設(shè)計要求可知，導(dǎo)軌要求快進(jìn)、快退

8、的速度相等，故液壓缸選用單活塞桿式的，快進(jìn)時采用差動連接，且液壓缸活塞桿直徑d-0.7D實(shí)用文檔快進(jìn)和工進(jìn)的速度換接用三位四通電磁閥來實(shí)現(xiàn)。銃床液壓系統(tǒng)的功率不大，為使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，決定采用定量泵供油。考慮到銃床可能受到負(fù)值負(fù)載，故采用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流加背壓閥的調(diào)速回路，所以回油路上具有背壓P2,取背壓p2=0.5Mpa。2、計算油缸尺寸可根據(jù)油缸的結(jié)構(gòu)及連接方式計算油缸的面積、油缸直徑D及活塞桿直徑d計算出后應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)予以圓整，然后再計算油缸的面積:此時由工進(jìn)時的負(fù)載值按計算公式計算液壓缸面積：A2=Fm(Pl：-P2)35800.96(22-0.5)106=1065.510上m2A

9、=A2=2A=213110*m24Ai4213110上0.052m3.14d=0.707D=0.7070.052m=0.037m在將這些直徑按照國標(biāo)圓整成標(biāo)準(zhǔn)值得:D=0.06m,d=0.04m由此就求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為Ai-=28.2610"m2,A2二_.42=15.710m3、油缸各工況的壓力、流量、功率的計算(1)、工進(jìn)時油缸需要的流量Q工進(jìn)(m3/min)實(shí)用文檔Q工進(jìn)=A,u工進(jìn)=28.26m10/M0.3=0.0008m3/minAi：工進(jìn)時油壓作用的面積(m2)U工進(jìn)一工進(jìn)時油缸的速度(mm/min)、快進(jìn)時油缸需要的流量Q快進(jìn)(m3/min)差動連接時：Q

10、快進(jìn)=(AiA2)*U快進(jìn)=(28.26-15.7)父10-4父5=0.0063m3/minAi、A2H分別表示油缸活塞腔、活塞桿截面積(m2)u快進(jìn)一油缸快進(jìn)時的速度(mm/min)、快退時油缸需要的流量Q快退(m3/min)4 3.Q快退=A?，U快退=15.7父10父5=0.0078m/minu快退一油缸退回時的速度，(mm/min)(4)、工進(jìn)時油缸的壓力P1=(F/mp2A2)/A=1.60MPaP2一為工進(jìn)時回油腔的背壓，上面已經(jīng)選取為0.5MPa(5)、快進(jìn)時油缸壓力P啟動(F/"+aPA?)/。-A?)=0.96MPaP加速(F/+2)/(-A2)=1.26MPaP快

11、速(F/mPA)/(A-A)=O86MPa這里：F分別表示快速啟動、加速、快速時油缸的推力，院分別表示快速啟動、加速、快速時油缸的壓力。即表示管路中壓力損失大小，這里我們?nèi)≈禐?.3MPa實(shí)用文檔(6)、快退時油缸壓力p啟動=(F/mp2A2)/A2=0.77MPap加速=(F/0+p2A2)/A2=1.61MPap快退=(F/mp2A2)/A2=1.28MPaF一分別表示快速啟動、加速、快速時油缸的推力,院分別表示快速啟動、加速、快速時油缸的壓力。P2的值為0.5MPa油缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量、功率實(shí)際值如表2所示:表2液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工況負(fù)載F/N回油腔壓力

12、P2/MPa進(jìn)油腔壓力P/MPa輸入流量q/m3/min輸入功率P/kW快進(jìn)(差動)啟動116000.96一一加速1073R+AP1.26一一快進(jìn)5800.860.00630.09工進(jìn)85800.51.600.00080.021快退啟動116000.77一一加速10730.51.61一一快退5801.280.00780.166由以上所計算的數(shù)據(jù)我們繪制出工況圖如下所示:實(shí)用文檔功率P壓力P流量Q實(shí)用文檔四、確定液壓系統(tǒng)方案和擬訂液壓系統(tǒng)原理圖)01 .確定油源及調(diào)速方式由以上的計算可以知道，銃床液壓系統(tǒng)的功率不大，工作負(fù)載的變化情況很小，因此，為使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，決定采用定量泵供油?？?/p>

13、慮到銃床可能受到負(fù)值負(fù)載，故采用回油路調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速方式，并選用開式循環(huán)。從工況圖中我們可以清楚的看出，在液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)中，液壓缸要求油源提供的流量變化并不是很大，因此工進(jìn)和快進(jìn)的過程中，所需流量差別較小故我們選用定量單液壓泵供油。2 .選擇基本回路實(shí)用文檔1.選擇換向回路及速度換接方式由設(shè)計依據(jù)可以知道，設(shè)計過程中不考慮工件夾緊這一工序，并且從快進(jìn)到工進(jìn)時，輸入液壓缸的流量從6.3L/min降到0.8L/min,速度變化不是很大，所以采用電磁換向閥來實(shí)現(xiàn)速度的換接。壓力繼電器發(fā)訊，由電磁換向閥實(shí)現(xiàn)工作臺的自動啟動和換向。同時為了實(shí)現(xiàn)工作臺能在任意位置停止，泵不卸載，故電磁閥必須選擇O型機(jī)

14、能的三位四通閥，如下圖所示：由于要求工作臺快進(jìn)與快退速度相等，故快進(jìn)時采用差動連接來實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動回路，且要求液壓缸活塞桿直徑d-0.7Do3.選擇調(diào)壓回路設(shè)計過程中，在油源中采用溢流閥來調(diào)定系統(tǒng)的工作壓力，因此調(diào)壓問題基本上已經(jīng)在油源中解決，無須在另外設(shè)置調(diào)壓系統(tǒng)。這里的溢流閥同時還能起到安全閥的作用。1、組合成液壓系統(tǒng)圖將上面所選的液壓基本回路組合在一起，便可得到以下的液壓系統(tǒng)原理圖。同時電磁鐵的動作順序表如下：實(shí)用文檔表3液壓專用銃床電磁鐵動作順序表工序1Y2Y3Y4Y5YYJ工作缸快進(jìn)+一+一一+工作缸工進(jìn)+一一一一+工作缸快退一+一一一+圖4專用銃床液壓系統(tǒng)原理圖8實(shí)用文檔1-油箱；2

15、-過濾器；3-葉片泵；4-溢流閥；5-三位四通電磁換向閥;6-單向調(diào)速閥；7-兩位三通電磁換向閥；8-工作缸；9-壓力繼電器五、選擇液壓元?dú)饧?.液壓泵的選擇由以上的設(shè)計可以得到，液壓缸在整個工作過程中的最大壓力是1.61MPa,如取進(jìn)油路上的壓力損失為0.4MPa,則此時液壓泵的最大工作壓力是Pp=1.61+0.4=2.01MPa。由以上的計算可得，液壓泵提供的最大流量是7.8L/min,因?yàn)橄到y(tǒng)較為簡單，取泄漏系數(shù)kl=1.1,則兩個液壓泵的實(shí)際流量應(yīng)為：qD=1.17.8L/min=8.58L/minp由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3L/min,而工進(jìn)時輸入到液壓缸的流量是3.8L/min

16、,由流量液壓泵單獨(dú)供油，所以液壓泵的流量規(guī)格最少應(yīng)為6.8L/min。根據(jù)以上的壓力和流量的數(shù)值查閱機(jī)械設(shè)計手冊，最后選用YB1-6.3型單葉片液壓泵，其排量大小為6.3m/r,當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速為1450r/min時，該液壓泵的理論流量為9.14L/min。取液壓泵的容積效率為“v=0.9,則液壓泵的實(shí)際流量大小為：實(shí)用文檔q0=6.312000.9/1000=6.8L/minp由于由以上的計算過程中，我們知道了液壓缸在快退時的輸入功率最大，此時液壓泵的工作壓力是1.28+0.4=1.68MPa(進(jìn)油路上的壓力損失)，流量為6.8L/min,查表可得，取液壓泵的總效率，=0.7,則液壓泵驅(qū)動電機(jī)

17、所需的功率為1.686.8-0.3kW600.7根據(jù)以上的數(shù)據(jù)查機(jī)械設(shè)計手冊選用Y801型電動機(jī)，具額定功率為0.55kW,額定轉(zhuǎn)速為1200r/min。2.閥類元?dú)饧拜o助元?dú)饧倪x擇根據(jù)閥類及輔助元?dú)饧谟吐返淖畲蠊ぷ鲏毫屯ㄟ^的最大實(shí)際流量，可選擇這些器件的型號和規(guī)格如下表：表4元?dú)饧男吞柤耙?guī)格序號元件名稱額定流量(r/min)額定壓力(MPa)質(zhì)量(kg)型號1單葉片泵9.26.35.5YB1-6.32三位四通電磁閥256.3一34D-25BOP3二位三通256.3一23D-25B實(shí)用文檔電磁閥4單向調(diào)速閥0.05(最小)0.5-6.33.2QI-10B5溢流閥200.4-6.31

18、.7Y-10B6壓力繼電器一1.0-6.30.7DP1-63B7濾油器162.50.18XU-B16X1008開關(guān)閥256.3一22D-25B3,確定油管直徑由于液壓泵在選定之后液壓缸在各個工作階段的進(jìn)、出流量已與原來的數(shù)值不同，所以要重新計算，計算如下表4所示：表5液壓缸的進(jìn)出、流量快進(jìn)工進(jìn)快退輸入流量(L/min)qAqp/(A一A2)=(2826x6.8)/(28.26-15.7)=15.3q1=0.8q=qp=6.8輸出流量(L/min)q2=Azq/A1=(15,715.3)/28.26=8.5q2=Azq1/A1=(15,7父0.8)/28.26=0.44VAq/A=(28266.8)/15.7=1224實(shí)用文檔運(yùn)動速度(m/min)3=qp/(A-A2)=6.8x10/(28.26-15.7)=5.4u2=q1/A=0810/28.26=0.28u3=q1/A2=6810/15.7=4.33由上表中的數(shù)值，按照書中推薦的油液在壓油管的流速u=3m/s可得,液壓缸