情境6組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、情境6 典型液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例一、臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床一、臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床電氣電氣液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床一、臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床電氣電氣液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床電氣一、臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床電氣液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)課題概述、設(shè)計(jì)課題概述臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床電氣臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床電氣液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求是要求是 設(shè)計(jì)出驅(qū)動(dòng)組合機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)，實(shí)設(shè)計(jì)出驅(qū)動(dòng)組合機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件現(xiàn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件動(dòng)力滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)動(dòng)力滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)“快進(jìn)一快進(jìn)一工進(jìn)一快退一停止工進(jìn)一快退

2、一停止”。 加工內(nèi)容：機(jī)床上有主軸加工內(nèi)容：機(jī)床上有主軸16個(gè)，加工個(gè)，加工13. 9 mm的孔的孔14個(gè)，加工個(gè)，加工8.5 mm的孔的孔2個(gè)；刀具材料為個(gè)；刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵，硬度為高速鋼，工件材料為鑄鐵，硬度為240 HB；1、設(shè)計(jì)課題概述、設(shè)計(jì)課題概述 運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件工作情況：靜載荷：運(yùn)動(dòng)部件總重量為G=9810 N；快進(jìn)、快退速度為v1=v3=7 mmin，快進(jìn)行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=100 mm，工進(jìn)行程長(zhǎng)度L2=50mm，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間不希望超過(guò)0.2 s；動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)為fs=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為fd=0.1；液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件使用液壓缸運(yùn)動(dòng)，

3、活塞桿固定結(jié)構(gòu)。2、液壓系統(tǒng)工況分析1）負(fù)載分析 工作負(fù)載：慣性負(fù)載阻力負(fù)載 靜摩擦阻力Fs= Ffs=0.29 810 N=l 962 N 動(dòng)摩擦阻力Fd=Ffd=0.19 810 N=981 N 表6-11 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值(a)負(fù)載圖 (b)速度圖3、液壓系統(tǒng)執(zhí)行件主要參數(shù)的確定表6-12液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值估算圖6-4 組合機(jī)床液壓缸工況圖4、液壓系統(tǒng)圖的擬定1）液壓回路的選擇（1）選擇調(diào)速回路： 機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，可采用進(jìn)口節(jié)流的調(diào)速形式。為了解決進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路在孔鉆通時(shí)的滑臺(tái)突然前沖現(xiàn)象，回油路上要設(shè)置背壓閥。 由

4、于液壓系統(tǒng)選用了節(jié)流調(diào)速的方式，系統(tǒng)中油液的循環(huán)必然是開(kāi)式的。（2）選擇油源供給裝置：液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸交替地要求油源提供低壓大流量和高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比約為70，而快進(jìn)快退所需的時(shí)間t1和工進(jìn)所需時(shí)間t2比：亦即是t2/t126。因此從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量的角度考慮，采用單個(gè)定量泵作為油源顯然是不合適的，宜選用國(guó)內(nèi)比較成熟的產(chǎn)品雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源，油缸快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，低壓大流量與高壓小流量的雙泵同時(shí)供油；液壓缸工進(jìn)時(shí)，高壓小流量的單泵供油，油源裝置原理如圖5-5中a)所示。油源裝置原理如圖6-5中a)所示。（3）液壓缸與活塞的結(jié)構(gòu)布置：本系統(tǒng)要求液壓缸作運(yùn)動(dòng)

5、執(zhí)行件，活塞桿為固定件，因此，油液只能從固定活塞桿的固定端的中心孔分別進(jìn)入液壓缸的兩腔。如圖6-5中b）所示。（4）換向裝置選擇：由于液壓缸要接成差動(dòng)缸工作方式，換向閥的中位應(yīng)有兩個(gè)與油箱相連的回油口，以便實(shí)現(xiàn)差動(dòng)缸連接，故應(yīng)為三位五通閥；快速進(jìn)給轉(zhuǎn)換為工進(jìn)時(shí)流量變換大，壓力變化大，電液換向閥；當(dāng)液壓缸由差動(dòng)連接轉(zhuǎn)換為工進(jìn)連接時(shí)，進(jìn)回油路相互連通，無(wú)法建立壓力，必須在液動(dòng)換向閥的換向回路中串接一個(gè)單向閥，將進(jìn)回油路隔斷。另一方面，差動(dòng)時(shí)，有桿腔回油不進(jìn)油箱，工進(jìn)時(shí)，有桿腔回油必須接油箱，為保證二者間的切換，需在回油箱之前接一背壓閥。 結(jié)果：三位五通電液換向閥、背壓閥與單向閥三位五通電液換向閥、

6、背壓閥與單向閥 組合組合（5）速度切換回路選擇：已選擇：節(jié)流調(diào)速，快速進(jìn)給要差動(dòng)連接，快速退回?zé)o須調(diào)速，由快速進(jìn)給轉(zhuǎn)換為工進(jìn)可用電觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)或行程換向閥電觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)或行程換向閥切換切換。切換速度時(shí)流量變化很大，用行程閥切換，由液壓缸運(yùn)動(dòng)件壓下閥桿使閥芯換位，安全可靠性較高。結(jié)果：二位二通機(jī)動(dòng)換向閥切換快進(jìn)與工進(jìn)速度 （6）液壓回路的綜合：將上述的油源回路、換向回路、速度切換回路與液壓缸組合在一起，形成基本的液壓系統(tǒng)圖 。存在問(wèn)題：滑臺(tái)快速前進(jìn)時(shí)回油路經(jīng)背壓閥（背壓力一般較低）接通油箱，無(wú)法實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接的問(wèn)題，如圖5-7a)所示。解決方法：在回油路上串接一個(gè)液控順序閥，以阻止油液在快進(jìn)

7、階段返回油箱，如圖5-7b)所示。（6）液壓回路的綜合：如果將順序閥b和背壓閥的位置對(duì)調(diào)一下，就可以將順序閥與油源處的卸荷閥合并。如圖6-7a)所示。（6）液壓回路的綜合：機(jī)床停止工作時(shí)系統(tǒng)中的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的問(wèn)題。解決方法：在電液換向閥的出口處增設(shè)一個(gè)單向閥，防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)。（6）液壓回路的綜合：液壓缸系統(tǒng)回路上電后為操作人員應(yīng)能得到一定的信號(hào)指示，故在電路中增加一信號(hào)接通指示燈（或蜂鳴器）。（6）液壓回路的綜合：液壓缸的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換用行程開(kāi)關(guān)控制，在液壓缸運(yùn)動(dòng)行程中設(shè)置始、終點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)。（由快進(jìn)轉(zhuǎn)換為工進(jìn)由行程控制閥實(shí)現(xiàn)）。經(jīng)過(guò)這樣一番修改、整理后的液

8、壓系統(tǒng)便如圖5-7所示，它在各方面都比較合理、完善了。如圖5-7b)所示。（6）液壓回路的綜合：表6-13 元件的型號(hào)及規(guī)格圖6-8 多軸組合鉆床液壓系統(tǒng)控制電路原理圖拓展訓(xùn)練：設(shè)計(jì)題1、設(shè)計(jì)一臺(tái)板料折彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)。要求完成的動(dòng)作循環(huán)為：快進(jìn)工進(jìn)快退停止，且動(dòng)作平穩(wěn)。根據(jù)實(shí)測(cè)：最大推力為15 kN，快進(jìn)快退速度為3 mmin，工作進(jìn)給速度為1. 5 mmin，快進(jìn)行程為l00m m，工進(jìn)行程為15mm，運(yùn)動(dòng)件重力G為5kN，設(shè)運(yùn)動(dòng)件速度改變時(shí)間不大于0.2s，靜摩擦系數(shù)fs=0.1，動(dòng)摩擦系數(shù)fd=0.2。三、設(shè)計(jì)題2、某立式銑削機(jī)床的兩個(gè)液壓缸組成液壓系統(tǒng)，夾緊缸將工件夾緊后，工作臺(tái)縱向驅(qū)動(dòng)缸使銑刀對(duì)工件沿工作臺(tái)縱向進(jìn)給切削加工。銑刀旋轉(zhuǎn)由銑刀軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。夾緊缸的動(dòng)作是快進(jìn)工進(jìn)保壓快退；設(shè)快進(jìn)行程100mm，工進(jìn)行程5mm；快進(jìn)速度3m/min，工進(jìn)速度1.5m/min；運(yùn)動(dòng)件重力G1為2kN，工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)動(dòng)作是快進(jìn)工進(jìn)快退，銑削加工工進(jìn)長(zhǎng)度150mm，縱向進(jìn)給量3m