钻镗两用组合机床动力滑台的课程设计

湖工大液压与气压传动课程设计I湖南工业大学课程设计资料袋机械学院（系、部）学年第学期课程名称液压传动指导教师职称教授学生姓名专业班级班级学号题目钻镗两用组合机床动力滑台的液压系统成绩起止日期年12月21日～年12月27日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计图纸共1张23456湖工大液压与气压传动课程设计II目录绪论.......................................................................................................................11钻镗液压机床的基本情况................................................................................11.1机床的设计要求...........................................................................................................21.2机床的相关设计参数...................................................................................................22工况分析及液压缸的选择................................................................................32.1分析系统工况...............................................................................................................32.1.1工作负载计算....................................................................................................32.1.2惯性负载计算....................................................................................................32.1.3阻力负载计算....................................................................................................32.2负载循环图和速度循环图的绘制...............................................................................42.3主要参数的确定...........................................................................................................52.3.1液压缸工作压力................................................................................................52.3.2液压缸主要尺寸................................................................................................62.3.3最大流量需求的计算........................................................................................73液压系统原理图的绘制....................................................................................93.1速度控制回路的选择...................................................................................................93.2换向和速度换接回路的选择.....................................................................................103.3油源的选择和能耗控制.............................................................................................113.4压力控制回路的选择.................................................................................................124液压系统性能的验算......................................................................................154.1系统压力损失.............................................................................................................154.1.1判断流动状态..................................................................................................154.1.2系统压力损失的计算......................................................................................154.2系统发热与温升的验算.............................................................................................185设计总结..........................................................................................................196参考文献..........................................................................................................20湖工大液压与气压传动课程设计1绪论设计目的为进一步加深学生对所学液压传动理论知识的理解，培养学生运用理论知识独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生对液压系统工作原理图的设计有一完整和系统的概念；同时通过课程设计，培养学生计算，使用技术资料及绘制液压原理图的工程设计能力。设计步骤首先对液压系统进行工况分析，通过分析计算，绘制速度、负载循环图，初步选定液压缸工作压力，并计算加紧液压缸和工作缸尺寸以及各阶段流经液压缸的流量；其次根据液压系统供油方式、调速方式、速度换接方式以及加紧回路的选择拟定液压系统图，并且对系统工作状态分析；最后通过对压力损失和系统升温的验算，对液压系统进行性能分析。湖工大液压与气压传动课程设计21钻镗液压机床的基本情况1.1机床的设计要求设计一台钻镗两用组合机床的液压系统。钻镗系统要求实现的动作顺序为：快进→工进→快退→原位停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力总和F=12000N，移动部件总重量G＝20000N；行程长度200mm（工进和快进行程均为100mm）快进、快退的速度为6m/min，工进速度（20~1200）mm/min范围内无级调节；往返运动加速减速时间△t=0.2s；该动力滑台采用水平放置的平导轨；静摩擦系数fs＝0.2；动摩擦系数fd＝0.1。1.2机床的相关设计参数系统设计参数如表1所示，动力滑台采用平面导轨，其静、动摩擦系数分别为fs=0.2、fd=0.1。l1=100mm，l2=100mm，l3=200mm其主要设计参数如下表。参数数值切削阻力（N）12000滑台自重(N)20000最大行程(mm)200快进l1、工进行程l2(mm)100快退行程l3（mm）200快进、快退速度(m/min)6工进速度(mm/min)20~1200加速、减速时间Δt（s）0.2静摩擦系数fs0.2动摩擦系数fd0.1湖工大液压与气压传动课程设计32工况分析及液压缸的选择2.1系统工况分析2.1.1工作负载计算钻镗两用组合机床的液压系统中，钻镗的轴向切削力为Ft。则最大切削力为12000N，有NFt120002.1.2惯性负载计算惯性负载NtvmmaFm10002.060620002.1.3阻力负载计算静摩擦阻力NGfFsfs4000200002.0动摩擦阻力NGfFdfd2000200001.0由此可得出液压缸的在各工作阶段的负载如下表工况负载组成负载值F推力m/F启动fsFF4000N4444N加速mfdFFF3000N3333N快进(匀速)fdFF2000N2222N工进（受切削力）tfdFFF14000N15556N反向启动fsFF-4000N-4444N反向加速)(mfdFFF-3000N-3333N快退（匀速）fdFF-2000N-2222N注：液压缸的机械效率取9.0m湖工大液压与气压传动课程设计42.2负载循环图和速度循环图的绘制根据上表中计算结果，绘制组合机床动力滑台液压系统的负载循环图如下图所示。（负号表示反向退回）01002003333222215556-4444-2222l/mmF/N4444-3333组合机床负载循环图上图表明，当组合机床动力滑台处于工作进给状态时，负载力最大为14000N。所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计参数进行绘制，已知快进和快退速度V1=V2=6m/min、快进行程L1=100mm、工进行程L2=100mm、快退行程L3=200mm，工进速度（0.020~1.200）m/min范围内无级调节。根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统的速度循环图如图2-2所示。湖工大液压与气压传动课程设计50100200l/mmm/min60.210.01-6图2-2组合机床液压系统速度循环图2.3主要参数的确定2.3.1液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，其值为15556N，其它工况时的负载都相对较低，参考表2-2和表2-3按照负载大小或按照液压系统应用场合来选择工作压力的方法，初选液压缸的工作压力p1=2.8MPa。表2-2按负载选择工作压力负载/KN55~1010~2020~3030~5050工作压力/MPa0.8~11.5~22.5~33~44~5≥5表2-3各种机械常用的系统工作压力机械类型机床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPa0.8~23~52~88~1010~1820~320.021.20湖工大液压与气压传动课程设计62.3.2液压缸主要尺寸由于工作进给速度与快速运动速度差别较大，且快进、快退速度要求相等。经查资料，一般采用杆定的安装形式，因此确定采用单杆双作用液压缸的差动连接方式