液压传动课程设计——成型铣刀加工出成型面的液压专用铣床

课程设计课程名称：成型铣刀加工出成型面的液压专用铣床学院：职业技术学院专业：机械设计制造姓名：胡蕤学号：1020020160年级：大三任课教师：何玲2012年10月16日目录1．概述.......................................................................................................................31.1课程设计的目的.........................................................................................31.2课程设计的要求.........................................................................................31.3课程设计题目描述和要求.........................................................................31.4设计内容及步骤.........................................................................................42.液压系统设计计算................................................................................................42.1设计要求及工况分析.................................................................................42.1.1工况分析.............................................................................................42.1.2确定液压系统方案..............................................................................62.2确定液压系统主要参数...............................................................................72.2.1初选液压缸工作压力..........................................................................72.2.2计算液压缸主要尺寸..........................................................................72.3拟定液压系统原理图.................................................................................92.3.1选择基本回路.....................................................................................92.3.2组成液压系统...................................................................................112.4计算和选择液压件.....................................................................................112.4.1确定液压泵的规格和电动机功率...................................................112.4.2确定其它元件及辅件.......................................................................122.5验算液压系统性能.....................................................................................142.5.1验算系统压力损失...........................................................................142.5.2验算系统发热与温升.......................................................................173．总结.....................................................................................................................184.致谢........................................................................................................................185.参考文献................................................................................................................1931．概述1.1课程设计的目的本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。课程设计报告书概括性的介绍了设计过程，对设计中各部分内容作了重点的说明、分析、论证和必要的计算，系统性整理、表达了设计过程中涉及到的专业知识和基本要求，有条理的表达了自己对本课程设计的阐述。1.2课程设计的要求(1)液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。(2)液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学生必须发挥主观能动性，积极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、给数据、定方案。(3)设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件，因而不能盲目地抄袭资料，必须具体分析，创造性地设计。(4)学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。1.3课程设计题目描述和要求设计一台用成型铣刀加工的液压专用铣床，要求机床工作台上一次可安装两只工件，并能同时加工。工件的上料、卸料由手工完成，工件的夹紧及工作台进给由液压系统完成。机床的工作循环为：手工上料—工件自动夹紧—工作台快进—铣削进给（工进）—工作台快退—夹具松开—手工卸料。对液压系统的具体参数要求：运动部件总重G=23000N，切削力Fw=15000N;快进行程l1=300mm，工进行程l2=80mm；快进、快退速度v1=v3=5m/min,工进速度v2=100~600mm/min，启动时间Δt=0.5s；夹紧力Fj=3000N,行程lj=15mm，夹4紧时间Δtj=1s。工作台导轨采用平导轨，导轨间静摩擦系数fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1，要求工作台能在任意位置上停留。设计任务：（1）确定执行元件（液压缸）的主要结构尺寸（D、d等）（2）确定系统的主要参数；（3）选择各类元件及辅件的形式和规格，列出元件明细表；（4）绘制正式液压系统图1.4设计内容及步骤(1)阅读、研究设计任务书，明确设计内容和要求，了解原始数据和工作条件；(2)收集有关资料并进一步熟悉课题。(3)明确设计要求进行工况分析；(4)确定液压系统主要参数；(5)拟定液压系统原理图；(6)计算和选择液压件；(7)验算液压系统性能；(8)选择各类元件及辅件的形式和规格，列出元件明细表；(9)绘制正式的液压原理图。2.液压系统设计计算2.1设计要求及工况分析2.1.1工况分析液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流量）的依据。负载分析:工作台液压缸工作负载：工作负载即为切削阻力FFwL=15000N摩擦负载：摩擦负载即为导轨的摩擦阻力动摩擦负载00N2323000*0.1G*dfdfFNGF460023000*2.0*fsfs静摩擦负载5惯性负载NF2.3915.0083.08.923000tvgGi运动时间快进s6.3510*300vlt3111工进s860080vlt222快退s56.4510*)80300(vllt33213设液压缸的机械效率ηcm=0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。工况负载组成液压缸负载F/N液压缸推力F0=F/ηcm/N启动加速快进工进反向启动加速快退fsFFifdFFFfdFFLFFFfdfsFFifsFFFfdFF46002691.223001730046004991.223005111.112990.222555.56192225111.115545.782555.56表1液压缸各阶段的负载和推力根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-t和速度循环图v-t，如图1所示图1负载循环图和速度循环图62.2.3确定液压系统方案A、回路方式的选择一般选用开式回路，即执行元件的排油回油箱，油液经过沉淀、冷却后再进入液压泵的进口。由于铣床的输出参数要求高精度控制，因此应对输出量进行检测然后反馈控制液压系统的压力和流量，即构成系统的大闭环控制。B、液压介质的选择普通液压系统选用矿物油型液压油作为工作介质，其中室内液压设备多选用气轮机油和普通液压油;室外液压设备则应选用抗磨液压油或低凝液压油。对某些热加工设备或井下液压系统，应选用耐燃介质，如磷酸酯液、水-乙二醇、乳化液等。由于本课程是在室内进行加工，所以应选用气轮机油和普通液压油待介质选定后，在设计和选用液压元件时应考虑它们与所选介质的相容性和耐腐蚀性。C、分析液压系统工况初定系统压力范围对液压系统各执行元件整个工作循环的速度、负载变化规律(如负载速度谱)进行分析，确定各执行元件的最大负载，最低和最高运动速度，工作行程及最大行程，列表备用。液压系统的压力即泵的出口压力与液压设备的工作环境、负载精度要求等有关，常用的液压系统的压力推荐值可参阅有关手册。D、执行元件的选择(1)用于实现连续的回转运动，选用液压马达。若转速高于500r/min,可直接选用高速液压马达，如齿轮马达、双作用叶片马达和轴向柱塞马达,其中轴向柱塞马达又分为定量马达和变量马达。若转速低于500r/min，可选用低速液压马达或高速液压马达等机械减速装置。(2)要求机床工作台上一次可安装两只工件，并能同时加工，因此选用双向工作进给，且