专用卧式铣床液压系统设计

--I摘要随着现代机械制造工业的快速发展，制造装备的改进显得尤为重要，尤其是金属切削设备的改造是提高生产力一项重要因素。专用铣床液压系统的设计，除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外，还必须符合体积小、重量轻、成本低、效率高、结构简单、工作可靠、使用和维修方便等一些公认的普遍设计原则。铣床液压系统的设计主要是根据已知的条件，来确定液压工作方案、液压流量、压力和液压泵及其它元件的设计。通过对专用铣床进行改造实现液压夹紧和液压进给，使其在生产过程中据有降低成本、工作可靠平稳，易于实现过载保护等优点。关键词:现代机械，液压系统，液压夹紧，液压进给--IIAbstractAlongwiththerapiddevelopmentofmachinerymanufacturingindustry,manufacturingequipmentimprovementisparticularlyimportant,especiallymetalcuttingequipmentisanimportantfactortoimproveproductivity.Specialmillinghydraulicsystemdesign,besidescontentedinactionandthemainperformancerequirements,stillmustaccordwithsmallvolume,lightweight,lowcost,highefficiencyandreliablework,simplestructure,convenientmaintenanceanduseofuniversaldesignprinciples,somerecognized.Millinghydraulicsystemdesignismainlybasedonthecondition,knowntodeterminetheworkplan,hydraulicpumpandhydraulicpressure,flowandothercomponentsofthedesign.Throughthemodificationofspecialmachinerealizationofhydraulicclampingandhydraulicpressurefeedintheproductionprocesstoreducecost,stableandreliable,easytoachieveworkoverloadprotection,etc.Keywordsmodernmechanical，hydraulicdrivesystem，hydraulicclamping，hydraulicfeeding目录摘要................................................................................................IAbstract..........................................................................................II1绪论................................................................................................12、负载与运动分析..........................................................................23、确定液压系统主要参数..............................................................43.1初选液压缸工作压力..........................................................................43.2计算液压缸主要尺寸..........................................................................44、拟定液压系统原理图..................................................................74．1选择基本回路.....................................................................................74．2组成液压系统.....................................................................................95、计算和选择液压件....................................................................115．1．确定液压泵的规格........................................................................115.2确定电动机功率................................................................................115．3确定其它元件及辅件......................................................................126、验算液压系统性能................................................错误！未定义书签。6．1验算系统压力损失....................................................错误！未定义书签。6．2验算系统发热与温升...............................................错误！未定义书签。7、液压系统结构设计................................................错误！未定义书签。总结...............................................................................错误！未定义书签。致谢............................................................................错误！未定义书签。参考文献......................................................................错误！未定义书签。11绪论1．课题简介:本课题的思想主要是通过对现有的卧式铣床进行分析和计算，设计出专用于自动化生产的专用机床，根据设计要求将其改良，使之达到较理想的方案。2．设计内容及要求题目：在卧式铣床上设计一个夹紧进给液压系统，完成工件的先夹紧后、后进给任务,工作原理如下：夹紧油缸：快进→慢进→达到夹紧力后启动进给油缸工作进给油缸：快进→慢进→达到进给终点→快速退回夹紧油缸快速退回。夹紧缸快进速度：0.05m/s夹紧缸慢进速度：0.008mm/s最大夹紧力：40KN进给油缸快进速度：0.18m/s进给油缸慢进速度：0.018m/s最大切削力：120KN进给工作部件总质量：m=250Kg夹紧缸行程：用行程开关调节（最大250mm）进给缸行程：用行程开关调节（最大1000mm）22、负载与运动分析已知最大夹紧力为40KN，则夹紧油缸工作负载140FKN，液压缸的机械效率取0.9m则推力144.44mFKN，由于夹紧工作工作部件总质量很小，可以忽略。则惯性负载10mF阻力负载110fsfdFF。夹紧缸快进、快退速度：11v=13v=0.05m/s，夹紧缸慢进速度：12v=8mm/s。夹紧缸行程：用行程开关调节最大250mm已知最大切削力为120KN，则进给油缸工作负载2120FKN。进给工作部件总质量：250mkg，取静摩擦因数为0.2sf，动摩擦因数为0.1df；取往复运动的加速、减速时间0.2s。进给油缸快进、快退速度：111v=113v=0.18m/s，进给油缸慢进速度：112v=0.018m/s，进给缸行程：用行程开关调节最大1000mm。由式mvFmt式（2—1）式（2—1）中m—工作部件总质量v—快进或快退速度t—运动的加速、减速时间由式（2—1）求得惯性负载1110.182502250.2mvFmNNt再求的阻力负载静摩擦阻力0.22509.8490fSFNN动摩擦阻力0.12509.8245fdFNN取液压缸的机械效率取0.9m则推力2133606fdmFFN综上所诉得出液压缸在各工作阶段的负载表2—1和表2—2。表2—1夹紧缸各工作阶段的负载F(N)工况负载组合负载值工况负载组合负载值启动1fsFF0工进11fdFFF40000加速11fdmFFF0快退1fdFF0快进1fdFF0表2—2进给缸各工作阶段的负载F(N)工况负载组合负载值工况负载组合负载值启动fsFF490工进2fdFFF120245加速fdmFFF470快退fdFF2453快进fdFF245根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可分别绘制出两油缸工作负载图F-l和速度图-l，如图2-1，图2-2所示。夹紧缸负载图F-l进给缸负载图F-l图2-1夹紧缸速度图-l进给缸速度图-l图2-243、确定液压系统主要参数3.1初选液压缸工作压力根据系统中夹紧油缸工作最大负载为140FKN，在工进时负载最大，在其它工况负载很小，参考《机械设计手册》初选液压缸的工作压力p1=4MPa。进给油缸工作最大负载为2120FKN，在工进时负载最大，在其它工况负载较小，参考《机械设计手册》初选液压缸的工作压力p1=8MPa。3.2计算液压缸主要尺寸机床没要求快退速度这里选取液压缸快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式即液压缸有（A1=2A2）。工进时为防止冲击现象，液压缸的回油腔应有背压，参考《机械设计手册》由于选用有杆腔回油路直接油缸，背压可忽略不计，选此背压为p2=0MPa。无杆腔回油路带调速阀的系统，这时参考《机械设计手册》可选取背压为p2=0.5MPa。由式1122mFpApA式（3-1）在式（3-1）中1p、2p—分别为缸的工作压力、回油路背压1A、2A—分别为缸的无杆腔工作面积、有杆腔工作面积F—缸的工作负载m—液压缸的机械效率，取0.9m再根据122AA，得1212mFApp，求得夹紧油缸无杆腔工作面积1210.0119Am进给油缸无杆腔工作面积210.0172Am由14AD得，夹紧油缸活塞直径11123.1Dmm进给油缸活塞直径1148.0Dmm由d0.717D得，11d88.26mm，1d106.12mm，参考/23481993GBT，圆整后取标准数值，得夹紧缸11125Dmm，11d90mm，进给缸1150Dmm，1d105mm。查看产品样本选择HSG型工程液压缸。由214DA，2224DdA求得液压缸两腔的实际有效面积为5夹紧缸两腔的实际有效面积为142112310Am，14225910Am进给缸两腔的实际有效面积为422176.610Am，42290.010Am经检验，参考表3-1，活塞杆强度和稳定性均符合要求。表3-1按工作压力选取d/D工作压力/MPa≤5.05.0~7.0≥