专用铣床的液压系统设计
专用铣床液压系统设计

摘要1.铣床概述铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。
铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。
2.液压技术发展趋势液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。
液压气动技术具有独特的优点,如:液压技术具有功率传动比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等优点;气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点,并易与微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。
主要发展趋势如下:1.减少损耗,充分利用能量2.泄漏控制3.污染控制4.主动维护5.机电一体化6.液压CAD技术7.新材料、新工艺的应用3. 主要设计内容本设计是设计专用铣床工作台进给液压系统,本机床是一种适用于小型工件作大批量生产的专用机床。
可用端面铣刀,园柱铣刀、园片及各种成型铣刀加工各种类型的小型工件。
设计选择了组成该液压系统的基本液压回路、液压元件,进行了液压系统稳定性校核,绘制了液压系统图,并进行了液压缸的设计。
关键词铣床;液压技术;液压系统;液压缸ABSTRACT1. Milling machine is general to stateMilling machine is to carry out the machine tool of milling processing with milling cutter for workpiece. Milling machine excludes can milling plane, groove, gear teeth, thread and spline axle are outside, can still process more complex type surface, efficiency has high planer comparatively, when mechanical production and repair department get extensive application.2. Hydraulic technology develops tendencyHydraulic technology is that the one of crucial technical, world countries that realize modern transmission and control give great attention to the development of hydraulic industry. Hydraulic pneumatic technology has unique advantage , such as: Hydraulic technology has power weight than is big, volume is little, frequently loud and high, pressure and rate of flow may control sex well, it may be flexible to deliver power , is easy to realize the advantages such as the sport of straight line; Pneumatic transmission has energy saving, free from contamination, low cost and safe reliable, structural simple etc. advantage , and is easy to form automatic control system with microelectronics and electric in technology. Develop tendency mainly to be as follows:1. Reduce wastage , use energy2 fully. Leak control3. Pollute control4. Defend5 initiatively. Electromechanical unifinication6. Hydraulic CAD technical7. The application of new material and new technology3. Design content mainlyQuantity of production. May use the garden column milling cutter, garden flat and milling cutter of end panel and is various to process the small-sized workpiece of various types into type milling cutter.Designing have selected to form hydraulic element and the basically hydraulic loop of this hydraulic system , have carried out hydraulic systematic stability school nucleus , have drawn hydraulic system to seek , and have carried out the design of hydraulic big jar.Key words milling machine;hydraulic technology;hydraulic system;hydraulic big jar目录摘要 2 毕业设计任务书 5 第一章专用铣床液压系统设计 7 1.1 技术要求 7 1.2 系统功能设计 71.2.1 工况分析 71.2.2 确定主要参数,绘制工况图 81.2.3 拟定液压系统原理图 101.2.4 组成液压系统 10 1.3系统液压元件、辅件设计12 第二章专用铣床液压系统中液压缸的设计17 2.1 液压缸主要尺寸的确定 17 2.2 液压缸的结构设计 20 致谢24 参考文献 25毕业设计任务书一、设计课题专用铣床液压系统设计二、设计依据某铣床工作台为卧式布置(导轨为水平导轨,其静、动摩擦因数µs=0.2;µd=0.1),拟采用缸筒固定的液压缸驱动工作台,完成工件铣削加工时的进给运动;工件采用机械方式夹紧。
专用铣床液压系统设计

专用铣床液压系统设计
专用铣床液压系统是由专用铣床夹具、液压支架、液压缸、电磁阀、液压泵等元件组
成的液压系统,其主要任务是控制专用铣床的动作,它可以通过液压缸,实现专用铣床夹
具的自动变位和调整机床行程,精确完成工件加工。
专用铣床液压系统可以实现液压支架
升降、专用铣床安装、回转把手控制及自动补偿运动等功能。
专用铣床液压系统的设计,需要考虑的因素比较多,需要从流体机械、电气和控制几
个方面进行全面的分析,在设计中要考虑材料的选择和结构的优化,流动压力、液力学和
振动的数值仿真分析,还要科学组织液压元件,应用液压控制理论,满足加工条件,确保
铣床运转可靠、平稳和安全,最终实现工件质量的最高效率加工。
专用铣床液压系统的设计一般要求满足下列条件:
(1)液压系统的设计必须与专用铣床的原理是一致的,以保证专用铣床的正常运行;
(2)液压系统要具备良好的密封性能,确保系统内部各液压元件安全运行;
(3)液压系统的各液压动力元件之间要有协调的控制和联调,使之形成完整的联动
系统;
(4)液压系统要采用可靠性高、操作简便、应用可靠性良好的液压控制元件和控制
系统。
专用铣床液压系统设计要求对液压工程的复杂性以及液压组件的精密性进行充分的考虑,要考虑如何优化液压系统的结构,实现液压系统的简化,提高工作效率、降低运行成本,可靠的保障工件的质量。
专用铣床液压系统设计课程设计

专用铣床液压系统设计课程设计专用铣床液压系统设计课程设计一、引言在现代机械加工领域,铣床是一种常用的机床设备。
为了提高铣床的运行效率和精度,液压系统被广泛应用于铣床中。
本课程设计旨在通过对专用铣床液压系统的设计,使学生掌握液压系统的原理和设计方法。
二、液压系统基础知识1. 液压系统概述液压系统是利用流体传递能量的一种动力传动系统。
它由液压泵、执行元件、控制元件和辅助元件等组成。
2. 液压传动基本原理液体在容器中形成封闭的流体传递介质,通过液压泵产生的高压油将能量传递到执行元件上,从而实现工作机构的运动。
3. 液压执行元件常见的液压执行元件包括油缸、马达和阀门等。
油缸通过受力面积差异实现线性运动,马达则通过转子与定子之间的摩擦力实现旋转运动。
三、专用铣床液压系统设计1. 设计目标专用铣床液压系统的设计目标是实现铣床的高效率、高精度和安全稳定的运行。
2. 系统组成专用铣床液压系统主要由液压泵、油缸、控制阀和辅助元件等组成。
液压泵负责产生高压油,油缸负责驱动工作台进行运动,控制阀则用于控制油液的流向和压力。
3. 液压系统参数选择根据铣床的工作要求和性能指标,选择合适的液压元件参数。
包括液压泵的流量、工作台的移动速度和承载能力等。
4. 液压系统布局设计根据铣床结构和工作台运动方式,合理布局液压元件。
保证油路畅通,减小能量损失和泄漏。
5. 液压系统控制策略设计根据铣床的工作过程,确定合理的控制策略。
可以采用手动控制或自动控制方式,实现对工作台运动的精确控制。
6. 液压系统安全保护设计在液压系统中添加安全保护装置,如过载保护阀、压力传感器和液压缸的行程限位装置等,以确保铣床的安全运行。
四、课程设计步骤1. 确定课程设计内容和目标明确课程设计的具体内容和目标,包括液压系统的基本原理、专用铣床液压系统的设计要求等。
2. 学习液压系统基础知识学生需要通过自学或教师讲解等方式,掌握液压系统的基本原理、执行元件和控制元件等知识。
专用铣床液压系统设计课程设计

专用铣床液压系统设计课程设计一、引言随着工业技术的不断进步,液压系统在机械设备中的应用越来越广泛。
专用铣床是一种常见的机械设备,其液压系统是确保其正常运行的重要组成部分。
本课程设计将对专用铣床液压系统进行设计,以确保其在工作过程中具有稳定、高效的性能。
二、液压系统设计原理液压系统是通过液体传递能量来实现机械运动的系统。
在专用铣床中,液压系统主要用于控制铣刀的进给、主轴的转速和位置,以及工作台的移动等。
液压系统的设计需要考虑以下几个方面:1. 工作压力:根据铣床的工作需求和液压元件的承载能力,确定液压系统的工作压力。
通常,专用铣床的工作压力在10-20MPa之间。
2. 流量需求:根据铣床的工作速度和移动距离,确定液压系统的流量需求。
流量的大小直接影响液压系统的响应速度和工作效率。
3. 液压元件的选择:根据液压系统的工作压力和流量需求,选择适当的液压元件,如液压泵、液压阀、液压缸等。
液压元件的选择要考虑其工作性能、可靠性和维护成本等因素。
4. 液压系统的控制方式:根据铣床的工作需求,确定液压系统的控制方式。
常见的控制方式有手动控制、自动控制和数控控制等。
三、液压系统设计步骤1. 确定系统要求:根据专用铣床的工作特点和要求,明确液压系统的工作压力、流量需求和控制方式等。
2. 选择液压元件:根据系统要求,选择合适的液压元件。
液压泵的选择要考虑其流量和压力特性;液压阀的选择要考虑其控制特性和可靠性;液压缸的选择要考虑其负载能力和运动特性等。
3. 绘制液压系统图:根据系统要求和液压元件的选择,绘制液压系统图。
液压系统图应包括液压泵、液压阀、液压缸等液压元件的连接关系和管路布置。
4. 计算液压系统参数:根据系统要求和液压元件的特性,计算液压系统的参数,如泵的流量和压力、液压缸的负载和速度等。
5. 设计液压系统控制装置:根据系统要求和控制方式,设计液压系统的控制装置。
控制装置可以采用手动操作、电气控制或计算机控制等方式。
专用铣床的液压系统

一、设计流程图液压系统设计与整机设计是紧密联系的,设计步骤的一般流程下面将按照这一流程图来进行本次液压课程设计。
二、设计依据:明确液压系统的设计要求 执行元件运动与负载分析 确定执行元件主要参数 拟定液压系统原理图 选择液压元件 验标液压系统性能是否通过?绘制工作图,编制技术文件是否符合要求? 结 束液压 CAD否否是是设计一台专用铣床的液压系统,铣头驱动电机的功率N=7.5KW,铣刀直径为D=100mm,转速为n=300rpm,若工作台重量400kg,工件及夹具最大重量为150kg,工作台总行程L=400mm,工进为100mm,快退,快进速度为5m/min,工进速度为50~1000mm/min,加速、减速时间t=0.05s,工作台用平导轨,静摩擦系数fj=0.2,动摩擦系数fd=0.1。
设计此专用铣床液压系统。
三、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 (一) 外负载Fw=1000P/V=60000·1000P/ 3.14Dn=4774.65N (二) 阻力负载静摩擦力:Ffj=(G1+G2)·fj其中 Ffj —静摩擦力N G1、G2—工作台及工件的重量N fj —静摩擦系数 由设计依据可得:Ffj=(G1+G2)·fj=(4500+1500)X0.2=1200N 动摩擦力Ffd=(G1+G2)·fd 其中 Ffd —动摩擦力N fd —动摩擦系数同理可得: Ffd=(G1+G2)·fd=(4500+1500)X0.1=600N(三) 惯性负载机床工作部件的总质量m=(G1+G2)/g=6000/9.81=611.6kg惯性力Fm=m ·a==1019.37N其中:a —执行元件加速度 m/s ² 0t u u a t-=ut —执行元件末速度 m/s ² u0—执行元件初速度m/s ²t —执行元件加速时间s因此,执行元件在各动作阶段中负载计算如下表所示: (查液压缸的机械效率为0.96,可计算液压缸各段负载,如下表) 工况 油缸负载(N ) 液压缸负载(N ) 液压缸推力(N ) 启动 F=Ffj 1200 1250 加速 F=Ffd+Fm 1619.37 1686.84 快进 F=Ffd 600 625 工进 F=Ffd+ Fw 5374.65 5598.60 快退F=Ffd600625按上表的数值绘制负载如图所示。
专业铣床液压系统课程设计

驻马店职业技术学院机电工程系液压传动课程设计设计题目:专用铣床的液压系统设计学生姓名:田瑞娟唐能胜张鹏学号:专业:机电一体化机电三班指导教师:晁红芬2012年6月引言一、设计题目及工况分析1运动参数分析2动力参数分析3液压缸在各阶段的负载及工况图二、计算液压缸尺寸和所需流量1、工作压力的确定2计算液压缸尺寸3、确定液压缸所需的流量三、确定液压系统方案,拟定液压原理图1、确定执行元件的类型2、换向阀确定3、调速方式的选择4、快进转工进的控制方式的选择5、终点转换控制方式的选择6、实现快速运动的供油部分设计四、液压系统工作原理五、液压泵的选择1、计算泵的压力2、计算泵的流量设计题目要求设计一台专用铣床的液压系统。
已知最大切削阻力9×10³N,切削过程要求实现“快进→工进→快退→原位停止”的自动循环。
采用液压缸驱动,工作台的快进速度为⒋5m/min,快进速度与快退速度相等。
进给速度范围为60~1000mm/min,要求无极调速,最大有效行程为400mm,工作台往复运动的加速﹑减速时间为0.5s,工作台自重为3×10³N,工作及夹具最大重量为10³N,采用平导轨,工作行程为200mm。
一工况分析1、运动参数分析动作循环图动作循环图速度循环图2、动力参数分析工作台的快进速度为4。
5m/s,工作进给速度范围为60~1000mm/min,要求无级调速,工作台往复的加速、减速时间为0。
05s,快退速度与快进速度相等。
(1)计算各阶段的负载启动和加速阶段的负载F qF q=Fj+F g+F mF1——静摩擦阻力Fg——惯性阻力Fm ——密封产生的阻力。
按经验可取Fm=0.1F qF q =F j +F g +F m =0.2×4000+ma+0.1F q =800+05.081.9605.44000⨯⨯⨯+0.1F qF q =956.85N快速阶段的负载F kj F kj =F dm +F m F dm ——动摩擦阻力F m ——密封阻力,取F m =0.1F dm F kj =F dm +F m =0.1×4000+0.1F kj F kj =444.44N 减速阶段F js F js =F dm +F m -F gF m ——密封阻力,取F m =0.1F jsF js =F dm +F m -F g =400+0.1F js -4000⨯5.081.960101000-5.43-⨯⨯⨯F js =391.59N④工进阶段F gjF gj =F dm +F qx +F m F qx ——切削力F gj =F dm +F qx +F m =0.1×4000+9000+0.1F gj F gj =10444.44N⑤制动F zdF zd =F m +F dm -F g =0.1×4000+0.1F zd -5.018.96010100040003-⨯⨯⨯⨯F zd =429.34N⑥反向启动F fgdF fgd =F m +F jm +F g =0.2×4000+0.1F fgd -5.018.96010100040003-⨯⨯⨯⨯F fgd =956.85N⑦快速上升F ktF kt =F m +F dm =0.1F kt +400 F kt =444.44N⑧反向制动F fzd =F m +F dm -F g =0.1F fzd +400-5.018.9605.44000⨯⨯⨯F fzd =376.49N3液压缸在各阶段的负载(2)绘制工况图(3)绘制工况图工况图二、计算液压缸尺寸和所需流量1、工作压力的确定工作压力可根据最大负载来确定,最大负载为10444.44N现按表1有关要求,取工作压力P=2.5MPa表1负载F/kN<55~1010~2020~3030~50>50工作压力0.8~1 1.5~2 2.5~33~44~5≥5~7p/MPa12、计算液压缸尺寸1)液压缸的有效面积A11A =ηP F =2646419.0105.244.10444mm ≈⨯⨯ 液压缸内径D D=mm 89.7614.346414A 41=⨯=π根据第4章有关要求取标准值D=80mm (表格如下)液压缸内径尺寸系列 mm(2)活塞杆直径要求快进与快退的速度相等,故用差动连接的方式。
专用铣床液压系统设计课程设计

专用铣床液压系统设计课程设计引言:专用铣床液压系统设计是现代工程领域中一门重要的课程。
液压系统在工业生产中起着至关重要的作用,而专用铣床液压系统则是在铣床加工过程中用于控制和驱动铣刀、工作台等部件的关键系统。
本文将介绍专用铣床液压系统的设计过程和原理,并提供一些设计方案和注意事项。
一、液压系统的基本原理液压系统利用液体传递力和能量,实现机械设备的控制和驱动。
液压系统由液压泵、液压缸、液压阀和液压管路等组成。
液压泵通过机械能转化为液体压力能,液压阀控制液体的流动方向和流量,液压缸则将液体的压力能转化为机械能。
二、专用铣床液压系统设计的基本要求1. 功能要求:液压系统应能够实现铣床的各种操作,如起动、加工和停止等。
2. 系统稳定性:系统在工作过程中应具有较高的稳定性和可靠性,能够保证加工精度和加工质量。
3. 控制灵活性:液压系统应具备灵活的控制能力,能够满足不同加工工件的需求。
4. 安全性:液压系统设计应考虑到安全因素,如过载保护、漏油报警等。
5. 经济性:液压系统的设计应尽可能降低成本,并提高能源利用效率。
三、专用铣床液压系统设计的步骤1. 确定系统的工作压力和流量:根据铣床的加工要求和工作负荷,确定液压系统的工作压力和流量。
同时要考虑系统的泄漏和能量损失。
2. 选择液压元件:根据系统的工作压力、流量和控制要求,选择合适的液压泵、液压缸、液压阀等元件。
要考虑到元件的质量、可靠性和维修方便性。
3. 设计液压回路:根据铣床的工作过程和控制要求,设计合适的液压回路。
液压回路的设计应考虑到系统的稳定性、控制灵活性和安全性。
4. 设计液压管路:根据液压回路的设计,设计合适的液压管路。
液压管路的设计应考虑到管路的阻力、泄漏和安装方便性。
5. 进行系统的仿真和优化:通过液压系统仿真软件对系统的性能进行评估和优化,以确保系统的稳定性和可靠性。
6. 进行系统的实验验证:根据设计结果,进行液压系统的实验验证。
通过实验数据的分析和对比,评估系统的性能和可靠性。
专用铣床液压系统的设计

20** 届毕业设计(论文)材料系、部:学生姓名:指导教师:职称:专业:班级:学号:20**年05月20**届毕业设计(论文)课题任务书系:机械工程系专业:机械制造与自动化20**届毕业设计说明书专用铣床液压系统设计系、部:学生姓名:指导教师:职称专业:班级:完成时间:摘要1.铣床概述铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。
铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。
2.液压技术发展趋势液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。
液压气动技术具有独特的优点,如:液压技术具有功率传动比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等优点;气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点,并易与微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。
主要发展趋势如下:1.减少损耗,充分利用能量2.泄漏控制3.污染控制4.主动维护5.机电一体化6.液压CAD技术7.新材料、新工艺的应用3. 主要设计内容本设计是设计专用铣床工作台进给液压系统,本机床是一种适用于小型工件作大批量生产的专用机床。
可用端面铣刀,园柱铣刀、园片及各种成型铣刀加工各种类型的小型工件。
设计选择了组成该液压系统的基本液压回路、液压元件,进行了液压系统稳定性校核,绘制了液压系统图,并进行了液压缸的设计。
关键词铣床;液压技术;液压系统;液压缸ABSTRACT1. Milling machine is general to stateMilling machine is to carry out the machine tool of milling processing with milling cutter for workpiece. Milling machine excludes can milling plane, groove, gear teeth, thread and spline axle are outside, can still process more complex type surface, efficiency has high planer comparatively, when mechanical production and repair department get extensive application.2. Hydraulic technology develops tendencyHydraulic technology is that the one of crucial technical, world countries that realize modern transmission and control give great attention to the development of hydraulic industry. Hydraulic pneumatic technology has unique advantage , such as: Hydraulic technology has power weight than is big, volume is little, frequently loud and high, pressure and rate of flow may control sex well, it may be flexible to deliver power , is easy to realize the advantages such as the sport of straight line; Pneumatic transmission has energy saving, free from contamination, low cost and safe reliable, structural simple etc. advantage , and is easy to form automatic control system with microelectronics and electric in technology. Develop tendency mainly to be as follows:1. Reduce wastage , use energy2 fully. Leak control3. Pollute control4. Defend5 initiatively. Electromechanical unifinication6. Hydraulic CAD technical7. The application of new material and new technology3. Design content mainlyQuantity of production. May use the garden column milling cutter, garden flat and milling cutter of end panel and is various to process the small-sized workpiece of various types into type milling cutter.Designing have selected to form hydraulic element and the basically hydraulic loop of this hydraulic system , have carried out hydraulic systematic stability school nucleus , have drawn hydraulic system to seek , and have carried out the design of hydraulic big jar.Key words milling machine;hydraulic technology;hydraulic system;hydraulic big jar目录摘要 2 毕业设计任务书 5 第一章专用铣床液压系统设计 7 1.1 技术要求 7 1.2 系统功能设计 71.2.1 工况分析 71.2.2 确定主要参数,绘制工况图 81.2.3 拟定液压系统原理图 101.2.4 组成液压系统 10 1.3系统液压元件、辅件设计12 第二章专用铣床液压系统中液压缸的设计17 2.1 液压缸主要尺寸的确定 17 2.2 液压缸的结构设计 20 致谢24 参考文献 25毕业设计任务书一、设计课题专用铣床液压系统设计二、设计依据某铣床工作台为卧式布置(导轨为水平导轨,其静、动摩擦因数µs=0.2;µd=0.1),拟采用缸筒固定的液压缸驱动工作台,完成工件铣削加工时的进给运动;工件采用机械方式夹紧。
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液压传动课程设计题目名称专用铣床的液压系统设计专业班级学生姓名学号指导教师机械与车辆工程系二○一六年月日目录液压传动课程设计任务书.................................................... - 3 -蚌埠学院本科课程设计评阅表................................................ - 4 -1 分析负载............................................................... - 5 - 1.1 负载分析.............................................................. - 5 - 1.1.1 外负载.............................................................. - 5 - 1.1.2 惯性负载............................................................ - 5 -1.1.3 阻力负载............................................................ - 5 -2 确定执行元件主要参数................................................... - 6 -3 设计液压系统方案和拟定液压系统原理图................................... - 8 -3.1 设计液压系统方案...................................................... - 8 - 3.2 选择基本回路.......................................................... - 9 - 3.2.1 调速回路............................................................ - 9 - 3.2.2 换向回路和卸荷回路.................................................. - 9 - 3.2.3 快速运动回路....................................................... - 10 - 3.2.4 压力控制回路....................................................... - 10 -3.3 将液压回路综合成液压系统............................................. - 11 -4 选择液压元件.......................................................... - 12 - 4.1 液压缸............................................................... - 12 - 4.2 阀类元件及辅助元件................................................... - 13 - 4.3 油管................................................................. - 14 -4.4 油箱................................................................. - 14 -5 验算液压系统性能....................................................... - 14 -5.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值................................. - 14 - 5.2 验算油液温升......................................................... - 16 - 设计小结.............................................................. - 17 -参考文献.............................................................. - 18 -蚌埠学院机械与车辆工程系液压传动课程设计任务书班级姓名学号指导教师:一、设计题目:设计一台专用铣床的液压传动系统,若工作台、工件和夹具的总重量力为14000N,轴向切削力为10KN,工作台总行程300mm,工作行程180mm,快进与快退速度均为6m/min,工进速度为30-800mm/min,加速和减速时间均为0.05s,工作台采用平导轨,静摩擦系数为0.2,动摩擦系数为0.1,设计该机床的液压传动系统。
二、设计要求:液压系统图拟定时需要提供2种以上的设计方案的选择比较。
从中选择你认为更好的一种进行系统元件选择计算。
三、工作量要求1·液压系统图1张(A1)2·液压缸装配图1张3·设计计算说明书1份四、设计时间:2016年6月6日--2016年6月12日蚌埠学院本科课程设计评阅表机械与车辆工程系2015级专业1 分析负载1.1 负载分析1.1.1 外负载Ft=10KN1.1.2 惯性负载机床工作部件的总质量m=1400kg,取t=0.05s。
Fm=mΔv/Δt=1400×[6/(0.05×60)]=2800N1.1.3 阻力负载机床工作部件对动力滑台导轨的法向力为Fn=mg=14000N静摩擦阻力F fs =fsFn=0.2×14000=2800N动摩擦阻力F fd =fdFn=0.1×14000=1400N由此得出液压缸在各工作阶段的负载如下表。
按上表数值绘制负载图由于V1=V3=6m/min,l1=120mm,l2=180mm,快退行程l3= l1+ l2=300mm,工进速度V2=0.1m/min,由此可绘出速度图。
a.负载图b.速度图2 确定执行元件主要参数由资料查得,组合机床在最大负载约为10000N时液压系统宜取压力P=2.5Mpa,鉴于动1力滑台要求快进、快退速度相等,这里的液压缸用单活塞杆是的,并在快进时作差动连接。
这种情况下液压缸无杆腔的工作面积A1,应为有杆腔工作面积A2的两倍,即=A1/A2=2,而活塞杆直径d与缸筒直径D成d=0.707D的关系。
在铣屑加工时,液压缸回路上必须具有背压P2,以防止铣屑完成时滑台突然前冲。
查表可得P2=0.6Mpa。
快进时液压缸作差动连接,管路中有压力损失,有杆腔的压力应略大于无杆腔,但其差值较小,可先按0.3Mpa考虑,快退时回油腔中是有背压的,这时P2也可按0.6Mpa 估算。
有工进时的负载按上表中的公式计算液压缸面积A 2=114000.95(2.5×2-0.6)=27.27×10-4m2A1=φA2=2A2=2×27.27×10-4=54.54×10-4m2D=4A1π=4×54.54×10-43.14=0.083m d=0.707D=0.083×0.707=0.059m将这些直径按GB/t 2348-2001圆整成就近标准值得D=0.09md=0.06m由此求得液压缸两腔的实际有效面积A1=πD2/4=63.585×10-4m2,A2=π(D2-d2)/4=35.325×10-4m2。
经验算,活塞杆的强度和稳定性均符合要求。
根据上述D和d的值,可估算出液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率,入下表所示,并据此绘出工况图。
工况图设计液压系统方案和拟定液压系统原理图3.1 设计液压系统方案由于该机床是固定式机械,且不存在外负载对系统作功的工况,并有工况图知,这台机床液压系统的功率小,滑台运动速度低,工作负载变化小。
查表可得该液压系统以采用节流调速方式和开式循环为宜。
现采用进油路节流调速回路,为解决铣削完成时滑台突然前冲的问题,回油路上要设置背压阀。
从工况图中可以清楚地看到,在这个液压系统的工作循环内,液压缸要求油源交替的提供低压大流量和高压小流量的油液。
最大流量约为最小流量的33倍,而快进加快退所需要的时间t1和工进所需要的时间t2分别为亦即是t1/t2=26。
因此从提高系统效率、节省能量的角度来看,采用单个定量液压泵作为油源显然是不合适的,而宜采用大、小两个液压泵自动两级并联供油的油源方案。
3.2 选择基本回路由于不存在负载对系统作功的工况,也不存在负载制动过程,故不需要设置平衡及制动回路。
但必须具有快速运动、换向、速度换接以及调压、卸荷等回路。
3.2.1 调速回路由工况图可知,该铣床液压系统功率小,因此选用节流调速方式,滑台运动速度低,工作负载为阻力负载且工作中变化小,故可选用进口节流调速回路。
为防止铣削时负载突然消失引起运动部件前冲,在回油路上加背压阀。
由于系统选用节流调速方式,系统必然为开式循环系统。
考虑到铣削加工中有顺铣和逆铣两种工况,宜采用调速阀来保证速度稳定,并将调速阀装在液压缸回油路上起阻力作用,使工作台低速运动时比较平稳,如下图a、b所示,由于本系统滑台由快进转为工进时,速度变化不大,为减少速度换接时的液压冲击,从节约成本考虑,而从提高系统效率、节省能量角度来看,我们选用选用双联叶片泵供油的油源方案。
a b3.2.2 换向回路和卸荷回路铣床工作台采用单活塞杆液压缸驱动。
由工况图可知,输入液压缸的流量由17L/min降至0.6L/min,滑台的速度变化较大,可选用行程阀来控制速度的换接,以减小液压冲击。
当滑台由工进转为快退时,回路中通过的流量很大——进油路中通过21L/min,回油路中通过21×(63.585/35.325)L/min=37.8L/min 。
为了保证换向平稳起见,宜采用换向时间可调的电液换向阀式换接回路。
由于这一回路还要实现液压缸的差动连接,所以换向阀必须是五通的,如下图所示。
3.2.3 快速运动回路为实现工作台快速进给,选用三位五通电磁换向阀构成液压缸的差动连接。
这种差动连接的快速运动回路,结构简单,也比较经济,如下图a所示。
在图b中结构复杂不利于控制,所以选择a所示的回路,一起同上图组成的快速换向回路,同样可以实现差动连接。