卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统设计
卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统(word文档良心出品)
大学液压与气压课程设计说明书题目卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统专业机械设计制造及其自动化班级机制0912姓名。
学号。
指导教师职称。
2012年10月14 日目录第一章明确液压系统的设计要求 (3)第二章负载与运动分析 (3)第三章确定液压系统主要参数 (4)第四章拟定液压系统原理图 (5)第五章计算和选择液压件 (8)第六章液压缸设计基础 (13)第七章验算液压系统性能 (18)设计小结 (19)参考文献 (19)引言液压传动是用液体作为来传递能量的液压传动有以下优点易于获得较大的力或力矩功率重量比大易于实现往复运动易于实现较大范围的无级变速传递运动平稳可实现快速而且无冲击与机械传动相比易于布局和操纵易于防止过载事故自动润滑、元件寿命较长易于实现标准化、系列化。
液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。
而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量因此液压基本回路的作用就是三个方面控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。
所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。
液压系统已经在各个部门得到广泛的应用而且越先进的设备其应用液压系统的部门就越多。
第一章 明确液压系统的设计要求1.设计要求设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统，动力滑台的工作循环是：快进——工进——快退——停止。
液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力为用21000N,移动部件总重力为10000N ，快进行程为 100mm ，快进与快退速度均为 4.2m ／min ，工进行程为 20mm ，工进速度为 0.05m ／min ，加速、减速时间为0.2s ，利用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，动力滑台可以随时在中途停止运动，试设计该组合机床的液压传动系统。
第二章 负载与运动分析负载分析中 暂不考虑回油腔的背压力 液压缸的密封装置产生的摩擦阻力 在机械效率中加以考虑。
液压传动课程设计-卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统
液压传动课程设计-卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统一、课程设计要求1. 设计卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。
2. 列出液压系统的工作原理图和液压元件的选型计算书。
3. 进行机床的控制系统设计及编写控制程序。
二、机床结构简介卧式单面多轴钻孔组合机床是一种多功能机床，可钻、攻丝、铰孔、铣槽、半圆弧等复合工艺操作，适广泛用于水泵、汽车、空气压缩机、发电机、电机、气动工具及家具等行业的生产制造。
机床结构主要由床身、主轴箱、工作台、电气系统、液压系统等组成。
其中，床身用于支撑整机，主轴箱用于装配主轴及各个传动装置，工作台用于夹持工件及执行传动。
注：本设计仅涉及液压系统部分的工作原理图和液压元件的选型。
三、液压系统工作原理图液压系统主要用于机床的升降、夹紧、进给等控制操作。
下面的工作原理图展示了该机床的主要液压系统结构。
液压油泵为双联泵，分别提供高压和低压液压油，高压系统主要用于机床的动力传输和工作台的升降，低压系统则用于工作台和主轴箱的夹持、进给和径向递进。
四、液压元件的选型计算本文中设计的液压系统主要包括液压油泵、液压缸、液压阀、液压滤清器、液压压力表等液压元件。
针对所需控制的液压作用，根据相应的公式和数据手册，进行液压元件的选型计算。
液压元件选型计算书如下：五、控制系统设计本设计中，机床的控制系统主要由PLC控制器、触摸屏、传感器、执行器和电磁阀等组成，通过编写相应的控制程序，实现机床的高效稳定运行。
液压系统的控制程序中主要包括如下控制命令：1. 单向液压缸的伸出和缩回控制命令。
2. 双向液压缸的伸出和缩回控制命令。
3. 液压油泵的控制启停命令。
4. 电磁阀的开关控制命令。
5. 液压滤清器的定期清洗命令。
通过不同的控制命令组合，可以实现机床的不同运动状态和操作需求，从而提高机床的生产效率和工作质量。
六、总结本文对卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统进行了详细介绍，并给出了液压系统的工作原理图和液压元件的选型计算书，同时简要讲述了机床的控制系统设计流程和控制命令。
设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统
2
第一张 明确液压系统的设计要求
设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要实现的动作顺 序为�启动→加速→快进→减速→工进→快退→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 Fg=30000N�移动部件总重量 G�10000N�快进 行程长度 150mm 工进行程 30mm�快进、快退的速度为 4.2m/min�工进速度 �20~1000�mm/min�其中 20mm/min 为粗加工� 1000mm/min 为精加工�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。液压 系统的执行元件使用液压缸。
� � A2 � � D 2 � d 2 4 � 32.43 �10 �4 m 2
工作台在快进过程中�液压缸采用差动连接�此时系统所需要的流量为
q快进 � � A1 � A2 �� v1 � 23 .07 L min
工作台在快退过程中所需要的流量为
q 快退 � A2 � v3 � 22 .7 L min
1
引言
液压传动是用液体作为来传递能量的�液压传动有以下优点�易于获得较大 的力或力矩�功率重量比大�易于实现往复运动�易于实现较大范围的无级变速� 传递运动平稳�可实现快速而且无冲击�与机械传动相比易于布局和操纵�易于 防止过载事故�自动润滑、元件寿命较长�易于实现标准化、系列化。
液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量�而液压介质的能量是由其 所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的 压力和流量�因此液压基本回路的作用就是三个方面�控制压力、控制流量的大 小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类�压 力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。
卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统方案
卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统设计要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进工进快退停止。
主要性能参数与性能要求如下：切削阻力FL=30468N；运动部件所受重力G=9800N：快进、快退速度5= p3=O.lm/s,工进速度p2=0.88X 10-3m/s；快进行程Ll = 100mm,工进行程L2=50mm：往复运动的加速时间△ t=0.2s；动力滑台釆用平导轨，静摩擦系数2=0.2,动摩擦系数P d=0.1o液压系统执行元件选为液压缸。
液压传动课程设计一般包括以下容：(1)明确设计要求进行工况分析；(2)确定液压系统主要参数；(3)拟定液圧系统原理图；(4)计算和选择液压件；(5)验算液圧系统性能；(6)编制技术文件。
1•负载分析1)切削阻力F L=30468N2)计算摩擦阻力静摩擦阻力：F s=UsG=0.2X9800=1960N动摩擦阻力：F d=u d G=0」X9800=980N3)计算惯性阻力F"』也9800x0.匕拠g t 9.8 x 0.24)计算各工况负载反向启动 Fs=u s G 1960 2180 加速 F (i=U (jG+ Fm 1480 1640 快退 Fd=UdG 980 1090 制动F d =u d G- F m480530这里取液压缸效率为0・92.绘制液压缸的F-t 图与v-t 图1） 工进速度 V2=0.88mm/s 2） 快进，快退时间 快进：ti=Ll/vl=ls 工进：t 2=L2/v2=56.8s 快退：t3=（Ll+L2）/v3=1.5s3） 绘制液压缸的F-t 图与v-t 图 如图3 •确定液压系统参数1）初选液压工工作压力由工况分析可知，工进阶段的负载力最大，所以，液压缸的工作压力按此负载力计算，根据 液压缸与负载关系以及列表，选pi=40x 105Pa.本机床为钻孔组合机床，为防止钻通时发生 前冲现象，液压缸回油腔应有背压，设背压P 2=6X 10?Pa,为使快进快退速度相等，选用 A 1=2A 2,差动油缸，假宦快进，快退的回油压力损失为Ap=7xlO 5Pa u 2）计算液压缸尺寸由工进工况出发，计算汕缸大腔面积，由（PI A I ・P ?A2）n m =F 得液丿k.缸直径D= * -—- = '4x94 5 圆整后取标准直径=0.707 x 110=77.8mm,圆整后取标准直径d=80mm则液压缸有效面积为A 町D2=95昭A 2=£（ DTM4.7c 時3）计算液压缸在工作循环中各阶段的压力，流量和功率使用值 液压缸工作循环各阶段压力，流量和功率计算结果如下表工况计算公式F/N^p! MpaP 】/mpaq/(m 3/s) p/kW启动nF + S21800.43快 进 加速q=( Ai-Az)vi16400.70.95F _ 31448〃(刃-牛)0.9(40-》=94.5cm 2因为A i=2Az ＞所以d=4）绘制液压缸工况图如图4.拟定液压系统图1）选择液压回路（1）调速方式。
卧式单面多轴钻孔组合机床液压课程设计
卧式单面多轴钻孔组合机床液压课程设计以卧式单面多轴钻孔组合机床液压课程设计为标题，本文将从机床结构设计、液压系统设计、控制系统设计三个方面进行详细阐述。
一、机床结构设计卧式单面多轴钻孔组合机床是一种具有多轴钻孔功能的机床，其结构设计至关重要。
在设计过程中，需要考虑以下几个方面：1.1 机床整体结构设计卧式单面多轴钻孔组合机床的整体结构应具有良好的刚性和稳定性，以确保加工过程中的精度和稳定性。
同时，还需要考虑机床的操作便捷性和安全性。
1.2 主轴设计主轴是机床的核心部件之一，其设计应考虑主轴的转速范围、功率和扭矩需求，以满足不同工件的加工要求。
1.3 工作台设计工作台是机床上用于夹持工件的部件，其设计应考虑工件的尺寸和重量，以确保工件在加工过程中的稳定性和精度。
二、液压系统设计液压系统是卧式单面多轴钻孔组合机床的重要组成部分，其设计应满足以下要求：2.1 液压元件的选择液压系统中的液压元件包括液压泵、液压马达、液压缸等，其选择应根据机床的工作负荷和工作条件进行合理搭配，以确保液压系统的正常运行。
2.2 液压系统的工作压力和流量设计液压系统的工作压力和流量设计应根据机床的工作要求和液压元件的额定参数进行合理选取，以确保液压系统能够稳定可靠地提供所需的液压能力。
2.3 液压管路设计液压管路的设计应考虑液压系统的布局和液压元件的连接方式，以确保液压油能够顺畅地流动，并且减少液压泄漏的可能性。
三、控制系统设计控制系统是卧式单面多轴钻孔组合机床的关键部分，其设计应满足以下要求：3.1 控制方式的选择控制系统可以采用传统的机械控制方式，也可以采用现代的数控控制方式。
在选择控制方式时，需要考虑机床的加工精度要求和操作人员的技术水平。
3.2 控制系统的功能设计控制系统的功能设计应根据机床的工作要求和操作人员的操作习惯进行合理设计，以提高机床的工作效率和加工质量。
3.3 控制系统的安全设计控制系统的安全设计应考虑到机床在工作过程中可能出现的故障和意外情况，采取相应的安全措施，保障操作人员的人身安全。
设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统
负载分析中�暂不考虑回油腔的背压力�液压缸的密封装置产生的摩擦阻力 在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置�重力的水平分力为零�这样需 要考虑的力有�夹紧力�导轨摩擦力�惯性力。
在对液压系统进行工况分析时�本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到 的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载�其他负载可忽略。
防止油液温升过高。
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�液压要求油源
交替地提供低压大流量和高压小流量的油液。而快进快退所需的时间 t1 和工进所 需的时间 t 2 分别为
工进时液压缸的推力计算公式为
F / �m � A1 p1 � A2 p2 � A1 p1 � ( A1 / 2) p2 �
根据已知参数�液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为
F
A1 �
�m
p1 �
p2 2
16333 .33 �10 6
�
0.8
3�
2
� 0.006282 m 2
液压缸缸筒直径为
D � 4 A1 � � 89 .46 mm mm
5
工进过程中�当孔被钻通时�由于负载突然消失�液压缸有可能会发生前 冲的现象�因此液压缸的回油腔应设置一定的背压(通过设置背压阀的方式)�选 取此背压值为 p2=0.8MPa。
快进时液压缸虽然作差动连接,但连接管路中不可避免地存在着压降 �p �且 有杆腔的压力必须大于无杆腔�估算取 �p � 0.5MPa。快退时回油腔中也是有背 压的�这时选取被压值 p2 =0.6MPa。
3
Fm
� m�
�v �t
�
20000 9.81
7 �
60 � 0.15
N
卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统的课设计
目录引言 (2)第一章明确液压系统的设计要求 (3)第二章负载与运动分析 (4)第三章负载图和速度图的绘制 (6)第四章确定液压系统主要参数 (7)4.1确定液压缸工作压力 (7)4.2计算液压缸主要结构参数 (7)4.3绘制液压缸工况图 (9)第五章液压系统方案设计 (10)5.1选用执行元件 (10)5.2速度控制回路的选择 (10)5.3选择快速运动和换向回路 (11)5.4速度换接回路的选择 (11)5.5组成液压系统原理图 (12)5.5系统图的原理 (13)第六章液压元件的选择 (16)6.1确定液压泵的规格和电动机功率 (16)6.2确定其它元件及辅件 (17)6.3主要零件强度校核 (19)第七章液压系统性能验算 (21)7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (21)7.2油液温升验算 (22)设计小结 (24)参考文献 (25)引言液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。
液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。
液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。
而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。
所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。
第一章明确液压系统的设计要求要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。
要求实现的动作顺序为：启动→加速→快进→减速→工进→快退→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 g=12700N，移动部件总重量G＝20000N；行程长度400mm（其中工进行程100mm）快进、快退的速度为7m/min，工进速度（20~1000）mm/min，其中20mm/min为粗加工，1000mm/min为精加工；启动换向时间△t≤0.15s；该动力滑台采用水平放置的平导轨；静摩擦系数f s＝0.2；动摩擦系数f d＝0.1。
卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台系统
课程设计说明书课程名称：液压与气压传动设计题目：卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台系统专业：班级：学生姓名: 学号:指导教师:湖南工业大学科技学院教务部2014年12月30日目录一：课程设计任务书(四) (6)二：负载分析 (8)三：液压系统方案设计 (10)四：液压系统的参数计算 (12)五：液压元件的选择 (13)六：验算液压系统性能 (15)七：参考文献及心得 (16)一：《液压与气压传动》课程设计任务书（四）设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统。
1）机床要求的工作循环是：快速接近工件，然后以工作速度钻孔，加工完毕后快速退回原始位置，最后自动停止；动力滑台采用平导轨，往复运动的加速、减速时间为0.2s。
2）机床的其他工作参数如下：3）机床自动化要求：要求系统采用电液结合，实现自动循环，速度换接无冲击，且速度要稳定，能承受一定量的反向负荷。
4）完成：①按机床要求设计液压系统，绘出液压系统图。
②确定滑台液压缸的结构参数。
③计算系统各参数，列出电磁铁动作顺序表。
④选择液压元件型号，列出元件明细表。
⑤验算液压系统性能。
二：负载分析负载分析中，先不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。
因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力，惯性力。
导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为F fs ，动摩擦力为F fd ，则F fs = f s F N=0.2*25000=5000NF fd= f d F N=0.1*25000=2500N而惯性力F m =(G/g)*(△V/△t)=25000*4/9.8*0.2*60=850N如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率ŋm=0.95,则液压缸在个工作阶段的总机械负载可以算出，如下表表一：液压缸各运动阶段负载表根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘出负载图（F-l）和速度图(v-l).横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下是液压缸活塞退回时的曲线.负载图速度图三：液压系统方案设计1：确定液压泵类型及调速方式参考同类组合机床，选用双作用叶片泵双泵供油，调速阀进油节流调速的开式回路，溢流阀做定压阀。
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目录..................................................................................................................... - 0 -引言....................................................................................................................... - 1 -第一章明确液压系统的设计要求..................................................................... - 2 -第二章负载与运动分析....................................................................................... - 2 -第三章负载图和速度图的绘制......................................................................... - 3 -第四章确定液压系统主要参数........................................................................... - 4 -4.1确定液压缸工作压力................................................................................ - 4 -4.2计算液压缸主要结构参数........................................................................ - 4 -第五章液压系统方案设计................................................................................. - 7 -5.1选用执行元件............................................................................................ - 7 -5.2速度控制回路的选择................................................................................ - 7 -5.3选择快速运动和换向回路........................................................................ - 8 -5.4速度换接回路的选择................................................................................ - 8 -5.5组成液压系统原理图................................................................................ - 9 -5.5系统图的原理.......................................................................................... - 10 -第六章液压元件的选择................................................................................... - 11 -6.1确定液压泵.............................................................................................. - 11 -6.2确定其它元件及辅件.............................................................................. - 12 -6.3主要零件强度校核.................................................................................. - 13 -第七章液压系统性能验算............................................................................... - 15 -7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值.......................................... - 15 -7.2油液温升验算.......................................................................................... - 16 -设计小结 ................................................................................................................ - 18 -参考文献................................................................................................................. - 19 -液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。
液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。
液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。
而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。
所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。
第一章 明确液压系统的设计要求要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。
要求实现的动作顺序为：启动→快进→工进→快退→停止。
液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力总和切削力F t =20000N ，移动部件总质量G ＝10050N ；快进行程l 1=100mm ，共进行程l 2=50mm 。
快进、快退的速度为4m/min ，工进速度0.05m/min 。
加速减速时间△t=0.2s ；静摩擦系数f s ＝0.2；动摩擦系数f d ＝0.1。
该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。
第二章 负载与运动分析负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。
因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：夹紧力，导轨摩擦力，惯性力。
在对液压系统进行工况分析时，本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。
（1）工作负载F W工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即Ft=20000N（2）阻力负载f F阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。
导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为f F ，则静摩擦阻力N F fs 2010100502.0=⨯=动摩擦阻力 N F fd 1005100501.0=⨯=（3）惯性负载最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。
已知启动换向时间为0.05s ，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为4.5m/min ，因此惯性负载可表示为N N t v F 84.3412.060581.910050ΔΔm m =⨯⨯=⨯= 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率w η=0.9，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表1所表1 液压缸总运动阶段负载表（单位：N ）第三章 负载图和速度图的绘制根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图（F-t ）如图工况 负载组成 负载值F/N 推力F/w η/N启动 fs F F =2351.84 2613 加速 m fd F F F += 1341.84 1491 快进 fd F F =1005 1116.67 工进 tfd F F F +=21005 23338.89 反向启动 fs F F =2351.84 2613 加速 m fd F F F += 1341.84 1491 快退 fdF F =1005 1116.67 制动m fd F F F -=663.16736.84工况 负载组成负载值F/N 推力F/w η/N启动 fs F F =2351.84 2613 加速 m fd F F F += 1341.84 1491 快进 fd F F =1005 1116.67 工进 tfd F F F +=21005 23338.89 反向启动 fs F F =2351.84 2613 加速 m fd F F F += 1341.84 1491 快退 fdF F =1005 1116.67 制动m fd F F F -=663.16736.84第四章 确定液压系统主要参数4.1确定液压缸工作压力由表2和表3可知，组合机床液压系统在最大负载约为17000 N 时宜取3MP 。
表2按负载选择工作压力负载/ KN <5 5~1010~20 20~3030~50 >50 工作压力/MPa< 0.8~11.5~22.5~33~44~5≥54.2计算液压缸主要结构参数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，从降低总流量需求考虑，应确定采用单杆双作用液压缸的差动连接方式。