液压课程设计.doc

机械工程学院

液压与气动技术

课程设计

题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计专业：机械设计制造与自动化

班级：1301 班

姓名：王鹏飞

学号：33

指导教师：蔺国民

《液压与气动技术》课程设计任务书

一、主要任务与目标

任务：设计一个卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统

目标：设计要求滑台实现“快进→工进→快退→停止”工作循环。已知：机床有主轴11 个，其中7 个用于钻φ的孔，4 个用于钻φ的孔。刀具材料为高速钢，工件材料为铸铁，硬度为240HBW，机床工作部件总质量为m=1000Kg；快进速

度 v1、快退速度 v2均为 S，快进行程长度 L1=100mm，工进行程长度为 L2=50mm，往复运动的加速、减速时间不大于，动力滑台采用平导轨，静摩擦系数 f s=，动摩擦系数 f d=；液压系统的执行元件为液压缸。

二、主要内容

（1）熟悉设计任务，明确设计及目标。

（2）根据设计要求和已学过的设计流程，拟定系统工作原理图。

（3）计算各元件的参数并验算。

（4）元件选型。

（5）编制文件，绘制速度、负载图谱。

三、工作量要求

完成规定的任务，总字数3000～4000 字。

四、时间要求

本课程设计于前完成

目录

1 与运分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1

2 和速度的制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1

3 确定液缸的主要参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2

初液缸工作力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2

算液缸主要尺寸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2

各段力、流量、功率的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3

4 液系的定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4

液回路的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4

液回路的合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6

5 液元件的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8

液的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8

元件及助元件的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9

油管的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9

油箱的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10

6 液系性能的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 10

算系力失并确定力的整⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 快⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11

快退⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11

油液温升算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11

7 油箱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

12

壁厚、箱及箱元件的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12 箱壁、清洗孔、吊耳、液位⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 箱底、放油塞及支架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 油箱内隔板及除气网置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13

1.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.切削负载 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。

切削负载 (确定切削负载应具备机械切削加工方面的知识)用高速钢钻头 (单个 )钻铸铁孔时的轴向切削力 F t (单位为 N)为

F t 25.5Ds0 .8 (HBW ) 0.6 (8—1) 式中： D——钻头直径，单位为 mm ；

s——每转进给量，单位为 mm ／ r；

HBW——铸件硬度 ,HBW=240。

n 和每转进给量s 按“组合机床设计手册”取：根据组合机床加工特点，钻孔时主轴转速

对φ的孔： n1 =360r／ min ， s l=／ r；

对φ的孔： n2 =550r／ min ， s 2=／ r；

所以，系统总的切削负载F t为：

F t=令 Ft=Fg=17907N

2．惯性负载

，所以取 t

往复运动的加速，减速时间不希望超过为

Fm=m△v/ △ t=N=583N

3．阻力负载

机床工作部件对动力滑台导轨的法向力为：

F n=mg=9810N

静摩擦阻力：

F =f F ==1962N

tf s n

动摩擦阻力：

F =f F ==981N

fd d n

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 =，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

由此得出液压缸在各工作阶段的负载如表8 1所列。

表 8—1 液压缸在各工作阶段的负载R

工况负载组成负载值 F 工况启动 F F n f s 1962 工进加速 F F n f d+m△v/△t 1564 快退快进 F F n f d 981

负载组成负载值 F

F F n f d+Fg 18888 F F fd 981

注：在负载分析中，没有考虑动力滑台上倾翻力矩的作用按表 8-1 数值绘制的动力滑台负载图如图8-1(a)所示。