钻镗液压机床课程设计.docx

目 录绪论1 钻镗液压机床的设计1.1机床的设计要求 1.2 机床的设计参数2 执行元件的选择 2.1分析系统工况2.1.1工作负载2.1.2 惯性负载 2.1.3 阻力负2.2负载循环图和速度循环图的绘制2.3主要参数的确定2.3.1 初选液压缸工作压力2.3.2 确定液压缸主要尺寸 2.3.3 计算最大流量需求3 拟定液压系统原理图3.1 速度控制回路的选择3.2 换向和速度换接回路的选择3.3 油源的选择和能耗控制 3.4 压力控制回路的选择4 液压元件的选择 4.1 确定液压泵和电机规格4.1.1计算液压泵的最大工作压力4.1.2计算总流量4.1.3电机的选择4.2 阀类元件和辅助元件的选择4.2.1阀类元件的选择4.2.2过滤器的选择4.2.3空气滤清器的选择4.3油管的选4.4 油箱的设计4.4.1油箱长宽高的确定4.4.2隔板尺寸的确定4.4.3各种油管的尺寸5 验算液压系统性能5.1验算系统压力损失5.1.1判断流动状态5.1.2计算系统压力损失 5.2验算系统发热与温升6 设计总结 7参考文献绪论随着科学技术和工业生产的飞跃发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样的质量优、性能好、能耗低、价格廉的液压机床产品。其中，产品设计是决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节。产品的设计包括液压系统的功能分析、工作原理方案设计和液压传动方案设计等。这些设计内容可作为液压传动课程设计的内容。很明显，液压系统设计本身如果存在问题，常常属于根本性的问题，可能造成液压机床的灾难性的失误。因此我们必须重视对学生进行液压传动设计能力的培养。作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。1 钻镗液压机床的设计1.1机床的设计要求设计一台钻镗两用组合机床的液压系统。钻镗系统的工作循环时快进工进快退停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：最大切削力18000N，移动部件总重量25000N；最大行程400mm（其中工进行程180mm）；快进、快退的速度为4.5m/min，工进速度应在（20120）mm/min范围内无级调速；启动换向时间t0.05s，采用水平放置的导轨，静摩擦系数fs0.2；动摩擦系数fd0.1。机械效率取0.9。1.2 机床的设计参数。系统设计参数如表1所示，动力滑台采用平面导轨，其静、动摩擦系数分别为fs = 0.2、fd = 0.1。l1=220mm，l2=180mm，l3=400mm其主要设计参数如表1-1。参 数数 值切削阻力（N）18000滑台自重（N）25000快进、快退速度（m/min）4.5工进速度（m/min）20120最大行程（mm）400工进行程（mm）180启动换向时间（s）0.05液压缸机械效率0.9表1-12 执行元件的选择2.1分析系统工况2.1.1工作负载钻镗两用组合机床的液压系统中，钻镗的轴向切削力为Ft。根据题意，最大切削力为18000N，则有Ft=18000N。2.1.2惯性负载惯性负载 Fm=m2.1.3阻力负载，静摩擦阻力 Ffs=0.225000=5000N 动摩擦阻力 Ffd=0.125000=2500N。由此可得出液压缸的在各工作阶段的负载如表2-1。工况负载组成负载值值F/N推力F/N启动F=Ffs5000N5556N加速F=Ffd+Fm6250N6944N快进F=Fd2500N2778N工进F=Ffd+Ft20500N22778N快退F=Ffd2500N2778N表2-1DvDt=25004.5600.05=3750N注：1、此处未考虑滑台上的颠覆力矩的影响2、液压缸的机械效率取hm=0.92.2负载循环图和速度循环图的绘制根据表2-1中计算结果，绘制组合机床动力滑台液压系统的负载循环图如图2-1所示。F/N=5556图2-1 图2-1表明，当组合机床动力滑台处于工作进给状态时，负载力最大为22778N，其他工况下负载力相对较小。所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计参数进行绘制，已知快进和快退速度V1=V2=4.5m/min、快进行程L1=400-180=220mm、工进行程L2=180mm、快退行程L3=400mm，工进速度V2=100mm/min。根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统的速度循环图如图2-2所示。运动速度4.5m/min2-2组合机床液压系统速度循环图2.3主要参数的确定2.3.1 初选液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，其值为22778N，其它工况时的负载都相对较低，参考表2-2和表2-3按照负载大小或按照液压系统应用场合来选择工作压力的方法，初选液压缸的工作压力p1=3MPa。表2-2 按负载选择工作压力。负载/KN50工作压力/MPa2qp=227.1L/min=54.2/min选用EF系列液压空气滤清器，其主要参数如表4-4所示4.3油管的选择图3-3中各元件间连接管道的规格可根据元件接口处尺寸来决定，液压缸进、出油管的规格可按照输入、排出油液的最大流量进行计算。由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以应对液压缸进油和出油连接管路重新进行计算，如表4-5所示。根据表4-5中数值，当油液在压力管中流速取3m/s时，可算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为：d=2=19.04mmm=13.85mm，d=2因此与液压缸相连的两根油管