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卧式
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卧式钻孔组合机床液压系统设计(含源文件),卧式,钻孔,组合,机床,液压,系统,设计,源文件
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镇 江 高 专 毕 业 设 计 (论 文 ) 卧式钻孔组合机床液压系统设计 名： 机械工程系 专业班级： 机电 学生姓名： 步文恺 学 号： 070108124 指导教师姓名： 戴月红 指导 教师职称： 讲 师 二 一二年 六 月 1 目 录 引 言 . 4 第一章 概述 . 6 合机床的定义、用途、特点 . 6 合机床的类型 . 6 合机床的通用部件 . 7 第二章 负载 工况分析 . 8 动力参数分析 . 8 绘制工况图及动作循环图 . 9 第三章 计算液压缸尺寸和所需流量 . 12 工作压力的确定 . 12 计算液压缸尺寸 . 12 进给液压缸所需流量 . 13 夹紧的有效面积、工作压力和流量的确定 . 13 第四章 确定液压系统方案 拟定液压系统原理图 . 15 确定液压系统方案 . 15 拟定液压系统原理图 . 15 第五章 选择液压元件 确定辅助装置 . 17 选择液压泵 . 17 选择阀类元件 . 18 确定油管尺寸 . 18 确定油箱容量 . 19 第六章 液压系统验算 . 20 计算压力损失和压力阀的调整值 . 20 计算液压泵需要的电动机功率 . 20 结 论 . 21 致 谢 . 22 参考文献： . 23 2 卧式钻孔组合机床液压系统设计 专业班级：机电 学生姓名： 步文恺 指导教师：戴月红 职称： 讲师 摘要 用液体作为工作介质来实现能量传递的传动方式称为液压传动。 液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流 向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。 关键词 ： 液压传动、稳定性、液压系统 3 is of on to of of in of to in on of So us to a is 4 引 言 我们课题所 研究的是卧式钻孔组合机床的液压传动设计，借用 合 运用液压传 动 课程以及 各种先进的现代设计方法 ，再设计实践中学习掌握通用液压元件， 充分发挥设计者的创造能力，有效提高设计质量、降低制造费用缩短研发周期并促进产品标准化等具有重大意义。 设计目的、要求及题目 1设计的目的 液压传动毕业 设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的： 固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能 力； 确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统； 悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、 提高这些技能的水平。 2. 设计的要求 计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安全性、方便 性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济； 立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再借鉴。不能简单地抄袭； 计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成，积极思考。不能直接向老师索取答案。 压传动毕业 设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置 5 设计。具体题目由指导老师分配，题目附后； 压传动毕业 设计 要求 完成以下工作： 设计计算说明书一份； 液压传动系统原理图一张 （ 2号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表）、液压缸装配图（ 2号图纸）、液压缸零件图。 3. 设计题目 系统一套液压系统，系统要求：工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过 6000N。机床进给系统完成快进 快退 进、快退速度为 6m/进速度为 30120mm/进行程为 200大工进行程为 50大切削力 25000N，运动部件总重量为 15000N，加减速实践均为 用平导轨，静摩擦系数为 摩擦系数为 6 第一章 概述 合机床 的定义、用途、特点 定义： 以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的高效、自动化的专用机床。 用途： 组合机床广泛用于大批量生产的行业，主要用于加工箱体类零件。 特点： 组合机床与一般的专用机床一样，是针对特定工序加工要求而设计的。因此，组合机床具有专用、高效、自动化和易于保证加工精度等优点。 与一般专用机床比较，组合机床具有以下特点： 以时间与制造周期短、经济效果好； 的，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便； 本较低 合机床的通用部件和标准零件可以重复使用，不必重新设计和制造； 适应大规模生产的需要。 合机床的类型 根据通用部件规格大小及结构配置形式可分为大型组合机床和小型组合机 7 床，大型组合机床具体分为以下三种： (1) 具有固定夹具的单工位组合机床 (2) 具有移动夹具的多工位组合机床 工作特点：这类机床有二个或二个以上加工工位，夹具在工作台上按预定的工作循环 使工件顺次从一个工位输送到另一个工位，即换位，以便在各工位上完成同一加工部位多工步加工和不同部位加工，从而完成一个或数个表面的较复杂的加工工序。 应用场合：这类机床工序较集中，生产率较单工位组合机床高。但由于有转位或移位的定位误差，所以加工精度较低，且结构复杂，造价高，多用于大批大量生产中对较复杂的中小型零件加工。 (3) 转塔式组合机床 合机床的通用部件 组合机床通用部件是具有特定功能，按标准化、系列化和通用化原则设计和制造的组合机床基础部件。在各种通用部件之间有配套关系，在组成各种组合机床时，可以互相通用。 功用：传递动力并实现主运动或进给运动，它是通用部件的最基本部件。 功用：用来安装动力部件、输送部件等部件。 功用：多工位组合机床的通用部件，用来安装工件并完成工位间的工件输送。 功用：控制组合机床按规定程序进行工作循环。 8 第二 章 负载 工况分析 动力参数分析 计算各阶段的负载 ： 启动和加速阶段的负载 从静止到快速的启动时间很短，所以以加速过程进行运算计算，但摩擦阻力仍 按静止摩擦阻力考虑。 qF=jF+gF+静摩擦阻力，计算时，其摩擦系数可取 惯性阻力，牛顿第二定律求出： gF= = 0/515000 密封产生的阻力。按经验可取以 qF=jF+gF+15000+快速阶段负载 动摩擦阻力，取其摩擦系数为 密封阻力，取以 kF=15000+一次工进阶段的负载 1动摩擦阻力，取其摩擦系数为 切削力； 9 密封阻力，取其以 15000+25000+ 15 00015 00 绘制工况图 及动作循环图 快进工进快退动作 循环图 10 速度循环图 11 负载循环图 12 第三 章 计算液压缸尺寸和所需流量 工作压力的确定 工作压力可根据负载来确定。现按相关要求，取工作压力 P=计算液压缸尺寸 （ 1）液压缸的有效面积 1A 如下图所示 1A = 6103 9815液压缸的内经为： D=14A = 根据相关要求，取标准值 D=110 (2)活塞杆直径 要求快进与快退的速度相等，所以用差动连接的方式。所以取 d=10=773)缸径、杆径取标准值后的有效面积 无杆腔的有效面积为： 13 1A = 24D = =活塞杆的面积为： 3A= 24d= 4654有杆腔的有效工作面积为： 1 进给 液压缸所需流量 快进流量A3 k=4654 10 6 6 288L/退流量2k =10 6 6 299L/进的流量111 g =10 6 3L/夹紧的有效面积、工作压力和流量的确定 （ 1）确定夹紧缸的工作压力 根据最大夹紧力，参考第 4 章内容，取工作压力 （ 2）计算夹紧缸有效面积、缸径、杆径 夹紧缸有效面积 10 3333夹紧缸直径 取标准值为0夹紧缸有效面积为 24 =活塞杆直径 14 5紧缸在最小夹紧力时的工作压力为 66 15 第四 章 确定液压系统方案 拟定液压系统原理图 确定液压系统方案 (1) 确定执行元件的类型 因系统动作循环要求正向快进和工进，反向快退，且快进、快退速度相等，因此选用单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔有效面积 于有杆腔有效面积 两倍。 (2)确定液压泵类型及调速方式 参考同类组合机床，选用双联叶片泵双泵供油、调速阀进油节流阀调速的开式回路，溢流阀作定压阀。为防止钻孔 通时滑台突然失去负载向前冲，回油路上设置背压阀。 (3)快速运动贿赂和速度换接回路 根据本题的运动方式和要求，采用差动连接和双泵供油两种快速运动回路来实现快速运动。即快进时，由大、小泵同时供油，液压缸实现差动连接。 本题采用二位二电磁阀的速度换接回路，控制由快进转为工进。与采用行程阀相比，电磁阀可直接安装在液压站上，由工作台的行程开关控制，管路较简单，行程大小也容易调整，另外采用液控顺序与单向阀切断差动油路。因此，速度换接回路为行程与压力联合控制形式。 (4)换向回路的选择 本系统对换向的平稳性没有 严格的要求，所以选用电磁阀换向阀的换向回路。为便于实现差动连接，选用了三位五通换向阀。为提高换向的位置精度，采用死挡铁和压力继电器的行程终点返程控制。 拟定 液压系统原理图 将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作不要的修改补充，即组成如下图所示的液压系统原理图。为便于观察调整压力，在液压泵的进口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设置测压点，并设置多点压力表开关。这样只需一个压力表即 等观察各点压力。 16 液压系统原理图如下图所示： 液 压系统原理图 17 第五章 选择液压元件 确定辅助装置 选择液压泵 的工作压力的确定 泵的工作压力可按缸的工作压力加上管路和元件的压力损失来确定，所以要等到求出系统压力损失后，才能最后确定。采用调速阀调速，初算时可取M 。考虑背压，现取 。 泵的工作压力 bp=p + p =3+1=4中 p 液压缸的工作压力； p 系统压力损失。 的流量的确定 (1) 快进快退时泵的流量 由于液压缸采用差动连接方式，而有杆腔有效面积 2A 大于活塞杆面积 3A ，所以在速相同情况下，快退所需流量大于快进的流量，所以按快退考虑。 快退时缸所需 的流量9L/以快退时泵应供油量为： 29=中， K 为系统的泄漏系数，一般取 K =处取 2) 工进时泵的流量 工进时 缸 所需的流量L/故工进时泵应供流量为 3=虑到节流调速系统中溢流阀的性能特点，需加上溢流阀的最小溢流量（一般取 3L/所以 =据组合机床的具体情况，从产品样本中选用 5型双联叶片泵。此泵在 18 快速进退时（低压状态下双泵供油）提供的流量为 +25=29 L/工进时（高压状态下小流量的泵供油）提供的流量为 4 L/ （ 3）验算快进、快退的实际速度 当泵的流量规格确定后，应验算快进、快退的实际速度，与设计要求相差太大则要重新计算。 3 014 63 m 2 m 4 9 1014 63 m 选择阀类元件 各类阀可按通过该阀的最大流量和实际工作压力选取。阀的调整压力值必须在确定了管路的压力损失和阀的压力损失后才能确定，阀的具体选取可参考各种产品样本手册。限于篇幅，此处略。 确定油管尺寸 （ 1）油管内径的确定 可按下式计算： d=泵的最大流量为 14 L/在系统快进时，部分油管的流量可达 29L/ 29 L/算。取 m/s,则 d= 3 （ 2）按标准选取油管 可按标准选取内径 d=15厚为 19 确定油箱容量 本设计为中压系统，油箱有效容量可按泵每分钟内称流量的 57 倍来确定。油箱有效容量为 ： V=5 29=145L 20 第 六章 液压系统验算 计算压力损失和压力阀的调整值 按第 2章中有关计算公式计算压力损失。此处略。 按压力损失和工作需要可确定各压力阀的调整值。此处略。 计算液压泵需要的电动机功率 工进时泵 1的调整压力为 量为 4/ 2卸荷时，其卸荷压力可视为零。对于叶片泵 ，取其效率 =以工进时所需电动机功率为 P= 11 bb q 36 退时所需的功率 由于快进、快退时流量相同，而快进时的工作压力大于快退时的工作压力，故功率可按快进时计算。系统的压力为 3控顺序阀的调整压力），流量为14L/功率为 P= 36 由于快速运动所需电动机功率大于工作进给所需电动机功率，故可按快速运动所需的功率来选取电动机。现按标准选用电动机功率为 体型号可参考相关手册。 21 结 论 经过 五 个月的毕业设计结束了，在 本次毕业设计从最原始的条件推 出零件图，经过确定液压系统工况分析确定液压缸的尺寸，然后进行尺寸校核，最终确定尺寸。这次毕业设计让我把以前遗忘的知识又重新拾了起来， 画图水平有所提高， 入、排版的技巧也有所掌握， 还提高了我的动手能力，查看资料能力，对液压循环图流程，液压泵内部结构有了更深的了解，可以说收获很多。 完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心里我一步步走了过来，最
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