成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床课程设计书

1、成型铳刀在加工件上加工出成 型面的液压专用铳床课程设计 书 成型铣刀在加工件上加工出成型面 的液压专用铣床课程设计书 姓 名： _ 学 号：2011279131 _ 班 级：机电一体化1121班 指导老师：乌 _ Ity of Arts 白叮邮 宁静致远 淡泊明志 院 系：机械与汽车工程学院 1. 任务分析. （3） 2. 负载与运动分析 . （4） 3. 液压缸主要参数 . （5） 4. 液压系统图 . （7） 5. 选择液压元件 . （10） 6. 系统油液温升 . （11） 7. 设计小结 亠.任务分析 设计一台用成型铳刀在加工件上加工出成型面的液压 专用铳床， 工作循环： 手工上料一一

2、自动夹紧一一工作台 快进铳削进给工作台快退夹具松开手工 卸料。 设计参数见下表。 其中： 工作台液压缸负载力 （KN : FL 夹紧液压缸负载力（KN : Fc 工作台液压缸移动件重力（KN ： G 夹紧液压缸负移动件重力（N）: G 工作台快进、快退速度（m/min） ： V1=V3 夹紧液压缸行程（mm : Lc 工作台工进速度（mm/min） : V2 夹紧液压缸运动时间（S）: tc 工作台液压缸快进行程（mm : Li 导轨面静摩擦系数：卩s=0.2 工作台液压缸工进行程（mm : L2 导轨面动摩擦系数：卩d=0.1(12) 工作台启动时间（S）： t=0.5 序号 FL Fc G

3、 Gc V1 V2 Li L2 Lc t c 11 组 28 4.8 1.5 55 5.6 45 250 70 10 1 二. 负载与运动分析 1、 工作负载：工作负载即为工作台液压负载力 Fw 巧=28000N 2、 摩擦负载：静摩擦阻力 FfslG=0.2 1500 =300、 动摩擦阻力 Ffd7dG=0.1 1500=150、 3、 惯性负载：因为Fa：tg ：vG 所以 Fa =150 x0.187/0.5 =56.1N 因为取缸的机械效率 n 庐0.9，则液压缸在各工作阶段的 负载如下表1-1 表 1-1 液压缸在各工作阶段的负载 工况 计算公式 缸的负载F/N 缸的推力 F/ n

4、 m 启动 F十 300 337 加速 F =Ffd +Fa 202.5 225 快进 F讥 150 169 工进 F 千 +Fw 28150 31629 反向启动 F十 300 337 加速 F =Ffd +Fa 202.5 225 快退 F =Ffd 150 169 根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制 出负载循环图 F-s 和速度循环图 v-s，如图 1 所示 机械与汽车工程学院机电 1121 班张文祥 三、确定液压缸主要参数 1. 初选主液压缸的工作压力由最大负载值查教材表 9-3，取 液压缸工作压力为 4MPa 2. 计算液压缸结构参数 为使液压缸快进与快退速度相等，选

5、用单出杆活塞缸差动 连接的方式实现快进，设液压缸的两有效面积为 A和A2,且A2A2,即d=0.707D，为安全起见，液压缸回油腔应 有背压，查 3.94 教材表 9-1取背压p2 =o.6Mpa。由工进工况 下液压缸的平衡力方程 PiA P2A2 F / m,可得Ai=95工-4 m2 则液压缸内径 D 为4A = 11.001cm对 D 圆整，查教材表 4-4 机械与汽车工程学院机电 1121 班张文祥 取 D=125mm 由 d=0.707D,经圆整查表 4-6 得 d=90mn,计算出 液压缸的有效工作面积 Ai = 123cm2, A, = 59cm2 工进时采用调速阀调速，其最小稳

6、定流量 qmhl =0.05L/min，设 计要求最低工进速度 vmin = 45mm / min，对于此缸要验算其有效 面积，即要满足 A 一皿，代入数值运算满足要求。 vmin 3. 计算液压缸在工作循环各阶段的压力、流量和功率值 差动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力，取两腔间回路 及阀上的压力损失为 0.5MPa，贝y P2二P1 0.5MPa，计算结果见 表 1-2，并根据此表绘出工作状态图如图 2 表 1-2 主液压缸工作循环各阶段压力、流量和功率值： 工况 负 载 F/ N 回油 腔压 力 P2/M Pa 进油 腔压 力 P1/M Pa 输入 流量 qx 10-3/ m/s 输 入

7、 功 率 F/K W 计算公式 快 动 33 7 0.03 F +2 R) P1 = A A A1 A2 q - (A - A21 P= pq 加 速 22 5 P1+0 5 0.50 恒 恒 16 9 P1+0 .5 0.49 0.60 0.2 94 机械与汽车工程学院机电 1121 班张文祥 工进 31 62 9 0.6 5.44 0.92 X.2 102 0.0 5 F + A2P2 P1 A q = Aw P= pq 快 启 动 芮 7 06- F + A1P2 I A q = Aw P= pq 加 速 22 5 0.6 1.28 恒 恒 16 9 0.6 T2T 0.55 0.6 9

8、9 图（2） 4、计算夹紧液压缸的结构参数 根据计算主液压缸的公式方法，代入夹紧负载为 F/4800N , 得 D=71cm，圆整得 D=8cm， d=6cm。 机械与汽车工程学院机电 1121 班张文祥 L/rnm UA 300 - 四. 拟定液压系统图 1、选择基本回路 （ 1）调速回路 因为液压系统功率较小，为有较好的低速 平稳性和速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液压缸 回路上设置背压。 （ 2）泵供油回路 由于系统最大流量与最小流量比为 66， 且在整个工作循环中的绝大部分时间里泵在高压小流量状 态下工作， 为此应采用双连泵，以节省能源提高效率。 （ 3）速度换接回路和快速回路 由

9、于快进速度与工进速度 相差很大，为了换接平稳，选用行程阀控制的换接回路， 快速运动通过差动连接来实现。 （ 4）换向回路 为了换向平稳，选用电业换向阀，为便于 液压的中位停止和差动连接，采用三位五通阀。 （ 5）压力控制回路 系统在工作状态时高压小流量的泵的 工作压力由溢流阀调整，同时用外控顺序阀实现低压大流 量泵卸荷。 （ 6）顺序动作回路 由于机床的工况有先夹紧后再进的顺 序，所以采用压力控制顺序动作回路。 - 10 - 机械与汽车工程学院机电 1121 班 张文祥 机械与汽车工程学院机电 1121 班张文祥选择基本回路 -11 - 液压系统图 动作 1YA 2YA 3YA 4YA DPI

10、 DP2 工作夹紧 + + 快进 + 工进 + 一 + 快退 + + 工件松夹 一 电磁动作表 -12 - 机械与汽车工程学院机电 1121 班张文祥 五. 液压元件的选择 1液压泵的工作压力 已知液压缸最大工作压力为 5.44MPa，取 进油压力损失为0.6MPa，则小流量泵的最高工作压力位 6.04MPa, 选择泵的额定压力应为 Pn =6.04 6.04 25o=7.55MPa， 大流量泵在液压缸快退时工作压力较高， 取液压缸快退时进油路上 的压力损失为 0.4MPa，则大流量泵的最高压力位（ 1.28+04） MPa=1 68MPa，卸荷阀的调整压力应高于此值。 2、液压泵流量计算 取

11、系统的泄露系数 K=12，则泵的最小供油 量 qP 二 Kq1max =1.2 0.6 10” = 43.2L/min， 由于工进所需要的最大流量是9.2 10m3/s，溢流阀最小稳定流量为 0.05 10*m3/s， 小流量泵最小流量为qp1 =Kq1 0.05 10=3.66L/min， 大流量泵最小流量为 qp2二qp -q M=39.54L/min （3） 确定液压泵规格 对照产品样本，可选用YB-63双联叶片泵， 额定转速960r/min，驱动功率10kw （4） 确定液压泵驱动功率并选择电机 液压泵在快退阶段功率最 大，去液压缸的进油路上的压力损失为 0.6MPa，则液压泵输出压力

12、 为1.87MPa， 液压泵总效率p=0.8， 液压泵流量为54L/min， 则其 功率 P = Ppqp/ p =68kw 据此选用电动机Y160M-6，额定功率为7.5kw，额定转速为 -13 - 机械与汽车工程学院机电 1121 班张文祥 六. 系统油液温升验算 系统可以按工作状态来计算温升，由于工进在整个工作循环中 占96%，所以系统的发热与温升可按工进工况来计算。在工进时, 大流量泵经液控顺序阀卸荷，其出口压力即为油液通过液控顺序阀 的压力损失 279 i MPa =0.0588MPa 63丿 液压系统的总输入功率即为液压泵的输入功率 P PP2P1 Pp2qp2 P二 P 6 5.

13、1x10 6 27.9x10 4.99 106 0.0588 106机械与汽车工程学院机电 1121 班张文祥970r/min 肝= 0.065KV -14 - 油温在允许范围内，油箱散热面积符合要求，不必设置冷却器 七. 设计小结 课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课 程设计时间一周略显得仓促一些。但是通过本次每天都过 得很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。 这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没 有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何 入手。在邬老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使 我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是 很累的，其实就像邬老师说得一样，机械设计的课程设计 没有那么简单，你想 copy 或者你想自己胡乱蒙两个数据上 去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设 计书上或者机械设计手册上找到出处。虽然种种困难我都 已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。 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。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完 成了我的任务。 - 15 - 机械与汽车工程学院机电 1121 班 张文祥 设计人：张文祥 2012.12.25 - 16 - 机械与汽车工程学院机电 1121 班 张文祥60 60W= 564.4 W 0