情境6组合机床液压系统的设计

1、情境6 典型液压系统设计举例一、卧式单面多轴钻孔组合机床一、卧式单面多轴钻孔组合机床电气电气液压系统设计液压系统设计一、卧式单面多轴钻孔组合机床一、卧式单面多轴钻孔组合机床电气电气液压系统设计液压系统设计一、卧式单面多轴钻孔组合机床电气一、卧式单面多轴钻孔组合机床电气液压系统液压系统设计设计1、设计课题概述、设计课题概述卧式单面多轴钻孔组合机床电气卧式单面多轴钻孔组合机床电气液压系统设计液压系统设计要求是要求是 设计出驱动组合机床的动力滑台的液压系统，实设计出驱动组合机床的动力滑台的液压系统，实现运动执行件现运动执行件动力滑台的运动循环动力滑台的运动循环“快进一快进一工进一快退一停止工进一快退

2、一停止”。 加工内容：机床上有主轴加工内容：机床上有主轴16个，加工个，加工13. 9 mm的孔的孔14个，加工个，加工8.5 mm的孔的孔2个；刀具材料为个；刀具材料为高速钢，工件材料为铸铁，硬度为高速钢，工件材料为铸铁，硬度为240 HB；1、设计课题概述、设计课题概述 运动执行部件工作情况：静载荷：运动部件总重量为G=9810 N；快进、快退速度为v1=v3=7 mmin，快进行程长度为L1=100 mm，工进行程长度L2=50mm，往复运动的加速、减速时间不希望超过0.2 s；动力滑台采用平导轨，其静摩擦系数为fs=0.2，动摩擦系数为fd=0.1；液压系统中的执行元件使用液压缸运动，

3、活塞杆固定结构。2、液压系统工况分析1）负载分析 工作负载：惯性负载阻力负载 静摩擦阻力Fs= Ffs=0.29 810 N=l 962 N 动摩擦阻力Fd=Ffd=0.19 810 N=981 N 表6-11 液压缸在各工作阶段的负载值(a)负载图 (b)速度图3、液压系统执行件主要参数的确定表6-12液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值估算图6-4 组合机床液压缸工况图4、液压系统图的拟定1）液压回路的选择（1）选择调速回路： 机床液压系统的功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，可采用进口节流的调速形式。为了解决进口节流调速回路在孔钻通时的滑台突然前冲现象，回油路上要设置背压阀。 由

4、于液压系统选用了节流调速的方式，系统中油液的循环必然是开式的。（2）选择油源供给装置：液压系统的工作循环内，液压缸交替地要求油源提供低压大流量和高压小流量的油液。最大流量与最小流量之比约为70，而快进快退所需的时间t1和工进所需时间t2比：亦即是t2/t126。因此从提高系统效率、节省能量的角度考虑，采用单个定量泵作为油源显然是不合适的，宜选用国内比较成熟的产品双联式定量叶片泵作为油源，油缸快速运动时，低压大流量与高压小流量的双泵同时供油；液压缸工进时，高压小流量的单泵供油，油源装置原理如图5-5中a)所示。油源装置原理如图6-5中a)所示。（3）液压缸与活塞的结构布置：本系统要求液压缸作运动

5、执行件，活塞杆为固定件，因此，油液只能从固定活塞杆的固定端的中心孔分别进入液压缸的两腔。如图6-5中b）所示。（4）换向装置选择：由于液压缸要接成差动缸工作方式，换向阀的中位应有两个与油箱相连的回油口，以便实现差动缸连接，故应为三位五通阀；快速进给转换为工进时流量变换大，压力变化大，电液换向阀；当液压缸由差动连接转换为工进连接时，进回油路相互连通，无法建立压力，必须在液动换向阀的换向回路中串接一个单向阀，将进回油路隔断。另一方面，差动时，有杆腔回油不进油箱，工进时，有杆腔回油必须接油箱，为保证二者间的切换，需在回油箱之前接一背压阀。 结果：三位五通电液换向阀、背压阀与单向阀三位五通电液换向阀、

6、背压阀与单向阀 组合组合（5）速度切换回路选择：已选择：节流调速，快速进给要差动连接，快速退回无须调速，由快速进给转换为工进可用电触点行程开关或行程换向阀电触点行程开关或行程换向阀切换切换。切换速度时流量变化很大，用行程阀切换，由液压缸运动件压下阀杆使阀芯换位，安全可靠性较高。结果：二位二通机动换向阀切换快进与工进速度 （6）液压回路的综合：将上述的油源回路、换向回路、速度切换回路与液压缸组合在一起，形成基本的液压系统图 。存在问题：滑台快速前进时回油路经背压阀（背压力一般较低）接通油箱，无法实现液压缸差动连接的问题，如图5-7a)所示。解决方法：在回油路上串接一个液控顺序阀，以阻止油液在快进

7、阶段返回油箱，如图5-7b)所示。（6）液压回路的综合：如果将顺序阀b和背压阀的位置对调一下，就可以将顺序阀与油源处的卸荷阀合并。如图6-7a)所示。（6）液压回路的综合：机床停止工作时系统中的油液流回油箱，导致空气进入系统，影响滑台运动平稳性的问题。解决方法：在电液换向阀的出口处增设一个单向阀，防止空气进入液压系统。（6）液压回路的综合：液压缸系统回路上电后为操作人员应能得到一定的信号指示，故在电路中增加一信号接通指示灯（或蜂鸣器）。（6）液压回路的综合：液压缸的运动转换用行程开关控制，在液压缸运动行程中设置始、终点行程开关。（由快进转换为工进由行程控制阀实现）。经过这样一番修改、整理后的液

8、压系统便如图5-7所示，它在各方面都比较合理、完善了。如图5-7b)所示。（6）液压回路的综合：表6-13 元件的型号及规格图6-8 多轴组合钻床液压系统控制电路原理图拓展训练：设计题1、设计一台板料折弯机液压系统。要求完成的动作循环为：快进工进快退停止，且动作平稳。根据实测：最大推力为15 kN，快进快退速度为3 mmin，工作进给速度为1. 5 mmin，快进行程为l00m m，工进行程为15mm，运动件重力G为5kN，设运动件速度改变时间不大于0.2s，静摩擦系数fs=0.1，动摩擦系数fd=0.2。三、设计题2、某立式铣削机床的两个液压缸组成液压系统，夹紧缸将工件夹紧后，工作台纵向驱动缸使铣刀对工件沿工作台纵向进给切削加工。铣刀旋转由铣刀轴旋转电机驱动。夹紧缸的动作是快进工进保压快退；设快进行程100mm，工进行程5mm；快进速度3m/min，工进速度1.5m/min；运动件重力G1为2kN，工作台纵向运动动作是快进工进快退，铣削加工工进长度150mm，纵向进给量3m