雙面銑床課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、-PAGE . z.液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目 雙面銑床 專業(yè)班級(jí) * 姓 名 * 學(xué) 號(hào) * 指導(dǎo)教師 * 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc24734 一、設(shè)計(jì)要求及數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc24734 3 HYPERLINK l _Toc19973 二、工況分析 PAGEREF _Toc19973 3 HYPERLINK l _Toc23175 1.外負(fù)載 PAGEREF _Toc23175 4 HYPERLINK l _Toc3151 2.阻力負(fù)載 PAGEREF _Toc3151 5 HYPERLINK l _Toc12481 3.

2、慣性負(fù)載 PAGEREF _Toc12481 5 HYPERLINK l _Toc5882 三、初步確定油缸參數(shù)，繪制工況圖 PAGEREF _Toc5882 8 HYPERLINK l _Toc9942 1、初選油缸的工作壓力、 PAGEREF _Toc9942 8 HYPERLINK l _Toc14362 2、計(jì)算油缸尺寸 PAGEREF _Toc14362 9 HYPERLINK l _Toc26737 3、油缸各工況的壓力、流量、功率的計(jì)算 PAGEREF _Toc26737 10 HYPERLINK l _Toc30454 四、確定液壓系統(tǒng)方案和擬訂液壓系統(tǒng)原理圖 PAGEREF

3、_Toc30454 13 HYPERLINK l _Toc18684 1.確定油源及調(diào)速方式 PAGEREF _Toc18684 13 HYPERLINK l _Toc1438 2.選擇根本回路 PAGEREF _Toc1438 14 HYPERLINK l _Toc30029 3.選擇調(diào)壓回路 PAGEREF _Toc30029 15 HYPERLINK l _Toc15473 五、選擇液壓元?dú)饧?PAGEREF _Toc15473 16 HYPERLINK l _Toc20385 1.液壓泵的選擇 PAGEREF _Toc20385 16 HYPERLINK l _Toc6827 2.閥類

4、元?dú)饧拜o助元?dú)饧倪x擇 PAGEREF _Toc6827 18 HYPERLINK l _Toc12399 3.確定油管直徑 PAGEREF _Toc12399 19 HYPERLINK l _Toc15464 六、驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 PAGEREF _Toc15464 20 HYPERLINK l _Toc23264 七、參考文獻(xiàn)： PAGEREF _Toc23264 21一、設(shè)計(jì)要求及數(shù)據(jù)題目2： 一臺(tái)專用雙面銑床，最大的切削力為8000N，工作臺(tái)、夾具和行程的總重量3500N，工件的總重量為1600N，工作臺(tái)最大行程為600mm，其中工進(jìn)展程為350mm。工作臺(tái)的快進(jìn)速度為4m/min，

5、工進(jìn)速度在50100mm/min*圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速。工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的啟制加速減速時(shí)間為0.05s，工作臺(tái)快退速度等于快進(jìn)速度，滑臺(tái)采用平面導(dǎo)軌。靜摩擦系數(shù)為0.2s，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1。夾緊力大于等于最大靜摩擦力 機(jī)床的工作循環(huán)為：工作定位工件夾緊工作臺(tái)快進(jìn)工作臺(tái)工進(jìn)加工到位后停留快退原位停頓工件松開定位銷拔出。 要求系統(tǒng)采用電液結(jié)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化循環(huán)，速度換接無(wú)沖擊，且速度要平穩(wěn)，能承受一定量的反向負(fù)載。 試完成：按機(jī)床要求設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，繪制液壓系統(tǒng)圖；A3手繪確定夾緊缸、主工作液壓缸的構(gòu)造參數(shù)；計(jì)算系統(tǒng)各參數(shù)，選擇液壓元件型號(hào)，列出元件明細(xì)表；列出設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的電磁鐵動(dòng)作順序表。最大切削力工作臺(tái)、夾

6、具的總重量快進(jìn)速度工件重量題目28000N3500N4m/min1600N題目39100N4100N5m/min1900 N題目49200N4200N5.5m/min2000 N題目59300N4300N6 m/min2100N題目67000N3000N4.5m/min1500N二、工況分析液壓系統(tǒng)的工況分析是指對(duì)液壓執(zhí)行元件進(jìn)展運(yùn)動(dòng)分析和負(fù)載分析，目的是查明每個(gè)執(zhí)行元件在各自工作過(guò)程中的流量、壓力、功率的變化規(guī)律，作為擬定液壓系統(tǒng)方案，確定系統(tǒng)主要參數(shù)壓力和流量的依據(jù)。負(fù)載分析1.外負(fù)載其中表示最大切削力。對(duì)于專用銑床銑削時(shí)銑刀所承受的主切削力大小單位N為：式中 P 單位切削力f 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量

7、mm/r 背吃刀量mm下面將進(jìn)展具體參數(shù)的計(jì)算：由公式 可得 其中表示每分鐘進(jìn)給速度，n表示銑刀的轉(zhuǎn)速由設(shè)計(jì)依據(jù)可知 n=300r/min ，工進(jìn)速度=50100mm/min，故我們?nèi)?90mm/min。對(duì)于單位切削力P，由以下的常用金屬材料的單位切削力表可得，我們選P=2000。類別材料牌號(hào)單位切削力P 鋼易切鋼Y40Mn1700構(gòu)造鋼452000構(gòu)造鋼40Cr不銹鋼1Cr17Ni92500 鑄鐵灰鑄鐵HT2001140鑄造合金鑄造錫青銅ZcuSn5Pb5Zn5700鑄造鋁合金ZALSn7Mg720對(duì)于銑削背吃刀量,我們選用硬質(zhì)合金銑刀，查銑工計(jì)算手冊(cè)可得，取。根據(jù)以上的公式 可得：因?yàn)?0

8、00=9000N，所以選取的適宜2.阻力負(fù)載靜摩擦力： 其中 靜摩擦力N G1、G2工作臺(tái)及工件的重量N 靜摩擦系數(shù)由設(shè)計(jì)依據(jù)可得：動(dòng)摩擦力其中 動(dòng)摩擦力N動(dòng)摩擦系數(shù)同理可得： 3.慣性負(fù)載機(jī)床工作部件的總質(zhì)量m=G1+G2/g=6400/9.81=652.40kg慣性力Fm=ma=652.40*5/(60*0.1)=543.66其中：a執(zhí)行元件加速度 m/s執(zhí)行元件末速度 m/s執(zhí)行元件初速度m/s執(zhí)行元件加速時(shí)間s因此，執(zhí)行元件在各動(dòng)作階段中負(fù)載計(jì)算如下表所示：工況油缸負(fù)載N負(fù)載值N啟動(dòng)1280加速1183.66快進(jìn)640工進(jìn)9640快退640按上表的數(shù)值繪制負(fù)載如下圖。對(duì)于速度而言，設(shè)計(jì)

9、依據(jù)中已經(jīng)有了明確的說(shuō)明，所以按照設(shè)計(jì)依據(jù)繪制如下：三、初步確定油缸參數(shù)，繪制工況圖1、初選油缸的工作壓力、 由上可以知道，銑床的最大負(fù)載F=3580N，根據(jù)下表可得： 表 按負(fù)載選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力載荷/kN50工作壓力Mpa=57選系統(tǒng)的工作壓力P1=2Mpa。 由設(shè)計(jì)要求可知，導(dǎo)軌要求快進(jìn)、快退的速度相等，故液壓缸選用單活塞桿式的，快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，且液壓缸活塞桿直徑d0.7D?？爝M(jìn)和工進(jìn)的速度換接用三位四通電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。銑床液壓系統(tǒng)的功率不大，為使系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作可靠，決定采用定量泵供油?？紤]到銑床可能受到負(fù)值負(fù)載，故采用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流加背壓閥的調(diào)速回路，所以回油路上具有背

10、壓，取背壓=0.5Mpa。2、計(jì)算油缸尺寸可根據(jù)油缸的構(gòu)造及連接方式計(jì)算油缸的面積、油缸直徑D及活塞桿直徑d計(jì)算出后應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)予以圓整，然后再計(jì)算油缸的面積：此時(shí)由工進(jìn)時(shí)的負(fù)載值按計(jì)算公式計(jì)算液壓缸面積：在將這些直徑按照國(guó)標(biāo)圓整成標(biāo)準(zhǔn)值得：D=0.06m, d=0.04m由此就求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為3、油缸各工況的壓力、流量、功率的計(jì)算1、工進(jìn)時(shí)油缸需要的流量 A1:工進(jìn)時(shí)油壓作用的面積工進(jìn)時(shí)油缸的速度 (2)、快進(jìn)時(shí)油缸需要的流量差動(dòng)連接時(shí)： A1、A2分別表示油缸活塞腔、活塞桿截面積 U快進(jìn)油缸快進(jìn)時(shí)的速度(3)、快退時(shí)油缸需要的流量U快退油缸退回時(shí)的速度,(4)、工進(jìn)時(shí)油缸的壓力P

11、2為工進(jìn)時(shí)回油腔的背壓,上面已經(jīng)選取為5、快進(jìn)時(shí)油缸壓力 這里：F分別表示快速啟動(dòng)、加速、快速時(shí)油缸的推力，P分別表示快速啟動(dòng)、加速、快速時(shí)油缸的壓力。表示管路中壓力損失大小，這里我們?nèi)≈禐椤?、快退時(shí)油缸壓力F分別表示快速啟動(dòng)、加速、快速時(shí)油缸的推力，P分別表示快速啟動(dòng)、加速、快速時(shí)油缸的壓力。P2的值為油缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量、功率實(shí)際值如表2所示：表2 液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工況負(fù)載F/N回油腔壓力進(jìn)油腔壓力輸入流量q/輸入功率P/kW快進(jìn)(差動(dòng))啟動(dòng)116000.96加速10731.26快進(jìn)5800.860.00630.09 工進(jìn)85800.51.600.00

12、080.021快退啟動(dòng)116000.77加速10730.51.61快退5801.280.00780.166由以上所計(jì)算的數(shù)據(jù)我們繪制出工況圖如下所示：四、確定液壓系統(tǒng)方案和擬訂液壓系統(tǒng)原理圖1.確定油源及調(diào)速方式由以上的計(jì)算可以知道，銑床液壓系統(tǒng)的功率不大，工作負(fù)載的變化情況很小，因此，為使系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作可靠，決定采用定量泵供油。考慮到銑床可能受到負(fù)值負(fù)載，故采用回油路調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速方式，并選用開式循環(huán)。 從工況圖中我們可以清楚的看出，在液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)中，液壓缸要求油源提供的流量變化并不是很大，因此工進(jìn)和快進(jìn)的過(guò)程中，所需流量差異較小。故我們選用定量單液壓泵供油。2.選擇根本回路1.選

13、擇換向回路及速度換接方式 由設(shè)計(jì)依據(jù)可以知道，設(shè)計(jì)過(guò)程中不考慮工件夾緊這一工序，并且從快進(jìn)到工進(jìn)時(shí)，輸入液壓缸的流量從6.3L/min降到0.8L/min，速度變化不是很大，所以采用電磁換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的換接。壓力繼電器發(fā)訊，由電磁換向閥實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)啟動(dòng)和換向。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)能在任意位置停頓，泵不卸載，故電磁閥必須選擇O型機(jī)能的三位四通閥，如下列圖所示： 由于要求工作臺(tái)快進(jìn)與快退速度相等，故快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接來(lái)實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)回路，且要求液壓缸活塞桿直徑d0.7D。3.選擇調(diào)壓回路 設(shè)計(jì)過(guò)程中，在油源中采用溢流閥來(lái)調(diào)定系統(tǒng)的工作壓力，因此調(diào)壓?jiǎn)栴}根本上已經(jīng)在油源中解決，無(wú)須在另外設(shè)置調(diào)壓系

14、統(tǒng)。這里的溢流閥同時(shí)還能起到平安閥的作用。組合成液壓系統(tǒng)圖 將上面所選的液壓根本回路組合在一起，便可得到以下的液壓系統(tǒng)原理圖。同時(shí)電磁鐵的動(dòng)作順序表如下：表3液壓專用銑床電磁鐵動(dòng)作順序表 工序1Y2Y3Y4Y5YYJ工作缸快進(jìn)+工作缸工進(jìn)+工作缸快退+ 圖4 專用銑床液壓系統(tǒng)原理圖1-油箱；2-過(guò)濾器；3-葉片泵；4-溢流閥；5-三位四通電磁換向閥;6-單向調(diào)速閥；7-兩位三通電磁換向閥；8-工作缸；9-壓力繼電器五、選擇液壓元?dú)饧?.液壓泵的選擇 由以上的設(shè)計(jì)可以得到，液壓缸在整個(gè)工作過(guò)程中的最大壓力是，如取進(jìn)油路上的壓力損失為，則此時(shí)液壓泵的最大工作壓力是。 由以上的計(jì)算可得，液壓泵提供的

15、最大流量是,因?yàn)橄到y(tǒng)較為簡(jiǎn)單，取泄漏系數(shù)，則兩個(gè)液壓泵的實(shí)際流量應(yīng)為： 由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為，而工進(jìn)時(shí)輸入到液壓缸的流量是，由流量液壓泵單獨(dú)供油，所以液壓泵的流量規(guī)格最少應(yīng)為。根據(jù)以上的壓力和流量的數(shù)值查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，最后選用型單葉片液壓泵，其排量大小為,當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速為時(shí)，該液壓泵的理論流量為。取液壓泵的容積效率為，則液壓泵的實(shí)際流量大小為：由于由以上的計(jì)算過(guò)程中，我們知道了液壓缸在快退時(shí)的輸入功率最大，此時(shí)液壓泵的工作壓力是進(jìn)油路上的壓力損失，流量為，查表可得，取液壓泵的總效率，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的功率為 根據(jù)以上的數(shù)據(jù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用Y801型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為，額定轉(zhuǎn)速

16、為。2.閥類元?dú)饧拜o助元?dú)饧倪x擇表4 元?dú)饧男吞?hào)及規(guī)格 根據(jù)閥類及輔助元?dú)饧谟吐返淖畲蠊ぷ鲏毫屯ㄟ^(guò)的最大實(shí)際流量，可選擇這些器件的型號(hào)和規(guī)格如下表：序號(hào)元件名稱額定流量額定壓力()質(zhì)量()型號(hào)1單葉片泵9.26.35.52三位四通電磁閥256.33二位三通電磁閥256.34單向調(diào)速閥0.05最小3.2QI-10B5溢流閥201.7Y-10B6壓力繼電器0.7DP1-63B7濾油器 162.50.18*U-B16*1008開關(guān)閥256.322D-25B3.確定油管直徑由于液壓泵在選定之后液壓缸在各個(gè)工作階段的進(jìn)、出流量已與原來(lái)的數(shù)值不同，所以要重新計(jì)算，計(jì)算如下表4所示：表5 液壓缸的進(jìn)出、流量快進(jìn)工進(jìn)快退輸入流量L/min輸出流量(L/min)運(yùn)動(dòng)速度(m/min)由上表中的數(shù)值，按照書中推薦的油液在壓油管的流速u=3m/s可得，液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為： 兩根油管按YB23164選用外徑為13mm，壁厚為1.2mm的冷拔無(wú)縫鋼管。油箱的設(shè)計(jì)對(duì)油箱容積我們進(jìn)展估算，取經(jīng)歷數(shù)據(jù)，故其容積為：取靠