1、液压课程设计 1 前言前言 液压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。本次课程设计将以卧式单面多孔组合机床设计为例， 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和液压集成块
2、的设计与组装等。 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
3、。 液压课程设计 2 第一章第一章 液压系统的设计要求液压系统的设计要求 某厂要自制一台卧式单面多孔组合机床，有主轴 16 根，其 中钻13.9mm 孔 14 个，钻8.5mm 孔 2 个；要求的工作循环是： 钻头快速接近工件工进钻孔快速退回原位自动停止。 工件材料 为铸铁、硬度 HB=240；假定运动部件重量 G=9800N，快进、快退速 度 u1=0.1m/s；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数 fs=0.2，动摩擦系数 fu=0.1；往复运动的加速、减速时间为 0.2s；快进行程 L1=100mm，工 进行程 L2=50mm。试设计计算液压系统。 第二章第二章 负载与运动分析负载与运动分析
4、2.12.1 负载的计算负载的计算 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生 的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。 因工作部件是卧式放置，重力的 水平分力为零， 这样需要考虑的力有： 夹紧力， 导轨摩擦力， 惯性力。 在对液压系统进行工况分析时， 本设计实例只考虑组合机床动力滑台 所受到的工作负载、 惯性负载和机械摩擦阻力负载， 其他负载可忽略。 2.1.12.1.1 切削切削负载负载F FW W 工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负 载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即 为工作负载。 切削负载(确定切削负载应具备机械切削加工方面的知识)用
5、高 速钢钻头(单个)钻铸铁孔时的轴向切削力Ft(单位为 N)为 6.08.0 t )HBS(5.25DsF 2 (81) 式中：D钻头直径，单位为 mm； s每转进给量，单位为 mmr； HBS铸件硬度。 根据组合机床加工特点， 钻孔时主轴转速n和每转进给量s按“组合 机床设计手册”取： 对13.9mm 的孔：n1=360rmin，s l=0.147mmr； 对8.5mm 的孔：n2=550rmin，s 2=0.096mmr； 液压课程设计 3 所以，系统总的切削负载Ft为： Ft=14x25.5x13.9x0.1470.8x2400.6+2x25.5x8.5x0.0960.8x 2400.6
6、=30500N 令 Ft=Fq=30500N 2.1.22.1.2 惯性负载惯性负载 往复运动的加速，减速时间不希望超过 0.2s ，所以取t为 0.2S Fm=mV/t=(9800/9.8)x(0.1/0.2)=500N 2.1.32.1.3 阻力负载阻力负载 机床工作部件对动力滑台导轨的法向力为： Fn=G=9800N 静摩擦阻力： Ftf=fsFn=0.2x9800=1960N 动摩擦阻力： Ffd=fdFn=0.1x9800=980N 加速负载： tvmfFF/ dnL =1480N 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响， 并设液压 缸的机械效率 w =0.9，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在 各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况由此得出液压缸 在各工作阶段的负载如表1所列。 表 1 液压缸在各工作阶段的负载 工况 负载组成 负载值 F 工况 负载组成 负载值 F 启动 snL fFF 1960 快退 dnL fFF 980 快进 d
