单面多轴钻孔组合机床液压系统设计.docx

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1、液压与气压传动课程设计说明书设计题目：单面多轴钻孔组合机床液压系统液压传动课程设计任务书学院：机械工程学院专业：机械班级：*学生姓名：*1设计题目：单面多轴钻孔组合机床液压系统设计2技术参数：组合机床系统的已知数据为：轴向切削力总和Fg=3O5OON；运动部件的总重力G=9800N；工进速度v=0.053mmin;快进速度v11=6mmin;启动、制动时间0.2s;行程长度=0.15m,其中，工进行程长度2=0.05m;导轨形状为平面导轨，静磨擦系数6=02动摩擦系数/1=0.1。3技术要求：1）工作环境温度最高应低于40；2）工作循环要求实现的动作顺序：启动T夹紧T加速T快进一减速T工进T快

2、退T停止；3）夹紧力夹紧机构的最大夹紧力必须满足夹紧要求，且具有一定的微调量；4）液压系统应考虑节油措施。4设计任务：（1）设计计算书一份。内容包括：动作程序说明，液压原理图，主要参数及液压元件选取，设计计算等。（2）油缸装配图A3#图一张（3）原理图A3#图一张（4）液压缸零件图A4#-张（5）工况图A4#一张摘要本设计主要是对单面多轴钻孔组合机床液压系统的设计，单面多轴钻孔机床是一种孔加工组合机床。机床工作时，可自动完成快进、工进（工退）、快退、停止等程序。单面多轴钻孔组合机床主要由床身、运动滑台、主轴、夹具、液压传动系、冷却系统等组成。所有孔夹具安装在动力头上，由运动滑台驱动完成各种动作

3、，具有通流能力大、响应快、结构简单、密封性好、动作准确可靠、易于集成等突出优点。液压基本回路的作用分为三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。本设计在液压系统的设计中采用配置执行元件，执行机构的负载分析、运动分析计算,选择设计参数，确定液压系统的工作压力、流量和执行元件主要几何参数，绘制执行元件工况图，制订基本回路方案，绘制液压系统图，标准液压元件及辅件选型，验算液压系统的主要性能,液压装置的总体布局这样的步骤进行设计。而且其中运用了各种换向阀，溢流阀，减压阀等重要液压元件。关键词：液压，单面

4、多轴钻孔组合机床目录第一章液压系统分析的初拟1L工艺动作分析12 .夹紧缸工作系统初拟13 .工进缸工作系统初拟24 .液压系统初拟3第二章液压缸的设计计算41、液压缸的载荷4第三章流量与压力9L夹紧缸在各工作阶段的压力与流量92 .工进缸在各工作阶段的压力与流量93 .系统的流量确立94 .系统的压力确立9第四章确立系统各元件型号111.液压泵的选择112.电动机的选择11第五章系统图的总成与完善12第六章油管及其他的设计计算141 .计算油管内径142 .计算油管壁厚14第七章油箱的设计计算16第八章经济与安全评估181液压系统成本核算182安全评估19参考文献20第一章液压系统分析的初拟

5、1.1工艺动作分析根据任务书要求如下：工件由轨道输送到位，定位行程开关发出信号，夹紧机构夹紧工件一钻头快进一工件进给一钻头快退一松开工件。一个工作循环结束后，在接到定位尺信号进入下一个工作循环。(1)动作由“夹紧机构”和“钻孔机构”等，系统需要两个执行缸完成；(2)夹紧缸，完成以下动作：夹紧工件一保压一松开工件(3)工进缸，完成以下动作：钻头快进一工件进给一钻头快退分析：钻头快进速度r11=6mmin,钻头工进速度片=0.02mmin0(4)顺序要求根据任务书的动作要求，夹紧缸和工进缸交替动作，按照一定的顺序工作，动作顺序如下：动作1夹紧机构夹紧工件一夹紧缸进给动作2钻头快进一工进缸快速进给动

6、作3工件进给一工进缸慢速进给动作4钻头快退一工进缸快速后退动作5松开工件f夹紧缸后退1.2夹紧缸工作系统初拟根据对夹紧缸的分析，夹紧工进过程要考虑夹紧运动方向的速度控制，同时要考虑保压夹紧；回程无需速度和压力和控制，正反行程需要方向控制，初拟系统图如图1所示。(1)夹紧运动方向的速度控制，采用回油调速完成；(2)夹紧运动方向的夹紧保压，采用液控单向阀与带有压力继电器的压力表配合完成；(3)回程无需速度和压力和控制，但是由于保压过程中，工进缸在工作，系统不能卸荷，因此换向阀采用型三位四通电磁换向阀。图1夹紧缸工作初拟系统1一油箱2液压泵3一单向阀4一溢流网5一三位四通换向阀6液控单向阀7压力继电

7、潺8夹紧缸1.3工进缸工作系统初拟根据对工进缸的分析，工进缸工进过程要考虑工进运动方向的速度控制；回程要考虑速度控制，正反行程需要方向控制，初拟系统图如图2所示。（1）工进运动方向的速度控制，采用回油调速完成；（2）工进运动方向的速度控制有2个，采用并联（或串联）（3）回程结束后，由于夹紧缸马上就要开始工作，系统不必卸荷，因此换向阀采用“。”型三位四通电磁换向阀。图2工进缸工作初拟系统I一油箱2液压泵3一单向阀4一三位四通换向例5一调速网6一行程阀7压力继电器8一工作缸9一能向调速阀10一溢流阀1.4总液压系统初拟图3初拟钻孔机液压系统I一油箱2一滤油器3一叶片泵4一直动式溢流阀5单向阳6-三

8、位四通换向阀7液控单向阀8压力维电器9一夹紧缸10一工进缸II一行程阀12单向调速阀13一调速阀14一溢流阀表1初拟图动作电位IYA2YA3YA4YA+快进+工进+停止+松开+第二章液压缸的设计计算2.1液压缸的载荷（1）夹紧缸夹紧缸的载荷分析：1）工进静止f运动状态：克服静摩擦力2）稳态运动状态：克服动摩擦力3）夹紧状态：夹紧力4）静止一反向运动状态：静摩擦力5）稳态运动状态一静止：克服动摩擦力表2液压缸在各工作阶段的负载值工作状态负载组成负载值F（N）推力F/nm(N)工进静止f运动状态F=Fr.40004210稳态运动状态F=Ffd20002105夹紧状态F=Fj8000084211静止

9、f反向稳态运动状态F=Ffs40004210稳态运动状态f静止F=Ffd20002105注：液压缸的机械效率nfn=0.95；不考虑颠梭力矩的作用。F(N)242U-21050.4-4210图4夹紧缸工作负载图图5夹紧缸工作速度图（2）工进缸工进缸的载荷分析：1）静止f运动状态：克服静摩擦力2）加速f稳态运动状态：克服动摩擦力、加速力13）稳态运动状态一工进状态：克服动摩擦力4）工进状态：克服动摩擦力、工进阻力（轴向力）5）静止一反向运动：克服静摩擦力6）加速一稳态运动状态：动摩擦力、加速力27）稳态运动状态一静止：克服动摩擦力8）反向稳态运动状态一减速静止：动摩擦力、减速力表3工进缸在各工作

10、阶段的负载值工作状态负载组成负载值F（N）推力F/nm(N)静止f运动状态F=Fft40004210加速f稳态运动状态F=Ff+Fa35873776稳态运动状态f工进状态F=Ff20002105工进状态F=Ff+Ff1800018947静止f反向运动F=Fli40004210加速f稳态运动状态F=Ff+Fu35873776稳态运动状态f静止F=Ff20002105注：液压缸的机械效率n=0.95；不考虑颠覆力矩的作用。F(N)1894742102105-2105TQ4-4210s(m)图6工进缸工作负载图图7工进缸工作速度图（3）计算液压缸的工作面积及直径1）初选压力表4按主机类型选择执行元件

11、的工作压力主机类型机床农业机械小型工程机械工程机械辅助机构液压机中、大型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力P（MPa）235881010-162032查表可把组合机床的工作压力选为5MPa2）夹紧缸查表可把组合机床的工作压力选为5MPa,如果忽略内部摩擦力和背压力则可根据公式其中：A：液压缸面积大值Fj:夹紧时液压缸负载%：液压缸的机械效率,取0.95P：液压缸的初选压力，取5MPa液压缸的初拟面积计算得的液压缸面积为大值即168.4ci2,应依该值计算液压缸的内径D：其中：D：液压缸内径A：液压缸大内面积=14. 6cm按表取D=16 cm, d=10cm,则实际有效

12、面积为A1=-(16) 2 =200. 96cm2无杆腔有杆腔A2=-(162-IO2)=122.46cm23）工进缸查表可把组合机床的工作压力选为5MPa,如果忽略内部摩擦力和背压力则可根据公式2-3其中:A：液压缸面积大值Fg:工进时的轴向切削力Fg=30500NFf:动摩擦力Ff=980N/：液压缸的机械效率，取0.9P：液压缸的初选压力，取5MPa液压缸的初拟面积:30500+980 0.95106=70cm2计算得的液压缸面积为大值即70cm2,应依该值计算液压缸的内径D：D=栏用=9.43Cm按表取D=IOCm,d=7.5cm,则实际有效面积为A1=-(IO)2=78.5cm2无杆

13、腔4A2=-(102-7.52)=34Cnl2有杆腔4钻机行程L=150mm第三章流量与压力3.1夹紧缸在各工作阶段的压力与流量衣5夹紧缸在各工作阶段的压力与流量负载回油腔压力pi(MPa)进油腔压力pi(MPa)计算式启动42100.80.34P=(F+A,)1夹紧842110.84.19Pi=6/4后退21050.80.17pl=(F+p2Ai)A23.2工进缸在各工作阶段的压力与流量表6工进缸在各工作阶段的压力与流量负载回油腔压力A(MPa)进油腔压力Pl(MPa)输入流量q(LZmin)输入功率p(kw)计算式快进(插动)启动42100.81.09Pi=(F+2p2),=(A-A)DlP=p、q加速37760.81.01匀速21050.80.6726.640.19工进189470.84.180.1570.007Pi=(F+p2A2)A1q=AxU2P=p、q快退启动42100.81.640=(尸+P2A)4“=4匕P=闯加速37760.82.46匀速21051.847.10.543.3系