实例二液压专用铣床液压系统设计.doc

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1、实例二液压专用铣床液压系统设计设计要求：设计一台成型加工的液压专用铣床，要求机床工作台上一次可安装两只工件，并能同时加工。工件的上料、卸料由手工完成，工件的夹紧及工作台进给由液压系统完成。机床的工作循环为：手工上料→工件自动夹紧→工作台快进→铣削进给(工进)→工作台快退→夹具松开→手动卸料。参数要求：运动部件总重力G=25000N切削力Fw=18000N快进行程l1=300mm工进行程l2=80mm快进、快退速度v1=v3=5m/min工进速度v2=100～600mm/min启动时间△t=0.5s夹紧力Fj=30000N行程lj=15mm夹紧时间

2、△tj=1s工作台采用平导轨，导轨间静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fd=0.1，要求工作台能在任意位置上停留一.分析工况及主机工作要求，拟订液压系统方案   1.确定执行元件类型    夹紧工件，由液压缸完成。因要求同时安装、加工两只工件，故设置两个并联的、缸筒固定的单活塞杆液压缸。其动作为：                           工作台要完成单向进给运动，先采用固定的单活塞杆液压缸。其动作为：                            2. 确定执行元件的负载、速度变化范围    (1)夹紧缸  惯性力和摩擦力可以

3、忽略不计，夹紧力F=N。    (2)工作缸  工作负载Fw=18000N    运动部件惯性负载    导轨静摩擦阻力Ffs=fsG=0.2×25000N=5000N    导轨动摩擦阻力Ffd=fdG=0.1×25000N=2500N    根据已知条件计算出执行元件各工作阶段的负载及速度要求，列入下表：表2    工作循环各阶段的负载及速度要求工作循环外负载速度要求夹紧3000Nv=l/△t=0.015m/s工作台启动Fa+Ffs=5425.2N加速△v/△t=1.6m/s2工作台快进Ffd=2500Nv=5m/min工作台工进Fw+Ffd

4、=20500Nv=0.1～0.6m/min工作台快退Ffd=2500Nv=5m/min二. 参数设计    1.初定系统压力    根据机器类型和负载大小，参考，初定系统压力p1=3MPa。    2.计算液压缸的主要尺寸(1)夹紧缸  按工作要求，夹紧力由两并联的液压缸提供，则    根据国标，取夹紧缸内径D=80mm，活塞杆直径d=0.6D=50mm。(2)工作缸  由表2可知,工作缸的最大负载F=20500N,取液压缸的回油背压p2=0.5MPa,机械效率ηcm=0.95,则    根据国标，取工作缸内径D=100mm，活塞杆直径d按杆径比

5、d/D=0.7得d=70mm。    3.计算液压缸各个工作阶段的工作压力、流量和功率    根据液压缸的负载和速度要求以及液压缸的有效作用面积，可以算出液压缸工作过程中各阶段的压力、流量和功率。在计算过程中,工进时因回油节流调速,背压取pb=0.8MPa,快退时背压取pb=0.5MPa，液压缸回油口到进油口之间的压力损失取△p=0.5MPa,见表3。表3 液压缸所需的实际流量、压力和功率工作循环负载F(N)进油压力pj(Pa)回油压力pm(Pa)所需流量q(L/min)输入功率P(kW)夹紧30000pj=F/2A夹1=29.86×1050q=

6、2A夹1L/△t=90.448工作台差动快进2500pj=(F+△pA2)/(A1－A2)  =11.68×10516.68×105q=(A1－A2)v1=19.20.374工进20500pj=(F+pb·A2)/A1 =30.19×1058×105q=A1v2=4.710.237快退2500pj=(F+pb·A2)/A2  =16.06×1055×105q=A2v3=200.535 三. 拟订液压系统方案    1.确定油源及调速方式    铣床液压系统的功率不大，为使系统结构简单，工作可靠，决定采用定量泵供油。考虑到铣床可能受到负值负载，故采

7、用回油路调速阀节流调速方式。    2.选择换向回路及速度换接方式    为实现工件夹紧后工作台自动启动，采用夹紧回路上的压力继电器发讯，由电磁换向阀实现工作台的自动启动和换向。要求工作台能在任意位置停止，泵不卸载，故电磁阀必须选择O型机能的三位四通阀。    由于要求工作台快进与快退速度相等，故快进时采用差动连接，且液压缸活塞杆直径d≈0.7D。快进和工进的速度换接用二位三通电磁阀来实现。                                3.选择夹紧回路    用二位四通电磁阀来控制夹紧换向动作。为了避免工作时因突然失电而工件被松

8、开，此处应采用失电夹紧方式，以增加安全可靠性。为了能够调节夹紧力的大小，保持夹紧力的稳定且不受主油路压力的影响，该回路上应该装上减压阀和