专用铣床液压系统设计

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1、-19-液压传动课程设计计算说明书设计题目：专用铣床液压系统设计机械系机械及自动化专业班级031013班学号20030343设计者：夏国庆指导教师：钱雪松（老师）学校：河海大学常州校区2006年6月30日-19-2006年6月30日制作人：夏国庆-19-一、设计流程图液压系统设计与整机设计是紧密联系的，设计步骤的一般流程如图明确液压系统的设计要求否否液压CAD是否符合要求？绘制工作图，编制技术文件是否通过？验标液压系统性能选择液压元件拟定液压系统原理图确定执行元件主要参数执行元件运动与负载分析是结束是下面将按照这一流程图来进行本次液压课程设计。二、设计依据：专用铣床工作台重量G1=3000

2、N，工件及夹具重量G2=1000N，切削力最大为9000N，工作台的快进速度为4。5m/min，工进速度为60～1000mm/min，行程为L=400-19-2006年6月30日制作人：夏国庆-19-mm（工进行程可调），工作台往复加速、减速时间的时间t=0.05s，假定工作台用平导轨，静摩擦系数fj=0.2，动摩擦系数fd=0.1。设计此专用铣床液压系统。三、工况分析液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流量）的依据。负载分析（一）外负载=9000N其中

3、表示最大切削力。对于专用铣床铣削时铣刀所承受的主切削力大小（单位N）为：(N)式中P—单位切削力（）f—每转进给量（mm/r）—背吃刀量（mm）下面将进行具体参数的计算：由公式可得（其中表示每分钟进给速度，n表示铣刀的转速）由设计依据可知n=300r/min??工进速度=60—1000mm/min，故我们取=300mm/min。-19-2006年6月30日制作人：夏国庆-19-对于单位切削力P，由以下的常用金属材料的单位切削力表可得，我们选P=2000。类别材料牌号单位切削力P（）钢易切钢Y40Mn1700结构钢45200040Cr不锈钢1Cr17Ni92500铸铁灰铸铁HT2001140

4、铸造合金铸造锡青铜ZcuSn5Pb5Zn5700铸造铝合金ZALSn7Mg720对于铣削背吃刀量,我们选用硬质合金铣刀，查铣工计算手册可得，取=1.5mm。根据以上的公式可得：因为3000<=3185N，所以选取的合适（一）阻力负载静摩擦力：Ffj=（G1+G2）·fj其中Ffj—静摩擦力NG1、G2—工作台及工件的重量Nfj—静摩擦系数由设计依据可得：Ffj=（G1+G2）·fj=(4000+1800)X0.2=1160N动摩擦力Ffd=（G1+G2）·fd其中Ffd—动摩擦力Nfd—动摩擦系数同理可得：Ffd=（G1+G2）·fd=(4000+1800)X0.1=580N（二）惯性负载

5、-19-2006年6月30日制作人：夏国庆-19-机床工作部件的总质量m=（G1+G2）/g=5800/9.81=592kg惯性力Fm=m·a=N其中：a—执行元件加速度m/s²ut—执行元件末速度m/s²u0—执行元件初速度m/s²t—执行元件加速时间s因此，执行元件在各动作阶段中负载计算如下表所示：工况油缸负载（N）负载值（N）启动F=Ffj1160加速F=Ffd+Fm1073快进F=Ffd580工进F=Ffd+Fc3580快退F=Ffd580按上表的数值绘制负载如图所示。对于速度而言，设计依据中已经有了明确的说明，所以按照设计依据绘制如下：图1铣床液压缸负载图-19-2006年6月3

6、0日制作人：夏国庆-19-图2铣床液压缸速度图铣床机床液压缸负载图四、初步确定油缸参数，绘制工况图-19-2006年6月30日制作人：夏国庆-19-1、初选油缸的工作压力、由上可以知道，铣床的最大负载F=3580N，根据下表可得：表按负载选择液压执行元件的工作压力载荷/（kN）<55—1010—2020—3030—50>50工作压力（Mpa）<0.8~11.5~22.5~33~44~5>=5~7选系统的工作压力P1=2Mpa。由设计要求可知，导轨要求快进、快退的速度相等，故液压缸选用单活塞杆式的，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三位四通电磁阀来实现

7、。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，故采用调速阀的进油节流加背压阀的调速回路，所以回油路上具有背压P2，取背压P2=0.5Mpa。2、计算油缸尺寸可根据油缸的结构及连接方式计算油缸的面积、油缸直径D及活塞杆直径d计算出后应按标准予以圆整，然后再计算油缸的面积：此时由工进时的负载值按计算公式计算液压缸面积：-19-2006年6月30日制作人：夏国庆-19-在