实例二液压专用铣床液压专业系统设计.doc

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。工件上料、卸料由手工完成，工件夹紧及工作台进给由液压系统完成。机床工作循环为：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开启时间△t=0.5s夹紧力Fj=30000N行程lj=15mm夹紧时间△tj=1s工作台采取平导轨，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.确定实施元件类型夹紧工件，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、缸筒固定单活塞杆液压缸。其动作为：工作台要完成单向进给运动，先采取固定单活塞杆液压缸。其动作为：2.确定实施元件负载、速度改变范围(1)夹紧缸惯性力和摩擦力能够忽略不计，夹紧力F=300000N。(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依据已知条件计算出实施元件各工作阶段负载及速度要求，列入下表：表2工作循环各阶段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工作台开启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=20500Nv=0.1～0.6m/min工作台快退Ffd=2500Nv=5m/min二.参数设计1.初定系统压力依据机器类型和负载大小，参考HYPERLINK""\t"_blank"，初定系统压力p1=3MPa。2.计算液压缸关键尺寸(1)夹紧缸按工作要求，夹紧力由两并联液压缸提供，则依据国家标准，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,工作缸最大负载F=20500N,取液压缸回油背压p2=0.5MPa,机械效率ηcm=0.95,则依据国家标准，取工作缸内径D=100mm，活塞杆直径d按杆径比d/D=0.7得d=70mm。3.计算液压缸各个工作阶段工作压力、流量和功率依据液压缸负载和速度要求和液压缸有效作用面积，能够算出液压缸工作过程中各阶段压力、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压力损失取△p=0.5MPa,见表3。表3液压缸所需实际流量、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=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.确定油源及调速方法铣床液压系统功率不大，为使系统结构简单，工作可靠，决定采取定量泵供油。考虑到铣床可能受到负值负载，故采取回油路调速阀节流调速方法。2.选择换向回路及速度换接方法为实现工件夹紧后工作台自动开启，采取夹紧回路上压力继电器发讯，由电磁换向阀实现工作台自动开启和换向。要求工作台能在任意位置停止，泵不卸载，故电磁阀必需选择O型机能三位四通阀。因为要求工作台快进和快退速度相等，故快进时采取差动连接，且液压缸活塞杆直径d≈0.7D。快进和工进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。为了避免工作时因忽然失电而工件被松开，此处应采取失电夹紧方法，以增加安全可靠性。为了能够调整夹紧力大小，保持夹紧力稳定且不受主油路压力影响，该回路上应该装上减压阀和单向阀。考虑到泵供油量会超出夹紧速度需要，故在回路中需串接一个固定节流器(装在换向阀P口)。最终，将所选择回路组合起来，即组成图1所表示液压系统原理图。电磁铁动作次序表见表4。表4液压专用铣床电磁铁动作次序表1Y2Y3Y4Y1K夹紧工件+工作缸快进+++工作缸工进++工作缸快退++松开工件+-图1专用铣床液压系统原理图1-双联叶片泵；2、4、8-换向阀；3-单向调速阀；5