组合机床液压专业系统设计.doc

组合机床液压系统设计1方案拟定1.1整体性分析规定此液压系统实现工作循环是：工件夹紧工作台快进工作台1工进工作台2工进工作台快退工件松开。运动部件重5800N，工作台快进、快退速度4.8m/min，工进速度60—960mm/min，最大行程640mm，工进行程240mm。最大切削力8000N。夹紧缸行程30mm,夹紧力35000N。对于铣削专用机床液压系统而言，加工零件需要精度高，定位精确。因此整个系统设计规定定位精度高，换向速度快。在设计阀时候，考虑这些方面变特别重要，要考虑到工作在最低速度时调速阀最小调节流量能否满足规定。在行程方面，应当比规定工作行程大点，涉及工作行程、最大行程和夹紧缸行程，重要是考虑到在安全面和实际运用中。在压力方面也要考虑到满足最大负载规定。并且在液压系统能满足规定前提下，使液压系统成本较低。1.2拟定方案由上述分析可得如下两种方案：方案一液压系统中工作台执行元件为伸缩缸，工件夹紧用单杆活塞缸；工作台采用节流阀实现出油口节流调速，用行程阀实现工作台从快进到工进转换，压力继电器控制一工进与二工进转换，在工进回路上串接个背压阀；为了防止工件在加工过程中松动，在夹紧进油路上串接个单向阀；工作台进、退采用电磁换向阀；夹紧缸夹紧与放松用电磁阀控制。方案二液压系统中工作台执行元件为单杆活塞缸，工件夹紧也采用单杆活塞缸；工作台采用调速阀实现进油口节流调速，也采用行程阀实现工作台从快进到工进转换，压力继电器控制一工进与二工进转换，工进时，为了避免前冲现象，在回路上串接个背压阀；夹紧缸上串接个蓄能器和单向阀，避免工件在加工过程中松动；工作台进、退换向采用电液换向阀，工作台快进时，采用差动连接；夹紧缸夹紧与放松用电磁阀控制。方案比较：单杆活塞缸比伸缩缸构造简朴，价格便宜，易维护，并且也能满足规定；调速阀性能比节流阀稳定，调速较好，用于负载变化大而运动规定稳定系统中；采用出油口调速回路中油液通过节流阀产生热量直接排回油箱散热；夹紧缸进油口处串接蓄能器，更好保证工件夹紧力，使工件在加工过程中始终在夹紧状态。电液换向阀信号传递快，配合液压动力输出力大、惯性小、反映快长处使控制灵活、精度高、迅速性好。综上比较选取方案二较好。2工况分析2.1运动参数分析一方面依照主机规定画出动作循环图（2.1）。快进工进快退放松夹紧图2.1动作循环图2.2动力参数分析计算各阶段负载工作负载：由已知条件可知切削力。惯性负载：（参照机床工作台加速时间，取=0.2s）阻力负载：静摩擦阻力动摩擦阻力（滑动导轨：铸铁对铸铁—启动低速时,v<0.16m/s）表2.1液压缸在各个工作阶段负载值其中=0.9工况负载构成负载值（N）推力（N）夹紧——5800快进起动11601289加速817908快进580644工进一工进180000二工进85809533快退5806442.3负载图和速度图绘制负载图按上面数值绘制，如图2.2所示。速度图按已知数值，一工进速度，二工进速度。图2.2负载位移、速度位移图3液压缸尺寸和所需流量3.1液压缸尺寸计算3.1.1工作压力拟定：工作压力可依照负载和主机类型拟定，由《液压传动》表11—3得出：P—工作压力3.1.2计算液压缸尺寸：液压缸有效工作面积液压缸内径由《液压设计手册》查得内径原则值D=50mm3.1.3活塞杆直径：因采用差动连接，因此取mm，再依照《机床液压传动》中表4—6选用原则值d=36mm。3.1.4缸径、杆径取原则值后有效工作面积：无杆腔有效面积活塞杆面积有杆腔有效面积3.2拟定液压缸所需流量3.3夹紧缸有效面积、工作压力和流量拟定3.3.1拟定夹紧缸工作压力：依照最大夹紧力，由《液压传动》中表11-2取工作压力。计算夹紧缸有效面积、缸径和杆径：夹紧缸面积夹紧缸直径取原则值活塞杆直径，普通取。（不符合原则）取原则值=32mm3.3.2计算夹紧缸流量：依照上述计算数据，可估算液压缸在各个工作段中压力、流量和功率，如下表所示：表3.1液压缸各工作段压力、流量和功率工况推力F/N回油腔压力进油腔压力输入流量输入功率计算式夹紧580004.80.970.02快进启动128901.73——加速9081.36——恒速6441.104.8820.089一工进00.81．8712.2720.383二工进95330.85.259.4420.83快退启动128901.69——加速9081.134——恒速6440.30.8523.640.334拟定液压系统图4.1拟定执行元件类型：4.1.1工作缸：依照组合机床特点和规定，因此选用无杆腔面积等于两倍有杆腔面积差动液压缸。4.1.2夹紧缸：由于构造上因素和为了有较大有效工作面积，也采用单杆活塞液压缸。4.2换向方式拟定为了便于工作台在任意位置停止，使调节以便，因此采用三位换向阀；为了便于