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1、钻镗两用组合机床液压系统学 院： 机械与车辆学院专 业： 姓 名： 指导老师： 机械工程及自动化专业 学 号： 职 称： 中国珠海二一二 年 五 月北京理工大学课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 机械工程及自动化 指导教师： 工作部门： 机械与车辆学院 一、 课程设计题目 设计一台钻、镗两用组合机床的液压系统，要求液压系统完成“快进工进快退停止”的工作循环及工件的定位与夹紧。已知：最大切削力为12000N，运动部件自重为18000N，工作台快进行程为200mm，工进行程为200mm，快进、快退速度为5m/min，工进速度为20100mm/min，加、减速时间为0.2s，导轨为平导轨，静摩擦系
2、数为0.2，动摩擦系数为0.1。工件所需夹紧力不得超过6000N，最小不低于3330N，由松开到夹紧的时间为1s，夹紧缸的行程为40mm。 二、 课程设计内容液压传动课程设计一般包括以下内容：(1) 明确设计要求进行工况分析；(2) 确定液压系统主要参数；(3) 拟定液压系统原理图；(4) 计算和选择液压元件；(5) 验算液压系统性能；(6) 结构设计及绘制零部件工作图；(7) 编制技术文件。三、进度安排阶段主要内容时间安排1设计准备(1) 阅读、研究设计任务书，明确设计内容和要求，了解原始数据和工作条件；(2) 收集有关资料并进一步熟悉课题。102液压系统设计计算(1) 明确设计要求进行工况
3、分析；(2) 确定液压系统主要参数；(3) 拟定液压系统原理图；(4) 计算和选择液压件；(5) 验算液压系统性能；203绘制工作图(1) 绘制零、部件图；(2) 绘制正式的液压原理图。404编制技术文件(1) 编写设计计算说明书；(2) 编写零部件目录表。205答辩整理资料，答辩10四、基本要求 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。(2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学
4、生必须发挥主观能动性，积极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、给数据、定方案。(3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件，因而不能盲目地抄袭资料，必须具体分析，创造性地设计。(4) 学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。五、 课程设计内容（含技术指标）设计中等复杂程度的机床液压传动系统，确定液压传动方案，选择有关液压元件，设计液压缸的结构，编写技术文件并绘制有关图纸。六、学生提交材料一览表序号材料名称及顺序规格单位数量1
5、课程设计材料装订本课程设计任务书A4张2设计计算说明书A4份1345Pro/E三维造型份16液压系统原理图2#图纸张17液压缸的装配图1#图纸张18零件图4#图纸张39课程设计档案袋A4个110课程设计材料清单写在档案袋封面上七、工作要求1液压系统的工况分析时，要作出负载循环图和速度循环图。2拟订液压系统原理图，采用合理的执行机构，确定正确的调速方案和速度换接方法，完善系统的调压、卸荷及执行元件的换向和安全互锁等要求。3正确计算液压缸的主要尺寸以及所需的压力和流量；正确计算液压泵的工作压力、流量和传动功率；合理选择液压泵和电动机的类型和规格；合理选择阀类元件和辅助元件的规格。4用CAD绘图，图
6、纸应符合国家标准。液压系统原理图中应附有液压元件明细表、各执行元件的动作顺序工作循环图和电器元件动作顺序表5设计计算说明书用A4纸打印。6. 用专用的本子做设计，每天由指导教师审阅签字。7. 在指定的教室内进行设计。8. 作息时间：8：3011：30点，2：305：30执笔者： （签名） 指导老师： （签名）2012年 5月 21日 目 录绪论11 钻镗液压机床的设计21.1机床的设计要求21.2 机床的设计参数22 执行元件的选择32.1分析系统工况32.1.1工作负载32.1.2惯性负载32.1.3阻力负载32.2负载循环图和速度循环图的绘制32.3主要参数的确定52.3.1 初选液压缸工
7、作压力52.3.2 确定液压缸主要尺寸52.3.3 计算最大流量需求73 拟定液压系统原理图83.1 速度控制回路的选择83.2 换向和速度换接回路的选择93.3 油源的选择93.4 压力控制回路的选择104 液压元件的选择124.1 确定液压泵和电机规格124.1.1计算液压泵的最大工作压力124.1.2计算总流量124.1.3电机的选择134.2 阀类元件和辅助元件的选择134.2.1阀类元件的选择134.3油管的选择144.4 油箱的设计154.4.1油箱长宽高的确定154.4.2各种油管的尺寸165 验算液压系统性能165.1验算系统压力损失165.2验算系统发热与温升186 设计总结
8、207 参考文献2120绪论随着科学技术和工业生产的飞跃发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样的质量优、性能好、能耗低、价格廉的液压机床产品。其中，产品设计是决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节。产品的设计包括液压系统的功能分析、工作原理方案设计和液压传动方案设计等。这些设计内容可作为液压传动课程设计的内容。很明显，液压系统设计本身如果存在问题，常常属于根本性的问题，可能造成液压机床的灾难性的失误。因此我们必须重视对学生进行液压传动设计能力的培养。作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该
9、组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压
10、系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。1 钻镗液压机床的设计1.1机床的设计要求设计一台钻镗两用组合机床的液压系统,要求液压系统完“快进工进快退停止”的工作循环及共建的定位与夹紧。已知：最大切削力12000N，移动部件总重量18000N；工作台快进行程为200mm，工进行程为200mm，快进、快退的速度为5m/min，工进速度应在（20100）mm/min范围内无级调速；加、减速时间为0.2s，导轨为平导轨，静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1。共建所需夹紧力不得超过6000N，最小不低于4000N，有松开到夹紧的时间为1s，夹紧
11、缸的行程为40m。1.2 机床的设计参数系统设计参数如表1所示，动力滑台采用平面导轨，其静、动摩擦系数分别为fs = 0.2、fd = 0.1。l1=200mm，l2=200mm，l3=400mm其主要设计参数如表1-1表1-1 设计参数参 数数 值切削阻力（N）12000滑台自重 (N) 18000快进、快退速度(m/min)5工进速度(mm/min)20100最大行程(mm)400工进行程(mm)200启动换向时间（s）0.2液压缸机械效率0.92 执行元件的选择 2.1分析系统工况2.1.1工作负载钻镗两用组合机床的液压系统中，钻镗的轴向切削力为Ft。根据题意，最大切削力为12000N。
12、2.1.2惯性负载惯性负载 2.1.3阻力负载静摩擦阻力 动摩擦阻力 由此可得出液压缸的在各工作阶段的负载如表2-1表2-1液压缸的在各工作阶段的负载工况负载组成负载值F推力启动3600N4000N加速2565N2850N快进1800N2000N工进13800N15333N快退1800N2000N2.2负载循环图和速度循环图的绘制根据表2-1中计算结果，绘制组合机床动力滑台液压系统的负载循环图如图2-1所示。图2-1图2-1表明，当组合机床动力滑台处于工作进给状态时，负载力最大为15333N，其他工况下负载力相对较小。所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计参数进行绘制，已知
13、快进和快退速度V1=V2=5m/min、快进行程L1=200mm、工进行程L2=200mm、快退行程L3=400mm，工进速度V2=20100mm/min。根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统的速度循环图如图2-2所示。2-2组合机床液压系统速度循环图2.3主要参数的确定2.3.1 初选液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，其值为15333N，其它工况时的负载都相对较低，参考表2-2和表2-3按照负载大小或按照液压系统应用场合来选择工作压力的方法，初选液压缸的工作压力p1=3MPa。表2-2 按负载选择工作压力负载/ KN50工作压力/MPa0.811.522.5334455表2-3 各种机械常用的系统工作压力机械类型机 床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中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/MPa0.823528810101820322.3.2 确定液压缸主要尺寸由于工作进给速度与快速运动速
