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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑立式组合机床动力滑台液压系统设计 立式组合机床液压系统设计 1 引 言 液压传动相对于机械传动来说是一门新技术，液压传动系统由液压泵、阀、执行器及辅佐件等液压元件组成。液压传动原理是把液压泵或原动机的机械能转变为液压能，然后通过操纵、调理阀和液压执行器，把液压能转变为机械能，以驱出工作机构完成所需求的各种动作。 液压传动技术是机械设备中进展速度最快的技术之一，其进展速度仅次于电子技术，更加是近年来液压与微电子、计算机技术相结合，使液压技术的进展进入了一个新的阶段。从70年头开头，电子学和计算机进入了液压技术领域，并获得了重大的效益。例如在产品设计、制造和测试
2、方面，通过利用计算机辅佐设计举行液压系统和元件的设计计算、性能仿真、自动绘图以及数据的采取和处理，可提高液压产品的质量、降低本金并大大提高交货周期。总之，液压技术在与微电子技术精细结合后，在微计算机或微处理器的操纵下，可以进一步拓宽它的应用领域，使得液压传动技术进展成为包括传动、操纵、检测在内的一门完整的自动化技术，使它在国民经济的各方面都得到了应用。 本文研究内容是立式组合机床液压动力滑台液压系统设计，该文的设计过程根本上表达了一个典型的液压传动系统的设计思路。液压传动在金属切削机床行业中得到了广泛的应用。如磨床、车床、铣床、钻床以及组合机床等的进给装置多采用液压传动，它可以在较大范围内举行
3、无级调速，有良好的换向性能，并易实现自出工作循环。组合机床是由具有确定功能的通用部件（动力箱、滑台、支承件、运输部件等）和专用部件（夹具、多轴箱）组成的高效率专用机床。 叠加阀是在60年头由美国双A公司等较早开发的，但品种规格少，且都以小通径为主。叠加阀组成的液压系统优点好多，如布局紧凑、体积小、标准化等，因此，近年来叠加阀产品系列不断增多，其应用领域逐步扩大。 当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大进展；在完善比例操纵、伺服操纵、数字操纵等技术上也有大量新成就，采用液压传动的程度现已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。随着机
4、械制造行业在国民经济中地位的提高，液压技术的应用范围也越来越广泛，对其性能也提出了更高的要求，抉择了它在技术方面的革新已迫在眉睫。 - 1 - 立式组合机床液压系统设计 2 立式组合机床液压动力滑台液压系统设计 2.1 液压系统的设计要求 本组合机床用于钻、扩、铰等孔的加工。动力滑台为立式布置，动力滑台拟采用液压驱动；工件采用机械方式夹紧。课题所设计的液压系统是立式组合机床液压动力滑台液压系统,主要是完成系统原理图和该系统主要零件的布局及有关设计计算。液压泵及叠加式液压元件的选用，液压缸采用双作用液压缸，液压缸作为液压系统的执行元件安装在机床的床身上，与液压供油装置分开布置，制止两者之间形成振
5、动干扰。 2.1.1 液压传动系统的技术要求 动力滑台工作台工作循环为：快进 工进 快退 中断； 平导轨静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1； 液压缸活塞的行程长度最大为150mm； 液压执行元件为液压缸，其运动速度大小为： 快进速度：4m/min； 工作速度：0.05mm/s； 加减速时间：0.2s； 轴向切削负荷为15000N，运动部件质量为200Kg。 2.1.2 工作环境和工作条件 组合机床的液压系统应使其工作时运行平稳、稳当，得志工况要求，保证组合机床的稳当性和性能要求。 本课题所设计的组合机床在普遍车间使用，工作环境要求不高，对环境温度、湿度、尘埃处境没有特殊的要求，液压系统的安
6、装务必稳定，制止对机床产生直接的冲击振动，影响机床加工精度及寿命。 本课题设计的液压系统对重量、形状尺寸、经济性没有特殊的要求 ，但务必符合一般的普遍设计原那么：重量轻、体积小、本金低、效率高、布局简朴、工作稳当、使用维护便当。根据设计任务书要求选择叠加阀系列液压元件。 - 2 - 立式组合机床液压系统设计 2.2 液压系统工况分析，确定主要参数 在明确了液压系统的设计要求后，针对设计系统在性能和动作方面的特性，确定设计系统的工作压力，以及计算液压缸的最大行程，工作速度，回程速度等等一些概括的系统主参数 2.2.1 分析液压系统工况 工况分析是确定液压系统主要参数的根本依据，包括液压执行元件的
7、动力分析和运动分析。 阻力负载： Ff=uFN 式中：Ff-摩擦力； u-摩擦系数； FN-工作压力 ?G?v?惯性负载：Fm=?g?t? ?式中：Fm-惯性力； G-活塞杆的自身重力； g-重力加速度，取9.8m/s2 ?v-快进速度； ?t-快进时间。 启动加速阶段： 取液压系统的机械效率?m为0.9 F= （Ff + Fm） 11G?v=（fs*G+） ?mg?t?m =（0.22009.8+ =583N 工进阶段： 200?9.84/601） 9.80.10.911F= （Ff + Fw）=（0.22009.8+15000） ?m0.9 - 3 - 立式组合机床液压系统设计 =1688
8、4N 式中Fw为切削负荷 快进阶段： F= 1=0.22009.8 ?m0.9 Ff =217N 快退阶段： 11 F= （Ff+ G）=（0.22009.8+2009.8） ?m0.9 =2395N 2.2.2 确定液压缸的主要参数 1）初选液压缸的工作压力 根据计算得出各阶段负载值的最大值，并参考同类机床，取液压缸工作压力为3Mpa。 2） 计算液压缸的主要布局参数 最大负载为工进阶段负载F=16884N，求得： 活塞腔工作时 D= 4F ?（2-1） ?p?cm式中F-液压缸的最大工作负载（N）。 ?p-作用在活塞上的有效压力（Pa），当无背压时，?p为系统工作压力；当有背压时，?p为系
9、统工作压力与背压之差；该设计课题系统背压取为0.610MPa。 ?cm-液压缸的机械效率，一般取?cm=0.95。 即 D= 4?16884-2 =9.6510m 63.14?(3?0.6)?10?0.956 根据液压缸内径系列将所计算的值圆整为标准值，查表取D=105。 11因该设计对活塞往复运动的速度比无要求时，常取d=D 351-2 在这里取d=D=3.3310m，查标准值取d=36mm。 33) 确定活塞杆的最大行程 本设计课题给定了活塞杆最大行程为100+50=150mm。 4) 计算液压缸的流量 - 4 - 立式组合机床液压系统设计 液压缸的流量通过工作速度和液压缸的内径来确定。液
10、压缸的工作速度为V1 =0.05 mm/s，回程速度为V2=4m/min. ?2 工进：Q1=V1D1 ?（2-2） 4?0.12=4.3310-7m3/s=0.024L/min 4=0.00005m/s 快退：Q2 = V2 ?2 D2?（2-3） 4= ?4m/s(0.12-0.0362)=0.000455m3/s=27.3L/min 460?2 快进：Q3= V3D3 ?（2-4） 4?423 m/s0.1=0.000523m/s=31.4L/min 460= 所以泵的最大流量Qmax=31.4L/min. 针对不同零件的概括加工要求，系统的流量可以通过操纵元件调速阀来调理大小 。 - 5 - 8
