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1、液压与气压传动课程设计班级：机设 11-7班题目：铣削专用机床液压系统的设计 小组成员：杨亚明成绩：目录、八 、前言 合肥工业大学课程设计任务书4第一章 技术参数分析51. 负载分析52. 绘制液压缸负载图和速度图63. 初步确定液压缸参数7第二章 液压系统设计101. 拟定液压系统图102. 选择液压元件113. 液压系统性能验算13第三章 集成块设计151. 将液压系统图初步集成152. 顶盖设计153. 夹紧块设计164. 压力块设计175. 中间块设计186. 底板设计197. 集成块装配图208. 集成块爆炸图21总结22前言液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与
2、微电子、计算机技 术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发 展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为数控技术应用专业的学生 初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与 选型及液压系统的维护与修理将是十分必要的。液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的处 发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输 出力大；航空工业采用液压传动的主要原因是取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动 的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现
3、换向频繁的往复 运动等优点。为此，液压传动常在机床的如下一些装置中使用：1 进给运动传动装置这项应用在机床上最为广泛，磨床的砂轮架，车床、自动车床的刀架或转塔刀架，磨 床、钻床、铣床、刨床的工作台或主轴箱，组合机床的动力头或滑台等，都可采用液压传动。2 往复主体运动传动装置龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕，都可以采用液压传动来实现其所需的 高速往复运动，前者的速度可达6090m/min,后者的速度可达3050m/min。这些情况 下采用液压传动，在减少换向冲击、降低能量消耗，缩短换向时间等方面都很有利。3 回转主体运动传动装置车床主轴可以采用液压传动来实现无级变速的回转主体运动，但是这一
4、应用目前还不 普遍。4 仿形装置车床、铣床、刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来实现，其精度最高可达0.010.02mm。此外，磨床上的成型砂轮修正装置和标准四缸校正装置亦可采用这种系统。5. 辅助装置机床上的夹紧装置，变速装置、丝杠螺母间隙消除装置，垂直移动部件的平衡装置， 分度装置，工件和刀具的装卸、输送、储存装置等，都可以采用液压传动来实现，这样做 有利于简化机床结构，提高机床自动化的程度。液压动力滑台是利用液压缸将泵站提供的液压能转变为滑台运动所需的机械能，来实 现进给运动并完成一定得动作循环，是一种以速度变换为主的中、低压液压系统，在高效、 专用、自动化程度较高的机床中已得到广泛的
5、应用。因此，在液压传动与控制系统中具有 综合性和代表性，通过本毕业设计可以全面的应用和巩固所学的专业技术基础理论知识， 提高机械设计能力和绘图能力，培养学生学习新技术、获取信息和理论联系实际的能力， 特别是使学生在液压传动与控制的基本理论和应用方面得到进一步的提高。合肥工业大学课程设计任务书设计题目铣削专用机床液压系统的设计成绩主 要 内 容设计台铳削专用机床液压系统（含图）。该液压系统完成的工作循环是： 工件夹紧f工作台快进f工作台工进f工作台快退f工件松开。运动部件的重 力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为1001200mm/min，最大 行程为400mm，其中工进行
6、程为180mm，最大切削力为18000N。米用平面导轨， 夹紧缸的行程为20mm，夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。指 导 教 师 意 见签名：201年月日设计的主要技术参数已知该液压系统的工作循环是：工件夹紧&工作台快进&工作台工进&工作台快退&工 件松开。运动部件的重力为25000N,快进、快退速度为5m/min,共进速度为1001200mm/min, 最大行程为400mm，其中共进行程为180mm，最大切削力为18000N。采用平面导轨，夹紧 缸的行程为20mm，夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。第一章技术参数分析1. 负载分析（1） 工作负载2）（3） 摩擦阻力静摩擦阻力动摩擦
7、阻力4） 惯性负载根据上式计算可列出各工况负载及运动时间见下表各工况时负载及运动时间计算结果况液压缸负载F/N液压缸推力速度运动时间启 动5555.600加 速7502.200快 进2777.852.64工22777.80.11.21089快 退2777.854.8注：取液压缸=0.9。表 1-12. 绘制液压缸负载图和速度图根据各工况时负载及运动时间计算各结果表，可绘制负载行程图（Fs）如下图及速度行程图（vS）如下图。图1-1负载行程图（Fs）图 1-23. 初步确定液压缸参数(1) 初步确定液压缸工作压力初选液压缸工作压力 P=3MPa(2) 计算液压缸尺寸 为了简化专用机床结构，液压缸
8、采用单杆活塞，为使快进快退相同则用单杆活塞缸的 差动连接，所以液压缸无杆腔面积和有杆面积的关系应为,即活塞直径 d 和液压缸内径 D 应符合 d=0.707D。由表10-4 取液压缸背压，差动时回油压力损失,可得液压缸无杆腔面积,取液压缸。根据 GB/T23481993(IS03320)选 D=110mm,活塞杆直径 d=0.707D=77.77mm；取 d=80mm 计算液压缸实际有效工作面积验算满足最低速度要求之面积,按试(10.2-6)本液压系统采用调速阀节流调速系统,使用国产 GE 系列调速阀,型号为 AQF3E66B, 从样本中可差得其,已知给定,则可得能满足上式要求。工况负载/N回
9、油腔压力输入流 量q/L/min进油腔 压力输入功 率 P/kW计算公式快进（差 动）启 动5555.61.11加 速7502.22.02恒 速2777.825.121.020.43工进22777.80.811.400.952.900.55快退起 动5555.61.243） 液压缸各工况下压力，流量及功率的计算，其计算结果列于下表。液 压 缸 各 工 况 下 压 力流 量 及 功 率 计 算 表加 速7502.22.83恒速2777.822.381.710.638根 据 上 表表1-2可绘制出下图液压缸工况图。图 1-3第二章液压系统设计1. 拟定液压系统图（1）选择液压基本回路：从工况图上可
10、以得出本系统压力、流量和功率都较小，可以选用单定量泵和溢流阀组成的供油源。调速系统可采用调速阀出口节流调速回路，以满足铣削加工的顺铣或逆铣而且速度稳 定的要求。速度换接方式。铣削时位置精度要求不高，可用行程挡铁控制行程开关使电磁换向阀 切换来实现换向。液压缸快进用三位四通电磁换向阀换向。2）组合成液压系统图：根据上述基本回路再加上必要的辅助装置（如滤油器、压力表等）可组成如下图所示的液压系统，并配以电磁铁动作顺序表。图 2-1 液压系统2. 选择液压元件（1） 确定液压泵的容量及电动机功率液压泵的选择取进油压力损失MPa；回路泄露系数K=l.l,则液压泵最高工作压力按表10-12取, q=25
11、. 12L/min,根据上述计算选用单作用叶片泵，其型号规格为YB14 （排量V=4Ml/r）,其 流量确定电机的功率。在快速时为最大功率式中:液压泵总效率，取。查电机手册，可选用 Y 列电动机 P=4.0kW（n=1440r/min）（2） 选择液压控制阀根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量选取，本设计采用国产GE系列液压 阀，各阀选定规格如下表所示。液压元件选择列表序号元件名称万案一万案二通过流量(L/min)1滤油器XUB32X100XUB32X100292液压泵YBX16YBX16293压力表开关KH6KF3EA10B4三位四通换 向器WE6E50/0AG2434EF30E10B29
12、5二位三通换 向阀3WE6A50/0AG2423EF30E10B296单向调速阀2FRM520/6AQF3E10B297减压阀JFC10DP1JF310B11.48压力表开关4KF10D1与三共用9单向阀AF10DD/DP1AF3EA10B11.410二位四通换 向阀24DF3BE10BB24EF3E10B11.4表 2-23) 确定油管直径及管接头 进入无杆腔的流量在快退及差动连接时为，所以流量为。取压油管流速v=3m/s，则取吸油管v=1m/s,则查相关机械手册可选用阴极铜管(GB/T15271987),压油管道选用12mmX10mm,吸油管道选用14mmX12mm,管接头可选用扩口式接头(GB/T5626.11985)。4) 确定油箱容积3. 液压系统性能验算1) 压力损失压力损失计算共进和快退即可(快退时)，其计算应在液压装置设计好进行。 本系统仅计算工进和快退工况时压力损失即可，因快进时压力损失小于快退， 系统计算结果列于下表。工进及快退时液压系统压力损失结果表 2-32) 溢流阀调整压力溢流阀工进时的调整压力。取=3MPa。3) 液压系统效率工况管内流量管内流速雷诺数：Re=vd/折算至进油路液压泵工作时所需压力 /MPa流经阀查样本阀损失曲线工进油路V=0.42
