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1、课程设计资料袋机械学院（系、部）2013 2014学年第二学期课程名称液压传动指导教师职称教授学生姓名专业 机械工程 班级 学号题成目绩专用铣床的液压系统起止日期 2013 年 12 月 8 日 2013 年 12 月 15 日目录清单序号12材 料 名 称说明书液压系统工作原理图资料数量11备 注3456word 文档 可自由复制编辑液压与气压传动课程设计 说 明 书题 目 名称：专用铣床的液压系统学专院（部）：业：机械学 生 姓班名：级：指导教师姓名：评 定 成绩：目录word 文档 可自由复制编辑word 文档 可自由复制编辑课程设计任务书20132014 学年 第 2 学期机械工程学院
2、学院（系、部）机专业 机工 班课程名称： 设计题目：液压传动专用铣床的液压系统完成期限： 自 2013 年 12月 8 日至 2013年 12月15日共 1周内容及任务一、设计目的进一步加深学生对所学液压传动理论知识的理解，培养学生运用理论知识 独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生对液压系统工作原理图的设计 有一完整和系统的概念；同时通过课程设计，培养学生计算，使用技术资料 及绘制液压原理图的工程设计能力。二、设计课题设计一专用铣床的液压系统。工作台作往复直线运动，要求实现：快进 工进快速退回。最大切削力 F=9000N；铣床工作台重量 3000N，工件及夹 具最大重量为 1000N；行程
3、长度 400mm（工进和快进行程均为 200mm），快 进、快退的速度均为 4.5m/min，工作台的工进速度可调（601000 ）mm/min ； 启动、减速、制动时间t=0.05s;该动力滑台采用水平放置的平导轨。静摩擦 系数 f 0.2；动摩擦系数 f 0.1。s d三、设计任务 对组合机床进行工况分析，绘制负载图、速度图、工况图； 绘制液压系统工作原理图(列出动作循环表）； 选择计算液压元件(列出液压元件一览表）； 进行必要的性能估算；四、上交材料 液压传动课程设计说明书一份，要求内容完整，步骤清楚，文句通顺， 书写工整，封面格式按学校标准，并打印，正文手写。 液压系统工作原理图一张(
4、3 号图纸)，图上标明液压系统工作循环表， 液压元件一览表。word 文档 可自由复制编辑主要参考资料液压传动教材；机械设计手册第五分册； 液压系统设计手册等；指 导 教 师 （签字）：系 主 任 （ 签字）：年年月月日日word 文档 可自由复制编辑f第一章、设计要求及工况分析1、设计要求设计一专用铣床的液压系统。工作台作往复直线运动，要求实现：快进工 进快速退回。最大切削力 F=9000N；铣床工作台重量 3000N，工件及夹具最大 重量为 1000N；行程长度 400mm（工进和快进行程均为 200mm），快进、快退的 速度均为 4.5m/min，工作台的工进速度可调（601000 ）m
5、m/min ；启动、减速、 制动时间t=0.05s;该动力滑台采用水平放置的平导轨。静摩擦系数 f 0.2；动s摩擦系数 f 0.1。液压系统中的执行元件选液压缸。d2、负载与运动分析（1）工作负载最大切削力 F=9000N,所以 Fc max受的主切削力大小（单位 N）为：F =Pfap(N)c=9000 N ,对于专用铣床切削时铣刀所承式中：P 为单位切削力（N/mm2）f 为每转进给量（mm/r）ap 为背吃刀量（mm）下面进行具体参数的计算：由公式 U = fn ，可得（其中 U 表示每分钟的进给速度，n 表示铣刀的f转速）由设计要求可以知道 n=300r/min，工进速度 U =60
6、-1000mm/min,所以可以f取 U =300mm/minff =Ufn300= =1mm / r 300对于单位切削力 P，由常用金属材料的单位切削力表，可以选择 P=2000N/mm2。单 位 切 削 力 P类别钢铸铁铸造合金材料易切钢结构钢不锈钢灰铸铁 铸造锡青铜 铸造铝合金牌号Y40Mn4540Cr1Cr17Ni9HT200ZcuSn5Pb5Zn5ZALSn7Mg（ N / mm17002000250011407007202）word 文档 可自由复制编辑 m2对于铣削背吃刀量 ap，可以选择硬质合金铣刀，查铣工计算手册可得，取 ap=1.5mm。根据上述公式 F =Pfap (N
7、) 可得：cF =Pfap =2000 11.5 =3000( N )c（2）惯性负载G +G Vv 4000 4.5F = 1 2 = =612(N) g Vt 9.8 60 0.05（3）摩擦负载因为采用的动力滑台是水平导轨，所以作用在其上的正压力为：N =G +G =4000(N)1 2静摩擦阻力： F = f N =0.2 4000 =800( N )fs s动摩擦阻力： F = f N =0.14000 =400(N)fd d取液压缸的机械效率为 h 表 1 所示。m=0.90 ，得出的液压缸在各个工作阶段的负载值如工况表 1 液压缸在各个工作阶段的负载值 负载组成 负载值 F/N推
8、力 F/m/N启动F =Ffs800888加速F =F +F fd m10121124快进F =Ffd400444工进F =F +F fd c34003777快退F =Ffd400444根据液压缸上述各个阶段的负载值可以绘制如图 1 所示的负载循环图 F-L。 速度图按已知数值 V =V =4.5m / min ，快速行程长度为 l =200mm ，工进行程长1 3 1度为 l =200mm ，快退行程长度 l =l +l =200 +200 =400mm 和工进速度 V 等绘 2 3 1 2制，如图 2 所示，其中 V 由主轴转速及每转进给量求出，即2word 文档 可自由复制编辑V =n
9、s =n s =300mm / min 。 2 1 1 2 2图 1 负载图图 2 速度图word 文档 可自由复制编辑12hmP - 221第二章 主要参数的确定1、初选液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时的负载最大，在其它工况时负载都不太高，参考 表 9-2 和 9-3，初选液压缸工作压力为 P =3MPa 。1表 9-2负载力50/KN工作压力0.8-11.5-22.5-33-44-55-7/MPa表 9-3设备类型磨床车、铣、组合机床龙门刨汽车、矿大中型挖镗床床、拉床山机械、农业机械掘机、液压机工作压力 0.8-2 2-4 3-5 /MPa2、计算液压缸的主要尺寸10 10-16 2
10、0-30鉴于动力滑台要求快进、快退速度相等，可以选用单杆式差动液压缸。此时 液压缸无杆腔工作面积为 A1，有杆腔工作面积为 A2，并且液压缸无杆腔工作面 积 A1 应该为有杆腔工作面积 A2 的两倍，即活塞杆外径 d 与液压缸内径 D 有 d=0.07D 的关系。在铣削加工时，液压回油路上必须设置有背压 P2，以防止铣削到终点时滑 台突然前冲。可以取 P =0.8MPa 。快进时液压缸虽然作差动连接，但是由于油2管中有压降P 存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时可以取 DP =0.5 MPa 快退时回油腔中有背压，这时 P2 也可以按 0.5MPa 估算。由工进时的推力计算液压缸的面积F
11、/hm=A P -A P =A P - 1 1 2 2 1 1A P2所以： A = 1F P 3777= =0.0015m0.83 -22=1500mm2D =4 A1p=43.70mmd =0.707 D =30.89 mmword 文档 可自由复制编辑按国标 GB 23481980 将这些直径圆整为接近标准值 D =40 mm, d =32 mm液压缸两腔的实际有效面积为:A =1pD42=1256mm 2 =12.56 10 -4 m 2A =2p(D2 -d42)=452.16mm2=4.5216m2根据上述 D 与 d 的值，可以估算液压缸在不同的工作阶段的压力，流量和功 率（见表 3），并据此绘制出如图 3 所示的液压缸工况图，其中粗实线、细实线 和点画线分别表示的是 P、q、p。3、液压缸在不同的工作阶段的压力，流量和功率（一）快进阶段（1）启动：负载： F / h =888Nm进油腔压力：p =( F / h +V pA ) （/ A - A ）=1.39 MPa1 m 2 1 2回油腔压力： p =02（2）加速：负载： F /hm=1124
