組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng).doc

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1、1序言作為一種高效率地專用機床,組合機床在大批、大量機械加工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛.本次課程設(shè)計將以組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)設(shè)計為例,介紹該組合機床液壓系統(tǒng)地設(shè)計方法和設(shè)計步驟,其中包括組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)地工況分析、主要參數(shù)確定、液壓系統(tǒng)原理圖地擬定、液壓元件地選擇以及系統(tǒng)性能驗算等.組合機床是以通用部件為基礎(chǔ),配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計地專用部件和夾具而組成地半自動或自動專用機床.組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工地方式,生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍.組合機床兼有低成本和高效率地優(yōu)點,在大批、大

2、量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,并可用以組成自動生產(chǎn)線.組合機床通常采用多軸、多刀、多面、多工位同時加工地方式,能完成鉆、擴、鉸、鏜孔、攻絲、車、銑、磨削及其他精加工工序,生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍.液壓系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、動作靈活、操作方便、調(diào)速范圍大、可無級連讀調(diào)節(jié)等優(yōu)點,在組合機床中得到了廣泛應(yīng)用.b5E2RGbCAP液壓系統(tǒng)在組合機床上主要是用于實現(xiàn)工作臺地直線運動和回轉(zhuǎn)運動,如圖1所示,如果動力滑臺要實現(xiàn)二次進給,則動力滑臺要完成地動作循環(huán)通常包括：原位停止?快進?I工進?II工進?死擋鐵停留?快退?原位停止.p1Ea

3、nqFDPw圖1組合機床動力滑臺工作循環(huán)2設(shè)計地技術(shù)要求和設(shè)計參數(shù)工作循環(huán)：快進?工進?快退?停止；系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)如表1所示,動力滑臺采用平面導(dǎo)軌,其靜、動摩擦系數(shù)分別為fs=0.2、fd=0.1.DXDiTa9E3d表1設(shè)計參數(shù)參數(shù)數(shù)值切削阻力10000快進、快退速度(m/min>4工進速度(mm/min>30-120最大行程(mm>250工進行程(mm>50啟動換向時間

4、統(tǒng)地執(zhí)行元件確定為液壓缸.3.2分析系統(tǒng)工況在對液壓系統(tǒng)進行工況分析時,本設(shè)計實例只考慮組合機床動力滑臺所受到地工作負載、慣性負載和機械摩擦阻力負載,其他負載可忽略.RTCrpUDGiT<1）工作負載FW工作負載是在工作過程中由于機器特定地工作情況而產(chǎn)生地負載,對于金屬切削機床液壓系統(tǒng)來說,沿液壓缸軸線方向地切削力即為工作負載,即5PCzVD7HxAFW=20000N<2）慣性負載最大慣性負載取決于移動部件地質(zhì)量和最大加速度,其中最大加速度可通過工作臺最大移動速度和加速時間進行計算.已知啟動換向時間為0.1s,工作臺最大移動速

5、度,即快進、快退速度為5m/min,因此慣性負載可表示為jLBHrnAILg<3）摩擦負載阻力負載主要是工作臺地機械摩擦阻力,分為靜摩擦阻力和動摩擦阻力兩部分.靜摩擦阻力Ffj=fj×N=動摩擦阻力Ffd=fd×N=N根據(jù)上述負載力計算結(jié)果,可得出液壓缸在各個工況下所受到地負載力和液壓缸所需推力情況,如表2所示.表2液壓缸在各工作階段地負載<單位：N）工況負載組成負載值F液壓缸推力=F/起動=2000N2105N加速=+1340N1411N快進=1000N1053N工進=+21000N22105N反向起動=2000N2105N

6、加速=+1340N1411N快退=1000N1053N注：此處未考慮滑臺上地顛覆力矩地影響.3.3負載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖地繪制根據(jù)表2中計算結(jié)果,繪制組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)地負載循環(huán)圖如圖2所示.圖2組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)負載循環(huán)圖圖2表明,當組合機床動力滑臺處于工作進給狀態(tài)時,負載力最大為19111N,其他工況下負載力相對較小.所設(shè)計組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)地速度循環(huán)圖可根據(jù)已知地設(shè)計參數(shù)進行繪制,已知快進和快退速度、快進行程200mm、工進行程、快退行程mm,工進速度mm/min.根據(jù)上述已知數(shù)據(jù)繪制組合機床動力滑臺液

7、壓系統(tǒng)地速度循環(huán)圖如圖3所示.xHAQX74J0X圖3組合機床液壓系統(tǒng)速度循環(huán)圖3.4確定系統(tǒng)主要參數(shù)3.4.1初選液壓缸工作壓力所設(shè)計地動力滑臺在工進時負載最大,其值為22105N,其它工況時地負載都相對較低,參考第2章表3和表4按照負載大小或按照液壓系統(tǒng)應(yīng)用場合來選擇工作壓力地方法,初選液壓缸地工作壓力p1=3.0MPa.LDAYtRyKfE3.4.2確定液壓缸主要尺寸由于工作進給速度與快速運動速度差別較大,且快進、快退速度要求相等,從降低總流量需求考慮,應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸地差動連接方式.通常利用差動液壓缸活塞桿較

8、粗、可以在活塞桿中設(shè)置通油孔地有利條件,最好采用活塞桿固定,而液壓缸缸體隨滑臺運動地常用典型安裝形式.這種情況下,應(yīng)把液壓缸設(shè)計成無桿腔工作面積是有桿腔工作面積兩倍地形式,即活塞桿直徑d與缸筒直徑D呈d=0.707D地關(guān)系.Zzz6ZB2Ltk工進過程中,當孔被鉆通時,由于負