成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床课程设计书

成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床课程设计书姓 名：张 文 祥 学 号：2011279131 班 级: 机电一体化1121班 指导老师：邬国秀 院 系：机械与汽车工程学院 目 录1.任务分析（3）2.负载与运动分析（4）3.液压缸主要参数（5）4.液压系统图（7）5.选择液压元件（10）6.系统油液温升（11）7.设计小结（12）一.任务分析设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床，工作循环：手工上料自动夹紧工作台快进铣削进给工作台快退夹具松开手工卸料。设计参数见下表。其中：工作台液压缸负载力（KN）：FL 夹紧液压缸负载力（KN）：Fc 工作台液压缸移动件重力（KN）：G 夹紧液压缸负移动件重力（N）：Gc 工作台快进、快退速度（m/min）：V1=V3 夹紧液压缸行程（mm）：Lc 工作台工进速度（mm/min）：V2 夹紧液压缸运动时间（S）：tc 工作台液压缸快进行程（mm）：L1 导轨面静摩擦系数：s=0.2工作台液压缸工进行程（mm）：L2 导轨面动摩擦系数：d=0.1工作台启动时间（S）：Dt=0.5 序号FLFcGGcV1V2L1L2Lctc11组284.81.5555.645250701013二.负载与运动分析1、 工作负载：工作负载即为工作台液压负载力 2、 摩擦负载：静摩擦阻力 动摩擦阻力3、惯性负载：因为 所以 因为取缸的机械效率m=0.9，则液压缸在各工作阶段的负载如下表1-1表1-1液压缸在各工作阶段的负载工况计算公式缸的负载F/N缸的推力F/m启动300337加速202.5225快进150169工进2815031629反向启动300337加 速202.5225快退150169根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-s和速度循环图v-s，如图1所示。图（1）三、确定液压缸主要参数1.初选主液压缸的工作压力由最大负载值查教材表9-3，取液压缸工作压力为4MPa。2.计算液压缸结构参数为使液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方式实现快进，设液压缸的两有效面积为,即d=0.707D，为安全起见，液压缸回油腔应有背压，查3.94教材表9-1取背压。由工进工况下液压缸的平衡力方程则液压缸内径D为对D圆整，查教材表4-4取D=125mm,由d=0.707D,经圆整查表4-6得d=90mm，计算出液压缸的有效工作面积工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量，设计要求最低工进速度，对于此缸要验算其有效面积，即要满足 ，代入数值运算满足要求。3.计算液压缸在工作循环各阶段的压力、流量和功率值差动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力，取两腔间回路及阀上的压力损失为0.5MPa，则，计算结果见表1-2，并根据此表绘出工作状态图如图2表1-2 主液压缸工作循环各阶段压力、流量和功率值：工况负载F/N回油腔压力p2/MPa进油腔压力p1/MPa输入流量q10-3/m3/s输入功率P/KW计算公式快进启动3370.03加速225p1+0.50.50恒速169p1+0.50.490.600.294工进316290.65.440.9210-20.05快退启动3370.06加速2250.61.28恒速1690.61.270.550.699图（2）4、计算夹紧液压缸的结构参数根据计算主液压缸的公式方法，代入夹紧负载为，得D=7.1cm，圆整得D=8cm，d=6cm。四.拟定液压系统图1、选择基本回路（1）调速回路 因为液压系统功率较小，为有较好的低速平稳性和速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液压缸回路上设置背压。（2）泵供油回路 由于系统最大流量与最小流量比为66，且在整个工作循环中的绝大部分时间里泵在高压小流量状态下工作，为此应采用双连泵，以节省能源提高效率。（3）速度换接回路和快速回路 由于快进速度与工进速度相差很大，为了换接平稳，选用行程阀控制的换接回路，快速运动通过差动连接来实现。（4）换向回路 为了换向平稳，选用电业换向阀，为便于液压的中位停止和差动连接，采用三位五通阀。（5）压力控制回路 系统在工作状态时高压小流量的泵的工作压力由溢流阀调整，同时用外控顺序阀实现低压大流量泵卸荷。（6）顺序动作回路 由于机床的工况有先夹紧后再进的顺序，所以采用压力控制顺序动作回路。 选择基本回路液压系统图电磁动作表五.液压元件的选择1、液压泵的工作压力 已知液压缸最大工作压力为5.44MPa，取进油压力损失为0.6MPa，则小流量泵的最高工作压力位6.04MPa，选择泵的额定压力应为，大流量泵在液压缸快退时工作压力较高，取液压缸快退时进油路上的压力损失为0.4MPa，则大流量泵的最高压力位（1.28+0.4）MPa=1.68MPa，卸荷阀的调整压力应高于此值。2、液压泵流量计算 取系统的泄露系数K=1.2，则泵的最小供油量，由于工进所需要的最大流量是，溢流阀最小稳定流量为，小流量泵最小流量为3.66L/min，大流量泵最小流量为（3）确定液压泵规格 对照产品样本，可选用双联叶片泵，额定转速960r/min，驱动功率10kw（4）确定液压泵驱动功率并选择电机 液压泵在快退阶段功率最大，去液压缸的进油路上的压力损失为0.6MPa，则液压泵输出压力为1.87MPa，液压泵总效率，液压泵流量为54L/min，则其功率6.8kw据此选用电动机Y160M-6，额定功率为7.5kw，额定转速为970r/min六.系统油液温升验算系统可以按工作状态来计算温升，由于工进在整个工作循环中占96%，所以系统的发热与温升可按工进工况来计算。在工进时，大流量泵经液控顺序阀卸荷，其出口压力即为油液通过液控顺序阀的压力损失液压系统的总输入功率即为液压泵的输入功率液压系统输出的有效功率即为液压缸输出的有效功率由此可计算出系统的发热功率为按式计算工进时系统中的油液温升，即C其中传热系数K=15 W/（m2C）。设环境温T2=25C，则热平衡温度为C 油温在允许范围内，油箱散热面积符合要求，不必设置冷却器。七.设计小结课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间一周略显得仓促一些。但是通过本次每天都过得很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。 这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在邬老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实就像邬老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。 完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。 设计人：张文祥 2012.12.25- 13 -机械与汽车工程学院机电1121班 张文祥