半自動液壓專用鉆鏜機床液壓系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、計算項目及內(nèi)容 計算結(jié)果 半自動液壓專用鉆鏜機床液壓系統(tǒng)設(shè)計 某工廠設(shè)計一臺鉆鏜專用機床，要求孔的加工精度為 TI6 級。要求該機床液壓系統(tǒng)要完成的工作循環(huán)是：工件定位、夾緊→動力頭快進→工進→終點停留→動力頭快退→工件松開、拔銷。該機床運動部件的重量為 30000N，快進、快退速度為 6m/min，工進的速度為 20~120mm/min 可無級調(diào)速，工作臺的最大行程為 400mm，其中工進的總行程為 150mm，工進時的最大軸向切削

2、力為20000N，工作臺的導(dǎo)軌采用平導(dǎo)軌支撐方式；夾緊缸和拔銷缸的行程都為25mm，夾緊力為 12000—8000N 之間可調(diào)，夾緊時間不大于 1 秒鐘。 1．工況分析 根據(jù)已知條件，繪制運動部件的速度循環(huán)圖，如圖 1-1 所示。計算各階段的外負(fù)載，如下： 液壓缸所受外負(fù)載 F 包括三種類型，即 F=F? +F f +F a (1-1) 式中 F? —工作負(fù)載，對于金屬鉆鏜專用機床，既為工進時的最大軸向切削力，為 F? =20000

3、N； F a —運動部件速度變化時的慣性負(fù)載； F f —導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟動時為靜摩擦阻力，啟動后為動摩擦力阻力，對于平導(dǎo)軌 F f 可由下式求得：F f = f ( G + F Rn ); G—運動部件重力； F Rn —垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，本設(shè)計中為零； f—導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，在本設(shè)計中取靜摩擦系數(shù)為 0.2，動摩擦系數(shù)為 0.1。 則求得 F fs = 0.2 ? 30000N = 6000N

4、 （1-2） F fa = 0.1? 30000N = 3000N 上式中 F fs 為經(jīng)摩擦阻力，F(xiàn) fa 為東摩擦阻力。F a = gGt ???式中 g—重力加速度； t ? —加速或減速時間，一般 t ? = 0.01~0.5s,取 t ? =0.2s ? ? — t ? 時間內(nèi)的速度變化量。在本設(shè)計中 F a = 8 . 930000 ? 60 2 . 06? N = 1530N 工作負(fù)載： F=20000

5、N 導(dǎo) 軌 摩 擦 阻力負(fù)載： F fs =6000N F fa = 3000N 慣性負(fù)載： F a =1530N （1）確定供油方式 考慮到該機床在工作進給時負(fù)載較大，速度較低。而在快進、快退時負(fù)載較小，速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或者變量泵供油。本設(shè)計采用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。 （2）夾緊回路的選擇 采用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免工作時突然失電而松開，應(yīng)采用失電夾緊

6、方式。為了實現(xiàn)夾緊力的大小可調(diào)和保持夾緊力的穩(wěn)定，在該回路中裝有減壓閥。 （3）定位液壓缸與夾緊缸動作次序回路的選擇。 定位液壓缸和夾緊缸之間的動作次序采用單向順序閥來完成，在松開和拔銷之間的動作次序采用二位四通電磁閥控制。 （4）調(diào)速方式的選擇 在中小型專用機床的液壓系統(tǒng)中，進給速度的控制一般采用節(jié)流閥或者調(diào)速閥。根據(jù)鉆鏜類專用機床工作時對低速性能和速度負(fù)載特性都有一定技術(shù)要求的特點，采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)

7、速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛性好的特點，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。 （5）速度換接方式的選擇 本設(shè)計采用電磁閥的快慢速度換接回路， 它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、 調(diào)節(jié)行程方便，閥的安裝也容易。 最后把所選擇的液壓回路組合起來，既可組成圖 1—3 所示的液壓系統(tǒng)原理圖。3．液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件 （1）液壓缸主要尺寸的確定。 1）工作壓力 P 1的確定。工作壓力 P 1可根據(jù)負(fù)載大小及其機器的類型來初步確定，參閱表

8、 2-1 取液壓缸工作壓力為 4MPa。 2） 計算液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d。 由負(fù)載圖知最大負(fù)載 F 為 23000N，按表 2-2 可取 P 2 為 0.5MPa， cm ? 為 0.95，按表 2-3，取 d/D 為 0.7。將上述數(shù)據(jù)代入式 Ｄ ＝ ? ?? ? ?? ?? ? ?? ? ??? ? ??? ?? ? ?? ? ?2121 1 14DdPP PFcm ? ?（2-3） P 1 =4MPa P 2 =0