【正文】 合肥工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè) 計(jì) 題 目 臥式單面多孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 成績(jī) 主 要 內(nèi) 容 某廠要自制一臺(tái)臥式單面多孔組合機(jī)床，有主軸 16 根，其中鉆Φ 孔 14 個(gè)，鉆Φ 孔 2 個(gè)；要求的工作循環(huán)是：鉆頭快速接近工件→工進(jìn)鉆孔→快速退回原位→自動(dòng)停止。工件材料為鑄鐵、硬度 HB=240；假定運(yùn)動(dòng)部件重量 G=9800N，快進(jìn)、快退速度 u1=；動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù) fs=，動(dòng)摩擦系數(shù) fu=；往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間為 ；快進(jìn)行程 L1=100mm，工進(jìn) 行程 L2=50mm。試設(shè)計(jì)計(jì)算液壓系統(tǒng)。 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) 簽名： 200 年 月 日 目錄 前言 ………………………………………………………………………… …… 1 一、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 ………………………………………………… …… 2 二、負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 ……………………………………………………… …… 2 負(fù)載的計(jì)算 ……………………………………………………… …… 2 切削負(fù)載 ……………………………… ……………………… 2 慣性負(fù)載 ……………………………………………………… 2 阻力負(fù)載 ……………………………………………………… 3 負(fù)載循環(huán)圖與速度循環(huán)圖的繪制 ………………………………… … 3 三、確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) …………………………………………… …… 5 確定液壓缸的工作壓力 ……………………………………………… 5 計(jì)算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù) …………………………………………… 5 四、液壓 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) …………………………………………………… …… 8 速度控制回路的選擇 ………………………………………………… 8 選用執(zhí)行元件 ………………………………………………………… 8 選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 …………………………………………… 9 速度換接回路的選擇 ………………………………………………… 9 組成液壓系統(tǒng)原理圖 ………………………………………………… 10 五、液壓元件的選擇 ………………………………………………………… … 13 確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率 …………………………………… 13 閥類元件和輔助元件的選擇 ………………………………………… 14 閥類元件的選擇 ……………………………………………… … 14 過(guò)濾器的選擇 …………………………………………………… 15 空氣濾清器的選擇 ……………………………………………… 16 油管的選擇 …………………………………………………………… 16 油箱的設(shè)計(jì) ………………………………………… ………………… 17 油箱長(zhǎng)寬高的確定 ……………………………………………… 17 隔板尺寸的確定 ………………………………………………… 18 各種油管的尺寸 ………………………………………………… 18 六、液壓系統(tǒng)主要性能的驗(yàn)算 ……………………………………………… … 19 判斷流動(dòng)狀態(tài) ……………………………………………………… … 19 計(jì)算系統(tǒng)壓力損失 ……………………………………………… 19 液壓泵工作壓力的估算 ……… ………………………………… 20 七、集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) ……………………………………………………… … 21 總結(jié) ………………………………………………………………………………… 22 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………… 23 1 前言 本課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課，是在完成《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程理論教學(xué)以后所進(jìn)行的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程的學(xué)習(xí)目的在于使學(xué)生綜合運(yùn)用《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程及其它先修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行 液壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)緊密結(jié)合起來(lái)，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)際訓(xùn)練，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及解決工程問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ)。 液壓產(chǎn)品的設(shè)計(jì)包括液壓系統(tǒng)的功能分析、工作原理方案設(shè)計(jì)和液壓傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)等。這些設(shè)計(jì)內(nèi)容可作為液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。很明顯，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)本身如果存在問(wèn)題，常常屬于根本性的問(wèn)題，可能造成液壓機(jī)床的災(zāi)難性的失誤。因此我們必須重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。 作為一種高效率的專用機(jī)床，組合機(jī)床在大批、大量機(jī)械加工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛 。本 次課程設(shè)計(jì) 將以 臥式單面多孔組合機(jī)床 設(shè)計(jì)為例，介紹該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，其中包括組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工況分析、主要參數(shù)確定、液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、液壓元件的選擇以及系統(tǒng)性能驗(yàn)算 和液壓集成塊的設(shè)計(jì)與組裝 等。 組合機(jī)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(jì)的專用部件和夾具而組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組 成自動(dòng)生產(chǎn)線。 組合機(jī)床通常采用多軸、多刀、多面、多工位同時(shí)加工的方式，能完成鉆、擴(kuò)、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(jī)床高幾倍至幾十倍。 液壓系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈活、操作方便、調(diào)速范圍大、可無(wú)級(jí)連讀調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，在組合機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用 。 2 一、 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 某廠要自制一臺(tái)臥式單面多孔組合機(jī)床，有主軸 16根，其中鉆Φ 孔 14個(gè)，鉆Φ 孔 2 個(gè)；要求的工作循環(huán)是：鉆頭快速接近工件→工進(jìn)鉆孔→快速退回原位→自動(dòng)停止。工件材料為鑄鐵、硬度 HB=240；假 定運(yùn)動(dòng)部件重量 G=9800N，快進(jìn)、快退速度 u1=；動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù) fs=，動(dòng)摩擦系數(shù)fu=；往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間為 ；快進(jìn)行程 L1=100mm，工進(jìn)行程 L2=50mm。試設(shè)計(jì)計(jì)算液壓系統(tǒng)。 二、 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 負(fù)載的計(jì)算 負(fù)載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機(jī)械效率中加以考慮。因工作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：夾緊力，導(dǎo)軌摩擦力，慣性力。 在對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析時(shí)，本設(shè)計(jì)實(shí)例只考慮組 合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)所受到的工作負(fù)載、慣性負(fù)載和機(jī)械摩擦阻力負(fù)載，其他負(fù)載可忽略。 切削 負(fù)載 工作負(fù)載是在工作過(guò)程中由于機(jī)器特定的工作情況而產(chǎn)生的負(fù)載，對(duì)于金屬切削機(jī)床液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負(fù)載。 切削負(fù)載 (確定切削負(fù)載應(yīng)具備機(jī)械切削加工方面的知識(shí) )用高速鋼鉆頭 (單個(gè) )鉆鑄鐵孔時(shí)的軸向切削力 Ft(單位為 N)為 )H B S( DsF ? (8— 1) 式中： D—— 鉆頭直徑，單位為 mm； s—— 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為 mm／ r； HBS—— 鑄件硬度。 根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，鉆孔時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 n和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 s 按 《 組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 》?。? 對(duì) φ ： n1=360r／ min， s l=／ r； 對(duì) φ 的孔： n2=550r／ min， s 2=／ r； 所以，系統(tǒng)總的切削負(fù)載 Ft為： Ft=^^+^ 240^=30500N 令 Ft=Fq=30500N 慣性負(fù)載 往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速，減速時(shí)間不希望超過(guò) ，所以取 t? 為 , Fm=mV/t=(9800/)x()=500N 3 阻力負(fù)載 機(jī)床工作部件對(duì)動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌的法向力為： Fn=G=9800N 靜摩擦阻力： Ftf=fsFn==1960N 動(dòng)摩擦阻力： Ffd=fdF