【文章內(nèi)容簡介】 P= 銑刀直徑 （ mm）： D=120 工作臺質(zhì)量（ Kg）： m=363 工件和夾具的質(zhì)量 （ Kg）： m=124 工作臺快進、快退速度（ m/min）： v= 工進速度 (mm/min) v= 60~1000 工作臺液壓缸快進行程（ mm）： L1=241 工作臺液壓缸工進行程（ mm）： L2=185 工作臺導軌面靜摩擦系數(shù)： ? 工作臺導軌面動摩擦系數(shù)： ? 往復運動的加速（減速）時間 （ t）： ?t= 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 設計題目 2 2 工況分析 銑床工作臺液壓缸快進階段，啟動時的外負載是導軌靜摩擦阻力，加速時的負載是導軌動摩擦阻力和慣性力，恒速時是動摩擦阻力，在快退階段的外負載是動摩擦阻力，銑床工作臺液壓缸在工進階段的外負載是工作負載，即刀具銑削力及動摩擦阻力。 根據(jù)給定條件，先計算工作臺運動中慣性力 mF ，工作臺與導軌的動摩擦阻力 fdF 和靜摩擦阻力 fsF 48 70 4. 35 / 60 ( 48 70 0. 07 25 ) / ( 10 0. 05 ) 70 6( )10 0. 05Gm FvFNgt ? ?? ? ? ? ? ??? (21) 12( ) 0 . 1 ( 3 6 3 0 1 2 4 0 ) 4 8 7f d d G GF f F F? ? ? ? ? ?(N) (22) 12( ) 0 . 2 ( 3 6 3 0 1 2 4 0 ) 9 7 4f S s G GF f F F? ? ? ? ? ?(N) (23) 其中， 11 36 3 10 36 30GF m g? ? ? ?(N) 22 12 4 10 12 40GF m g? ? ? ?(N) 12 3630 1240 4870G G GF F F? ? ? ? ?(N) 由銑頭的驅(qū)動電機功率可以求得銑削工作負載 tF ： t PF v? (24) 其中 3 5 0 3 . 1 4 0 . 1 2 2 . 1 9 86 0 6 0nd mv s? ??? ? ? 所以， 6960 31662 .1 9 8t PF v? ? ?（ N） 同時考慮到液壓缸密封裝置的摩擦阻力（取液壓缸的機械效率 ? ? ），工作臺的液壓缸在各工況階段的負載值列于表 21中，負載循環(huán)圖如圖 21所示。 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 工況分析 3 表 21 銑床工作臺液壓缸外負載和推力計算結(jié)果 工況 負載計算公式 液壓缸負載 F(N) 液壓缸推力 0F （ N） 起動 fsFF? 974 1082 加 速 fd mF F F?? 1193 1326 快進 fdFF? 487 541 工進 fd tF F F?? 3653 4059 反向起動 fsFF? 974 1082 反向加速 fd mF F F?? 1193 1326 快退 fdFF? 487 541 圖 21液壓缸負載循環(huán)圖 根據(jù)給定條件，快進、快退速度為 ，其行程分別為 241mm 和 426mm，工進速度為 60~1000m/s（即 ~），工進行程 185mm，繪出速度循環(huán)圖如圖 22所示 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 確定液壓缸的參數(shù) 4 圖 22 液壓缸速度循環(huán)圖 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 確定液壓缸的參數(shù) 5 3 確定液壓缸的參數(shù) 專用銑床歸屬于半精加工機床，根據(jù)液壓缸推力為 4070N（表 21） ,，初選液壓缸的設計壓力為 530 10? Pa. 由于銑床工作臺快進和快退速度相同，因此選用單桿活塞式液壓缸，并使122AA? ,快進時采用差動連接，因管路中有壓力損失，快進時回油路壓力損失取 55 10p? ? ? Pa，快退時回油路壓力損失亦取 55 10p? ? ? Pa。工進時，為使運動平穩(wěn)，在液壓缸回路油路上須加背壓閥，背壓力值一般為5(5 10) 10? Pa,選取背壓 52 8 10p ?? Pa。 確定液壓缸尺寸 取液壓缸無桿腔作工作腔列液壓缸力的平衡方程： 專用銑床液壓缸力的平衡圖 根據(jù) 1 1 2 2()mF P A P A ??? ,可求出液壓缸大腔面積 1A 為 215213653 0 .0 0 1 680 .9 ( 3 0 ) 1 0() 22mFAmPP?? ? ?? ? ?? (31) 14 4 0 . 0 0 1 6 0 . 0 4 5 13 . 1 4ADm? ?? ? ? (32) 根據(jù) GB234880 圓整成就近的標準值，得 D=50mm，液壓缸活塞桿直徑3 5 .3 62Dd m m?? ，根據(jù) GB234880 就近圓整成標準值 d=36mm，于是液壓缸實際有效工作面積為 2 2 21 0 . 0 5 0 . 0 0 2 044A D m??? ? ? ? (33) 2 2 2 2 22 ( ) ( 0 . 0 5 0 . 0 3 6 ) 0 . 0 0 1 044A D d m??? ? ? ? ? (34) 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 確定液壓缸的參數(shù) 6 、流量和功率的計算值 快進階段 啟動階段 / 974 / 1082( )mFN? ?? （ 35） 1 0 1 2( / ) / ( )mp F A A??? 2PO? （ 36） 故 1 1 0 8 2 / ( 0 .0 0 2 0 0 .0 0 1 0 ) 1 .0 8 2 ap M P? ? ? 加速階段 / 1193/ =1326( )mFN? ? 21p p p? ?? （ 37） 1 1 2 21 2 1 2/( / ) / ( )mmp A F p Ap F pA A A????? ? ? ? ?? ? ? ?6 4 4=(1326+ 10 10 10 )/(2010) 10= （ 38） 恒速階段 / 48 7/ 0. 9=5 41 ( )mFN? ? 21p p p? ?? 1 1 2 21 2 1 2/( / ) / ( )10mmp A F p Ap F pA A A????? ? ? ? ?? ? ? ?6 4 4=(541+ 10 10 )/(2010) 10= MPa 又因為 431 2 1( ) 1 0 1 0 4 . 3 5 / m i n 4 . 3 5 / m i nq A A m L? ?? ? ? ? ? ? ? ?34 . 3 5 1 0 （ 39） 故輸入功率為 ： 631 1 . 0 4 1 1 0 4 . 3 5 1 0 / 6 0 0 . 0 7 5P p q k w?? ? ? ? ? ? 工進階段 / 36 53 / 0. 9= 40 59 ( )mFN? ? 2 MPa? 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 確定液壓缸的參數(shù) 7 1 1 2 21 2 2 1/( / ) /2 . 3 3 0mmp A F p Ap F p A A????? ? ? ? ? ??6 4 4=(4059+ 10 10 10 )/20 10MPa （ 310） 因為： 4312 2 0 1 0 1 . 0 / m i n 2 . 0 / m i nq A m L? ?? ? ? ? ? ? （ 311） 或： 4 3 312 2 0 1 0 0 . 0 6 0 . 1 2 1 0 / m i n 0 . 1 2 / m i nq A v m L??? ? ? ? ? ? ? ? 故輸入功率為 ： 631 2 . 3 3 0 1 0 2 . 0 1 0 / 6 0 0 . 0 7 7 7P p q k w?? ? ? ? ? ? ? 或 ： 631 2 . 3 3 0 1 0 0 . 1 2 1 0 / 6 0 0 . 0 0 4 7P p q k w?? ? ? ? ? ? ? 快退階段 啟動階段 / 9 7 4 / 0 .9 1 0 8 2mFN? ?? 12( / ) /mp F A?? 2 0p? 故 41 1 0 8 2 / 1 0 1 0 1 . 0 8 2p P a M P a?? ? ? 加速階段 / 11 93 / 0. 9 13 26mFN? ?? 2 aP MP? 1 2 2 11 2 1 2/( / ) /2 .3 2 6mmap A F p Ap F p A AMP????? ? ?? ? ? ??6 4 4=(1326+ 10 20 10 )/10 10 恒速階段 / 487 / 541 ( )mFN? ?? 2 MPa? 1 2 2 11 2 1 2/( / ) /201 .5 4 1mmp A F p Ap F p A A????? ? ?? ? ? ??6 4 4=(541+ 10 10 )/10 10MPa 又因為 42331 0 1 0 4 .3 54 .3 5 / m in4 .3 5 / m inqAmL? ?? ? ? ????310 （ 312） 故輸入功率為： 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 確定液壓缸的參數(shù) 8 1631 .5 4 1 1 0 4 .3 5 1 0 / 6 00 .1 1 2P p qkw??? ? ? ?? 根據(jù)上述計算各參數(shù)值列入表 31 所示。 表 31 液壓缸在不同階段的壓力、流量和功率值 工況 推力F/N 回油腔壓力 2p/MPa 進油腔壓力 P1 MPa 輸入流量 q L/min 輸入功率 P/kw 計算公式 快進 起動 1082 0 — — 1 1 2/( )p F A A?? 加速 1326 p pp MPa? ???? — — 1 2 1 21 2 11( ) / ( )()p F A p A Aq A A vP p q? ? ? ???? 恒速 541 工進 4059 ~2.0 ~7 1 2 2 1121( ) /p F A p Aq A vP p q???? 快退 起動 1082 0 — — 12/p F A? 加速 1326 — — 1 1 2 2231( ) /p F A p Aq A vP p q???? 恒速 541 繪制液壓缸工況圖 根據(jù)表 31 計算結(jié)果，分別繪制 pL、 QL和 PL圖，如圖 31所示 攀枝花學院液壓課程設計（論文） 確定液壓