目录
引言 (2)
第一章明确液压系统的设计要求 (3)
第二章负载与运动分析 (4)
第三章负载图和速度图的绘制 (6)
第四章确定液压系统主要参数 (7)
4.1确定液压缸工作压力 (7)
4.2计算液压缸主要结构参数 (7)
4.3绘制液压缸工况图 (9)
第五章液压系统方案设计 (10)
5.1选用执行元件 (10)
5.2速度控制回路的选择 (10)
5.3选择快速运动和换向回路 (11)
5.4速度换接回路的选择 (11)
5.5组成液压系统原理图 (12)
5.5系统图的原理 (13)
第六章液压元件的选择 (16)
6.1确定液压泵的规格和电动机功率 (16)
6.2确定其它元件及辅件 (17)
6.3主要零件强度校核 (19)
第七章液压系统性能验算 (21)
7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (21)
7.2油液温升验算 (22)
设计小结 (24)
参考文献 (25)
引言
液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。
液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。
液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。
第一章明确液压系统的设计要求
要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：启动→加速→快进→减速→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力总和F g=12700N，移动部件总重量G＝20000N；行程长度400mm（其中工进行程100mm）快进、快退的速度为7m/min，工进速度（20~1000）mm/min，其中20mm/min为粗加工，1000mm/min为精加工；启动换向时间△t≤0.15s；该动力滑台采用水平放置的平导轨；静摩擦系数f s＝0.2；动摩擦系数f d＝0.1。液压系统的执行元件使用液压缸。
设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压动力滑台的液压系统。已知参数：切削负载FL＝30500N，机床工作部件总质量m＝1000kg，快进、快退速度均为5.5m/min，工进速度在20～100mm/min范围内可无级调节。滑台最大行程400mm，其中工进行程150mm，往复运动加、减速时间≤0.2s，滑台采用平导轨，其摩擦系数fs＝0.2，动摩擦系数fd＝0.1。滑台要求完成“快进－工进－快退－停止”的工作循环。
第二章 负载与运动分析
负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：夹紧力，导轨摩擦力，惯性力。
在对液压系统进行工况分析时，本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。 （1）工作负载F W
工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即
N F t 12700=
（2）阻力负载f F
阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为f F ，则
静摩擦阻力 N F fs 4000200002.0=?= 动摩擦阻力 N F fd 2000200001.0=?=
（3）惯性负载
最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。已知启动换向时间为0.05s ，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为4.5m/min ，因此惯性负载可表示为
N N t v F 68.158515.0607
81.920000m m =??=???=
如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率w η=0.9，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表1所示。
表1 液压缸总运动阶段负载表（单位：N ）
工况 负载组成
负载值F/N 推力F/
w η/N
启动 fs F F =
4000 4444.44 加速 m fd F F F += 3585.68 3984.08 快进
fd F F =
2000
2222.22
工进 t
fd F F F +=
14700 16333.33 反向启动 fs F F =
4000 4444.44 加速 m fd F F F += 3585.68 3984.08 快退 fd
F F =
2000 2222.22 制动
m fd F F F -=
414.32
460.36
第三章 负载图和速度图的绘制
根据负载计算结果和已知的个阶段的速度，可绘制出工作循环图如图1（a ）所示，所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计参数进行绘制，已知快进和快退速度m/m in 731==v v 、快进行程L1=400-100=300mm 、工进行程L2=100mm 、快退行程L3=400mm ，工进速度m m /m in 502=v 。
快进、工进和快退的时间可由下式分析求出。
快进 s v L t 57.2607103003
1
11=?=
=- 工进 s v L t 12060
05.0101003
2
22=?==
- 快退 s s v l v l t 61000740060100073006033111=??
??????+??=+=
根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图（F-t ）如图1(b),速度循环图如图1（c)所示。
图1 速度负载循环图
a)工作循环图 b ）负载速度图 c)负载速度图
第四章 确定液压系统主要参数
4.1确定液压缸工作压力
由表2和表3可知，组合机床液压系统在最大负载约为17000 N 时宜取3MP 。
表2按负载选择工作压力
负载/ KN <5 5~10
10~20 20~30
30~50 >50 工作压力/MPa
< 0.8~1
1.5~2
2.5~3
3~4
4~5
≥5
表3 各种机械常用的系统工作压力
机械类型
机 床
农业机械 小型工程机械建筑机械 液压凿岩机 液压机 大中型挖掘机 重型机械 起重运输机械
磨床
组合机床
龙门刨床 拉床
工作压力/MPa 0.8~2
3~5
2~8
8~10 10~18
20~32
4.2计算液压缸主要结构参数
由于工作进给速度与快速运动速度差别较大，且快进、快退速度要求相等，从降低总流量需求考虑，应确定采用单杆双作用液压缸的差动连接方式。通常利用差动液压缸活塞杆较粗、可以在活塞杆中设置通油孔的有利条件，最好采用活塞杆固定，而液压缸缸体随滑台运动的常用典型安装形式。这种情况下，应把液压缸设计成无杆腔工作面积1A 是有杆腔工作面积2A 两倍的形式，即活塞杆直径
d 与缸筒直径D 呈d = 0.707D 的关系。
工进过程中，当孔被钻通时，由于负载突然消失，液压缸有可能会发生前冲的现象，因此液压缸的回油腔应设置一定的背压(通过设置背压阀的方式)，选取此背压值为p 2=0.8MPa 。
快进时液压缸虽然作差动连接（即有杆腔与无杆腔均与液压泵的来油连接），但连接管路中不可避免地存在着压降p ?，且有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时取p ?≈0.5MPa 。快退时回油腔中也是有背压的，这时选取被压值
2p =0.6MPa 。
工进时液压缸的推力计算公式为
11221112/(/2)m F A p A p A p A p η=-=-，
式中：F ——负载力
ηm ——液压缸机械效率
A 1——液压缸无杆腔的有效作用面积 A 2——液压缸有杆腔的有效作用面积 p 1——液压缸无杆腔压力
p 2——液压有无杆腔压力
因此，根据已知参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为
26
211m 006282.02
8.031033.163332=-
?=-=p p F A m η
液压缸缸筒直径为
mm A D 46.8941==π mm
由于有前述差动液压缸缸筒和活塞杆直径之间的关系，d = 0.707D ，因此活塞杆直径为d=0.707×89.46=63.32mm ，根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D =110mm ，活塞杆直径为d =80mm 。
此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：
242110585.634m D A -?==π
()
242221043.324m d D A -?=-=π
工作台在快进过程中，液压缸采用差动连接，此时系统所需要的流量为
()m in 07.23v 121L A A q =?-=快进
工作台在快退过程中所需要的流量为
m in 7.22v q 32L A =?=快退
工作台在工进过程中所需要的流量为
q 工进 =A 1×v 1’=0.318 L/min
根据上述液压缸直径及流量计算结果，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如表4所示。
表4 各工况下的主要参数值
工况
推力F ’
/N
回油腔压力
P 2/MPa
进油腔压力
P 1/MPa
输入流量q/L.min
-1
输入功率P /Kw
计算公式
快 进
启动 5556 0 1.54 —— —— ()()
2
1
2'1A A p
A F p -?+=
()121v A A q -=
q p P 1=
p p p ?+=12
加速
6949
2.31
1.81
——
——
快速 2778 1.49 0.99 22.73 0.375
工进
27788
0.8
3.29
0.95
0.052
()1221'A A p F p
+=
21v A q = q p P 1=
快
退 起动 2180 0 0.49 —— —— ()2121'A A p F P +=
32v A q =
q p P +=1
加速
6949 0.6 2.84 —— —— 快退
2778
0.6 1.82 20.02 0.607 制动 414.3
0.6
1.3
——
——
注：m /'ηF F =
。
4.3绘制液压缸工况图
并据表4可绘制出液压缸的工况图，如图2所示。
图2 组合机床液压缸工况图
第五章 液压系统方案设计
根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题。速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。此外，与所有液压系统的设计要求一样，该组合机床液压系统应尽可能结构简单，成本低，节约能源，工作可靠。
5.1选用执行元件
因系统运动循环要求正向快进和工进，反向快退，且快进，快退速度相等，因此选用单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积A 1等于有杆腔面积A 2的两倍。
5.2速度控制回路的选择
工况图表明，所设计组合机床液压系统在整个工作循环过程中所需要的功率较小，系统的效率和发热问题并不突出，因此考虑采用节流调速回路即可。虽然节流调速回路效率低，但适合于小功率场合，而且结构简单、成本低。该机床的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度-负载特性，因此有三种速度控制方案可以选择，即进口节流调速、出口节流调速、限压式变量泵加调速阀的容积节流调速。
钻镗加工属于连续切削加工，加工过程中切削力变化不大，因此钻削过程中负载变化不大，采用节流阀的节流调速回路即可。但由于在钻头钻入铸件表面及孔被钻通时的瞬间，存在负载突变的可能，因此考虑在工作进给过程中采用具有压差补偿的进口调速阀的调速方式，且在回油路上设置背压阀。
由于选定了节流调速方案，所以油路采用开式循环回路，以提高散热效率，防止油液温升过高。
从工况图中可以清楚地看到，在这个液压系统的工作循环内，液压要求油源交替地提供低压大流量和高压小流量的油液。而快进快退所需的时间1t 和工进所需的时间2t 分别为
()()()()()()[]s s v l v l t 61000740060100073006033111=??+??=+=
()()s
s v l t 120100005.010060222=??==
亦即是1
2
t t =20因此从提高系统效率、节省能量角度来看，如果选用单个定量
泵作为整个系统的油源，液压系统会长时间处于大流量溢流状态，从而造成能量的大量损失，这样的设计显然是不合理的。
如果采用一个大流量定量泵和一个小流量定量泵双泵串联的供油方式，由双联泵组成的油源在工进和快进过程中所输出的流量是不同的，此时液压系统在整
个工作循环过程中所需要消耗的功率估大，除采用双联泵作为油源外，也可选用限压式变量泵作油源。但限压式变量泵结构复杂、成本高，且流量突变时液压冲击较大，工作平稳性差，最后确定选用双联液压泵供油方案，有利于降低能耗和生产成本，如图3所示。
图3 双泵供油油源
5.3选择快速运动和换向回路
根据本设计的运动方式和要求，采用差动连接与双泵供油两种快速运动回路来实现快速运动。即快进时，由大小泵同时供油，液压缸实现差动连接。
本设计采用二位二通电磁阀的速度换接回路，控制由快进转为工进。与采用行程阀相比，电磁阀可直接安装在液压站上，由工作台的行程开关控制，管路较简单，行程大小也容易调整，另外采用液控顺序阀与单向阀来切断差动油路。因此速度换接回路为行程与压力联合控制形式。
5.4速度换接回路的选择
所设计多轴钻床液压系统对换向平稳性的要求不高，流量不大，压力不高，所以选用价格较低的电磁换向阀控制换向回路即可。为便于实现差动连接，选用三位五通电磁换向阀。为了调整方便和便于增设液压夹紧支路，应考虑选用Y 型中位机能。
由前述计算可知，当工作台从快进转为工进时，进入液压缸的流量由23.07 L/min降0.318 L/min，可选二位二通行程换向阀来进行速度换接，以减少速度换接过程中的液压冲击，如图4所示。由于工作压力较低，控制阀均用普通滑阀式结构即可。由工进转为快退时，在回路上并联了一个单向阀以实现速度换接。为了控制轴向加工尺寸，提高换向位置精度，采用死挡块加压力继电器的行程终点转换控制。
a.换向回路
b.速度换接回路
图4 换向和速度切换回路的选择
参考同类组合机床，选用双作用叶片泵双泵供油，调速阀进油节流阀调速的开式回路，溢流阀做定压阀。为了换速以及液压缸快退时运动的平稳性，回油路上设置背压阀，初定背压值P b=0.8MPa。
5.5组成液压系统原理图
选定调速方案和液压基本回路后，再增添一些必要的元件和配置一些辅助性油路，如控制油路、润滑油路、测压油路等，并对回路进行归并和整理，就可将液压回路合成为液压系统，即组成如图5所示的液压系统图。
为便于观察调整压力，在液压泵的进口处，背压阀和液压腔进口处设置测压点，并设置多点压力表开关，这样只需一个压力表即能观察各压力。
要实现系统的动作，即要求实现的动作顺序为：启动→加速→快进→减速→工进→快退→停止。则可得出液压系统中各电磁铁的动作顺序如表5所示。表中“+”号表示电磁铁通电或行程阀压下；“—”号表示电磁铁断电或行程阀复位。
表5 电磁铁的动作顺序表
图 5 液压系统图
5.5系统图的原理
1．快进
快进如图所示，按下启动按钮，电磁铁1YA通电，由泵输出地压力油经2三位五通换向阀的左侧，这时的主油路为：
进油路：泵→向阀10→三位五通换向阀2（1YA得电）→行程阀3→液压缸左腔。
回油路：液压缸右腔→三位五通换向阀2（1YA得电）→单向阀6→行程阀3→液压缸左腔。
由此形成液压缸两腔连通，实现差动快进，由于快进负载压力小，系统压力低，变量泵输出最大流量。
2．减速
当滑台快到预定位置时，此时要减速。挡块压下行程阀3，切断了该通路，电磁阀继续通电，这时，压力油只能经过调速阀4，电磁换向阀16进入液压缸的左腔。由于减速时系统压力升高，变量泵的输出油量便自动减小，且与调速阀4开口向适应，此时液控顺序7打开，单向阀6关闭，切断了液压缸的差动连接油路，液压缸右腔的回油经背压阀8流回油箱，这样经过调速阀就实现了液压油的速度下降，从而实现减速，其主油路为：
进油路：泵→向阀10→三位五通换向阀2（1YA得电）→调速阀4→电磁换向阀16→液压缸左腔。
回油路：液压缸右腔→三位五通换向阀2→背压阀8→液控顺序阀7→油箱。
3．工进
减速终了时，挡块还是压下，行程开关使3YA通电，二位二通换向阀将通路切断，这时油必须经调速阀4和15才能进入液压缸左腔，回油路和减速回油完全相同，此时变量泵输出地流量自动与工进调速阀15的开口相适应，故进给量大小由调速阀15调节，其主油路为：
进油路：泵→向阀10→三位五通换向阀2（1YA得电）→调速阀4→调速阀15→液压缸左腔。
回油路：液压缸右腔→三位五通换向阀2→背压阀8→液控顺序阀7→油箱。
4．死挡铁停留
当滑台完成工进进给碰到死铁时，滑台即停留在死挡铁处，此时液压缸左腔的压力升高，使压力继电器14发出信号给时间继电器，滑台停留时间由时间继电器调定。
5．快退
滑台停留时间结束后，时间继电器发出信号，使电磁铁1YA、3YA断电，2YA 通电，这时三位五通换向阀2接通右位，，因滑台返回时的负载小，系统压力下降，变量泵输出流量又自动恢复到最大，滑快速退回，其主油路为：进油路：泵→向阀10→三位五通换向阀2（2YA得电）→液压缸右腔。
回油路：液压缸左腔→单向阀5→三位五通换向阀2（右位）→油箱。
6．原位停止
当滑台退回到原位时，挡块压下原位行程开关，发出信号，使2YA断电，换
向阀处于中位，液压两腔油路封闭，滑台停止运动。这时液压泵输出的油液经换向2直接回油箱，泵在低压下卸荷。
系统图的动作顺序表如表5所示。
第六章 液压元件的选择
6.1确定液压泵的规格和电动机功率
本设计所使用液压元件均为标准液压元件，因此只需确定各液压元件的主要参数和规格，然后根据现有的液压元件产品进行选择即可。 （1）计算液压泵的最大工作压力
由于本设计采用双泵供油方式，根据液压系统的工况图，大流量液压泵只需在快进和快退阶段向液压缸供油，因此大流量泵工作压力较低。小流量液压泵在快速运动和工进时都向液压缸供油，而液压缸在工进时工作压力最大，因此对大流量液压泵和小流量液压泵的工作压力分别进行计算。
根据液压泵的最大工作压力计算方法，液压泵的最大工作压力可表示为液压缸最大工作压力与液压泵到液压缸之间压力损失之和。
对于调速阀进口节流调速回路，选取进油路上的总压力损失
p 0.8MPa ∑?=，同时考虑到压力继电器的可靠动作要求压力继电器动作压力
与最大工作压力的压差为0.5MPa ，则小流量泵的最高工作压力可估算为
()MPa
MPa P p 27.45.08.097.21=++=
大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油，图4表明，快退时液压缸中的工作压力比快进时大，如取进油路上的压力损失为0.5MPa ，则大流量泵的最高工作压力为：
()MPa MPa P p 36.25.086.12=+= （2）计算总流量
表3表明，在整个工作循环过程中，液压油源应向液压缸提供的最大流量出现在快进工作阶段，为23.07 L/min ，若整个回路中总的泄漏量按液压缸输入流量的10%计算，则液压油源所需提供的总流量为：
min 97.30min 07.231.1L L q p =?= 工作进给时，液压缸所需流量约为0.318 L/min ，但由于要考虑溢流阀的最小稳定溢流量3 L/min ，故小流量泵的供油量最少应为3.318L/min 。
据据以上液压油源最大工作压力和总流量的计算数值，因此选取PV2R12-6/26型双联叶片泵，其中小泵的排量为6mL/r ，大泵的排量为26mL/r ，若取液压泵的容积效率v η=0.9，则当泵的转速n p =940r/min 时，液压泵的实际
输出流量为
()[]m in 072.27221.5m in 10009.0960266L L q p =+=??+=）（ 由于液压缸在快退时输入功率最大，这时液压泵工作压力为2.36MPa 、流量为27.072r/min 。取泵的总效率0.75p
η=，则液压泵驱动电动机所需的功率为：
kW kW q p P p
p
p 42.175
.0601
.2736.2=??=
=
η
根据上述功率计算数据，此系统选取Y100L-6型电动机，其额定功率
kW P n 5.1=，额定转速min 960r n n =。
6.2确定其它元件及辅件
(1) 确定阀类元件及辅件
根据系统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，查阅产品样本，选出的阀类元件和辅件规格如表6所列。
表6 液压元件规格及型号
序号
元件名称
通过的最
大流量q/L/min
规格 型号
额定流量qn/L/min 额定压力Pn/MPa 额定压降?Pn/MPa 1 双联叶片泵 — PV2R12-6/26 (5.1+22) 16/14 — 2
三位五通电液换向阀
50
35DYF3Y —E10B
80
16
< 0.5
3 行程阀 60 AXQF —E10B 63 16 < 0.3
4 调速阀 <1 AXQF —E10B 6 16 —
5 单向阀 60 AXQF —E10B 63 1
6 0.2 6 单向阀 25 AF3-Ea10B 63 16 0.2
7 液控顺序阀 22 XF3—E10B 63 16 0.3
8 背压阀 0.3 YF3—E10B 63 16 —
9 溢流阀 5.1 YF3—E10B 63 16 — 10 单向阀 22 AF3-Ea10B 63 16 < 0.02 11 滤油器 30 XU —63×80-J 63 — < 0.02 12 压力表开关 — KF3-E3B 3测点
— 16 — 13 单向阀 60 AF3-Fa10B 100 6.3 0.2 14
压力继电器
—
PF —B8L
—
—
*注：此为电动机额定转速为940r/min 时的流量。
(2) 确定油管
在选定了液压泵后，液压缸在实际快进、工进和快退运动阶段的运动速度、时间以及进入和流出液压缸的流量，与原定数值不同，重新计算的结果如表7所列。
表7各工况实际运动速度、时间和流量
流量、速度 快进
工进
快退
输入流量/(L/min ）
3
.5543.3259.631
.2759.632
111=-?=
-=
A A q A q p
318.01=q
1.271==p q q
排出流量/(L/min ）
2
.2859
.633
.5543.321
122=?=
=A q A q
194.059.6343
.32381.01
122=?==
A q A q
13.5343.3259
.631.272
112=?=
=A q A q
运动速度/(L/min ）
22.843.3259.6310
1.272
11=-?=
-=A A q v p
05.059.6310
381.01
12=?=
=A q v
35
.843.3210
1.272
13=?=
=A q v
由表可以看出，液压缸在各阶段的实际运动速度符合设计要求。
根据表中数值，当油液在压力管中流速取3m/s 时，可算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为：
()()()mm mm v q d 78.19601031059.63223
6
=?????==ππ
取标准值20mm ；
()()()mm mm v q d 85.1360103101.27223
6
=?????==ππ
取标准值15mm 。
因此与液压缸相连的两根油管可以按照标准选用公称通径为20φ和15φ的无缝钢管或高压软管。如果液压缸采用缸筒固定式，则两根连接管采用无缝钢管连接在液压缸缸筒上即可。如果液压缸采用活塞杆固定式，则与液压缸相连的两根油管可以采用无缝钢管连接在液压缸活塞杆上或采用高压软管连接在缸筒上。
（3）油箱的设计
油箱的主要用途是贮存油液，同时也起到散热的作用，参考相关文献及设计资料，油箱的设计可先根据液压泵的额定流量按照经验计算方法计算油箱的体积，然后再根据散热要求对油箱的容积进行校核。
油箱中能够容纳的油液容积按JB/T7938—1999标准估算，取7=ζ时，求得其容积为
L L q V p 7.1891.277=?==ζ
按JB/T7938—1999规定，取标准值V =250L 。
6.3主要零件强度校核
① 缸筒壁厚δ=4㎜
因为方案是低压系统，校核公式
[]
δδ2e D
P ≥
, D 1.0<δ 式中：δ-缸筒壁厚（m ）
e P -实验压力 1e )5.1~25.1(P P =,其中1p 是液压缸的额定工作压力 D-缸筒内径 D=0.11M
[]δ-缸筒材料的许用应力。n b /][σσ=，b σ为材料抗拉强度（MPa ）,n 为安全系数，取n=5。
对于P 1<16MPa.材料选45号调质钢，对于低压系统
mm D P e 3.310100211.01045.1][26
6=?????=≥σδ
因此满足要求。
② 缸底厚度δ=11㎜
对于平缸底，厚度 1δ 有两种情况： a. 缸底有孔时：
mm P D d e 069.23100
226.045.14.103433.0][433.02
1=????=≥σ?δ 其中mm D d D d 226.04
.10380
4.103202=-=-=
? b. 缸底无孔时，用于液压缸快进和快退；
mm P D e 97.1010
1001045.14.103433.0][433.06
6
2
1=?????=≥σδ 其中mm D D 4.1033.3211022=?-=-=δ
③ 杆径d 由公式：
[]
σπF
4d ≥
式中：F 是杆承受的负载（N ），F=12700N
[]δ 是杆材料的许用应力，[]δ=100a MP
mm F d 01272.010
10014.312700
4][46
=???=≥
σπ ④ 缸盖和缸筒联接螺栓的底径d1
mm z KF d 00725.010100614.3127005.12.5][2.56
1=?????=≥
σπ
式中 K------拧紧系数，一般取K=1.25~1.5； F-------缸筒承受的最大负载（N ）； z-------螺栓个数；
[]σ----螺栓材料的许用应力，[]n s /σσ= ，s σ为螺栓材料的屈服点（MPa ），安全系数n=1.2~2.5
目录 引言 1、明确液压系统的设计要求 (3) 2、负载与运动分析 (3) 2.1负载分析 (4) 2.2速度分析 (5) 3、选定液压系统主要参数 (6) 3.1初选液压缸工作力 (6) 3.2计算液压缸结构数 (7) 4、拟定液压系统图 (8) 4.1选择基本回路 (8) 4.2回路的合成 (9) 5、液压元件的选择 (11) 5.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (11) 5.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (12) 6、系统油液升温验算 (13) 设计小结 (14) 参考文献 (15)
引 言 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。 液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 1.明确液压系统的设计要求 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求完成工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N 。该系统工作循环为：快进——工进——快退——停止。机床快进快退速度约为6 m ／min ，工进速度可在30～120mm ／min 范围内无级调速, 快进行程为200mm ，工进行程为50mm ，最大切削力为25kN ，运动部件总重量为15 kN ，加速（减速）时间为0.1s ，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 2.负载分析与速度分析 2.1负载分析 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：夹紧力，导轨摩擦力，惯性力。 在对液压系统进行工况分析时，本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。 （1）工作负载F W 工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即 N F t K 25
目录 0.摘要 (1) 1.设计要求 (2) 2.负载与运动分析 (2) 2.1负载分析 (2) 2.2快进、工进和快退时间 (3) 2.3液压缸F-t图与v-t图 (3) 3.确定液压系统主要参数 (4) 3.1初选液压缸工作压力 (4) 3.2计算液压缸主要尺寸 (4) 3.3绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系统的工作原理图 (7) 4.1拟定液压系统原理图 (7) 4.2原理图分析 (8) 5.计算和选择液压件 (8) 5.1液压泵及其驱动电动机 (8) 5.2阀类元件及辅助元件的选 (10) 6.液压系统的性能验算 (10) 6.1系统压力损失验算 (10) 6.2系统发热与温升验算 (11) 7.课设总结 (12)
0．摘要 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为机械制造专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的出发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。 关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统
1.设计要求 设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统，要求完成如下工作循环式：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1 。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 2.负载与运动分析 2.1负载分析 （1）工作负载： T F =25000N （2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ?G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ?G=980N （3）惯性负载：Fa = t v g G ??=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。 设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。 表1液压缸各阶段的负载和推力 工况 计算公式 外负载F/N 液压缸推力 F0= F / cm η/N 启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快退 F=Ffd 980 1089
设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。 1）工作循环：快进—工进—快退—停止。 2）工作参数轴向切削力21000N ，移动部件总重10000N ，快进行程 100mm ，快进与快退速度 4.2m ／min ，工进行程 20mm ，工进速度 0.05m ／min ，加、减速时间为0.2s ，静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1，动力滑台可在中途停止。 一、负载分析 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为fs F ，动摩擦力为fd F ，则 N N F f F N s fs 2000100002.0=?== N N F f F N d fd 1000100001.0=?== 而惯性力 N N t v g G t v m F m 3572 .08.960 /2.410000 =??=??=??= 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率95.0=m η，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表1。 表1 液压缸各运动阶段负载表
快进 m fd F F η/= 1053 工进 m fd t F F F η/)(+= 23158 快退 m fd F F η/= 1053 根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（l F -）和速度图（l v -），见图1a 、b 。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压活塞退回时的曲线。 a) b) 图1 负载速度图 a ）负载图 b ）速度图 二、液压系统方案设计 1. 确定液压泵类型及调速方式 参考同类组合机床,同时根据本题要求。选用双作用叶片泵双泵供油，同时
《液压与气压传动》 课程设计说明书 题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统设计 院系： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期：2013年7月18日
目录 一、设计要求及工况分析 (3) 二、确定液压系统主要参数 (5) 三、拟定液压系统原理图 (7) 四、计算和选择液压件 (8) 五、液压缸设计基础 (11) 5.1液压缸的轴向尺寸 (11) 5.2主要零件强度校核 (11) 六、验算液压系统性能 (14) 七、设计小结 (17)
一、设计要求及工况分析 1.设计要求 要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力总和F e =30500N ，移动部件总重量G ＝19800N ；快进行程为100mm ，快进与快退速度0.1m/s ，工进行程为50mm ，工进速度为0.88mm/s ，加速、减速时间均为0.2s ，利用平导轨，静摩擦系数0.2；动摩擦系数为0.1。液压系统的执行元件使用液压缸。 2.负载与运动分析 （1）工作负载 工作负载即为切削阻力N F e 30500= （2）摩擦负载f F 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力 N F fs 3960198002.0=?= 动摩擦阻力 N F fd 1980198001.0=?= （3）惯性负载 （4） 运动时间 快进 s v L t 11 .01 .0111=== 工进 s v L t 8.561000 88.005.0222=÷== 快退 s s v L L t 5.11.010)50100(33211=?? ? ????+=+=- 设液压缸的机械效率 cm η =0.9，得出液压缸在各阶段的负载和推力，如表1所列。 表1 液压缸在各运动阶段的负载和推力（cm η=0.9） 1010N N 2 . 0 1 . 0 8 . 9 19800 i = ? = ? ? = t g G F υ
1.汽车板簧分选实验压力机（立式），液压缸对工件（汽车板簧）施加的最大压 力为3万N，动作为：快进→工进→加载→保压→慢退→快退，快进速度14mm/s，工进速度0.4mm/s，要求液压缸上位停止、下行时、保压后慢退不能失控。最大行程600mm。试完成： （1）系统工况分析； （2）液压缸主要参数确定； （3）拟定液压系统原理图； （4）选取液压元件； （5）油箱设计（零件图）；* （6）油箱盖板装配图、零件图；* （7）集成块零件图； 2.钻孔动力部件质量m=2000kg，液压缸的机械效率ηw=0.9，钻削力Fc=16000N 工作循环为：快进→工进→死挡铁停留→快退→原位停止。行程长度为150mm ,其中工进长度为50mm。快进、快退速度为75mm/s，工进速度为1.67 mm/s。导轨为矩形，启动、制动时间为0.5s。要求快进转工进平稳可靠，工作台能在任意位置停止。 3.单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统，要求设计的动力滑台实现的工作 循环是：快进——工进——快退——停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力FL=30468N；运动部件所受重力G=9800N；快进、快退速度1=
3=0.1m/s，工进速度2=0.88×10-3m/s；快进行程L1=100mm，工进行程 L2=50mm；往复运动的加速时间Δt=0.2s；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 4.卧式钻孔组合机床液压系统设计：设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统， 要求完成如下工作循环：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25×103 N，工作部件的重量为9.8×103 N，快进与快退速度均为7 m/min，工进速度为0.05 m/min，快进行程为150 mm，工进行程为40 mm，加速、减速时间要求不大于0.2 s，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为 0.1。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 5.某厂需要一台加工齿轮内孔键槽的简易插床，插头刀架的上下往复运动采用 液压传动。工件安装在工作台上，采用手动进给。 其主要技术规格如下： 1）加工碳钢齿轮键槽，插槽槽宽t=12mm，走刀量S=0.3mm/行程； 2）插头重量500N； 3）插头工作行程（下行）的速度为13m/min。 试设计该插床的液压系统及其液压装置。 6.设计一台钻镗专用机床，要求孔的加工精度为二级，精镗的光洁度为▽6。加 工的工作循环是工件定位、夹紧——动力头快进——工进——快退——工件松开、拔销。加工时最大切削力（轴向）为20000N，动力头自重30000N，工作进给要求能在20-120mm/min内进行无级调速，快进、快退的速度均为6m/min，动力头最大行程为400mm，为使工作方便希望动力头可以手动调整进退并且能中途停止，动力滑台采用平导轨。 要求：1）按机床工作条件设计油路系统，绘系统原理图。 2）列出电磁铁动作顺序图。
毕业设计指导书 设计课题：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计适用：机械设计制造及其自动化专业
前言 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算机技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为数控技术应用专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型及液压系统的维护与修理将是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的处发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因是取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。为此，液压传动常在机床的如下一些装置中使用： 1．进给运动传动装置 这项应用在机床上最为广泛，磨床的砂轮架，车床、自动车床的刀架或转塔刀架，磨床、钻床、铣床、刨床的工作台或主轴箱，组合机床的动力头或滑台等，都可采用液压传动。 2．往复主体运动传动装置 龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕，都可以采用液压传动来实现其所需的高速往复运动，前者的速度可达60～90m/min，后者的速度可达30～50m/min。这些情况下采用液压传动，在减少换向冲击、降低能量消耗，缩短换向时间等方面都很有利。 3．回转主体运动传动装置 车床主轴可以采用液压传动来实现无级变速的回转主体运动，但是这一应用目前还不普遍。 4．仿形装置 车床、铣床、刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来实现，其精度最高可达0.01～0.02mm。此外，磨床上的成型砂轮修正装置和标准四缸校正装置亦
钻孔组合机床设计文献综述 附:文献综述或报告 钻孔组合机床设计 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。 组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。 组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效专用机床。它能够对一种(或多种)零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点: (1)组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70~80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。 (2)由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。
(3)组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。 (4)在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。 (5)当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 (6)组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 组合机床虽然有很多优点，但也还有缺点: (1)组合机床的可变性较万能机床低，重新改装时有10%~20%的零件不能重复利用，而且改装时劳动量较大。 (2)组合机床的通用部件不是为某一种机床设计的，它是具有较广的适应性。这样，就使组合机床的结构较专用机床稍为复杂些。 近几年组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器、缝纫机、自行车、阀门、矿山机械、冶金、航空、纺织机械及军工等部门已获得广泛的使用，一些中小批量生产部门也开始推广使用。我国在组合机床及其自动线上将获得较快的发展，其发展方向为: 1、提高通用部件的水平衡量通用部件水平的主要标准是:品种规格齐全，动、静态性能参数先进，工艺性好，精度高和精度保持性好。 目前应注意开发适应强力铣削的大功率动力滑台，高精度镗削头和高精度滑台，以及适应中、 小批生产的快调、速换动力部件和支承部件。 机械驱动的动力部件具有性能稳定，工作可靠等优点。目前，机械驱动的动力部件应用了交流变频调速电机和直流伺服电机等，使机械驱动的动力部件增添了新的竞争能力。
液压与气压传动课程设计 班级机制1211 姓名 学号2012116102 指导老师邬国秀
目录 一.设计要求及工况分析 (3) 1.负载与运动分析 2.负载循环图.速度循环图 二.确定液压系统主要参数 (4) 1.初选液压缸工作压力 2.计算液压缸主要尺寸 三.拟定液压系统原理图 (7) 1.选择基本回路 2.组成液压系统 四.计算和选择液压件 (9) 确定液压泵的规格和电动机功率 五.附表与附图 (11) 六.参考文献 (13)
(一)、设计要求及工况分析 设计要求 1、设计一台专用铣床，工作台要求完成快进－－工作进给－－快退－－停止的自动工作循环。铣床工作台重量4000N ，工件夹具重量为1500N ，铣削阻力最大为9000N ，工作台快进、快退速度为4.5m ／min ，工作进给速度为0.06～1m ／min ，往复运动加、减速时间为0.05s 工作采用平导轨，静、动摩擦分别为fs ＝0.2，fd ＝0.1，?工作台快进行程为0.3m 。工进行程为0.1m ，试设计该机床的液压系统 1、负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30000N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N G F S FS 110055002.0=?==μ 动摩擦阻力 N G F d fd 55055001.0=?==μ (3) 惯性负载 N 842 N 05×60 . 0 8 . 9 5500 i ? = ? ? = t g G F υ 4.5 =
(4) 运动时间 快进 s v L t 3.360 /5.4102503 111=?==- 工进 s v L t 9060/1.0101503 222=?==- 快退 s v L L t 3.560 /5.4104003 3213=?=+=- 设液压缸的机械效率ηcm =0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。 表1液压缸各阶段的负载和推力 2、 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 -t 和速度循环图υ-t ，见附图 （二） 确定液压系统主要参数 1．初选液压缸工作压力 所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力p 1=4MPa 。
湖南农业大学东方科技学院 课程设计说明书课程名称： _____________________________ 题目名称： _____________________________ 班级：20_级_________________ 专业_班 姓名： ________________________________ 学号： ________________________________ 指导教师： _____________________________ 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20
目录 液压传动课程设计指导书 (2) 一、设计要求及工况分析 4 1. 1设计要求 (4) 1.2负载与运动分析 (4) 二、液压系统主要参数确定 6 2.1初选液压缸工作压力 (6) 2.2计算液压缸主要尺寸 (6) 三、拟定液压系统原理图 8 3.1主体方案的确定 (8) 3.2基本回路确定 (8) 3.3液压系统原理图综合 (11) 四、计算和选择液压元件及辅件 11 4.1确定液压泵的规格和电动机功率 (11) 4.2确定其它元件及辅件 (12) 五、验算系统发热与温升 15
六、设计小结 15 主要参考文献 (16) 液压传动课程设计指导书 一、设计的目的和要求： ㈠设计的目的 液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以 下目的： 1?巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计 能力和综合分析问题、解决问题能力； 2?正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路，组合成满足基本性能要求的液压系统； 3?熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生 在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的基本技能 进行一次训练，以提高这些技能的水平。 ㈡设计的要求 1?设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可 以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安 全性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济； 2?独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再 借鉴。不能简单地抄袭； 3?在课程设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成， 积极思考； 4?液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目 由指导老师分配，题目附后； 5?液压传动课程设计要求学生完成以下工作： ⑴设计计算说明书一份； ⑵液压传动系统原理图一张（3号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表）。 二、设计的内容及步骤 ㈠设计内容 1. 液压系统的工况分析，绘制负载和速度循环图；
前言 本设计需要综合运用大学四年所学的知识，同时还需进一步学习各方面相关的知识，发挥创新能力。本设计作为一名机械工程学院机电专业学生的毕业设计，满足毕业设计的要求，难度及工作量适中，在内容上力求简明扼要、严格精选。 本设计论文包括以下几大部分内容：中英文摘要、绪论、第一章机床总体设计、第二章多轴箱部件设计、第三章多轴箱零件校核及总结和参考文献。 本设计全部采用最新的国家标准和技术规范，以及标准术语和常用术语。 本设计全部由机械工程学院XXX教授指导，在设计中承蒙张教授和本设计组中同学的支持和帮助，为本人提供了许多宝贵的意见和建议、资料，在此表示衷心的感谢！ 由于本人水平有限，在设计中难免有错误和不妥之处，恳请各位老师批评指正！
目录 前言 (1) 中文摘要 (Ⅰ) 英文摘要 (Ⅲ) 绪论 (1) 第一章、组合机床总体设计 (5) 1-1、组合机床工艺方案的制定 (5) 1-2、组合机床切削用量的选择 (6) 1-3、组合机床配置型式的选择 (6) 1-4、组合机床的总体方案设计 (7) 第二章、多轴箱部件设计 (13) 2-1、多轴箱设计 (13) 2-2、主轴设计 (13) 2-3、齿轮布置 (13) 2-4、多轴箱的润滑，手柄轴的设置 (17)
第三章、多轴箱零件校核 (19) 3-1、轴的校核 (19) 3-2、齿轮的校核 (22) 3-3、轴承的选择与校核 (24) 总结 (26) 参考文献 (27)
摘要 本论文主要说明组合机床设计的基本过程及要求。组合机床是按高度集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成同一种工序或多种不同工序的加工。组合机床发展于工业生产末期，与传统的机床相比：组合机床具有许多优点：效率高、精度高、成本低。它由床身、立柱、工作台、及电源一些基本部件及一些特殊部件，根据不同的工件加工所需而设计的。 在组合机床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多数组合机床来说，则主要用于平面加工和孔加工两大类工序。论文主要内容包括四大部分：（1）、制定工艺方案通过了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹紧情况、生产效率及机床的结构特点等，确定在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，并绘制被加工零件工序图。 （2）、组合机床的总体设计确定机床各部件之间的相互关系，选择通用部件和刀具的导向，计算切削用量及机床生产效率、绘制机床的尺寸联系图及加工示意图。 （3）、组合机床部件设计包括专用多轴箱的设计，传动布局合理，轴与齿轮之间不发生干涉，保证传动的平稳性和精确性。专用主轴设计、轴承的选用及电机的选择等。 （4）、液压装置的设计液压滑台、定位夹紧装置均为液压控制。并采用了许多液压控制阀，保证了运动的平衡性，循环性和精确性。 另外，本文还涉及到大量的设计和计算，包括： （1）、主轴的选择和传动布置，以保证加工过程中被加工零件的精度； （2）、传动轴的设计和校核，以保证轴的刚度； （3）、齿轮的设计、计算，对齿轮的强度和刚度进行校核； 多轴箱部分是本次设计的重要环节，本次设计中它的设计既要保证工作台的运动的合理、平衡和准确，又要满足工作要求。在本文中的大量设计、计算使它在理论上满足了设计和工作的要求。
学号： 课程设计任务书 2013～2014 学年第二学期 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作部门： 一、课程设计题目： 二、课程设计内容 液压传动课程设计一般包括以下内容： (1) 明确设计要求进行工况分析； (2) 确定液压系统主要参数； (3) 拟定液压系统原理图； (4) 计算和选择液压件； (5) 验算液压系统性能； (6) 结构设计及绘制零部件工作图； (7) 编制技术文件。 学生应完成的工作量： (1) 液压系统原理图1张； (2) 部件工作图和零件工作图若干张； (3) 设计计算说明书1份。 三、进度安排
四、基本要求 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 (2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学生必须发挥主观能动性，积极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、
给数据、定方案。 (3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件，因而不能盲目地抄袭资料，必须具体分析，创造性地设计。 (4) 学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。 液压传动课程设计原始资料 一、课程设计内容（含技术指标） 设计中等复杂程度的机床液压传动系统，确定液压传动方案，选择有关液压元件，设计液压缸的结构，编写技术文件并绘制有关图纸。 1、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压动力滑台的液压系统。已知参数：切削负载FL＝30500N，机床工作部件总质量m＝1000kg，快进、快退速度均为5.5m/min，工进速度在20～100mm/min范围内可无级调节。滑台最大行程400mm，其中工进行程150mm，往复运动加、减速时间≤0.2s，滑台采用平导轨，其摩擦系数fs＝0.2，动摩擦系数fd＝0.1。滑台要求完成“快进－工进－快退－停止”的工作循环。 2、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：轴向切削力为32000N，移动部件总重量为10810N，工作台快进行程为150mm，工进行程为100mm，快进、快退速度为7m/min，工进速度为60mm/min，加、减速时间为0.2s，导轨为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 3、设计一台专用卧式钻床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：最大轴向钻削力为14000N，动力滑台自重为15000N，工作台快进行程为100mm，工进行程为50mm，快进、快退速度为 5.5m/min，工进速度为51—990mm/min，加、减速时间为0.1s，动力滑台为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 4、设计一台专用卧式铣床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：铣头驱动电动机功率为8.5kw，铣刀直径为70mm，转速为350r/min，
液压传动课程设计 说明书 题目：卧式双面多轴钻孔组合机床液压系统的设计 姓名： 学号： 班级： 联系方式： 指导教师：
2012年12月31日
目录 一、设计任务书 (1) 二、液压系统性能和参数的初步确定 (1) 1. 运动分析 (1) 2. 液压缸的负载分析 (3) 3. 初步确定液压缸的参数 (4) 1) 滑台液压缸 (4) 2) 工况图 (7) 三、液压系统方案的选择和拟定 (8) 1. 选择液压基本回路 (8) 1) 调速回路 (8) 2) 快速运动回路与速度换接回路 (8) 3) 压力控制回路 (10) 4) 行程终点的控制方式 (11) 2. 拟定液压系统图 (12) 四、各液压元件的计算和选择 (13) 1. 确定液压泵规格和电动机的功率 (13) 1) 液压泵工作压力的计算 (13) 2) 液压泵流量的计算 (13) 3) 液压泵规格的确定 (14) 4) 液压泵电动机功率的确定 (14) 2. 控制阀的选择 (15) 3. 管道尺寸 (16) 4. 油箱容量 (16) 五、液压系统性能的验算 (16) 1. 静态特性的验算 (16) 1) 回路中的压力损失 (16) 2) 液压泵的工作压力 (25) 3) 液压回路和液压系统的效率 (25) 2. 液压系统发热验算 (27) 六、液压集成块装置设计 (27) 七、参考文献 (27)
一、设计任务书 设计一台卧式双面多轴钻孔组合机床的液压系统。要求两面钻削头同时工作，能实现快进、工进、死挡块停留、快退、停止的自动工作循环，其快进和快退速度v1 = 3.5 m/min，工进速度v2 = 40 mm/min，工作部件重量估计为9800 N，轴向切削力F = 30000 N，快进行程长度为200 mm，工进行程长度为100 mm，动力滑合采用平导轨，其摩擦系数f s = 0.2，f d = 0.1，往复运动的加速和减速时间要求不大于0.2 s。 二、液压系统性能和参数的初步确定 首先，我们对液压系统进行工况分析。工况分析是分析一部机器工作过程中的具体情况，其内容包括对负载、速度和功率的变化规律的分析或确定这些参数的最大值，即分析负载的性质和编制负载图。在液压系统的工作循环中，各个阶段的负载是由各种不同负载组成的。而各个阶段都具有不同的速度，已知各阶段的负载和速度，即可求出各阶段功率的变化规律。本次课程设计以采用液压缸型式为主，因此以下进行液压缸式的设计计算。 1.运动分析 根据设计任务的要求，确定本液压系统的工作循环为： 快进→工进→死挡块停留→快退→原位停止卸荷，工作循环图如下图所示：
摘要 本次设计是结合近年来国内外机床行业发展的新趋势,针对柴油机汽缸盖两侧的小孔钻削的组合机床设计.组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成的工序集中的高效率机床,它能够对一种(多种)零件进行多刀,多轴,多面,多工位加工,制造的周期短,投资少,经济效益高. 关键词:汽缸盖;毛坯;定位;机床夹具;金属切削;钻头
ABSTRACT This design was unified the new tendency of domestic and foreign machine tool’s industry development in the recent years, aimed at the design of assembled machine tool of the two sides’ pore drilling of diesel engine cylinder’s cover. The assembled machine tool is the centralized working procedure and high efficiency machine tool, which is composed by the massive general parts and the few special parts, it can process one kind (or many kinds)of part on the multi-knives, multiple-spindle, multi- surface, multi-locations. Its manufacture cycle is short, the investment is little ,but the economic benefit is high. Keywords:Cylinder Head；roughCutters；allocation; jig; metal cutting; drills
目录 引言 (2) 第一章明确液压系统的设计要求 (2) 第二章负载与运动分析 (3) 第三章负载图和速度图的绘制 (4) 第四章确定液压系统主要参数 (4) 4.1确定液压缸工作压力 (4) 4.2计算液压缸主要结构参数 (4) 第五章液压系统方案设计 (7) 5.1选用执行元件 (7) 5.2速度控制回路的选择 (7) 5.3选择快速运动和换向回路 (8) 5.4速度换接回路的选择 (8) 5.5组成液压系统原理图 (9) 5.5系统图的原理 (10) 第六章液压元件的选择 (12) 6.1确定液压泵 (12) 6.2确定其它元件及辅件 (13) 6.3主要零件强度校核 (15) 第七章液压系统性能验算 (16) 7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (17) 7.2油液温升验算 (18) 设计小结 (19) 参考文献 (21)
引言 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。 液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 第一章明确液压系统的设计要求 要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：启动→快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力F t=20000N，移动部件总质量G＝10000N；快进行程l1=100mm，工进行程l2=50mm。快进、快退的速度为5m/min，工进速度0.1m/min。加速减速时间△t=0.15s；静摩擦系数f s＝0.2；动摩擦系数f d＝0.1。该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。
目录..................................................................................................................... - 0 -引言....................................................................................................................... - 1 -第一章明确液压系统的设计要求..................................................................... - 2 -第二章负载与运动分析....................................................................................... - 2 -第三章负载图和速度图的绘制......................................................................... - 3 -第四章确定液压系统主要参数........................................................................... - 4 - 4.1确定液压缸工作压力................................................................................ - 4 - 4.2计算液压缸主要结构参数........................................................................ - 4 -第五章液压系统方案设计................................................................................. - 7 - 5.1选用执行元件............................................................................................ - 7 - 5.2速度控制回路的选择................................................................................ - 7 - 5.3选择快速运动和换向回路........................................................................ - 8 - 5.4速度换接回路的选择................................................................................ - 8 - 5.5组成液压系统原理图................................................................................ - 9 - 5.5系统图的原理.......................................................................................... - 10 -第六章液压元件的选择................................................................................... - 11 - 6.1确定液压泵.............................................................................................. - 11 - 6.2确定其它元件及辅件.............................................................................. - 12 - 6.3主要零件强度校核.................................................................................. - 13 -第七章液压系统性能验算............................................................................... - 15 - 7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值.......................................... - 15 - 7.2油液温升验算.......................................................................................... - 16 -设计小结 ................................................................................................................ - 18 -参考文献................................................................................................................. - 19 -
毕业设计(论文)开题报告 题目：汽车变速箱钻孔组合机床后多轴箱设计
注：1. 正文：宋体小四号字，行距20磅。 2. 开题报告由各系集中归档保存。 参考文献 [1] 徐旭东，周菊琪.现代组合机床技术及其发展[J] .中国机械工程,1995,(6):12-13. [2] 谢家瀛.组合机床设计简明手册[M].北京：机械工业出版社，1996.1-89. [3] 孙恒，陈作模、葛文杰.机械原理[M].北京：机械工业出版社，2006.1-88. [4] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.22-63 [5] 钱云峰，殷锐.互换性与技术测量[M].北京：电子工业出版社，2011.35-49 [6] 卢秉恒.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2008.100-120. [7] 彭得利.变速器箱体专用钻床主轴箱的设计[J].装备制造技术，2011,（3）：23-26. [8] 云继夏，陆文欣，韩遂太.曲拐传动多轴箱的设计[J].组合机床通讯，1978,（4）:27-47. [9] 刘文信.组合机床多轴箱齿轮强度的验算[J].组合机床，1983,（10）:1-3. [10] 许玉改.钻、扩、铰孔共用一个主轴箱的组合机床设计[J].科技信息，2012,（27）:111-112. [11] 张亚慧.钻攻复合主轴箱的设计[J]. 组合机床与自动化加工技术,2001,(10):49-51. [12] 李运保,郭动针,冯云峰.钻孔、攻螺纹主轴的共箱设计[J]. 组合机床与自动化加工 技,2000,(1):15-16.
[13] 费叶琦,刘英,黄秀玲.钻孔组合机床主轴箱体的设计计算[J]. 林业机械与木工设备， 2012,40(8):37-40. [14] John D，Ramboz.Machinable Rogowski Coil, Design, and Cal ibration [J]. IEEE Instrument and Measurement,1996,45(2):511-515. [15] Xingguo Han,Binwu wang.Research on Distributed Remote Monitoring System for NC Machine Tools[J]. Proceedings of the 3nd International Conference on Digital Manufacturing & Automation,2012,(8):200-213. [16] SCHMITZ Tony. Receptance Coupling for Tool Point Dynamics Prediction on Machine Tools[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering,2011,(5):130-135.