双面铣床课程设计
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液压与气压传动课程设计说明书设计题目双面铣床专业班级 ******** 姓名 ******** 学号 ******** 指导老师 ********目录一、设计要求及数据 (3)二、工况分析 (3)1.外负载 (4)2.阻力负载 (5)3.惯性负载 (5)三、初步确定油缸参数，绘制工况图 (7)1、初选油缸的工作压力、 (7)2、计算油缸尺寸 (8)3、油缸各工况的压力、流量、功率的计算 (8)四、确定液压系统方案和拟订液压系统原理图 (12)1.确定油源及调速方式 (12)2.选择基本回路 (12)3.选择调压回路 (13)五、选择液压元气件 (15)1.液压泵的选择 (15)2.阀类元气件及辅助元气件的选择 (16)3.确定油管直径 (17)六、验算液压系统性能 (18)七、参考文献： (20)一、设计要求及数据题目2：一台专用双面铣床，最大的切削力为8000N，工作台、夹具和行程的总重量3500N，工件的总重量为1600N，工作台最大行程为600mm，其中工进行程为350mm。
工作台的快进速度为4m/min，工进速度在50～100mm/min范围内无级调速。
工作台往复运动的启制（加速减速时间）为0.05s，工作台快退速度等于快进速度，滑台采用平面导轨。
静摩擦系数为0.2s，动摩擦系数为0.1。
（夹紧力大于等于最大静摩擦力）机床的工作循环为：工作定位－工件夹紧－工作台快进－工作台工进－加工到位后停留－快退－原位停止－工件松开－定位销拔出。
要求系统采用电液结合实现自动化循环，速度换接无冲击，且速度要平稳，能承受一定量的反向负载。
试完成：（1）按机床要求设计液压系统，绘制液压系统图；（A3手绘）（2）确定夹紧缸、主工作液压缸的结构参数；（3）计算系统各参数，选择液压元件型号，列出元件明细表；（4）列出设计系统中的电磁铁动作顺序表。
二、工况分析液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流量）的依据。
负载分析 1.外负载N F c 8000m ax =其中m ax c F 表示最大切削力。
对于专用铣床铣削时铣刀所承受的主切削力大小（单位N ）为：)(N Pfa F p c =式中 P — 单位切削力（2/N mm ）f — 每转进给量（mm/r ）p a — 背吃刀量（mm ） 下面将进行具体参数的计算：由公式 fn u f =可得 （其中f u 表示每分钟进给速度，n 表示铣刀的转速）由设计依据可知 n=300r/min ，工进速度f u =50—100mm/min ，故我们取f u =90mm/min 。
r mm n u f f /3/==对于单位切削力P ，由以下的常用金属材料的单位切削力表可得，我们选P=20002/N mm 。
对于铣削背吃刀量p a ,我们选用硬质合金铣刀，查铣工计算手册可得，取mm a p 5.1=。
根据以上的公式 p c Pfa F =可得：N Pfa F p c 90005.132000=⨯⨯== 因为8000<max c F =9000N ，所以选取的合适 2.阻力负载静摩擦力： j j f G G Ff •+=)(21 其中 j Ff —静摩擦力NG1、G2—工作台及工件的重量Nj f —静摩擦系数由设计依据可得：12802.0)21004300()(21=⨯+=•+=j j f G G Ff 动摩擦力d d f G G Ff •+=)(21 其中 d Ff —动摩擦力N d f —动摩擦系数同理可得： N f G G Ff d d 6401.0)21004300()(21=⨯+=•+= 3.惯性负载机床工作部件的总质量m=（G1+G2）/g=6400/9.81=652.40kg 惯性力Fm=m ·a=652.40x5/(60x0.1)=543.66 其中：a —执行元件加速度 m/s ² tu u a t 0-=t u —执行元件末速度 m/s ²0u —执行元件初速度m/s ² t —执行元件加速时间s因此，执行元件在各动作阶段中负载计算如下表所示：按上表的数值绘制负载如图所示。
909090909090906409640-640-1183.66L/mm对于速度而言，设计依据中已经有了明确的说明，所以按照设计依据绘制如下：-6U(m/min)60.80.05L/mm三、初步确定油缸参数，绘制工况图1、初选油缸的工作压力、由上可以知道，铣床的最大负载F=3580N ，根据下表可得： 表 按负载选择液压执行元件的工作压力选系统的工作压力P1=2Mpa 。
由设计要求可知，导轨要求快进、快退的速度相等，故液压缸选用单活塞杆式的，快进时采用差动连接，且液压缸活塞杆直径d ≈0.7D 。
快进和工进的速度换接用三位四通电磁阀来实现。
铣床液压系统的功率不大，为使系统结构简单，工作可靠，决定采用定量泵供油。
考虑到铣床可能受到负值负载，故采用调速阀的进油节流加背压阀的调速回路，所以回油路上具有背压2p ，取背压2p =0.5Mpa 。
2、计算油缸尺寸可根据油缸的结构及连接方式计算油缸的面积、油缸直径D 及活塞杆直径d 计算出后应按标准予以圆整，然后再计算油缸的面积： 此时由工进时的负载值按计算公式计算液压缸面积：266212105.106510)5.022(96.03580)(m p p FA m -⨯=⨯-⨯=-=ϕη262211021312m A A A -⨯===ϕm A D 052.014.31021314461=⨯⨯==-π m m D d037.0052.0707.0707.0=⨯==在将这些直径按照国标圆整成标准值得：D=0.06m, d=0.04m由此就求得液压缸两腔的实际有效面积为242222421107.154)(,1026.284m d D A m D A --⨯=-=⨯==ππ3、油缸各工况的压力、流量、功率的计算（1）、工进时油缸需要的流量 工进Q ）（min /3m·min /0008.03.01026.28341m U A Q =⨯⨯=•=-工进工进A1:工进时油压作用的面积）（2m工进U —工进时油缸的速度 ）（min /mm(2)、快进时油缸需要的流量快进Q ）（min /3m差动连接时：min /0063.05107.1526.283421m U A A Q =⨯⨯-=•-=-）（）（快进快进 A1、A2—分别表示油缸活塞腔、活塞杆截面积 ）（2mU 快进—油缸快进时的速度）（min /mm(3)、快退时油缸需要的流量快退Q ）（min /3mmin /0078.05107.15342m U A Q =⨯⨯=•=-快退快退U 快退—油缸退回时的速度,）（min /mm(4)、工进时油缸的压力MPa A A p F p m 60.1/)/(1221=+=ηP 2—为工进时回油腔的背压,上面已经选取为MPa 5.0 （5）、快进时油缸压力MPa A A pA F p m 96.0)/()/(212=-∆+η启动MPa A A pA F p m 26.1)/()/(212=-∆+η加速 MPa A A pA F p m 86.0)/()/(212=-∆+η快速这里：F 分别表示快速启动、加速、快速时油缸的推力，P —分别表示快速启动、加速、快速时油缸的压力。
p ∆表示管路中压力损失大小，这里我们取值为MPa 3.0。
（6）、快退时油缸压力MPa A A p F p m 77.0/)/(222=+=η启动MPa A A p F p m 61.1/)/(222=+=η加速MPa A A p F p m 28.1/)/(222=+=η快退F —分别表示快速启动、加速、快速时油缸的推力， P —分别表示快速启动、加速、快速时油缸的压力。
P 2的值为MPa 5.0油缸工作循环中各阶段的压力、流量、功率实际值如表2所示： 表2 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值由以上所计算的数据我们绘制出工况图如下所示：0.00631.600.0210.860.961.260.00081.280.1660.00781.610.77L/mmP/Q/P功率P压力P流量Q四、确定液压系统方案和拟订液压系统原理图1.确定油源及调速方式由以上的计算可以知道，铣床液压系统的功率不大，工作负载的变化情况很小，因此，为使系统结构简单，工作可靠，决定采用定量泵供油。
考虑到铣床可能受到负值负载，故采用回油路调速阀节流调速方式，并选用开式循环。
从工况图中我们可以清楚的看出，在液压系统的工作循环中，液压缸要求油源提供的流量变化并不是很大，因此工进和快进的过程中，所需流量差别较小。
故我们选用定量单液压泵供油。
2.选择基本回路1.选择换向回路及速度换接方式由设计依据可以知道，设计过程中不考虑工件夹紧这一工序，并且从快进到工进时，输入液压缸的流量从6.3L/min降到0.8L/min，速度变化不是很大，所以采用电磁换向阀来实现速度的换接。
压力继电器发讯，由电磁换向阀实现工作台的自动启动和换向。
同时为了实现工作台能在任意位置停止，泵不卸载，故电磁阀必须选择O型机能的三位四通阀，如下图所示：由于要求工作台快进与快退速度相等，故快进时采用差动连接来实现快速运动回路，且要求液压缸活塞杆直径d≈0.7D。
3.选择调压回路设计过程中，在油源中采用溢流阀来调定系统的工作压力，因此调压问题基本上已经在油源中解决，无须在另外设置调压系统。
这里的溢流阀同时还能起到安全阀的作用。
1、组合成液压系统图将上面所选的液压基本回路组合在一起，便可得到以下的液压系统原理图。
同时电磁铁的动作顺序表如下：表3液压专用铣床电磁铁动作顺序表图4 专用铣床液压系统原理图81-油箱；2-过滤器；3-叶片泵；4--溢流阀；5-三位四通电磁换向阀;6-单向调速阀；7-两位三通电磁换向阀；8-工作缸；9-压力继电器 五、选择液压元气件 1.液压泵的选择由以上的设计可以得到，液压缸在整个工作过程中的最大压力是MPa 61.1，如取进油路上的压力损失为MPa 4.0，则此时液压泵的最大工作压力是MPa p p 01.24.061.1=+=。
由以上的计算可得，液压泵提供的最大流量是min /8.7L ,因为系统较为简单，取泄漏系数1.1=l k ，则两个液压泵的实际流量应为： m in /58.8m in /8.71.1L L q p =⨯= 由于溢流阀的最小稳定溢流量为min /3L ，而工进时输入到液压缸的流量是min /8.3L ，由流量液压泵单独供油，所以液压泵的流量规格最少应为min /8.6L 。
