卧式双面多轴钻孔组合机床液压系统的设计

设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统1.液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数：1）工作循环：“快进—工进—死挡铁停留—快退—原位停止”。

组合机床动力滑台工作循环2）工作参数轴向切削力12000N，移动部件总重10000N，工作循环为：“快进——工进——死挡铁停留——决退——原位停止”。

行程长度为0.4m，工进行程为0.1，快进和快退速度为0.1m/s,工过速度范围为0.0003~0.005，采用平导轨，启动时间为0.2s。

要求动力部件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。

2.执行元件类型：液压油缸设计内容1. 拟订液压系统原理图；2. 选择系统所选用的液压元件及辅件；3. 验算液压系统性能；4. 编写计算说明书。

目录序言： (5)1 设计的技术要求和设计参数 (6)2 工况分析 (6)2.1确定执行元件 (6)2.2分析系统工况 (6)2.3负载循环图和速度循环图的绘制 (8)2.4确定系统主要参数2.4.1初选液压缸工作压力 (9)2.4.2确定液压缸主要尺寸 (9)2.4.3计算最大流量需求 (11)2.5拟定液压系统原理图2.5.1速度控制回路的选择 (12)2.5.2换向和速度换接回路的选择 (12)2.5.3油源的选择和能耗控制 (13)2.5.4压力控制回路的选择 (14)2.6液压元件的选择2.6.1确定液压泵和电机规格 (16)2.6.2阀类元件和辅助元件的选择 (17)2.6.3油管的选择 (19)2.6.4油箱的设计 (20)2.7液压系统性能的验算2.7.1回路压力损失验算 (22)2.7.2油液温升验算 (22)序言作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。

本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。

目录一、动力滑台的受力分析----------------------------------------------2二、绘制负载图和速度图----------------------------------------------4三、确定液压系统参数-------------------------------------------------41.初定液压缸的工作压力-----------------------------------------------42.计算液压缸尺寸--------------------------------------------------------43.设计液压缸在工作循环中各阶段所需要的压力-----------------54.绘制液压缸工况图-----------------------------------------------------6四、拟定液压系统原理图----------------------------------------------61.调速方式的选择-------------------------------------------------------72.快速回路和速度换接方式的选择----------------------------------73.油源的选择-------------------------------------------------------------74.液压系统的组合-------------------------------------------------------8五、选择液压元件------------------------------------------------------91.选择液压泵和电机----------------------------------------------------92.元件选择----------------------------------------------------------------113.确定管道尺寸----------------------------------------------------------114.确定油箱容积----------------------------------------------------------11六、液压系统的发热与温升验算------------------------------------121.液压泵的输入功率----------------------------------------------------122.液压泵的输入功率----------------------------------------------------133.液压泵的输入功率----------------------------------------------------13任务书设计一台卧式多轴钻孔机床液压系统（1） 要求完成快进——工进——快退——原位停止工作循环。

哈工大华德学院毕业设计（论文）任务书姓名：院（系）：机电与汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化班号：任务起至日期：2013 年9 月10 日至2013 年12 月20 日毕业设计（论文）题目：卧式组合钻孔机床液压系统设计立题的目的和意义：目前液压技术发展迅猛，在各行各业中均有大量应用，在许多机床中都有体现，组合机床是大批量生产中的主要机械加工设备，因此通过本次毕业设计，培养学生综合运用液压传动、机械设计、工程系统等课程中所学理论知识的能力；强调设计的独创性和实用性，培养和提高设计者独立分析问题和解决实际问题的能力，为今后适应工作岗位和创造性地开展工作打下坚实基础。

技术要求与主要内容：技术要求：加工对象为变速箱箱体孔，材料为铸铁（硬度HB = 240），该钻孔机床主轴箱上有16根主轴，加工14个Ø13.9的孔和两个Ø8.5的孔；刀具为高速钢钻头，工件重400千克，加工动作顺序如下动力滑台快速趋近工件→I工进→II工进→加工结束快退→原位停止。

工作负载：工作切削阻力，I工进时轴向阻力F tI= 1400（N），II工进时轴向阻力F tⅡ = 8000（N）；滑台移动质量m = 510kg；工作速度：快进v快= 3.5m/min ≈ 0.06m/s；v快退= v快进I工进vⅠ = （80～100）mm/min = （1.33～1.67）×10-3 m/sII工进vⅡ = （30～50）mm/min = （5～8.33）×10-4 m/s加减速时间：Δt＝0.2 s。

滑台移动行程：快进S = 200mm，I工进S I = 100mm，II工进S II = 50mm滑台导轨型式：平导轨。

静摩擦系数f s = 0.2，动摩擦系数：f d = 0.1.工作性能要求：运动速度要平稳，滑台往复次数不大于30次/分，液压缸效率η= 0.9主要内容：对现有的卧式组合钻孔机床液压系统进行调研和分析，明确组合钻床液压系统的工作机理和分类，设计组合钻床液压系统中的相关部分，并对其进行总结。

卧式双面铣削组合机床液压系统设计合肥工业大学课程设计任务书《卧式双面铣组合机床液压系统设计成果》主要内容是尝试设计卧式双面铣组合机床液压系统。

机床的加工对象是铸铁齿轮箱。

动作顺序为夹紧缸夹紧→工作台快速接近工件→工作台进给→工作台快速后退→夹紧缸松开→原位停止。

工作台运动部件的总重力为4000牛顿，加减速时间为0.2秒，采用平面导轨，静动摩擦系数μs=0.2，μd=0.1。

夹紧缸行程为30毫米，夹紧力为800牛顿，工作台快进行程为100毫米，快进速度为3.5米/分钟。

工作进展如下:设计课题:卧式双面铣组合机床液压系统设计32工况分析32.1负荷分析33液压系统方案设计43.1液压缸参数计算43.2绘制液压系统原理图63 3液压元件的选择93.3.2阀门元件和辅助元件的选择103.3.3油管的选择114液压系统性能校核计算124.1检查系统压力损失并确定压力阀的调整值124.2油145设计概要参考文献146机床的加工对象是铸铁齿轮箱。

动作顺序为夹紧缸夹紧→工作台快速接近工件→工作台进给→工作台快速后退→夹紧缸松开→原位停止。

工作台运动部件的总重力为4000牛顿，加减速时间为0.2秒，采用平面导轨，静动摩擦系数μs=0.2，μd=0.1。

夹紧缸行程为30毫米，夹紧力为800牛顿，工作台快进行程为100毫米，快进速度为3.5米/分钟。

工作进展如下:设计课题:卧式双面铣组合机床液压系统设计32工况分析32.1负荷分析33液压系统方案设计43.1液压缸参数计算43.2绘制液压系统原理图63 3液压元件的选择93.3.2阀门元件和辅助元件的选择103.3.3油管的选择114液压系统性能校核计算124.1检查系统压力损失并确定压力阀的调整值124.2油145设计概要参考文献146机床的加工对象是铸铁齿轮箱。

动作顺序为夹紧缸夹紧→工作台快速接近工件→工作台进给→工作台快速后退→夹紧缸松开→原位停止。

工作台运动部件的总重力为4000牛顿，加减速时间为0.2秒，采用平面导轨，静动摩擦系数μs=0.2，μd=0.1。

卧式钻镗两用组合机床的液压系统设计方案1绪论1.1设计的目的、范围和背景随着科学技术和工业生产的飞跃发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样的质量优、性能好、能耗低、价格廉的液压机床产品。

其中，产品设计是决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节。

产品的设计包括液压系统的功能分析、工作原理方案设计和液压传动方案设计等。

这些设计内容可作为液压传动课程设计的内容。

很明显，液压系统设计本身如果存在问题，常常属于根本性的问题，可能造成液压机床的灾难性的失误。

因此我们必须重视对学生进行液压传动设计能力的培养。

1.2液压传动的发展历程及特点1.2.1液压传动的发展历程液压传动相对机械传动来说，是一门比较新的学科，它具有结构紧凑、传动平稳、输出功率大、易于实现无级调速及自动控制等特点，因此发展很快。

从1795年英国制造出世界上第一台水压机至今，液压传动已有二三百年的历史，但广泛的应用和推广仅有六七十年。

19世纪末，德国制造出液压龙门刨床，美国制成液压六角车床和液压磨床，但因当时没有成熟的液压元件以及机械制造工艺水平的限制，液压传动技术的应用仍不普遍。

第二次世界大战期间，一些兵器采用精度高、功率大的液压传动装置，大大提高了兵器的性能，同时推动了液压技术的发展。

战后，其迅速转向民用，在机床、工程机械、农业机械、汽车、船舶等行业中逐步推广。

20世纪60年代后，随着原子能、空间技术、计算机技术的发展，液压技术的应用更加广泛。

目前，正在向高压、高速、高效、大流量、大功率、低噪声、长寿命、高度集成化和模块化、提高可靠性技术及污染控制技术的方向发展。

同时，液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等，又使液压技术的发展进入到了一个新的阶段。

1.2.2我国的液压技术发展我国的液压工业始于20世纪50年代，最初只是应用于机床和锻压设备，后来发展到拖拉机和工程机械上。

自1964年开始引进国外液压元件生产技术，并自行设计液压产品以来，我国的液压元件生产从低压刀高压形成了系列。

8液压系统的设计计算习题
1、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加紧，所需夹紧力不得超过3000N。

机床快进、快退的速度约为4.5m/min，工进速度可在20-100mm/min范围内无极调速，快进行程为150mm，工进行程为40mm，最大切削力为30000N，运动部件总重量为11000N，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、试设计卧式双面铣削组合机床的液压系统。

机床的加工对象为铸铁变速箱箱体，动作顺序为夹紧缸夹紧→工作台快速趋近工件→工作台进给→工作台快退→夹紧缸松开→原位停止。

工作台移动部件的总重力为4000N，加、减速时间为0.2s，采用平导轨，静、动摩擦因数μs=0.2，μd=0.1。

夹紧缸行程为30mm，夹紧力为800N，工作台快进行程为100mm，快进速度为3.5m/min，工进行程为200mm，工进速度为80～300mm/min，轴向工作负载为12000N，快退速度为6m/min。

要求工作台运动平稳，夹紧力可调并保压。

双面钻孔组合机床液压系统设计毕业设计1 绪论1.1 组合机床的发展现状及前景组合机床（transfer and unit machine）是根据工件加工需要,以大量通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的一种高效的半自动或自动专用机床[5]。

在我国，组合机床发展已有28年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。

是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。

它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业[8]。

我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等[5]。

随着技术的不断进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。

另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。

由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。

我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。

工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。

因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚柔兼备的自动化装备[16]。

钻孔组合机床动⼒滑台液压系统设计说明书摘要组合机床是由通⽤部件和部分专⽤部件所组成的⾼效率专⽤机床，⽽动⼒滑台则是组合机床⼀种重要的通⽤部件，可以根据不同的⼯作要求实现各种⼯作循环，如果配上动⼒头和主轴箱后可以完成钻、铣、镗等⼯序的加⼯要求，通过液压的配合可以实现各种⾃动⼯作循环。

动⼒滑台的液压系统是能完成较为复杂⼯作循环的典型单缸系统，此系统的回路组成具有⼀定的代表性，制作此液压控制系统不仅有助于学⽣对所学液压知识进⾏融会贯通，⽽且为后来的学⽣提供了解液压系统和⾃⼰动⼿拆装的实验装置。

设计验算结果说明，设计的⼯作装置满⾜设计要求。

在AUTO CAD软件下绘制的液压系统原理图有利于为新产品设计或改型设计提供参考。

关键词：钻孔组合机床动⼒滑台液压系统设计；设计参数及验算；AUTO CAD制图⽬录摘要 (1)第⼀章绪论 (1)1.1液压传动 (1)1.2 组合机床发展的历史 (2)1.3组合机床的发展趋势 (2)1.4组合机床类型及部件的分类 (3)第⼆章动⼒滑台液压系统的相关参数计算 (5)2.1已知设计条件 (5)2.2 负载计算 (5)第三章液压缸主要参数确定 (7)３.1 确定液压缸⼯作压⼒ (7)３.2 确定液压缸主要结构参数 (7)３.3 绘制液压缸⼯况图 (9)３.4 液压缸主要零件强度的校核 (10)３.5 液压缸稳定性计算 (11)第四章液压系统组成及原理图设计 (12)4.1 主题⽅案的确定 (12)4.2 基本回路确定 (12)4.3 液压系统原理图的综合 (14)第五章液压元件选型 (16)5.1 液压泵的选择 (16)5.2 液压泵驱动电机的选择 (17)5.3 液压控制元件及辅助元件的选择 (17)第六章液压管路和油箱的确定 (19)6.1 液压管路的确定 (19)6.2 油箱容积V的计算 (20)第七章液压系统性能验算 (21)7.1 回路压⼒损失计算 (21)7.2 系统温升验算 (21)7.3 油箱散热⾯积A (21)设计⼩结 (23)参考⽂献 (24)第⼀章绪论制造业的历史可追溯到⼏百年前的旧⽯器的时代。

摘要液压系统具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能、反应快、输出力(或力矩)大等优点，在组合机床中被广泛采用。

液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。

通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同方向的动作。

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。

在组合机床设备中已经广泛引用液压技术。

作为机电一体化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。

本论文主要介绍了液压系统的设计(包括系统工况分析，拟定液压系统原理图，液压元件的计算和选择以及液压系统的性能验算等)、液压缸主要零部件的设计及其结构设计。

关键词：液压系统；液压传动；组合机床AbstractHydraulic system with a wide range of adaptability, excellent process control performance, fast response, output force (or torque) and other advantages of combined machine tools that are widely used. hydraulic system is based on motor power,using hydraulic pump convert mechanical energy into pressure,promoting the hydraulic oil.Through various control valves to change the flow of hydraulic oil,by different directions by hydraulic cylinder.gas integration is the development of machinery and equi Hydraulic drive technology is one of the fastest growing pment today. Has been widely referenced in the modular machining equipment hydraulic technology. As technology students learn hydraulic numerical control system design, familiar with the working principle of the method of analysis of hydraulic systems, control and selection of hydraulic units and hydraulic systems maintenance and repair is necessary.This paper mainly on the design of the hydraulic system (including system condition analysis, development of hydraulic system schematics, calculation and selection of hydraulic components, and checking the performance of the hydraulic system, and so on), design and structure of the main components of hydraulic cylinder design.Key words: hydraulic system;hydraulic transmission;combination machine tools目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)1 绪论 (5)1.1 本课题的研究内容和意义 (5)1.2 国内外的发展概况 (5)1.3 本课题应达到的要求 (6)2 明确液压系统的设计要求 (7)3 液压系统性能与参数的初步确定 (8)3.1 工况分析和负载图的编制 (8)3.1.1 负载分析 (8)3.1.2 液压缸负载图和速度图的编制 (9)3.2 液压系统参数的初步确定 (10)3.2.1 初选液压缸的工作压力 (10)3.2.2 液压缸主要结构尺寸的确定 (11)3.2.3 液压缸各参数确定及编制工况图 (12)4 液压系统图的拟订 (14)4.1 选择液压回路 (14)4.2 拟订液压系统方案 (14)5 液压元件的计算和选择 (17)5.1 双定量泵式液压系统 (17)5.1.1 确定液压泵规格和电动机功率 (17)5.1.2 控制阀的选择 (19)5.1.3 管道尺寸 (19)5.1.4 油箱容量及结构 (20)5.2 限量式变量叶片泵的液压系统 (20)6 液压系统性能的估算 (21)6.1 液压系统稳态特性的检验 (21)6.1.1 回路中的压力损失 (22)6.1.2 液压泵的工作压力 (23)6.1.3 液压回路和液压系统的效率 (24)6.2 动态稳定性的验算 (25)6.3 液压系统发热与温升的验算 (26)6.4 液压系统的工作可靠度估算 (27)7 液压装置的结构设计 (29)7.1 液压装置结构形式的选择 (29)7.2 液压元件的配置形式 (29)7.3 液压装置的布局 (29)8 结论与展望 (31)8.1 结论 (31)8.2 不足之处及未来展望 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)1 绪论1.1 本课题的研究内容和意义液压系统的设计是整个机器设计的一部分，它的任务是根据机器的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。

目录1 课程设计的目的...................................................................................................................... - 1 -2 负载分析.................................................................................................................................. - 1 -2.1负载计算负载图....................................................................................................... - 2 -2.2速度分析速度图....................................................................................................... - 2 -3 初步确定液压缸的结构尺寸.................................................................................................. - 3 -3.1初选液压缸的工作压力............................................................................................... - 3 -3.2计算确定液压缸的主要结构尺寸............................................................................... - 3 -4 液压缸的工况分析与工况图.................................................................................................. -5 -5 拟订液压系统原理图.............................................................................................................. -6 -5.1选择液压基本回路....................................................................................................... - 6 -5.2将液压回路综合成液压系统....................................................................................... - 8 -5.3 控制元件动作顺序表.................................................................................................. - 9 -6 计算和选择液压元件............................................................................................................ - 10 -6.1确定液压泵的规格与电动机功率............................................................................. - 10 -6.1.1 液压泵规格.................................................................................................. - 10 -6.1.2 电动机功率.................................................................................................... - 11 -6.2 液压阀的选择............................................................................................................ - 12 -6.3 油管设计.................................................................................................................... - 13 -6.4 确定油箱容积............................................................................................................ - 13 -7 液压系统主要性能的验算.................................................................................................... - 13 -7.1 液压缸速度的验算.................................................................................................... - 13 -7.2 系统中的压力损失验算............................................................................................ - 14 -7.3 系统中压力阀的调整................................................................................................ - 18 -7.4 液压系统的效率和温升的验算................................................................................ - 19 -7.4.1液压系统的效率............................................................................................. - 19 -7.4.2液压系统的发热与温升的验算..................................................................... - 19 - 参考文献.................................................................................................................................... - 20 -1 课程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。