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专用铣床工作台液压系统设计

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目录1 前言 (1)2 设计技术要求及参数 (1)3 确定执行元件 (1)4 系统工况分析 (1)4.1动力分析 (1)4.2运动分析 (3)5 计算液压系统主要参数并编制工况图 (3)5.1预选系统设计压力 (3)5.2计算液压缸主要结构尺寸 (3)5.3编制液压缸的工况图 (4)6 制定液压回路的方案，拟定液压系统原理图 (7)6.1制订液压回路方案 (7)6.2拟定液压系统图 (8)7 计算并选择液压元件 (9)7.1液压泵的计算与选定 (9)7.2电机的选定 (10)7.3液压控制阀和液压辅助原件的选定 (11)8 验算 (11)8.1液压系统的效率 (11)8.2液压系统的温升 (11)设计总结 (13)参考文献 (14)专用铣床工作台液压系统设计1 前言作为一种高效率的专用铣床，在日常生活中，广泛在大批量机械加工生产中应用。

本次课程设计是以专用铣床工作台液压系统为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法及设计步骤，其中包括工作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。

«液压传动»课程设计是整个教学过程中最后一个综合性教学环节，通过课程设计可以让我们了解液压传动系统设计的基本方法和设计要求，提高我们运用所学理论知识解决具体工程技术问题的能力。

能根据设计任务要求，按照正确的设计步骤，拟定出液压系统。

2 设计技术要求及参数一台专用铣床的工作台拟采用单杆液压缸驱动。

已知条件如下：铣刀驱动电机功率为P=7.5KW，铣刀直径为De=120mm，转速n=350r/min。

工作台质量m1=400kg，工件及夹具最大质量为m2=150kg。

工作总行程为Lz=400mm，其中工进行程为Lg=100mm。

快进和快退速度均为vk=4.5m/min，工进速度范围为vg=60~1000mm/min，往复运动时加、减速时间均为Δt=0.05s。

工作台水平放置，导轨静摩擦系数为μs=0.2，动摩擦系数为μd=0.1,以下为该铣床工作台进给运动的半自动液压系统设计。

3 确定执行元件液压系统的动力原件是定量叶片泵，执行元件确定为液压缸（主要运动是往复直线运动）。

4 系统工况分析4.1动力分析铣床工作台液压缸在快进阶段，启动时的外负载是导轨静摩擦阻力；加速的外负载是导轨动摩擦阻力和惯性力；恒速时是动摩擦阻力；在快退阶段的外负载是动摩擦阻力，由图3-4可知：铣床工作台液压缸在工进阶段的外负载是工作负载，即刀具铣削力及动摩擦阻力。

静摩擦负载 Ffs=μ（m1+m2）g=0.2x （400+150）g=1078(N) 动摩擦负载 Ffs=μ（m1+m2）g=0.1x （400+150）g=539（N ） 惯性负载 Fi=（m1+m2））（150400Δt Δv+=x 60x 05.05.4=825（N ） 利用铣削力计算公式： Fi=2/De T （其中，T 为负载转矩，T=πn2P）。

算得工作负载为: Fe=2/De Tn πDe 2/e πn 2/P D P ==1336035*********.7--⨯⨯⨯⨯⨯π N ·m =3410N ·m取液压缸的机械效率ηm=0.9，可算得工作台液压缸在各工况下的外负载和推力，见图表：表3-7 铣床工作台液压缸外负载和推力计算结果4.2运动分析根据设计要求，可直接画出液压缸的速度循环图（v-l 图），如图3-6。

5 计算液压系统主要参数并编制工况图5.1预选系统设计压力专用铣床也归属半精加工机床，参考表1，预选液压缸的设计压力P1=3MPa 。

5.2计算液压缸主要结构尺寸由于设计要求工作台快速进退速度相等，故选用单杆差动连接液压缸，使缸的无杆工况外负载F/N 推力（F/ηm ）/N计算公式 结果 快进启动 F=Fst 1078 1198 加速 F=Ffd+Fi 1364 1515 恒速 F=Ffd 539 599 工进F=Fe+Ffd 3949 4388 快退 启动 F=Fst 1078 1198 加速 F=Ffd+Fi 1364 1515 恒速F=Ffd539599腔与有杆腔的有效面积1A 与2A 保持关系1A =22A ，即杆d 和缸径D 满足d=0.707D 。

经查表3，取背压为0.8MPa 。

从满足最大推力出发，可算得液压缸无杆腔的有效面积：223262119.161069.110)28.03(4388)21(cm m m P P F A O =⨯=⨯-=-=- 液压缸内径：mm m m A D 4.460464.01069.14431==⨯⨯==-ππ按GB/T2348-1993（表2），将液压缸内径圆整为D=50mm=5cm 。

径圆整为d=36mm=3.6cm 。

则液压缸实际有效面积为：196345014.34221=⨯==D A π（2mm ）94636-50x 4π)(422222==-=）（d D A π（2mm ） A =1A - 2A =1017（2mm ）5.3编制液压缸的工况图根据上述条件，经计算液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率如下： ①压力a 、快进阶段的液压缸压力 启动时，1P =AP A F ∆+2=)(18.1101701198MPa =+加速时，1P =A P A F ∆+2=)(95.110175.0x 9461515MPa =+(一般取被压为0.5Mp)恒速时，1P =AP A F ∆+2=)(05.110175.0x 946599MPa =+b 、工进阶段的液压缸力2P =122A P A F +=)(62.210178.0x 9464388MPa =+ c 、快退阶段的液压缸压力 启动时，1P =221A P A F +=)(27.194601198MPa =+ 加速时，1P =221A P A F +=)(64.29465.0x 19631515MPa =+ 恒速时，1P =221A P A F +=)(67.19465.0x 1963599MPa =+ ②流量a 、快进（恒速时）阶段的流量q=A vk=1017x4.5x 310x 610-=4.58（L/min ）b 、工进阶段的流量qmax= 1A vg=1963x1000x 610-=1.96（L/min ）qmin= 1A vg=1963x60x 610-=0.12（L/min ）c 、快退（恒速时）阶段的流量q= 2A vk=946x4.5x 610-x 310=4.26（L/min ） ③功率a 、快进（恒速时）阶段的功率P=1P q=1.05x4.58x 310/60=80.2（W ） b ．工进（最高速度时）阶段的功率P=1P q=2.62x1.96x 310/60=85.6（W ） c ．快退（恒速时）阶段的功率P=1P q=1.67x4.26x 310/60=118.6（W ） 由上述计算结果编制出的液压缸工况图3-7~3-96 制定液压回路的方案，拟定液压系统原理图6.1制订液压回路方案①油源型式及压力控制工况图表明，系统的压力和流量均较小，故可采用电动机驱动的单定量泵供油油源和溢油阀调压方案，如图3-10所示。

②调速回路铣床加工零件时，有顺铣和逆铣两种工作状态，故选用单向调速阀的回油节流调速回路（见图3-11）。

由于已选用节流调速回路，故系统必然为开式循环。

③换向回路与快速运动回路及换接方式换向回路选用三位四通“O”型中位机能的电磁换向阀实现液压缸的进退和停止（见图3-12）。

采用二位三通电磁换向阀实现液压缸快进时的差动连接（见图3-13）。

由于本机床工作部件终点的定位精度无特殊要求，故采用行程控制方式即活动挡块压下电气行程开关，控制换向阀电磁铁的通断电以及死挡铁即可实现自动换向和速度换接。

④辅助回路在液压泵进口设置一过滤器以保证吸入液压泵的油液清洁；出口设一单向阀以保护液压泵，在该单向阀与液压泵之间设一压力表及其开关，以便液压阀调压和观测（见图3-14）。

6.2拟定液压系统图在制定各液压回路方案的基础上，经整理所组成的液压系统原理图如图3-15所示。

由电磁铁动作顺序表（图中附表）容易了解系统的工作原理及各工况下的油液流动路线图3-15 专用铣床液压系统原理图1-过滤器；2-单向定量泵；3-电动机；4-溢流阀；5-压力表开关；6-单向阀；7-三位四通电磁换向阀；8-单向调速阀；9-二位三通电磁换向阀；10-液压缸7 计算并选择液压元件7.1液压泵的计算与选定①液压泵的最高工作压力的计算由工况3-2可以查得液压缸的最高工作压力出现在快退阶段，即p1=2.64 MPa ，由于进油路原件较少，故泵至缸间的进油路压力损失取为Δp=0.3MPa 。

则液压泵的最高工作压力pp 为：pp=2.64+0.3=2.94（MPa ） ②液压泵的流量计算泵的供油量qp 按液压缸的快进（恒速时）阶段的流量q=4.58L/min 进行估算。

由于系统流量较小，故取泄漏系数K=1.3，则液压泵供油量qp 应为：qp ≥qv=Kqlmax=1.3×4.58=5.95（L/min ）附表 系统的电磁铁动作顺序表工况电磁铁状态 1YA 2YA 3YA 快进 ┼ ┼ 工进 ┼ 快退┼ 工作台原为停止③确定液压泵的规格根据系统所需流量，拟初选液压泵的转速为n1=1450r/min ，泵的容积效率ηv=0.8，根据式（2-37）可算得泵的排量参考值为：Vg=v n qv η11000=8.0145095.51000⨯⨯=5.13（mL/r ） 根据以上计算结果查阅产品样本，选用规格相近的YB1-6型叶片泵，泵的额定压力为pn=6.3MPa ，泵的额定转速为n=1450r/min ，容积效z 率ηp=0.80。

倒推算得泵的额定流量为：q p=Vn ηv=6×1450×0.80=6.96（L/min ）比系统流量稍大。

④确定液压泵驱动功率由功率循环图3-9可知，最大功率出现在快退阶段，已知泵的总效率为ηp=0.80，则液压泵快退所需的驱动功率为：Pp=pqp ppη=pp p qpη)11(∆+=3106080.014506)3.067.1(⨯⨯⨯⨯+=0.357（KW ）7.2电机的选定查表得，选用Y 系列（IP44）中规格相近的Y801-4型卧式三相异步电动机，其额定功率为0.55kw ，转速为1390r/min 。

用此转速驱动液压泵时，泵的实际输出流量为6.67L/min ，仍能满足系统各工况对流量的要求。

表3-8 专用铣床液压系统中控制阀和部分辅助原件的型号规格7.3液压控制阀和液压辅助原件的选定根据系统工作压力与通过各液压控制阀及部分辅助原件的最大流量，查产品样本所选择的原件型号规格见表3-8，其中液压缸需自行设计。

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液压传动课程设计 液压专用铣床的液压系统完整版

液压传动课程设计 液压专用铣床的液压系统完整版

设计题目设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床，工作循环：手工上料——自动夹紧——工作台快进——铣削进给——工作台快退——夹具松开——手工卸料。

设计参数见下表。

其中：工作台液压缸负载力（KN ）：F L 夹紧液压缸负载力（KN ）：F c 工作台液压缸移动件重力（KN ）：G 夹紧液压缸负移动件重力（N ）：G c 工作台快进、快退速度（m/min ）：V 1=V 3 夹紧液压缸行程（mm ）：L c 工作台工进速度（mm/min ）：V 2 夹紧液压缸运动时间（S ）：t c 工作台液压缸快进行程（mm ）：L 1 导轨面静摩擦系数：μs =0.2 工作台液压缸工进行程（mm ）：L 2 导轨面动摩擦系数：μd =0.1 工作台启动时间（S ）：∆t=0.5 序号 F L F c G G c V 1 V 2 L 1 L 2 L c t c 7组 2.24.41.5806.03530080151设计内容1.负载与运动分析 1.1工作负载1)夹紧缸工作负载：N G F F d C C l 44081.0804400=⨯+=+=μ由于夹紧缸的工作对于系统的整体操作的影响不是很高，所以在系统的设计计算中把夹紧缸的工作过程简化为全程的匀速直线运动，所以不考虑夹紧缸的惯性负载等一些其他的因素。

2)工作台液压缸工作负载极为切削阻力F L =2.2KN 。

1.2摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： (1)静摩擦阻力N G F fs 30015002.0s =⨯==μ (2)动摩擦阻力N G F d fd 15015001.0=⨯==μ1.3惯性负载N D v g G t v g G F t i 61.305.060/68.91500)0(1==-=∆∆=1.4负载图与速度图的绘制快进 s v L t 360/100.63003111=⨯==工进 s v L t 14.13760/3580222=== 快退 s 8.360/100.68030033213=⨯+=+=v L L t 假设液压缸的机械效率9.0=cm η，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1.1所示。

专用铣床液压系统设计正文

专用铣床液压系统设计正文

专用铣床液压系统设计1 前言相对于机械传动，液压传动是一门新的技术。

液压传动与机械传动、电力传动、气压传动相比，具有相当多的优点，因此在国民经济各个部门中都得到了广泛的应用，并且具有相当广阔的发展前景。

机床中采用液压传动主要是因为液压传动可以实现无极变速、易于实现自动化、能够实现频繁的往复运动。

目前，我国已经形成了门类齐全的标准化、系列化和通用化液压元件系列产品。

同时，我国在消化、吸收国外先进液压技术的同时，大力研发国产液压元件新的产品，加强了产品质量可靠性以及新技术应有的研究，不断的调整产品结构，对一些差的液压件产品采取逐步淘汰的措施。

因此，随着科学技术的不断向前发展，液压技术将越来越成熟，应用更加广泛。

本文通过一系列的论证，从选取液压系统方案入手，对专业铣床的液压系统进行了分析和设计。

在设计过程中，我贯彻少而精、理论与实际相结合的原则，主要对液压系统和液压缸进行了设计，最后对部分零部件用PROE进行了实体建模。

在设计专业铣床液压系统中，汪老师对本设计给予了极大的帮助和辅导，在此我向汪老师表示衷心的感谢。

由于个人水平和能力有限，文中难免存在疏漏和不足，谬误及不妥之处敬请老师指正。

2 选题背景2.1 题目来源及题目类别：题目来源：生产实际和老师的科学研究题目类别：毕业设计2.2 研究的目的和意义液压系统设计是一个综合实践性教学环节，通过该毕业设计，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。

2.3 国内外专用铣床的发展和研究状况“十五”以来，尤其是最近二、三年，随着国民经济的持续发展和国家对国产数控机床的大力支持，我国许多重要行业对加工中心和数控铣床的需求愈来愈大。

专用铣床液压系统设计课程设计

专用铣床液压系统设计课程设计

专用铣床液压系统设计课程设计引言：随着工业技术的发展，液压系统在机械设备中的应用越来越广泛。

在专用铣床中，液压系统的设计对于提高机械设备的性能和工作效率起着至关重要的作用。

本文将以专用铣床液压系统设计为主题，探讨液压系统的设计原则、组成部分以及设计过程。

一、液压系统设计原则1. 功能需求：根据专用铣床的工作需求确定液压系统的功能，包括工作压力、流量、速度等参数。

2. 安全性：设计时需考虑液压系统的安全性，确保系统能够稳定运行，避免发生泄漏、爆炸等危险。

3. 可靠性：设计时需考虑液压系统的可靠性，选择高品质、耐用的液压元件，确保系统长时间稳定运行。

4. 经济性：设计时需考虑液压系统的成本，合理选择液压元件和控制装置，使系统具有较高的性价比。

二、液压系统组成部分1. 液压泵：负责将机械能转化为液压能，提供给液压系统所需的压力和流量。

2. 液压缸：负责将液压能转化为机械能，实现对工作件的加工和运动控制。

3. 液压阀：用于控制液压系统的压力、流量和方向等参数。

4. 油箱：贮存液压油，保证液压系统的正常运行。

5. 滤清器：用于过滤液压油中的杂质和污染物，保护液压系统的元件。

6. 液压管路：将液压能传输到不同的液压元件中。

7. 液压控制装置：包括液压控制阀、传感器等，用于控制和监测液压系统的工作状态。

三、液压系统设计过程1. 确定工作需求：根据专用铣床的加工要求和工作条件，确定液压系统的工作压力、流量和速度等参数。

2. 选择液压元件：根据工作需求选择合适的液压泵、液压缸、液压阀等液压元件，确保其性能和质量符合要求。

3. 设计液压管路：根据专用铣床的结构和工作方式，设计合理的液压管路，确保液压能够传输到各个液压元件中，并满足工作需求。

4. 安全措施：在设计过程中，需考虑液压系统的安全性，采取相应的安全措施，如设置泄压阀、安装压力传感器等。

5. 控制系统设计：根据专用铣床的工作要求，设计液压控制系统，包括液压控制阀、传感器等，实现对液压系统的精确控制。

专用铣床液压系统设计

专用铣床液压系统设计

专用铣床液压系统设计
专用铣床液压系统是由专用铣床夹具、液压支架、液压缸、电磁阀、液压泵等元件组
成的液压系统，其主要任务是控制专用铣床的动作，它可以通过液压缸，实现专用铣床夹
具的自动变位和调整机床行程，精确完成工件加工。

专用铣床液压系统可以实现液压支架
升降、专用铣床安装、回转把手控制及自动补偿运动等功能。

专用铣床液压系统的设计，需要考虑的因素比较多，需要从流体机械、电气和控制几
个方面进行全面的分析，在设计中要考虑材料的选择和结构的优化，流动压力、液力学和
振动的数值仿真分析，还要科学组织液压元件，应用液压控制理论，满足加工条件，确保
铣床运转可靠、平稳和安全，最终实现工件质量的最高效率加工。

专用铣床液压系统的设计一般要求满足下列条件：
（1）液压系统的设计必须与专用铣床的原理是一致的，以保证专用铣床的正常运行；
（2）液压系统要具备良好的密封性能，确保系统内部各液压元件安全运行；
（3）液压系统的各液压动力元件之间要有协调的控制和联调，使之形成完整的联动
系统；
（4）液压系统要采用可靠性高、操作简便、应用可靠性良好的液压控制元件和控制
系统。

专用铣床液压系统设计要求对液压工程的复杂性以及液压组件的精密性进行充分的考虑，要考虑如何优化液压系统的结构，实现液压系统的简化，提高工作效率、降低运行成本，可靠的保障工件的质量。