1、- 1 - 湖北文理学院系 别 专 业 班 级 姓 名 2 目 录一、设计题目3二、工况分析42.1 负载分析 42.2 运动分析 5三、确定液压缸参数73.1 初选液压缸的工作压力 73.2 确定液压缸尺寸73.3 液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率计算值 83.4 绘制液压缸工况图 9四、拟定液压系统图 104.1 选择液压回路104.1.1 调速回路104.1.2 换向回路和卸荷回路104.1.3 快速运动回路114.1.4 压力控制回路124.2 液压系统合成 13五、选择液压元件 145.1 选择液压泵和驱动电机 145.2 选择控制元件155.3 选用辅助元件 15六、液压系
2、统性能验算176.1 回路中压力损失 176.1.1 工进时压力损失176.1.2 快退时压力损失186.2 确定液压泵工作压力196.3 液压系统的效率 196.4 液压系统的发热温升验算19 七 参考文献 20八 结论 203 一设计题目设计一台专用铣床， 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 4.5mmin，工作进给速度为0.061mmin，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 fs0.2，f d0.1， 工作台快进行程为 0.3m。工进
3、行程为 0.1m，试设计该机床的液压系统。参数铣削阻力最大为F(N)铣床工作台G1(N)工件夹具重量为G2(N)工作台进给速度为 V1(m/min)工作台快进、快退速度V2（m/min）工作台快进行程S1(mm)工进行程为S2(mm)往复运动加减时间t（s）9000 4000 15000.061mmin 4.5 0.3 0.1 0.054 二 工况分析2.1 负载分析 根据给定条件，先计算工作台运动中惯性力 ，工mF作台与导轨的动摩擦阻力 和静摩擦阻力fdFfsF= V/gV=(4000+1500)4.5/9.8600.05=842 FmG= ( + )=0.1(4000+1500)=550
4、fd1G2= ( + )=0.2(4000+1500)=1100 fsS12其中已知铣削最大阻力为 =9000N Ft同时考虑到液压缸密封装置的摩擦阻力（取液压缸的机械效率） ，工作台的液压缸在各工况阶段的负载值列于表 2-1 中，0.9m负载循环图如图 2-1 所示。表 2-1 各阶段负载值工况 负载计算公式 液压缸负载 F(N) 液压缸推力 （N）0F起动 fsF1100 1222加速 fdm1392 1547快进 f550 611工进 fdtF9500 1056反向起动 fs550 611反向加速 fdm1942 2158快退 fF550 6115 图 2-1 负载循环图2.2 运动分析
5、根据给定条件，快进、快退速度为 0.09m/s，其行程分别为500mm 和 800mm，工进速度为 0.0117m/s，工进行程 300mm，绘出速度循环图如图 2-2 所示。6 图 2-2 速度循环图7 三 确定液压缸的参数3.1 初选液压缸的工作压力根据液压缸最大推力为 12789N（表 2-1）,按表 11-2（书）的推荐值，初选工作压力为 Pa.53013.2 确定液压缸尺寸由于铣床工作台快进和快退速度相同，因此选用单杆活塞式液压缸，并使 ,快进时采用差动连接，因管路中有压力损12A失，快进时回油路压力损失取 Pa，快退时回油路压力510p损失亦取 Pa。工进时，为使运动平稳，在液压缸
6、回路50p油路上须加背压阀，背压力值一般为 Pa,选取背压5()Pa。快退时回油腔中是背压的，这是 可以按 0.65281 2PaMP根据 ,可求出液压缸大腔面积 为120pAF1A20 517890.49().5(3.)m144.(7.D根据 GB2348-80 圆整成就近的标准值，得 D=80mm，液压缸活塞杆直径 ，根据 GB2348-80 就近圆整成标准值56.2dmd=63mm，于是液压缸实际有效工作面积为22210.8.4AD22222()(.0.63).4dm3.3 液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值 表 3-1 各阶段的压力、流量和功率的计算值8 3.4 绘制液压
7、缸工况图工况 推力F0/N回油腔压力p2/MPa进油腔压力p1/MPa输入流量 1/minqLA输入功率P/KW计算公式起动 122200.711 加速 1056 0.64 快进恒速 611p1+ p( =0.5MPa) 0.5216.56 0.135工进 12789 0.8 2.88 3.51 0.168启动 113302.07 加速 920 1.96 快退恒速 5670.61.7811.04 0.3289 根据表 3-1 计算结果，绘制液压缸的工况图，如图 3-2 所示图 3-2 液压缸的工况图10 四 拟定液压系统图4.1 选择液压回路4.1.1 调速回路由工况图 3-2 可知，该铣床液
8、压系统功率小，因此选用节流调速方式，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流调速回路。为防止铣削时负载突然消失引起运动部件前冲，在回油路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式，系统必然为开式循环系统。考虑到铣削加工中有顺铣和逆铣两种工况，宜采用调速阀来保证速度稳定，并将调速阀装在液压缸回油路上起阻力作用，使工作台低速运动时比较平稳，如图 4-1(a)和 4-1（A）所示,由于本系统滑台由快进转为工进时，速度变化不大，为减少速度换接时的液压冲击，从节约成本考虑，而从提高系统效率、节省能量角度来看，选用双联叶片泵油源显然是不合理的，如图 4-3b 所示，其结构复杂，控制也复杂，所以不适宜选用此方案。(a) (A)图 4-1 调速回路4.1.2 换向回路和卸荷回路铣床工作台采用单活塞杆液压缸驱动。由工况图可知，系统压力和流量都不大，同时考虑工作台工作一个循环后装夹时间比较长，为方便工作台的手动，选用三位四通 U 型电磁换向阀，
