液压与气压传动技术课程
设计说明书
目 录
1. 目录………………………………………………………………………………1 2. 技术要求………………………………………………………………………2 3. 工况分析………………………………………………………………………2 负载分析………………………………………………………………………2 绘制液压缸负载图和速度图………………………………………………3 初步确定液压缸参数…………………………………………………………4 拟定液压系统图………………………………………………………………7 选择液压元件………………………………………………………………10 4. 设计小结………………………………………………………………………14 5. 参考文献………………………………………………………………………14
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一．技术要求
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80～300m/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。
二．工况分析
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Ffs，动摩擦力为Ffd,则
工作负载 Fl=12000N
静摩擦阻力 Ffs=0.2*4000=800N 动摩擦阻力 Ffd=0.1*400*9.8=400N 惯性负载 Fa=400*3.5/(60*0.2)=117N 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?m?0.9，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出
液压缸各运动阶段负载表 工作循环 起动 加速 快进 工进 快退
负载组成 负载值F/N 800 517 400 12400 400 推力F/?m 888N 574N 444N 13777N 444N F?Ffs F?(Ffd?Fa) F?Ffd F?Fl?Ffd F?Ffd 3
2.绘制液压缸负载图和速度图
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（F-s）和速度图（v-s）
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3.初步确定液压缸参数
组合机床液压系统的最大负载约为14000N，初选液压缸的设计压力P1=3MPa，为了满足工作台快速进退速度相等，并减小液压泵的流量，这里的液压缸课选用单杆式的，并在快进时差动连接，则液压缸无杆腔与有杆腔的等效面积A1与A2应满足A1=2A2（即液压缸内径D和活塞杆直径d应满足：d=0.707D。为防止铣削后工件突然前冲，液压缸需保持一定的回油背压，暂取背压为0.5MPa，并取液压缸机械效率?m?0.9。则液压缸上的平衡方程
故液压缸无杆腔的有效面积：
液压缸内径：
按GB/T2348-1980，取标准值D=80mm；因A1=2A，故活塞杆直径d=0.707D=56mm（标准直径）
则液压缸有效面积为：
A1?A2??4D2??4802cm2?50.24cm2?4(D2?d2)??4
(802?562）cm2?25.62cm2差动连接快进时，液压缸有杆腔压力P2必须大于无杆腔压力P1，其差值估取
P2-P1=0.5MPa，并注意到启动瞬间液压缸尚未移动，此时△P=0；另外取快退时的回油压力损失为0.5MPa。根据假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力.流量和功率，并可绘出其工况图
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