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

液压传动设计题目液压传动设计题目 一、设计任务一、设计任务 半自动液压专用铣床液压系统半自动液压专用铣床液压系统 1 1．设计要求．设计要求：：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。 2 2．设计参数．设计参数 设计参数见表 1。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 备注备注 夹紧--快进 进给--快退 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=V3 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：μ s=0.2 工作台液压缸工进行程（mm）：L 2 导轨面动摩擦系数：μ d=0.1 工作台启动时间（S）：t=0.5 表 1 F L F L GG c V 1 V 2 L 1 L 2 t cc Lc 2.82.86.86.82.22.274745.45.44545260260909010102 2 3 3．完成工作量：．完成工作量：液压系统原理图（A3）；零件图和部件装配图各 1 张（A3）； 设计说明书 1 份，零部件目录表 1 份。 注：在进行零部件设计时，集成块和油箱部件可以任选 - 1 - 二．负载与运动分析二．负载与运动分析 1 1、工作负载、工作负载 工作负载即为切削阻力 FL=2800N。 2 2、摩擦负载、摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力F fs  sG  0.22200  440N 动摩擦阻力F fd  d G  0.12200  220N Gv22005.4  40.4N3 3、、 惯性负载惯性负载F i  gt9.80.260 FL=2800N 4 4、、 运动时间运动时间 快 L 1 260103 进t 1  2.89s v 1 0.09 v 1 =v3=0.09 m /s 3 v 2 = 工进t 2  L 2 90 0.75103 120s v 2 0.75103 m /s 3 快 L  L 2609010 退t 3 123.89s v 3 0.09 3 设液压缸的机械效率η cm =0.9， 得出液压缸在各工作阶段的负载和推力， 如表 2 所示 表表 2 2 液压缸各阶段的负载和推力液压缸各阶段的负载和推力 工况 启动 负载组成液压缸负载F/N液压缸推力 F 0=F/ηcm/N 440 261 220 3020 440 261 490 290 245 3356 489 290 加速 快进 工进 反向启动 加速 - 2 - 快退220245 =3020N 根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-t 和速度循环图-t，如图 1 所示。 三、三、确定液压系统主要参数确定液压系统主要参数 1 1．初选液压缸工作压力．初选液压缸工作压力 所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表 3 和 4，初选液压缸的工作压力p 1=3MPa。夹紧工作压力=2MPa 表表 3 3 按负载选择工作压力按负载选择工作压力 负载/ KN50 工作压力/MPa0.8~11.5~22.5~33~44~5≥5 表表 4 4 各种机械常用的系统工作压力各种机械常用的系统工作压力 机械类型机 床农业机械液压机 - 3 - 磨床组合机 床 龙门刨 床 拉床小型工程机 械 建筑机械 液压凿岩机 大中型挖掘 机 重型机械 起重运输机 械 20~32工作压力/MPa0.8~23~52~88~1010~18 2 2．计算液压缸主要尺寸．计算液压缸主要尺寸 （（1）、鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差 动液压缸（A 1=2A2），快进时液压缸差动连接。液压缸的回油腔应有背压，参考 表 5 选此背压为p 2=0.5MPa。 表 5 执行元件背压力 系统类型 简单系统或轻载节流调速系统 回油路带调速阀的系统 回油路设置有背压阀的系统 用补油泵的闭式回路 回油路较复杂的工程机械 回油路较短且直接回油 背压力/MPa 0.2~0.5 0.4~0.6 0.5~1.5 0.8~1.5 1.2~3 可忽略不计 由式 F 得: 工作压力 p 1=3MPa 3020 A 1 1.22103m2 p  0.5   cm  p 1 2  0.93  2  2  背压力 P 2=0.5MPa 则活塞直径D  4A 1 41.22103 39.4mm 3.14 考表 6 及表 7，得d0.71D =32mm，圆整后取标准数值得 D=40mm， d=32mm。 表表 6 6 按工作压力选取按工作压力选取d/Dd/D 工作压力/MPa≤5.0 0.5~0.55 5.0~7.0 0.62~0.70 ≥7.0 0.7 D=40mm d=32mm ， d/D —无杆腔进 油时活塞运动速 度； 1 - 4 - 表表 7 7 按速比要求确定按速比要求确定d/Dd/D 2/1 1.15 0.3 1.25 0.4 1.33 0.5 1.46 0.55 1.61 0.62 2 0.71d/D —有杆腔进 油时活塞运动速 度。 2 由此求得液压缸两腔的实际有效面积为 A 1  0.042 4 m212.56104m2 A 2   D  4 2d2 0.0420.0322 4 m2 4.52104m2 V 1= V 3  根据计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、 0.09m/s 流量和功率，如表 8 所列，由此绘制的液压缸工况图如图 2 所示 3 V2 0.7510 表表 8 8 液压缸在各阶段的压力、流量和功率值液压缸在各阶段的压力、流量和功率值 工况推力回油腔 压力 进油腔 压力 输入流量输入功 率 计算公式 m/s F 0/N p 2/MPa 启 动 快 进 加 速 恒 速 245 290 490— q× p 1/MPa 0.61 0.38 0.31 10 /m /s -33P/KW — A 1=12.56 — — 0.073 p 1+Δp p 1+Δp — 0.023 104m2 A 2 = 4.52 104m2 Δp为液压缸差 动连接时，回油 口到进油口之间 的压力损失，取 Δp=0.5MPa 工进33560.62.890.95100.0028 3 启 快 退 动 加 速 2900.5 489— 1.08 2.03 — — — 快退时，液压缸 有杆腔进油，压 力为p1，无杆腔 回油， 压力为p2。 — - 5 - 恒 速 （Δp为液压缸差动连接时，回油口到进油口之间的压力损失，取 Δp=0.5MPa。 快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p，无杆腔回油，压力为p。） 夹紧工作压力 =2MPa F