VIP液压课程设计完成版.doc
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1、VIP液压课程设计完成版 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途北京工商大学 液压与气压传动 课程设计院 (系): 机械工程学院 班 级: 机械 班 学 号: 姓 名: 同组学生: 指导教师: 郑维智 成 绩: 实践地点: 实践时间: 2010 年 6 月 28 日 至 2010 年 7 月 2 日 2010 年 7 月 2 日目 录第一章 设计任务与要求一、设计任务 2二、工作要求 3三、原始数据 3四、课程设计工作要求 3五、课程设计说明书格式要求 3第二章 液压传动系统设计与计算第一、明确设计要求进行工况分析 4第二、设计液压系统方案 7第三、液压系统的参数计算 9第四、液压元件和
2、装置的选择 12第五、液压系统性能的验算 14总结 17参考文献 17第一章:设计任务与要求一、 设计任务设计题目:l 卧式单面多轴钻扩孔组合机床动力滑台的液压系统 l 机床加工示意如图。图一、机床加工示意二、 工作要求 动力滑台为有纵横两向进给系统,机床有主轴8根,钻4个12mm的通孔,孔长80mm,并把该4个孔进行扩孔,扩孔尺寸为20mm,深50 mm。 工作循环是:上滑台快速接近工件,然后以工作速度1钻孔,加工完毕后上滑台快速退回,下滑台快速左移,到扩孔位置停,上滑台快速接近工件,然后以工作速度2扩孔,死挡铁定位,加工完毕后上滑台快速退回,然后下滑台快速右移到原始位置,最后自动停止。 三
3、、 原始数据工件材料:铸铁,硬度HB为240; 假设主轴箱部件质量G11000kg; 上滑台部件质量G2500kg; 快进速度v3和快退速度v4为0。1m/s; 动力滑台采用平导轨,静摩擦因数s=0。2;动摩擦因数d=0。1; 往复运动的加速、减速时间均小于0.2s; 刀具距工件距离A=100mm、B=150mm;钻头与扩孔钻之间距离C120mm; 刀具在距离工件3 mm时应由快进转为工进,钻削时刀具应伸出工件5 mm。四、课程设计工作要求l 1、明确设计要求,进行工况分析。l (包括运动分析、动力分析)l 2、确定执行元件主要参数.l 3、确定液压系统方案和拟定液压系统原理图。l 4、液压元
4、件的选择.l 5、液压系统性能的验算。l 6、绘制正式工作图和编写技术文。l l 设计时间安排: l 6月28日7月2日(1周) 五、课程设计说明书格式要求l 封面l 任务及要求(上述一、二项)l 设计计算步骤过程l 液压系统方案及液压系统原理图l 液压元件类型及规格l 总结第二章:液压传动系统设计与计算液压系统设计步骤一般液压系统设计过程应遵循以下几个步骤:1、明确设计要求,进行工况分析。(包括运动分析、动力分析) 2、设计液压系统方案.3、液压系统的参数计算。4、液压元件和装置的选择。5、液压系统性能的验算。 6、绘制正式工作图和编写技术文。 上述工作大部分情况下要穿插、交叉进行,对于比较
5、复杂的系统,需经过多次反复才能最后确定;在设计简单系统时,有些步骤可以合并或省略。第一、明确设计要求进行工况分析一、运动分析1、选择和确定各运动量选择切削用量:钻12mm孔时,主轴转速n1420r/min,每转进给量S1=0.15mm/r;扩20mm孔时,主轴转速n2300r/min,每转进给量S2=0.1mm/r。 2、计算工进速度钻12mm孔时,工进速度v1=n1s1=420*0。15=63mm/min;扩20mm孔时,工进速度v1=n2*s2=300*0。1=30mm/min。3、计算快进、工进时间和快退时间钻12mm孔时,快进时间 t1=(100-3)/100=0.97s;钻12mm孔
6、时,工进时间 t2=(80+3+5)60/63=83.8s;钻12mm孔时,快退时间 t3=(100+80+5)/100=1。85s;扩20mm孔时,快进时间 t4=(120+150-3)/100=2.67s;扩20mm孔时,工进时间 t5=(50+3)60/30=106s;扩20mm孔时,快退时间 t6=(150+50+120)/100=3。2s。4、画位移循环图(Lt),速度循环图(vt),或速度与位移循环图(vL)表示,并对运动规律进行分析. 图二、位移循环图(Lt)图三、速度循环图(v-t)图四、位移循环图(vL)二、动力分析1、计算工作负载(轴向切削阻力)钻铸铁孔时,其轴向切削阻力可
7、用以下公式计算: Fc=25.59.81DS0.8 (HBS)0.6 (N)式中:D为钻头直径(mm);S为每转进给量(mm/r);HBS铸铁硬度,HBS240。 扩孔时近似用D=D1D2/2.其中D1扩孔直径;D2已钻孔直径.计算得工作负载钻12mm孔时,Fc=425。59。81120。150.8 (240)0。6(N)=70542N;扩20mm孔时,Fc=425.59.81140.10.8 (240)0。6(N)=59500N。2、计算摩擦阻力机床工作部件对动力滑台的法向力为:静摩擦阻力:动摩擦阻力:3、计算惯性阻力机床工作部件的总质量m=1500kg4、以上分析计算各工况负载列表。工况负
8、载负载大小F/N钻12mm孔轴向切削阻力Fc70542扩20mm孔轴向切削阻力Fc59500静摩擦阻力Ffs2490动摩擦阻力Ffd1470惯性阻Fm7505、作F-t液压缸的负载循环图工况计算公式液压缸负载F/N启动F=Ffs2940加速F=Ffd+Gv/gt 2320快进F=Ffd 1470工进F=Fc+Ffd 72012(钻孔)60970(扩孔)反向启动F=Ffs2940加速F=Ffd+Gv/gt 2320快退F=Ffd1470制动F=Ffd-Gv/gt 720图五、Ft液压缸的负载循环图第二、液压系统方案设计1、确定液压回路此液压系统选用开式回路,即执行原件的排油回油箱,油液经过沉淀、
9、冷却后在进入液压泵的进口。2、选用液压油液此液压系统选用矿油型液压油做工作介质。3、初定系统压力此液压系统系统压力选用40X105Pa4、 选择执行元件选择单活塞杆液压缸.5、确定液压泵类型选择限压式变量叶片泵。6、选择调速方式选用调速阀节流调速.7、确定调压方式 内控内泄式顺序阀接回油油路给系统一个背压,不仅防止空气渗入系统,还可以使滑台承受一定的负值负载。8、选择换向回路选用电动换向,各执行原件的顺序动作由电器控制系统实现。9、绘制液压系统原理图图六、液压系统原理图液压系统中各电磁铁的动作顺序如表电磁铁动作顺序表1Y2Y3Y4Y5Y行程阀8钻孔快进-通工进-断快退-断-通扩孔快进横向通纵向
10、-通工进-断快退纵向-断通横向-通停止-通第三、液压系统的参数计算(一)、液压缸的主要结构尺寸计算1、液压缸主要尺寸确定易知机床最大负载约为72012N时液压系统宜取压力P=8MPa。鉴于动力滑台要求快进、快推速度相等,这里液压缸可选取单活塞式杆的,并在快进时做差动连接。在这种情况下液压缸有杆腔的工作面积应为无杆腔面积的两倍,即,而活塞杆直径 d与缸筒直径D成d=0.707D的关系。在钻孔加工时,液压缸回油路上必须具备有背压力,以防止钻孔钻通时滑台突然前冲,取。快进时液压缸作差动连接,管路中有压力损失,有杆腔的压力略大于无杆腔,但其差值较小,则先取。快退时回油腔中是有背压的,这时也可按估算.计
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