《卧式单面多轴钻孔液压系统设计说明书》毕业学术论文.doc

PAGE PAGE 1 武汉纺织大学 液压与气压传动课程设计 院 系： 指导老师： 姓 名： 学 号： 班 级： 完成日期： 2012年12月26日 任务书 一．设计课题 设计一台卧式单面多轴钻孔机床的液压传动系统，有三个液压缸，分别完成钻削（快进、工进、快退）、夹紧工件（夹紧、松开）、工件定位（定位、拔销）。其工作循环为：定位 夹紧 快进 工进 快退;拔销松开，如图1所示。??? 二、.原始数据 1、主轴数及孔径：主轴6根，孔径14mm； 2、总轴向切削阻力：12400N； 3、运动部件重量：9800N； 4、快进、快退速度：5?m/min； 5、工进速度：0.04～0.1m/min； 6、行程长度：320mm； 7、导轨形式及摩擦系数：平导轨，； 8、夹紧、减速时间：大于0.2秒； 9、夹紧力：5000～6000N； 10、夹紧时间：1～2秒； 11、夹紧液压缸行程长度：16mm； 12、快进行程230mm，工进行程90mm。 三、系统设计要求 1、夹紧后在工作中如突然停电时，要保证安全可靠，当主油路压力瞬时下降时，夹紧缸保持夹紧力； 2、快进转工进时要平稳可靠； 3、钻削时速度平稳，不受外载干扰，孔钻透时不能向前冲。 TOC \o 1-3 \h \z \u 四．设计类容要求 1. 根据设计要求以及附图，绘制液压系统原理图，并完成系统电磁铁动作顺序表。 2、在附图的基础上，若系统油源改为双泵供油（即一个大泵和一个小泵），重新设计并绘制系统原理图。 3.对系统进行设计计算，给出液压元件的明细表，包含元件名称，主要参数，型号规格，包含步进电机选型，液压缸的缸径，行程等主要参数的计算。 4.进行设计验算（发热验算，压力损失等）。 5.设计一个液压阀块（油路块，阀块），其上安装至少3-4个液压元件，可选阀块方案： ①附图上，元件3，7, 8, 9 ②附图上，元件3，7, 4，5 ③附图上，元件8，10, 11，12 ④附图上，元件12，13, 14，15 选取上述阀块中的一种，要求绘制阀块的二维设计工程图，表明加工所需要的信息（材料，公差，粗糙度，技术说明，加工工艺等）。 6.液压阀块的三维建模，验证钻孔符合要求。有Pro／E或者SolidWorks等软件，绘制其三维实体图。 7.可选部分，在阀块三维实体的基础上，将安装在阀块上的液压阀，过滤器，液压附件三维建模并安装于阀块上。 附：液压原理图 图2 卧室单面多轴钻孔机床液压系统原理图 一 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：夹紧力，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，动摩擦力为,则 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，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表1-1。 表1 液压缸各运动阶段负载表 运动阶段 计算公式 总机械负载N 起动 2063 加速 1471 快进 1032 工进 14084 夹紧 7326～8378 快退 1032 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-l）和速度图（V-l），见图2 a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压缸活塞退回时的曲线。 L/min0.07 L/min 0.07 320 230 360 270 180 90 5 0 -5 a)速度图 F/N F/N 0 2063 90 1032 14084 1032 1471 320 230 180 360 270 2063 L/min b）负载图 二 液压系统方案设计 2.1 确定液压泵类型及调速方式 参考同类组合机床，选用双作用叶片泵双泵供油、调速阀进油节流调速的开式回路，溢流阀作定压阀。为了换速以及液压缸快退时运动的平稳性，回油路上设置背压阀，初定背压值。 2.2 选用执行元件 因系统动作循环要求正向快进和工进，反向快退，且快进、快退速度相等，因此选用单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积等于有杆腔面积的两倍。 2.3 快速运动回路和速度换接回路 根据本设计的运动方式和要求，采用差动连接与单泵供油两种快速运动回路来实现快速运动。本设计采用二位二通手动换向阀换接回路，控制由快进转为工进。与采用行程阀相比，电磁阀可直接安装在液压站上，由工作台的行程开关控制，管路较简单，行程大小也容易调整，另外采用液控顺序阀