卧式钻孔组合机床液压系统设计.doc

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1、镇 江 高 专ZHENJIANG COLLEGE 毕 业 设 计 (论 文) 卧式钻孔组合机床液压系统设计Horizontal drilling combination machine tools hydraulic system desig系 名： 机械工程系 专业班级： 机电W017 学生姓名： 步文恺 学 号： 指导教师姓名： 戴月红 指导教师职称： 讲 师 二一二年 六月目 录引 言4第一章 概述61.1 组合机床的定义、用途、特点61.2 组合机床的类型61.3 组合机床的通用部件7第二章 负载工况分析92.1 动力参数分析92.1 绘制工况图及动作循环图10第三章 计算液压缸尺寸和

2、所需流量133.1 工作压力的确定133.2 计算液压缸尺寸133.3 进给液压缸所需流量143.4 夹紧的有效面积、工作压力和流量的确定14第四章 确定液压系统方案 拟定液压系统原理图164.1 确定液压系统方案164.2 拟定液压系统原理图16第五章 选择液压元件 确定辅助装置185.1 选择液压泵185.2 选择阀类元件195.3 确定油管尺寸195.4 确定油箱容量20第六章 液压系统验算216.1 计算压力损失和压力阀的调整值216.2 计算液压泵需要的电动机功率21结 论22致 谢23参考文献：24卧式钻孔组合机床液压系统设计 专业班级：机电W071 学生姓名：步文恺指导教师：戴月

3、红 职称：讲师摘要 用液体作为工作介质来实现能量传递的传动方式称为液压传动。液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。关键词：液压传动、稳定性、液压系统 Horizontal drilling combination machine tools hydraulic system

4、desigAbstract Hydraulic system is powered motor basis, the use of hydraulic pump will translate into pressure on the mechanical energy, promote the hydraulic oil. Through various control valves to change the flow of hydraulic oil, thus promoting the hydraulic cylinders made of different itinerary, t

5、he movements in different directions. All kinds of different equipment to complete the actions required. Hydraulic system has been in various industrial sectors and agriculture, forestry, animal husbandry and fisheries, and many other departments are more widely used, and more advanced equipment, it

6、s application on the part of the hydraulic system more. So students like us to study and personally designed a simple hydraulic system is very meaningful.Key words hydraulic transmission, control system, hydraulic system 引 言我们课题所研究的是卧式钻孔组合机床的液压传动设计，借用CAD辅助设计，综合运用液压传动课程以及各种先进的现代设计方法，再设计实践中学习掌握通用液压元件，

7、充分发挥设计者的创造能力，有效提高设计质量、降低制造费用缩短研发周期并促进产品标准化等具有重大意义。设计目的、要求及题目1设计的目的 液压传动毕业设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的： 1.1 巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力； 1.2 正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统； 1.3 熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方

8、面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。2. 设计的要求2.1 设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安全性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济；2.2 独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再借鉴。不能简单地抄袭；2.3在毕业设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成，积极思考。不能直接向老师索取答案。2.4 液压传动毕业设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传

9、动装置设计。具体题目由指导老师分配，题目附后；2.5 液压传动毕业设计要求完成以下工作：设计计算说明书一份； 液压传动系统原理图一张（2号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表）、液压缸装配图（2号图纸）、液压缸零件图。3. 设计题目系统一套液压系统，系统要求：工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N。机床进给系统完成快进-工进-快退-停止的工作循环。快进、快退速度为6m/min，工进速度为30120mm/min；快进行程为200mm，最大工进行程为50mm；最大切削力25000N，运动部件总重量为15000N，加减速实践均为0.1s，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。

10、第一章 概述1.1 组合机床的定义、用途、特点定义：以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的高效、自动化的专用机床。用途：组合机床广泛用于大批量生产的行业，主要用于加工箱体类零件。特点：组合机床与一般的专用机床一样，是针对特定工序加工要求而设计的。因此，组合机床具有专用、高效、自动化和易于保证加工精度等优点。 与一般专用机床比较，组合机床具有以下特点：1.组合机床只需选用通用零部件和设计制造少量专用零部件，所以时间与制造周期短、经济效果好；2.组合机床的通用部件是经过长期实践考验的，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便；3.通用部件可以成批制造，成本较

11、低4.当被加工的零件变换时，组合机床的通用部件和标准零件可以重复使用，不必重新设计和制造；5.组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产的需要。 1.2 组合机床的类型根据通用部件规格大小及结构配置形式可分为大型组合机床和小型组合机床，大型组合机床具体分为以下三种：(1) 具有固定夹具的单工位组合机床(2) 具有移动夹具的多工位组合机床工作特点：这类机床有二个或二个以上加工工位，夹具在工作台上按预定的工作循环使工件顺次从一个工位输送到另一个工位，即换位，以便在各工位上完成同一加工部位多工步加工和不同部位加工，从而完成一个或数个表面的较复杂的加工工序。 应用场合：这类机床工序较集中，生产率

12、较单工位组合机床高。但由于有转位或移位的定位误差，所以加工精度较低，且结构复杂，造价高，多用于大批大量生产中对较复杂的中小型零件加工。(3) 转塔式组合机床1.3 组合机床的通用部件 组合机床通用部件是具有特定功能，按标准化、系列化和通用化原则设计和制造的组合机床基础部件。在各种通用部件之间有配套关系，在组成各种组合机床时，可以互相通用。 1.动力部件功用：传递动力并实现主运动或进给运动，它是通用部件的最基本部件。2.支承部件功用：用来安装动力部件、输送部件等部件。3.输送部件功用：多工位组合机床的通用部件，用来安装工件并完成工位间的工件输送。4.控制部件功用：控制组合机床按规定程序进行工作循

13、环。第二章 负载工况分析2.1 动力参数分析计算各阶段的负载：启动和加速阶段的负载从静止到快速的启动时间很短，所以以加速过程进行运算计算，但摩擦阻力仍按静止摩擦阻力考虑。=+式中静摩擦阻力，计算时，其摩擦系数可取0.160.2：惯性阻力，牛顿第二定律求出：=ma=637.10N密封产生的阻力。按经验可取=0.1，所以=+=0.215000+637.10+0.1=快速阶段负载 =+式中动摩擦阻力，取其摩擦系数为0.1；密封阻力，取=0.1，所以=+=0.115000+0.1=1666.67N第一次工进阶段的负载 =+式中 动摩擦阻力，取其摩擦系数为0.1； 切削力；密封阻力，取其=0.1，所以液

14、压系统原理图如下图所示：液压系统原理图第五章 选择液压元件 确定辅助装置5.1 选择液压泵5.1.1 泵的工作压力的确定泵的工作压力可按缸的工作压力加上管路和元件的压力损失来确定，所以要等到求出系统压力损失后，才能最后确定。采用调速阀调速，初算时可取。考虑背压，现取。泵的工作压力初定为： =+=3+1=4MPa式中 液压缸的工作压力； 系统压力损失。5.1.2 泵的流量的确定(1) 快进快退时泵的流量由于液压缸采用差动连接方式，而有杆腔有效面积大于活塞杆面积，所以在速相同情况下，快退所需流量大于快进的流量，所以按快退考虑。快退时缸所需的流量=29L/min，所以快退时泵应供油量为：=1.129

15、=31.9L/min式中，为系统的泄漏系数，一般取=1.11.3，此处取1.1(2) 工进时泵的流量工进时缸所需的流量=3L/min，故工进时泵应供流量为 =1.13=3.3L/min考虑到节流调速系统中溢流阀的性能特点，需加上溢流阀的最小溢流量（一般取3L/min），所以 =3.3+3=6.3L/min根据组合机床的具体情况，从产品样本中选用YB-4/25型双联叶片泵。此泵在快速进退时（低压状态下双泵供油）提供的流量为 =4+25=29 L/min在工进时（高压状态下小流量的泵供油）提供的流量为 =4 L/min故所选泵符合系统需要。（3）验算快进、快退的实际速度当泵的流量规格确定后，应验算

16、快进、快退的实际速度，与设计要求相差太大则要重新计算。 = =5.2 选择阀类元件各类阀可按通过该阀的最大流量和实际工作压力选取。阀的调整压力值必须在确定了管路的压力损失和阀的压力损失后才能确定，阀的具体选取可参考各种产品样本手册。限于篇幅，此处略。5.3 确定油管尺寸（1）油管内径的确定可按下式计算： d=泵的最大流量为14 L/min，但在系统快进时，部分油管的流量可达29L/min，故29 L/min计算。取v为4m/s,则 d=（2）按标准选取油管可按标准选取内径d=15mm,壁厚为1.5mm的无缝钢管。5.4 确定油箱容量本设计为中压系统，油箱有效容量可按泵每分钟内称流量的57倍来确

17、定。油箱有效容量为：V=5=529=145L第六章 液压系统验算6.1 计算压力损失和压力阀的调整值按第2章中有关计算公式计算压力损失。此处略。按压力损失和工作需要可确定各压力阀的调整值。此处略。6.2 计算液压泵需要的电动机功率1.工进时所需的功率工进时泵1的调整压力为4.3MPa,流量为4/min，泵2卸荷时，其卸荷压力可视为零。对于叶片泵，取其效率=0.75,所以工进时所需电动机功率为P=2.快进、快退时所需的功率由于快进、快退时流量相同，而快进时的工作压力大于快退时的工作压力，故功率可按快进时计算。系统的压力为3MPa（液控顺序阀的调整压力），流量为14L/min，其功率为P=3.确定

18、电动机功率由于快速运动所需电动机功率大于工作进给所需电动机功率，故可按快速运动所需的功率来选取电动机。现按标准选用电动机功率为1.1kW，具体型号可参考相关手册。 结 论经过五个月的毕业设计结束了，在本次毕业设计从最原始的条件推出零件图，经过确定液压系统工况分析确定液压缸的尺寸，然后进行尺寸校核，最终确定尺寸。这次毕业设计让我把以前遗忘的知识又重新拾了起来，CAD的画图水平有所提高，Word输入、排版的技巧也有所掌握，还提高了我的动手能力，查看资料能力，对液压循环图流程，液压泵内部结构有了更深的了解，可以说收获很多。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心里我一步

19、步走了过来，最终完成了我的任务。设计是一个系统性的工程，越做到后面，越发现自己知识的局限性，在今后的生活中，还得更加努力的学习。致 谢本人的毕业设计论文一直是在导师悉心指导下进行的。导师治学态度严谨，学识渊博，为人和蔼可亲。并且在整个毕业设计过程中，导师为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励，不断对我得到的结论进行总结，并提出新的问题，使得我的毕业设计课题能够深入地进行下去，也使我接触到了许多理论和实际上的新问题，使我做了许多有益的思考。在此表示诚挚的感谢和由衷的敬意。导师在液压方面具有丰富的实践经验，对我的实验工作给予了很多的指导和帮助，使我能够将理论中的结果与实际相结合。另外，她对待问题的严谨作风也给我留下了深刻的印象。在此表示深深的谢意。戴月红老师在液压方面经验非常丰富。尽管我是第一次做液压设计，难免遇到许多比较低级的问题，戴月红老师却都极其耐心地予以解答，在此表示深深的谢意。此外，我还要感谢许多学长和同学在整个过程中对我的帮助和配合。参考文献：1 液压传动 丁树模主编 机械工业出版社2 液压与气压传动 左健友主编 机械工业出版社3 液压与气动技术 张宏友主编 大连理工大学出版社4 液压系统设计简明手册 杨培元、朱福元主编 机械工业出版社5 液压传动设计指南 张利平主编 化学工业出版社6 液压与气压传动 游有鹏主编 科学出版社