半自動(dòng)液壓專(zhuān)用鉆鏜機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 半自動(dòng)液壓專(zhuān)用鉆鏜機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 某工廠(chǎng)設(shè)計(jì)一臺(tái)鉆鏜專(zhuān)用機(jī)床，要求孔的加工精度為 TI6 級(jí)。要求該機(jī)床液壓系統(tǒng)要完成的工作循環(huán)是：工件定位、夾緊→動(dòng)力頭快進(jìn)→工進(jìn)→終點(diǎn)停留→動(dòng)力頭快退→工件松開(kāi)、拔銷(xiāo)。該機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的重量為 30000N，快進(jìn)、快退速度為 6m/min，工進(jìn)的速度為 20~120mm/min 可無(wú)級(jí)調(diào)速，工作臺(tái)的最大行程為 400mm，其中工進(jìn)的總行程為 150mm，工進(jìn)時(shí)的最大軸向切削

2、力為20000N，工作臺(tái)的導(dǎo)軌采用平導(dǎo)軌支撐方式；夾緊缸和拔銷(xiāo)缸的行程都為25mm，夾緊力為 12000—8000N 之間可調(diào)，夾緊時(shí)間不大于 1 秒鐘。 1．工況分析 根據(jù)已知條件，繪制運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖，如圖 1-1 所示。計(jì)算各階段的外負(fù)載，如下： 液壓缸所受外負(fù)載 F 包括三種類(lèi)型，即 F=F? +F f +F a (1-1) 式中 F? —工作負(fù)載，對(duì)于金屬鉆鏜專(zhuān)用機(jī)床，既為工進(jìn)時(shí)的最大軸向切削力，為 F? =20000

3、N； F a —運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載； F f —導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦力阻力，對(duì)于平導(dǎo)軌 F f 可由下式求得：F f = f ( G + F Rn ); G—運(yùn)動(dòng)部件重力； F Rn —垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，本設(shè)計(jì)中為零； f—導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，在本設(shè)計(jì)中取靜摩擦系數(shù)為 0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為 0.1。 則求得 F fs = 0.2 ? 30000N = 6000N

4、 （1-2） F fa = 0.1? 30000N = 3000N 上式中 F fs 為經(jīng)摩擦阻力，F(xiàn) fa 為東摩擦阻力。F a = gGt ???式中 g—重力加速度； t ? —加速或減速時(shí)間，一般 t ? = 0.01~0.5s,取 t ? =0.2s ? ? — t ? 時(shí)間內(nèi)的速度變化量。在本設(shè)計(jì)中 F a = 8 . 930000 ? 60 2 . 06? N = 1530N 工作負(fù)載： F=20000

5、N 導(dǎo) 軌 摩 擦 阻力負(fù)載： F fs =6000N F fa = 3000N 慣性負(fù)載： F a =1530N （1）確定供油方式 考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低。而在快進(jìn)、快退時(shí)負(fù)載較小，速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或者變量泵供油。本設(shè)計(jì)采用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。 （2）夾緊回路的選擇 采用二位四通電磁閥來(lái)控制夾緊、松開(kāi)換向動(dòng)作時(shí)，為了避免工作時(shí)突然失電而松開(kāi)，應(yīng)采用失電夾緊

6、方式。為了實(shí)現(xiàn)夾緊力的大小可調(diào)和保持夾緊力的穩(wěn)定，在該回路中裝有減壓閥。 （3）定位液壓缸與夾緊缸動(dòng)作次序回路的選擇。 定位液壓缸和夾緊缸之間的動(dòng)作次序采用單向順序閥來(lái)完成，在松開(kāi)和拔銷(xiāo)之間的動(dòng)作次序采用二位四通電磁閥控制。 （4）調(diào)速方式的選擇 在中小型專(zhuān)用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或者調(diào)速閥。根據(jù)鉆鏜類(lèi)專(zhuān)用機(jī)床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性都有一定技術(shù)要求的特點(diǎn)，采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)

7、速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。 （5）速度換接方式的選擇 本設(shè)計(jì)采用電磁閥的快慢速度換接回路， 它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 調(diào)節(jié)行程方便，閥的安裝也容易。 最后把所選擇的液壓回路組合起來(lái)，既可組成圖 1—3 所示的液壓系統(tǒng)原理圖。3．液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件 （1）液壓缸主要尺寸的確定。 1）工作壓力 P 1的確定。工作壓力 P 1可根據(jù)負(fù)載大小及其機(jī)器的類(lèi)型來(lái)初步確定，參閱表

8、 2-1 取液壓缸工作壓力為 4MPa。 2） 計(jì)算液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d。 由負(fù)載圖知最大負(fù)載 F 為 23000N，按表 2-2 可取 P 2 為 0.5MPa， cm ? 為 0.95，按表 2-3，取 d/D 為 0.7。將上述數(shù)據(jù)代入式 Ｄ ＝ ? ?? ? ?? ?? ? ?? ? ??? ? ??? ?? ? ?? ? ?2121 1 14DdPP PFcm ? ?（2-3） P 1 =4MPa P 2 =0