半自动液压专用铣床液压系统设计
目录
1 概述 (3)
1.1课题背景 (3)
1.2课题内容 (3)
1.3课题的意义 (4)
1.4课题的创新点 (4)
2 机械制造技术毕业设计的基本任务与要求 (4)
2.1 设计任务 (5)
2.2 毕业设计基本要求 (5)
3 刀库的设计 (5)
3.1 确定刀库容量 (5)
3.2 确定刀库形式 (6)
3.3 刀库结构设计 (7)
3.4 初估刀库驱动转距及选定电机 (8)
3.4.1初选电动机与降速传动装置 (8)
3.4.2初估刀库驱动转距 (8)
3.5刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计 (8)
3.6刀库驱动转矩的校核 (10)
3.7花键联接的强度计算 (14)
3.8夹紧机构插销剪切强度的校核 (15)
3.9确定刀具的选择方式 (15)
3.10刀库的定位与刀具的松夹 (15)
4 刀具交换装置的设计 (16)
4.1确定换刀机械手形式 (17)
4.2换刀机械手的工作原理 (19)
4.3机械手的自动换刀过程的动作顺序 (21)
4.4机械手回转轴4上的齿轮齿条设计 (21)
4.5自动换刀装置的相关技术要求 (22)
4.5.1主轴准停装置 (24)
4.5.2换刀机械手的安装与调试 (24)
4.6自动换刀程序的编制 (24)
5 夹具设计研资料究原始 (24)
5.1拟定夹具的结构方案 (24)
5.2确定工件的定位方式及夹具体元件的材料 (25)
5.3 工件的夹紧方式，计算夹紧力并设计夹紧装置 (26)
5.4机械加工工艺规程卡片 (30)
6. 致谢 (33)
参考文献书目 (34)
1概述
1．1 课题背景
现在工业机器人集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术极其产品发展很快，已成为柔性制造系统（FMS）、自动化工厂（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工具。
广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改善着人类的生产和生活方式。
工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲委员会（UNECE）和国际机器人联合会（IFR）的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代，机器人产品发展速度较快，年增长率平均在10%左右。2004年增长率达到闯记录的20%。其中，亚洲机器人增长幅度最为突出，高达43%。
在自动化生产领域中，工业机械手是近几十年发展起来的。工业机械手的是从工业机器人中分支出来的。
其特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业具有准确性和各种环境中完成作业的能力。
机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
机械手由执行机构、驱动-传动机构、控制系统、智能系统、远程诊断监控系统五部分组成。驱动-传动机构与执行机构是相辅相成的，在驱动系统中可以分：机械式、电气式、液压式和复合式，其中液压操作力最大。
本课题是数控机床上专用于工件和零件的夹持和自动运转的装置，其运动自由度多，且有严格的动作顺序要求、用液压驱动可实现动作自动循环，利于自动化和高效率等要求。
1．2课题内容
本课题的基本内容是：
1）功能原理方案分析
2）液压系统原理图设计
3）液压系统的计算
4）油箱与执行元件工作图设计
5）编写计算说明书
1．3课题的意义
本课题所研究的数控机床的装夹装置属于工业机器人这一范畴，对它的研究实际上就是对工业机器人的研究。现在工业机器人集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术极其产品发展很快，已成为柔性制造系统（FMS）、自动化工厂（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工具。
广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改善着人类的生产和生活方式。
随着加工行业在我国的迅速发展，各行各业的自动化装备水平越来越高，现代化加工车间，常常配有机械手，以提高生产效率，代替工人完成恶劣环境下危险、繁重的劳动。
1．4课题的创新点
采用手动换向阀变换夹持方式，既可以双夹持也可以单夹持。
2 机械制造技术毕业设计的基本任务与要求
2 .1、设计任务
（1）设计一个中等复杂的零件的加工工艺规程；
（2）设计一个专用夹具；
（3）编写设计说明书。
2 .2、毕业设计基本要求
（1）内容完整，步骤齐全。
（2）设计内容与说明书的数据和结论应一致，内容表达清楚，图纸准确规范，简图应简洁明了，正确易懂。
（3）正确处理继承与创新的关系。
（4）正确使用标准和规范。
（5）尽量采用先进设计手段。
3刀库的设计
刀库是带刀库自动换刀装置的主要部件之一，其容量形式、布局及具体结构对数控机床的性能有很大影响。
3.1确定刀库容量
决定刀库容量时，首先要考虑加工工艺的需要，同时还要调查分析同类型、相近规格的自动换刀机床的刀库容量及其发展趋势。由于带自动换刀装置的数控机床主要是在多品种、单件小批生产时使用，因而应根据广泛的工艺统计，依大多数工件加工时需要的刀具数来确定刀库容量。例如，对功能较为齐全的加工中心而言，它可承担多个工件的切削任务，因而要配备刀具的种类和规格较多。通常，
配备的刀具越多，机床能加工工件的比率也越高，但
它们并不是成正比例关系。图3-1为刀库容量与机床
能加工工件的比率统计曲线。
刀库储存量过大，导致刀库的结构庞大而复杂,影响机
床总体布局；储存量过小，则不能满足复杂零件的加
工要求。因此，刀库容量应在经济合理的条件下，力图将一组类似的零件所需的全部刀具装入刀库，以缩短每次装刀所需的装调时间。对自动换刀数控机床的刀库容量，有关资料曾对15000个零件进行分组统计，指出不同工序加工时必须的刀具数不同，如图3-1所示。由图可知，4把铣刀可完成加工工件的95％左右的铣削工艺，10把孔加工刀具可完成70％的钻削工艺，14把刀的容量就可完成70％以上工件的钻铣工艺，配有
14—40把刀具的刀库就能够满足70％-95％工件的加工需要。因此，对XKA5032A/C 数控立式升降台铣床，从使用和经济效率角度来看，容量为6的刀库就可满足要求了。
3.2确定刀库容量
由以上考虑XKA5032A/C数控立式升降台铣床的结构布局等原因，决定采用轴向放置的鼓盘式刀库形式。这种刀库结构简单，刀具排列较为紧凑，在刀库容理定为6的情况下体种不大，且取刀也较为方便，但需要考虑机械手的换刀动作空间。
3.3刀库结构设计
如刀库装配图所示，当数控系统发出换刀指令后，直流伺服电动机接通，其运动经过十字联轴器、波传动减速器、套筒式联轴器、蜗杆、蜗轮后，再经花键联接传到刀盘上，刀盘带动刀座上的6个刀套转动，完成选刀动作。
刀库装
配图
3.4初估刀库驱动转矩及选定电机
刀库回转运动多数采用液压马达、直流电动机驱动，并没有降速传动装置。
3.4.1初选电动机与降速传动装置
刀库的驱动系统中，由于本刀库的驱动转矩小，且所需转速小，所以决定采用直流伺服电动机驱动。直流伺服电动机具有体积小，重量轻、伺服性好、力能指标高等优点，且该电机可用信号电压进行无级调速。采用型号为90SZ03的SZ系列电磁式直流伺服电动机，其基本参数为：功率0.092KW，转速3000R/MIN（《袖珍机械师设计手册》P1275）；
降速传动装置型号为XB3-50-100A的扁平式谐波传动减速器，其基本参数为：输入功率0.092KW，输出转矩18N·m（《袖珍机械师设计手册》P1078-1079）。
3.4.2初估刀库驱动转矩
由于刀库容量6，下面就以THK6363型自动换刀数控镗铣床的刀库为设计参考（查参考资料14），采用经验法初估回转所需转矩。
THK6363型自动换刀数控镗铣床的刀库也是采用轴向放置的鼓盘式刀库形式，其容量为36把刀具，最大刀具重达10kgf，刀库回转由最大扭矩为25N·m的液压马达经谐波减速器驱动。现在由于设计的刀库容量为6把刀具，可初估刀库驱动转矩(主要是指直接驱动刀盘转动的转矩)为T0=8N·m。
3.5刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计
刀库的主运动是圆周回转运动，如图3-3所示,直流伺服电动机1通过弹性柱销联轴器与谐波传动减速器2联接减速后驱动蜗杆3,设计刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动. 由刀库转位机构实现。
己知直流伺服电动机1的功率为0.092KW,转速为3000R/MIN,谐波传动减速器2的传动
比为100.传动效率为80%,1经2减速后驱动蜗杆3,蜗杆为主动,蜗轮为从动,要求传动此为6,单向旋转,单班工作制,预计寿命为5年
.
图示3-3 刀库转位机构传动示意图 1)选择蜗杆传动类型
根据GB10085—88的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI ）。
2)选择材料
蜗杆采用45钢，齿面淬火，硬度为45～50HRC ；蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10Pb1，金属模铸造，'
2HP σ=220 MPa ，'
2FP σ=220 MPa 。 3)确定主要参数
蜗杆蜗轮传动，以蜗杆为主动，蜗轮为从动。为了提高传动效率，取Z 1=6，传动比取6，单向旋转，单工作制，预计寿命为5年。则Z 2= Z 1ⅹi= 6ⅹ6=36。 4)按齿面接触疲劳强度设计
m 2d 1≥2
'
2215000Z HP σ?? ???
KT 2 (mm 3) a)计算蜗轮轴转矩T 2 初估传动效率η=0.95,则
T 2=9549
12P n =954911/P n i η=95490.09280%30/6
ⅹ0.95=133.53 N·m 其中n 1 =3000/100=30(r/min) b)载荷系数K=1.05
此处省略 NN
NNNNN NNN NN 字
1)主轴箱回到最高处（z 坐标零点），同时实现“主轴准停”。即主轴停止回转并准确停止在一个固定不变的角度方位上，保证主轴端面的键也在一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。
2)机械手抓住主轴和刀库上的刀具。如图4-6（a ）所示。 3)把卡紧在主轴和发库上的刀具松开
4)活塞杆推动机械手下行，从主轴和刀库上取出刀具 5)机械手回转180°，交换刀具位置， 6)将更换后的刀具装入主轴和刀库 7)分别夹紧主轴和刀库上的刀具 8)机械手松开主轴和刀库上的刀具
9)当机械手松开具后，限位开关发出“换刀完毕”的信号，主轴自由，可以开始加工或其他程序动作。
在自动换刀的整个过程中，各项运动均由限位开关控制，只有前一个动作完成后，才能进行下一个动作，从而保证了运动的可靠性。
4.4机械手回转轴4上的齿轮齿条设计
1)回转轴上齿轮采用渐开线标准直齿圆柱齿轮形式
2)取模数M=1。5。初取齿数z=30
3)下表为齿轮几何尺寸设计的基本参数：
4.5自动换刀装置的相关技术要求
4.5.1主轴准停装置
为了传递扭矩，在主轴的前端装有端键，当刀具刀柄装入锥孔时，刀柄上的键槽位置必
须与该键对准才能装入。当机械手从刀库取刀时，为了确保刀具其后能顺利地装入主轴锥孔中，必须使主轴准确地停在刀具交换位置上。同时，由于工艺上的需要，也必须使主轴准停在固定位置上。这种使主轴端在定位键停在固定位置的技术要求称为主轴准停。
XKA5032A/C数控立式升降台铣床的自动换刀装置，在每次自动装卸刀具时，都必须要求主轴准确地停止在固定的周向位置上。因此，可在主轴上安装电气控制的主轴准停装置以实现主轴准停功能。
4.5.2换刀机械手的安装与调试
1)换刀机械手安装在主轴箱的左侧面，加工零件时，换刀机械手随主轴箱一起上下运动。
2)当初装上换刀机械手后，必须进行调试：用手动操纵主式调整换刀机械手相对于主轴
的位置，使用调整心棒，有误差时可调整机械手行程、刀库位置、机械手支座、修正主轴坐标原点等。安装最大重量刀具时，要进行多次刀库到主轴位置的自动交换，使机械手换刀时做到准确无误，无撞击。
4.6自动换刀程序的编制
1)换刀动作（指令）：选刀（T××）；换刀（M06）
2)选刀和换刀通常分开进行。
3)为提高机床利用率，选刀动作与机床加工动作重合。
4)换刀指令M06必须在用新刀具进行切削加工的程序段之前，而下一个选刀指令T常
紧跟在这次换刀指令之后。
5)换刀点：多数加工中心规定在机床Z轴零点（Z0），要求在换刀前用准备功能指令（G28）
使主轴自动返回Z0点。
6)换刀过程:接到T××指令后立即自动选刀，并使选中的刀具处于换刀位置，接到M06指令后机械手动作，一方面将主轴上的刀具取下送回刀库，另一方面又将换刀位置的刀具取出装到主轴上，实现换刀。
7)换刀程序编制方法
a)主轴返回参考点和刀库选刀同时进行，选好刀具后进行换刀。
…
N02 G28 Z0 T02 Z轴回零，选T02号刀；
N03 M06 换上T02号刀
…
缺点：选刀时间大于回零时间时，需要占机选刀。
b)在Z轴回零换刀前就选好刀
…
N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直线插补，选T02号刀
N11 G28 Z0 M06 Z轴回零，换T02号刀
…
N20 G01 Z_ F_ T03 直线插补，选T03号刀
N30 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 顺圆弧插补
c)有的加工中心（TH5632）换刀程序与上略不同
…
N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直线插补，选T02号刀
…
N30 G28 Z0 T03 M06 Z轴回零，换T02号刀，选T03号刀
N40 G00 Z1
N50 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 圆弧插补
…
注：对卧式加工中心，上面程序的G28 Z0应为G28 Y0 。
5夹具设计研资料究原始
5．1拟定夹具的结构方案
1.确定夹具的类型
⑴：以φ56外圆表面自定心三爪卡盘与活动顶尖定位，限制Y轴方向和Z 轴方向的四个自由度，这种方按无法保证轴向尺寸精度，再由于夹紧力方向与切削力方向不一致，而且，零件表面可以卡的地方面积太小。
（图五）
⑵：工件以底面和外圆在夹具体和V型块上定位，即可限制零件Z轴方向
和X轴方向的自由度，由于V型块定位精度高，能保证加工精度。另外在V型块上用螺栓紧固零件，就可以最大限度的限制零件在Y轴方向的自由度，定位夹紧更加可靠，（如下图所示）。从以上两个方案比较来看，方案二明显优于方案一，故采用方案二作为本工序的定位方案。
（图六）
5.2确定工件的定位方式及夹具体元件的材料
工件的定位方式主要取决于工件的加工要求和定位基准的形状．尺寸。分析加工工序的技术条件和定位基准选择的合理性，遵循六点定位原则，按定位可靠．结构简单的原则，确定定位方式。常见的定位方式有平面定位．内孔定位．外圆定位和组合表面（一面两销）定位等。在确定了工件的定位方式后，即可根据定位基面的形状，选取相应的定位元件及结构。
(1) 平面定位
在夹具设计中常用的平面定位元件有固定支承．可调支承．自位支承及辅助支承，其中固定支承又可分为支承钉和支承板。
(2)夹具体材料
由于本产品需大批量生产，所以该专用夹具的每个零件需选用较好的材料，且不容易磨损，不容易变形，经济实用，以及热处理。所以，本夹具除了导向套使用材料铜，弹簧使用材料60Si2Mn，螺栓使用材料35号钢，其余的零件，我都用45号刚来制造。下面我来介绍下45号钢。
45号钢
1：45号钢不淬火硬度小于HRC28，比较软，不耐磨。淬火后硬度可以（注意是可以）大于HRC55，耐磨性较好，韧性好。
2：变形的问题
千万不要相信热处理，如果是专业的人是不会变形的。凡是热处理就会变形，只不过变形能不能接受罢了，零件把精加工放在热处理后就是为了将变形加工掉。
淬火前一定要讲好允许的变形量的大小，校正变形的费用问题。不然的话，热处理方一定会连校正也不作，直接交货的。尽管之前他们肯定会吹得天花乱坠。
3：淬硬的问题。
45号钢淬火后硬度可以（注意是可以）大于HRC55。但这是小截面的，截面稍大，得到的硬度就会降低。而且冬天淬裂的可能也是有的。这些方面都要注意。不要采用表面氮化处理，虽然表面硬度可以提高很多，但基体材料会硬度很低。虽然耐磨了，但会压出小坑来。
将来再做的话，可以采用淬透性好的合金钢，在较大的截面下，仍可以获得较高的硬度，而且变形也比45号钢的小。比如GCr15（滚铬15，轴承钢），在临沂市场比45号钢还便宜，硬度、耐磨性、热处理工艺性都好。
4：45#钢是含炭量在0.45%的碳素结构钢
5 .3 工件的夹紧方式，计算夹紧力并设计夹紧装置
(1)工件的夹紧方式
夹紧机构应保证工件夹紧可靠．安全．不破坏工件的定位及夹压表面的精度和粗糙度。在设计夹紧装置时必须合理选择夹紧力的方向和作用点，必要时还应进行夹紧力的估算。
所以，我选择以底面为基准面，用V型块和夹具体夹紧工件，并且在V型块两侧用紧固螺栓进行固定，用弹簧紧固零件，侧面用一块挡板限制其自由度，从而更好的固定零件，方便加工。（如下图所示）
由于45号钢淬火后硬度可以（注意是可以）大于HRC55，耐磨性较好。但这是小截面的，截面稍大，得到的硬度就会降低。假如采用表面氮化处理，虽然表面硬度可以提高很多，但基体材料会硬度很低。虽然耐磨了，但会压出小坑来。
所以，采用表面淬火的45号钢制作螺栓，夹具体，垫圈，V型块等，而弹簧则选用常用的弹簧材料（60Si2Mn）。
（图七）
(2)夹紧力的计算
在确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。根据工件所受切削力，夹紧力（大型工件还需考虑重力，惯性力等等）的作用情况，找出加工过程中对夹紧最不力的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数，如下：
用压板和V形块夹紧工件
KM sina/2 Fwk= df X 1+sina/2
Fwk为所需（实际）夹紧力；M为切削转矩；K为安全系数(粗加工时取2.5～3，精加工时取1.5～2)；d为工件直径；f为工件与支承面间的摩擦系数；其数值参见下表：
各种不同接触表面之间的摩擦系数
1)刀具的选择
切削过程中，刀具的切削刃要承受很高的温度和很大的切削力，同时还要承
受冲击与振动，要使刀具能在这样的条件下工作并且保持良好的切削力，刀具应
满足以下基本要求：
⒈高硬度以及高耐磨性。
⒉足够的强度和韧性。
⒊良好的耐热性能。
⒋良好的工艺性。
⒌经济性
高速钢是含有较多的W 、Mo 、Gr 、V的的高合金工具钢，与碳素工具钢
和合金工具钢相比，高速钢具有较高的热稳定性（500℃～650℃时仍能切削），
故高速钢刀具允许使用切削速度较高。
高速钢还具有良好的综合性能。其强度和韧性是现有刀具材料中最高的（其
抗弯强度是强硬质合金的2～3倍，韧性是硬质合金的9～10倍），具有一定的硬
度和耐磨性，切削性能能满足一般加工要求，高速钢刀具制造工艺简单，刃磨易
获得锋利的切削刃，能锻造，热处理变形小，所以适合加工本零件。
麻花钻是孔加工刀具中应用最为广泛的刀具，特别适合与D30mm以下的孔
粗加工，有时也用于扩孔。麻花钻按其制造材料分为高速钢麻花钻和硬质合金麻
花钻。用高速钢麻花钻加工发孔精度可达IT11～IT13，表面粗糙度Ra可达6.3～
2.5um；硬质合金钻头加工时则分别可达IT10～IT11和Ra12.5～
3.2um. (文献4)
2）夹紧力的计算：
由下图可知，a=120°
（图八）
所以可得：2×M sin120/2
Fwk=0.056×0.2 X 1+sin120/2 ①式
3)切削扭矩M扭的计算：
2 0.8
查文献⑵得M扭= 210 x D x F ②式
其中D=孔的加工直径F=轴向进给量
20.8 -3
M扭= 210 x 28mm x 1mm ×10
-3
= 210 x 784mm x 10
= 164.604N.m
所以，由①式和②式可得：
2×164.604N.m Sin120/2
Fwk= 0.056×0.2 X 1+Sin120/2
=13639N
4)轴向力F轴的计算
2 0.8 -3
查文献⑵轴向力F轴=425 x D x F x 10 ③式其中D=孔的加工直径F=轴向进给量
2 0.8 -3
= 425 x 28mm x 1mm x 10
-3
= 425 x 784mm x 10
= 333.200N
5)选择夹紧螺栓直径
根据夹紧力方向和作用点的选择原则，依照方按二，选用两只M16×120螺栓作为夹紧螺栓，且置于工件的两边，钻头横向进刀时，轴向力Fz与夹紧力Fwk 方向相同，两螺栓分别作用在V形块上（如下图所示）切削扭矩M切使得工件转动，为防止工件发生转动，夹具夹紧机构应有足够的摩擦力矩与之平衡。
镗孔时，钻头钻的孔越大时，所受到的轴向力也越大，所以，螺栓此时所受的力最大，，将此时作为验算依据，在钻头横向进刀时，根据力矩平衡原理，计算螺栓应受到的最大力。
所以若想正常加工，必须符合以下公式：
F wk ×f摩≥F轴④式
根据①式，②式和③式可得：
13639N ×0.2 = 2727.8N ⑤式
F轴= 333.2N ⑥式根据⑤式和⑥式得：④式成立，即可以正常加工所以，即两个螺栓要承受13639N的力，即每个螺栓要承受的力为：
F= 13639/ 2N = 6819.5N
根据文献（4）第二版（P21）得：
2
单个螺栓所能承受的力是F= πr ×σb
根据文献（4）第二版得：σb = 530 / MPa = 530 N/m㎡
2
由上可得： F = 3.14 × 8 × 530
= 106508.8 N
所以可得，单个螺栓所能承受的力，远大于夹具中要承受的力6819.5N的力，所以，选用M16的螺栓作为夹紧螺栓，安全可靠。
5 .4机械加工工艺规程卡片（表一）
一台专用铣床的铣头驱动电机的功率N= 7.5KW ，铣刀直径 D=120mm ，转速n=350rpm ，工作台重量G1=4000N ，工件及夹具重量G2=1500N ，工作台行程L=400mm ，（快进300mm ，工进100mm ）快进速度为4.5m/min ，工金速度为60～1000mm/min ，其往复运动和加速（减速）时间t=0.05s ，工作台用平导轨，静摩擦系数fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1。设计其液压控制系统。 二．负载——工况分析 1. 工作负载 66 100010006010607.5103410.46350120601000 W P P P F N N Dn v Dn πππ???== ===??? 2. 摩擦阻力 (12)0.2(40001500)1100fj j F f G G N N =+=?+=(12)0.1(40001500)550fd d F f G G N N =+=?+= 3. 惯性负荷 查液压缸的机械效率0.9cm η=，可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，如下表表1所示： 表1 液压缸各阶段的负载情况 1240001500 4.5 ( )()840.989.810.0560 g G G v F N N g t ++==?=?
工 况 负载计算公式 液压缸负载 /F N 液压缸推力 /N 启 动 fj F F ＝ 1100 1222.22 加 速 fd g F F +F ＝ 1390.98 1545.53 快 进 fd F F ＝ 550 611.11 工 进 fd w F F +F ＝ 3960.46 4400.51 快 退 fd F F ＝ 550 611.11 三．绘制负载图和速度图 根据工况负载和以知速度1v 和2v 及行程S ，可绘制负载图和速度图，如下图（图1、图2）所示： 图1(负载图)
摘要 1.铣床概述 铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。 2.液压技术发展趋势 液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。液压气动技术具有独特的优点，如:液压技术具有功率传动比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等优点；气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点，并易与微电子、电气技术相结合，形成自动控制系统。主要发展趋势如下： 1.减少损耗，充分利用能量 2.泄漏控制 3.污染控制 4.主动维护 5.机电一体化 6.液压CAD技术 7.新材料、新工艺的应用 3. 主要设计内容 本设计是设计专用铣床工作台进给液压系统，本机床是一种适用于小型工件作大批量生产的专用机床。可用端面铣刀，园柱铣刀、园片及各种成型铣刀加工各种类型的小型工件。 设计选择了组成该液压系统的基本液压回路、液压元件，进行了液压系统稳定性校核，绘制了液压系统图，并进行了液压缸的设计。 关键词铣床；液压技术；液压系统；液压缸
ABSTRACT 1. Milling machine is general to state Milling machine is to carry out the machine tool of milling processing with milling cutter for workpiece. Milling machine excludes can milling plane, groove, gear teeth, thread and spline axle are outside, can still process more complex type surface, efficiency has high planer comparatively, when mechanical production and repair department get extensive application. 2. Hydraulic technology develops tendency Hydraulic technology is that the one of crucial technical, world countries that realize modern transmission and control give great attention to the development of hydraulic industry. Hydraulic pneumatic technology has unique advantage , such as: Hydraulic technology has power weight than is big, volume is little, frequently loud and high, pressure and rate of flow may control sex well, it may be flexible to deliver power , is easy to realize the advantages such as the sport of straight line; Pneumatic transmission has energy saving, free from contamination, low cost and safe reliable, structural simple etc. advantage , and is easy to form automatic control system with microelectronics and electric in technology. Develop tendency mainly to be as follows: 1. Reduce wastage , use energy 2 fully. Leak control 3. Pollute control 4. Defend 5 initiatively. Electromechanical unifinication 6. Hydraulic CAD technical 7. The application of new material and new technology 3. Design content mainly Quantity of production. May use the garden column milling cutter, garden flat and milling cutter of end panel and is various to process the small-sized workpiece of various types into type milling cutter. Designing have selected to form hydraulic element and the basically hydraulic loop of this hydraulic system , have carried out hydraulic systematic stability school nucleus , have drawn hydraulic system to seek , and have carried out the design of hydraulic big jar. Key words milling machine；hydraulic technology；hydraulic system；hydraulic big jar
芜湖广播电视大学 机械设计制造及其自动化专业（本科）《液压气动控制技术》课程设计 班级： 15机械（春） 学号： 1534001217609 姓名：卜宏辉 日期： 2016-11-13
目录 一、题目 (3) 专用铣床动力滑台的设计 (3) 二、液压系统设计计算 (3) （一）设计要求及工况分析 (3) 1、设计要求 (3) 2、负载与运动分析 (3) （1）工作负载 (1) （2）摩擦负载 (1) （3）惯性负载 (4) （4）液压缸在工作过程中各阶段的负载 (4) ( 5 ) 运动时间 (4) （二）确定液压系统主要参数 (6) 1、初选液压缸工作压力 (6) 2、计算液压缸主要尺寸 (6) （三）拟定液压系统原理图 (10) 1、选择基本回路 (10) （1）选择调速回路 (10) （2）选择油源形式 (11) （3）选择快速运动和换向回路 (11) （4）选择速度换接回路 (11) （5）选择调压和卸荷回路 (11) 2、组成液压系统 (12) （四）计算和选择液压元件 (13) 1、确定液压泵的规格和电动机功率 (13) （1）计算液压泵的最大工作压力 (13) （2）计算液压泵的流量 (14) （3）确定液压泵的规格和电动机功率 (14)
一、题目 要求设计一专用铣床，工作台要求完成快进→工作进给→快退→停止的自动工作循环。铣床工作台总重量为4000N ，工件夹具重量为1500N ，铣削阻力最大为9000N ，工作台快进、快退速度为4.5m/min 、工进速度为0.06～1m/min ，往复运动加、减速时间为0.05s ，工作台采用平导轨、静摩擦分别为 fs ＝0.2，fd ＝0.1，工作台快进行程为0.3m 。工进行程为0.1m ，试设计该机床的液压系统。 二、液压系统设计计算 (一)、设计要求及工况分析 1．设计要求 其动力滑台实现的工作循环是：快进→工进→快退→停止。主要参数与性能要求如下：切削阻力FL=9000N ；运动部件所受重力G=5500N ；快进、快退速度υ1= υ3 =0.075m/min ，工进速度υ2 =1000mm/min ；快进行程L1=0.3mm ，工进行程L2=0.1mm ；往复运动的加速、减速时间Δt=0.05s ；工作台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 2．负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =9000N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N G F S FS 110055002.0=?==μ 动摩擦阻力
二、设计依据： 设计一台专用铣床的液压系统，铣头驱动电机的功率N=7.5KW，铣刀 直径为D=100mm，转速为n=300rpm，若工作台重量400kg，工件及夹 具最大重量为150kg，工作台总行程L=400mm，工进为100mm，快退， 快进速度为5m/min，工进速度为50～1000mm/min，加速、减速时间 t=0.05s，工作台用平导轨，静摩擦系数fj=0.2，动摩擦系数fd=0.1。 设计此专用铣床液压系统。 沈阳理工大学
三、工况分析 液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分 析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率 的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流 量）的依据。 负载分析 （一）外负载 Fw=1000P/V=60000·1000P/ 3.14Dn=4774.65N （二）阻力负载 静摩擦力：Ffj=（G1+G2）·fj 其中 Ffj—静摩擦力N G1、G2—工作台及工件的重量N fj—静 摩擦系数 由设计依据可得： Ffj=（G1+G2）·fj=(4500+1500)X0.2=1200N 动摩擦力Ffd=（G1+G2）·fd 其中 Ffd—动摩擦力N fd—动摩擦系数 同理可得： Ffd=（G1+G2）·fd=(4500+1500)X0.1=600N （三）惯性负载 机床工作部件的总质量m=（G1+G2）/g=6000/9.81=611.6kg 沈阳理工大学
沈阳理工大学 惯性力Fm=m ·a= =1019.37N 其中：a —执行元件加速度 m/s 2 0 t u u a t -= ut —执行元件末速度 m/s 2 u0—执行元件初速度m/s 2 t —执行元件加速时间s 因此，执行元件在各动作阶段中负载计算如下表所示： （查液压缸的机械效率为0.96，可计算液压缸各段负载，如下表） 工况 油缸负载（N ） 液压缸负载（N ） 液压缸推力（N ） 启动 F=Ffj 1200 1250 加速 F=Ffd+Fm 1619.37 1686.84 快进 F=Ffd 600 625 工进 F=Ffd+ Fw 5374.65 5598.60 快退 F=Ffd 600 625 按上表的数值绘制负载如图所示。 对于速度而言，设计依据中已经有了明确的说明，所以按照设计依据绘制如
毕业设计(论文)开题报告 题目名称专用铣床液压系统设计 题目类别毕业设计 学院（系） 专业班级 学生姓名 指导教师 辅导老师 开题报告日期2011年3月26日 专用铣床液压系统设计 学生：
指导教师：汪建华长江大学机械工程学院 1 题目来源及题目类别 题目名称：专用铣床液压系统设计 题目来源：生产实际和老师的科学研究 题目类别：毕业设计 2 研究的目的及意义 液压系统设计是一个综合实践性教学环节，通过该毕业设计，要求达到以下目的： 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； 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； 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 技术等方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。 3 阅读的主要文献及资料名称 [1] 张群声.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2002 [2] 俞启荣.机床液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1984 [3] 俞启荣.液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1990 [4] 丁树模，姚如一. 液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1992 [5] 章宏甲，周邦俊.金属切削机床液压传动[M].南京：江苏科学技术出版社，1997 [6] 龚曙光.ANSYS工程应用实例解析.北京：机械工业出版社，2003 [7] 章宏甲，黄谊. 机床液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1987 [8] 杨培元，朱福元.液压系统设计简明手册[M]. 北京：机械工业出版社，1991 [9] 王春行.液压伺服控制系统[M]. 北京：机械工业出版社，1987 [10] 陆元章.现代机械设备设计手册：第二卷[M].北京：机械工业出版社，
《液压与气压传动》课程设计任务书 1.课程设计题目3 一台专用铣床，铣头驱动电机的功率为7.5KW，铣刀直径为150mm，转速为300r/min，工作台重量为4*103N，工件和夹具最大重量为1.8*103N，试设计此专用铣床液压系统。 2.课程设计的目的和要求 通过设计液压传动系统，使学生获得独立设计能力，分析思考能力，全面了解液压系统的组成原理。 明确系统设计要求；分析工况确定主要参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。 3.课程设计内容和教师参数（各人所取参数应有不同） 工作台行程为500mm（快进300mm，工进150mm），快进速度为5m/min，工进速度为50~800mm/min，往返加速、减速时间为0.1s，工作台用平导轨，静摩擦系数f j=0.2，动摩擦系数f d=0.1。 4. 设计参考资料（包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等） ●章宏甲《液压传动》机械工业出版社 2006.1 ●章宏甲《液压与气压传动》机械工业出版社 2005.4 ●黎启柏《液压元件手册》冶金工业出版社 2002.8 ●榆次液压有限公司《榆次液压产品》 2002.3 课程设计任务 明确系统设计要求；分析工况确定主要参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。 5.1设计说明书（或报告） 分析工况确定主要参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。
5.2技术附件（图纸、源程序、测量记录、硬件制作） 5.3图样、字数要求 系统图一张（3号图），设计说明书一份（2000~3000字）。 6. 工作进度计划设计方式 手工 9.备注 一、设计任务书 二、负载工况分析 1.工作负载
测控技术基础课程设计说明书 设计题目：液压传动与控制系统设计 （表2—10） 姓名：黄觉鸿 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 20091051 学号： 2009105131 指导教师：谭宗柒 2012年 2 月 10 日至 2012 年 2 月 14 日
目录 一、明确设计要求进行工况分析 1、设计要求 2、工况分析（工作台液压缸） （1）运动分析 （2）动力分析 二、确定液压系统主要参数并编制工况图 1、计算液压缸系统的主要结构尺寸（1）工作台液压缸 （2）夹紧液压缸 2、主要参数的计算 （1）工作台液压缸 （2）夹紧液压缸 3、编制工况图 三、拟定液压系统原理图 1、制定液压回路方案 2、拟定液压系统图 四、计算和选择液压元件 1、液压泵及其驱动电机计算和选定 2、液压控制阀和液压辅助元件的选定 五、验算液压系统性能 1、验算系统压力损失 2、估算系统效率、发热和温升
一、明确设计要求进行工况分析 1、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。 设计参数由表2-10 查得如下： 工作台液压缸负载力（KN ）：FL=22 夹紧液压缸负载力（KN ）：Fc =5.5 工作台液压缸移动件重力（KN ）：G=5.5 夹紧液压缸负移动件重力（N ）：Gc=90 工作台快进、快退速度（m/min ）：V1=V3=5.2 夹紧液压缸行程（mm ）：Lc=15 工作台工进速度（mm/min ）：V2=45 夹紧液压缸运动时间（S ）：tc=1 工作台液压缸快进行程（mm ）：L1=180 导轨面静摩擦系数：μs=0.2 工作台液压缸工进行程（mm ）：L2=150 导轨面动摩擦系数：μd=0.1 工作台启动时间（S ）：?t=0.5 2、工况分析 （1）动力分析 铣床工作台液压缸在快进阶段，启动时的外负载是导轨静摩擦阻力，加速时的外负载是导轨的动摩擦阻力和惯性力，恒速时是动摩擦阻力；在快退阶段的外负载是动摩擦阻力；由图可知，铣床工作台液压缸在工进阶段的外负载是工作负载，即刀具铣削力及动摩擦阻力。 静摩擦负载 3 0.2*5.5*10=1100N fs s F G μ== 动摩擦负载 30.1*5.5*10=550N fd d F G μ== 惯性负载 35.5*10*5.2F *95.310*60*0.5 i G v N g t ?===? 工作台液压缸的负载 22000l F N = 取液压缸的机械效率0.9m η=，可算的工作台在各个工况下的外负载和推力，一并列入表中，绘制出工作台液压缸的外负载循环图（F-L 图）。 （2）运动分析 根据设计要求，可直接画出工作台液压缸的速度循环图（v-L 图）。 二、确定液压系统主要参数并编制工况图 1、计算液压缸系统的主要结构尺寸
实例二液压专用铣床液压系统设计 设计要求： 设计一台成型加工的液压专用铣床，要求机床工作台上一次可安装两只工件，并能同时加工。工件的上料、卸料由手工完成，工件的夹紧及工作台进给由液压系统完成。 机床的工作循环为：手工上料→工件自动夹紧→工作台快进→铣削进给(工进) →工作台快退→夹具松开→手动卸料。 运动部件总重力G=25000N 切削力F w=18000N 快进行程l1=300mm 工进行程l2=80mm 快进、快退速度v1=v3=5m/min 工进速度v2=100～600mm/min 启动时间△t=0.5s 夹紧力F j=30000N 行程l j=15mm 夹紧时间△t j=1s 工作台采用平导轨，导轨间静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数f d=0.1，要求工作台能在任意位置上停留 一.分析工况及主机工作要求，拟订液压系统方案 1.确定执行元件类型 夹紧工件，由液压缸完成。因要求同时安装、加工两只工件，故设置两个并联的、缸筒固定的单活塞杆液压缸。其动作为： 工作台要完成单向进给运动，先采用固定的单活塞杆液压缸。其动作为：
2. 确定执行元件的负载、速度变化范围 (1)夹紧缸 惯性力和摩擦力可以忽略不计，夹紧力F =300000N 。 (2)工作缸 工作负载F w =18000N 运动部件惯性负载)(2.4245 .006058.925000N t v g G F a =-?=???= 导轨静摩擦阻力F fs =f s G =0.2×25000N=5000N 导轨动摩擦阻力F fd =f d G =0.1×25000N=2500N 根据已知条件计算出执行元件各工作阶段的负载及速度要求，列入下表： 表2 工作循环各阶段的负载及速度要求 二 1.初定系统压力 根据机器类型和负载大小，参考，初定系统压力p 1=3MPa 。 2.计算液压缸的主要尺寸 (1)夹紧缸 按工作要求，夹紧力由两并联的液压缸提供，则 m p F D 0798.010314.3230000 4246 1 =????== π 根据国标，取夹紧缸内径D =80mm ，活塞杆直径d =0.6D =50mm 。 (2)工作缸 由表2可知,工作缸的最大负载F =20500N ,取液压缸的回油背压p 2=0.5MPa ,机械效率ηcm =0.95,则 m p p F D cm 1.095 .010]5.0)7.01(3[14.320500 4])1([46 2221=???--?=--= η?π 根据国标，取工作缸内径D =100mm ，活塞杆直径d 按杆径比d /D =0.7得d =70mm 。 3.计算液压缸各个工作阶段的工作压力、流量和功率
1.汽车板簧分选实验压力机（立式），液压缸对工件（汽车板簧）施加的最大压 力为3万N，动作为：快进→工进→加载→保压→慢退→快退，快进速度14mm/s，工进速度0.4mm/s，要求液压缸上位停止、下行时、保压后慢退不能失控。最大行程600mm。试完成： （1）系统工况分析； （2）液压缸主要参数确定； （3）拟定液压系统原理图； （4）选取液压元件； （5）油箱设计（零件图）；* （6）油箱盖板装配图、零件图；* （7）集成块零件图； 2.钻孔动力部件质量m=2000kg，液压缸的机械效率ηw=0.9，钻削力Fc=16000N 工作循环为：快进→工进→死挡铁停留→快退→原位停止。行程长度为150mm ,其中工进长度为50mm。快进、快退速度为75mm/s，工进速度为1.67 mm/s。导轨为矩形，启动、制动时间为0.5s。要求快进转工进平稳可靠，工作台能在任意位置停止。 3.单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统，要求设计的动力滑台实现的工作 循环是：快进——工进——快退——停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力FL=30468N；运动部件所受重力G=9800N；快进、快退速度1=
3=0.1m/s，工进速度2=0.88×10-3m/s；快进行程L1=100mm，工进行程 L2=50mm；往复运动的加速时间Δt=0.2s；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 4.卧式钻孔组合机床液压系统设计：设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统， 要求完成如下工作循环：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25×103 N，工作部件的重量为9.8×103 N，快进与快退速度均为7 m/min，工进速度为0.05 m/min，快进行程为150 mm，工进行程为40 mm，加速、减速时间要求不大于0.2 s，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为 0.1。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 5.某厂需要一台加工齿轮内孔键槽的简易插床，插头刀架的上下往复运动采用 液压传动。工件安装在工作台上，采用手动进给。 其主要技术规格如下： 1）加工碳钢齿轮键槽，插槽槽宽t=12mm，走刀量S=0.3mm/行程； 2）插头重量500N； 3）插头工作行程（下行）的速度为13m/min。 试设计该插床的液压系统及其液压装置。 6.设计一台钻镗专用机床，要求孔的加工精度为二级，精镗的光洁度为▽6。加 工的工作循环是工件定位、夹紧——动力头快进——工进——快退——工件松开、拔销。加工时最大切削力（轴向）为20000N，动力头自重30000N，工作进给要求能在20-120mm/min内进行无级调速，快进、快退的速度均为6m/min，动力头最大行程为400mm，为使工作方便希望动力头可以手动调整进退并且能中途停止，动力滑台采用平导轨。 要求：1）按机床工作条件设计油路系统，绘系统原理图。 2）列出电磁铁动作顺序图。
液压传动课程设计题目 （各班按点名册顺序确定） 1、设计一台专用铣床的液压系统，工作台要求完成快进——工作进给——快退——停止的自动工作循环。铣床工作台重量4000N，工件夹具重量为1500N，铣削阻力最大为9000N，工作台快进、快退速度为 4.5m/min，工作进给速度为0.06~1m/min，往复运动加、减速时间为0.05s。工作采用平导轨，静、动摩擦分别为fs=0.2，fd=0.1, 工作台快进行程为0.3m，工进行程为0.1m。 2、设计一台校正压装液压机的液压系统。要求工作循环是快速下行——慢速加压——快速返回——停止。压装工作速度不超过5mm/s，快速下行速度应为工作速度的8~10倍，工件压力不小于10×10＋3N。 3、设计液压绞车液压系统，绞车能实现正反向牵引与制动，最大牵引力14吨，最大牵引速度10m/min，牵引速度与牵引力均可无级调节，制动力矩不小于2倍的牵引力矩。 4、设计一饲草打包机液压控制系统，液压缸最大行程为800mm，可输出推力100t，实现四个工作程序：饲草压实、打包、回程、卸荷。 5、设计一液压牵引采煤机的液压系统，实现容积调速、高压保护、补油及热交换。采煤机的最大牵引力50吨，最大牵引速度15m/min。 6、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求完成工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N。该系统工作循环为：快进——工进——快退——停止。机床快进快退速度约为6m/min，工进速度可在30~120mm/min范围内无级调速，快进行程为200mm，工进行程为50mm，最大切削力为25kN，运动部件总重量为15kN，加速（减速）时间为0.1s，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 7、设计一台小型液压机的液压系统，要求实现快速空程下行——慢速加压——保压——快速回程——停止的工作循环。快速往返速度为3m/min，加压速度为40~250mm/min，压制力为200kN，运动部件总重量为20kN。 8、设计EBZ200掘进机的工作机构水平与上下摆动驱动装置的液压系统。 9、设计掩护式液压支架液压系统，实现升降、推移、侧护，工作阻力4600kN，支撑高度1.5-2.6m。
液压与气压传动课程设计 班级机制1211 姓名 学号2012116102 指导老师邬国秀
目录 一.设计要求及工况分析 (3) 1.负载与运动分析 2.负载循环图.速度循环图 二.确定液压系统主要参数 (4) 1.初选液压缸工作压力 2.计算液压缸主要尺寸 三.拟定液压系统原理图 (7) 1.选择基本回路 2.组成液压系统 四.计算和选择液压件 (9) 确定液压泵的规格和电动机功率 五.附表与附图 (11) 六.参考文献 (13)
(一)、设计要求及工况分析 设计要求 1、设计一台专用铣床，工作台要求完成快进－－工作进给－－快退－－停止的自动工作循环。铣床工作台重量4000N ，工件夹具重量为1500N ，铣削阻力最大为9000N ，工作台快进、快退速度为4.5m ／min ，工作进给速度为0.06～1m ／min ，往复运动加、减速时间为0.05s 工作采用平导轨，静、动摩擦分别为fs ＝0.2，fd ＝0.1，?工作台快进行程为0.3m 。工进行程为0.1m ，试设计该机床的液压系统 1、负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30000N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N G F S FS 110055002.0=?==μ 动摩擦阻力 N G F d fd 55055001.0=?==μ (3) 惯性负载 N 842 N 05×60 . 0 8 . 9 5500 i ? = ? ? = t g G F υ 4.5 =
(4) 运动时间 快进 s v L t 3.360 /5.4102503 111=?==- 工进 s v L t 9060/1.0101503 222=?==- 快退 s v L L t 3.560 /5.4104003 3213=?=+=- 设液压缸的机械效率ηcm =0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。 表1液压缸各阶段的负载和推力 2、 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υ-t ，见附图 （二） 确定液压系统主要参数 1．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2和表3，初选液压缸的工作压力p 1=4MPa 。
液压传动课程设计 计算说明书 设计题目：专用铣床液压系统设计机械系机械及自动化专业班级031013班 学号20030343 设计者：夏国庆 指导教师：钱雪松（老师） 学校：河海大学常州校区 2006 年 6 月30 日
一、设计流程图 液压系统设计与整机设计是紧密联系的，设计步骤的一般流程如图 下面将按照这一流程图来进行本次液压课程设计。 二、设计依据： 专用铣床工作台重量G1=3000N，工件及夹具重量G2=1000N，切削力最大为9000N，工作台的快进速度为4。5m/min，工进速度为60～1000mm/min，行程为L=400mm（工进行程可调），工作台往复加速、减速时间的时间t=0.05s，假定工作台用平导轨，静摩擦系数fj=0.2，
动摩擦系数fd=0.1。设计此专用铣床液压系统。 三、工况分析 液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流量）的依据。 负载分析 （一） 外负载 max c F =9000N 其中max c F 表示最大切削力。 对于专用铣床铣削时铣刀所承受的主切削力大小（单位N ）为： c p F Pfa = (N) 式中 P — 单位切削力（2/N mm ） f — 每转进给量（mm/r ） p a — 背吃刀量（mm ） 下面将进行具体参数的计算： 由公式 f u fn = 可得 （其中f u 表示每分钟进给速度，n 表示铣刀的转速） 由设计依据可知 n=300r/min ??工进速度f u =60—1000mm/min ，故我们取f u =300mm/min 。 300 1/300 f u f mm r n = = =
《液压与气压传动》课程设计说明书 班级07机械国内 姓名毛显源 学号070155208 成绩
2. 夹紧液压缸负载与运动分析 工作负载 Fc=9.8KN 摩擦负载 夹紧液压缸采用平导轨：Fr= fF=f(G+N) 其中，N —为液压缸承受的压力，此处忽略不计。 又有夹紧液压缸的行程短，只有10mm,时间为2S,因此可以把 它作为 匀速运动的计算。 静摩擦负载： Ffs=Mc >F=0.2x 90N= 18N 3?液压缸承受的负载 ________________________ 工作台液压缸承受的负载 表1 工 况 计算公式 总负载F% 液压缸推力%〃 启 动 F= Ffs 500 543.48 加 速 F= Ffs+Fal 500+38.23=538.23 585.03 快 进 F= Ffd 250 271.74 减 速 F= Ffd+ F L —Fa2 250+32000-37.84=32212.16 35013.22 工 进 F= F L +Ffd 32000+250=32250 35054.35 制 动 F= Ffd+ F L -F U 3 250+32000-0.39=32249.61 35035.92 反向加速 F= Ffd +Fa4 250+38.23=288.23 313.29 快 退 F= Ffd 250 271.74 制 动 F= Ffd —F J 5 250-38.23=211.77 230.18 工 况 计算公式 总负载F% 液压缸推力% 锁 紧 F= Ffs +Fc 8900+18=8918 9693.5 放 松 F=Ffd 9 9.78 减速 制动 反向加速 斑=耳巴竺 mi 。。。x (4.5-46X 10-) =3784N g At 9.81 60x0.5 (G + N) Av 2.5x1000 gA?" 9^81 46 x IO- 60x0.5 =0.39N 反向制动 Fa4 = (G ±N)Av = 2.5xlQ00x g At 9.81 Fa5 = (G ±N)Av = 2.5xlQ00x g At 9.81 -------- =38.23N 60 x 0.5 -------- =3&23N 60 x 0.5 动摩擦负载: F"吋F =0」x 90N=9N
攀枝花学院本科课程设计（）专用铣床液压系统设计 学生姓名： ***** 学生学号： ***** 院（系）：机械工程学院 年级专业： 09机制 1 班 指导教师： ****** 二0一二年六月 攀枝花学院教务处制
攀枝花学院本科学生课程设计任务书 注：任务书由指导教师填写。
摘要 本次设计的是专用铣床的液压设计，专用铣床是根据工件加工需要，以液压传动为基础，配以少量专用部件组成的一种机床。在生产中液压专用铣床有着较大实用性，可以以液压传动的大小产生不同性质的铣床。此次设计主要是将自己所学的知识结合辅助材料运用到设计中，巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法，正确合理的确定执行机构，选用标准液压元件，能熟练的运用液压基本回路，组成满足基本性能要求的液压系统。在设计过程中最主要的是图纸的绘制，这不仅可以清楚的将所设计的内容完整的显示出来，还能看出所学知识是否已完全掌握了。 整个设计过程主要分成六个部分：参数的选择、方案的制定、图卡的编制、专用铣床的设计、液压系统的设计以及最后有关的验算。主体部分基本在图的编制和液压系统的设计两部分中完成的。 关键词：专用铣床，液压传动，回路设计.
ABSTRACT The design is hydraulic special milling machine, hydraulic design special milling machine is based on needs of work, based on hydraulic transmission, match with a few special parts of a machine tool. During production has great practical hydraulic special milling machine, can with hydraulic drive size produces different nature of the milling machine. This design is mainly with my own knowledge will be applied to design of auxiliary materials, strengthening and deepening prior knowledge of hydraulic system design calculation, the general procedure and method to determine the correct method of actuator, choose standard hydraulic ponents, can skilled using hydraulic basic circuit, position satisfy basic performance requirements of the hydraulic system. In the design process of the main is drawing, which not only can clearly drawn designed by the pleteness of the contents will show out, still can see whether the knowledge already plete mastery. The whole design process mainly divided into six parts: parameter selection, plan formulation, the figure card planning, special milling machine design, hydraulic system design and final relevant calculating. Theme part includes graph preparation and hydraulic system design Special milling machine, hydraulic transmission, loop design.
动力机械综合设计课程设计说明书 班级： 姓名： 学号： 设计日期：
目录 一、设计参数 (1) 二、设计内容 (1) 1.负载分析 (1) 液压缸负载分析 (1) 负载图与速度图的绘制 (2) 2.确定液压系统的主要参数 (3) 初选液压缸的工作压力 (3) 计算液压缸的主要尺寸 (3) 绘制液压缸工况图 (4) 3、拟定液压系统原理图 (5) 选择液压回路 (5) 拟定液压原理图 (5) 4、液压元件的选择 (6) 液压泵及其驱动电动机 (6) 阀类元件及辅助元件 (7) 5、液压系统的主要性能验算 (8) 系统压力损失验算 (8) 系统发热与温升计算 (8) 附录 (10)
半自动液压专用铣床液压系统设计一、设计参数 设计参数见下表。其中： 工作台液压缸负载力（KN）：F L=3.0 夹紧液压缸负载力（KN）：F c=4.9 工作台液压缸移动件重力（KN）：G=1.5 夹紧液压缸负移动件重力（N）：G c=55 工作台快进、快退速度（m/min）：V1=V3=5.6 夹紧液压缸行程（mm）：L c=10 工作台工进速度（mm/min）：V2=45 夹紧液压缸运动时间（S）：t c=1 工作台液压缸快进行程（mm）：L1=250 工作台液压缸工进行程（mm）：L2=70 导轨面静摩擦系数：μs=0.2 导轨面动摩擦系数：μd=0.1 工作台启动时间（S）： t=0.5 二、设计内容 1.负载分析 液压缸负载分析 液压缸驱动工作机构直线运动时，液压缸所受的外负载是 F=F e+F f+F a F e为工作负载，且F e=F c+μd G c =4.9+0.1×55=10.4KN F f为摩擦阻力负载 则动摩擦F fd=μd G c=0.1×55=5.5KN，静摩擦F fs=μs G c=0.2×55=11KN F a为惯性负载，F a=G?ν g?t 中?ν=5.6 m/min=0.093m/s 则F a=G?ν g?t =1.5×0.093 9.81×0.5 =28.44×10?3KN=28.44N 假设液压缸的机械效率ηcm=0.9得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，液压缸在各个工作阶段的负载如表1
专用铣床动力滑台液压系统设计 目录 前言.........................................................................................................错误！未定义书签。目录 (1) 一、液压传动的发展概况 (2) 二、液压传动的工作原理和组成 (3) 三、液压传动的优缺点 (4) 1、优点 (4) 2、液压传动的缺点： (4) 四、液压系统的应用领域 (5) 1、液压传动在机械行业中的应用： (5) 2、静液压传动装置的应用 (5) 五、液压系统工况分析 (7) 1、运动分析...................................................................................错误！未定义书签。 七、拟定液压系统图 (21) 1、调速方式的选择 (21) 2、快速回路和速度换接方式的选择 (22) 液压工作原理： (23) 八、液压元件选择 (25) 1、选择液压泵和电机 (25) 2、元、辅件的选择 (29) 九、液压系统验算 (32) 1．管路系统压力损失验算 (32) 2、液压系统的发热与温升验算 (35) 十、液压系统最新发展状况 (37) 1、国外液压系统的发展 (32) 2、远程液压传动系统的发展 (38) 十一、注意事项 (40) 十二、总结 (41) 致谢 (42) 参考文献 (43)
一、液压传动的发展概况 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 第一个使用液压原理的是1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年他又将工作介质水改为油,进一步得到改善。 第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后, 发展更为迅速。液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。 我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。 目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。