卧式双面铣削组合机床液压传动.docx
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卧式双面铣削组合机床液压传动
任务：
设计卧式双面铣削组合机床的液压系统.机床的加工对象为铸铁变速箱箱体，动作顺序为夹紧缸夹紧——工作台快速趋近工件——工作台进给—-工作台快退--夹紧缸松开——原位停止.工作台移动部件的总质量为40０kｇ，加、减速时间为0.２s。
采用平导轨，静摩擦系数为0。
2，动摩擦系数为０。
1，夹紧缸行程为30mm，夹紧力为 8００N.工作台快进行程为100mm，快进速度为3.5m／ｍｉn，工进行程为20０mm，工进速度为8０～３0０m/miｎ，轴向工作负载为1200０N,快退速度为6ｍ/ｍin。
要求工作台运动平稳，夹紧力可调并保压.
1。
1金属切削机床的基本知识
金属切削机床是采用切削（或特种加工）的方法将金属毛胚加工成所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机械零件的机器,它是制造机器的机器,所以又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称为机床。
机床的“母机”属性决定了它在国民经济中的重要地位.在现代化的工业生产中,会大量使用各种机器、仪器、仪表和工具等技术设备，这些技术设备都是由机械制造部门提供的。
而在各类机械制造工厂中需要各种加工金属零件的设备，包括铸造的、锻压的、焊接的、热处理的和切削加工的设备。
由于机械零件的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面质量目前主要靠切削加工方法来达到，所以金属切削机床担任的工作量约占机械制造总工作量的4０%~6０％。
在一般机械制造工厂拥有的技术设备中，机床占有相当大的比重，约在５0%~６０％。
另一方面，机床的质量和技术水品直接影响机械产品的质量和劳动生产率。
因此，一个国家生产的机床质量、技术水平、品种和产量以及机床的拥有量是衡量国家整个工业水平的重要标准。
1.2 本课题研究的意义、目的及内容
液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。
其中的液体称为工作介质,一般为矿物油,它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。
在液压传动中,液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统,分析它的工作过程,可以清楚的了解液压传动的基本原理.ﻫ液压传动系统的组成:
液压系统主要由:
动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成.
１）动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能;是液压传动中的动力部分。
ﻫ2）执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。
其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。
3）控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等。
它们的作用是根据需要无级调节液动机 的速度,并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。
４）辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及油箱等，它们同样十分重要。
5）工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换
1.３国内外液压传动的发展概况
液压传动是根据l7世纪帕斯卡指出的液体静压力传递原理（即帕斯卡原理），而发展起来的一门新兴技术.１795年英国约瑟夫·布拉曼（JｏsｅpｈBｒａmaｎ，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年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。
第一次世界大战（1914—1918年）后液压传动广泛应用,特别是19２0年以后，进展更为迅速。
液压元件大约在l9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技术的逐步建立奠定了基础。
2０世纪初康斯坦丁·尼斯克（G。
ConｓtIｎtineｓcｏ）对能量波动传递所进行的理论及实际的研究;19lo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.1９30年曾出现过“液压万能”的想法，但f良快就便旗息鼓了。
第二次世界大战（１94l一１９4５年）期间，在美国机床中有３0％应用了液压传动.
应该指出，日本液压技术的发展较欧美等国家晚了近２0多年.在1955年前后，日本迅速发展液压技术，1９5６年成立了“液压工业会”。
近20—3０年间，日本液压技术发展之快，居世界领先地位。
我国液压技术在5０年代刚刚兴起，60年代有较大的发展.U76年制订了元件型诺，设计了部分基型，近十几年液压技术得到普遍应用，目前应用范围之广，已涉及到各个领域。
据专家金学俊介绍,液压技术发展趋向有以下十个方面：
ﻫ①减少能耗，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。
新型材料的使用，像陶瓷、聚合物等。
⑧纯水液压技术重新崛起.⑨信息网络的建设。
⑩重视特色产品，发展成套技术。
２ 设计过程
２.1 确定对液压系统的工作要求
根据加工要求，工件夹紧装置及滑台的快进—工进-快进—停止,工件循环拟定采用液压传动方式来实现，故决定选取油缸做执行机构。
考虑到进给系统传动功率不大,且要求低速稳定性好，以及滑台的速度调节，故拟定选用调速阀,单向阀组成的节流阀调速方式。
为了自动实现上述工作循环并保证滑台的行程在最大行程内（该行程并无过高的精度要求）拟定采用行程开关及电磁换向阀的控制顺序动作
2.2 拟定液压系统工作原理图
图2—1双面铣削组合机床液压原理图
表2。
1动作顺序表
1夹紧工件
按下启动按钮,5DT的得电，电磁阀左端接通，电磁阀7切换至左位，主油路的进油路：
过滤器4－泵２-—单向阀１5—电磁阀14左端-单项节流阀1２-液压缸左腔。
液压缸右腔回油-单项节流阀１3—电磁阀14左端—油箱。
液压推动火塞向右移动至5J
2滑台快速趋近铣削头
１ＤT，3DT，4DＴ，5DT得电，电磁阀６接通，在电磁阀6切换至左端主油路进油路：
过滤器４—泵2—电磁阀6左端—二位二通换向阀7—双杆活塞缸左腔。
液压缸右腔回油—二位二通换向阀11—电磁阀6左端—油箱。
液压缸移动至1J
3 滑台工进
1DT,4DＴ，5DT得电,电磁阀6左端接通;主油路进油路：
过滤器4-泵2-电磁阀6左端—调速阀8—双杆活塞缸左腔.液压缸右腔回油-二位二通换向阀11—电磁阀6左端—油箱.液压缸移动至２Ｊ
4 滑台快速离开铣削头
1DＴ,3DT，4DT，5DT得电，电磁阀6接通，在电磁阀６切换至左端主油路进油路:
过滤器4—泵２—电磁阀6左端—二位二通换向阀7—双杆活塞缸左腔。
液压缸右腔回油-二位二通换向阀11—电磁阀6左端—油箱。
5滑台停止夹松
6ＤT得电，电磁阀14右端通电,主油路的进油路：
过滤器4—泵2—单向阀15—电磁阀14右端—单向节流阀13—液压缸右腔.液压缸左腔回油-单向节流阀１2—电磁阀１4右端—油箱。
滑台松开工件
6夹紧工件
５DT的得电，电磁阀左端接通,电磁阀7切换至左位,主油路的进油路:
过滤器４—泵2--单向阀15—电磁阀1４左端-单项节流阀１2—液压缸左腔。
液压缸右腔回油—单项节流阀13-电磁阀14左端-油箱.液压推动火塞向右移动至5Ｊ
７ 滑台反向快进铣头
2ＤT，3DT，4ＤT,5DT得电，电磁阀6接通，在电磁阀6切换至右端主油路进油路:
过滤器4—泵２—电磁阀6右端—电磁换向阀7—双杆活塞缸右腔.液压缸左腔回油—二位二通换向阀7—三位四通电磁阀６右端—油箱。
液压缸移动至3J
８滑台反向工进
2DT,3DT,4ＤT，5DT得电,电磁阀6右端接通；主油路进油路:
过滤器４—泵2-电磁阀6右端—调速阀１1—双杆活塞缸右腔。
液压缸左腔回油—二位二通电磁阀7—三位四通电磁阀６右端-油箱液压缸移动至4J
9滑台反向快离铣头
2DT,3DT,４DT，5DT得电，电磁阀6接通,在电磁阀3切换至右端主油路进油路：
过滤器４-泵２—电磁阀6右端-二位二通电磁阀11—双杆活塞缸右腔。
液压缸左腔回油—二位二通电磁阀7—电磁阀6右端-油箱。
１0滑台停止夹松
６DT得电,电磁阀１4右端通电，主油路的进油路:
过滤器4—泵２—单向阀1５—电磁阀１4右端—单向节流阀１3—液压缸右腔。
液压缸左腔回油—单向节流阀12—电磁阀14右端-油箱。
滑台松开工件
11卸荷
1ＤＴ，２DT，５DT,6DT断电,阀６阀1４处于中立，泵２卸载
3计算和选择液压元件
３．1设计步骤
3．1．1铣刀选择
工件材料：
灰铸铁ＨBＳ=190，铣刀类型：
端面铣刀，刀具材料:
高速钢（不用切削液）
铣刀参数；查［1]p9-１05公式V=
（3-１）
查[1］表９。
4-8得
=2３
=０.2
=0。
1
=０。
４
=0．１
=0.1 m=0。
15
＝1。
0
查表［1] ９．４－1得：
=0。
1２mm/z
查[1]表9。
2—１1得：
铣刀直径:
铣刀直径:
D=250mｍ Z=26
=
=4.7mm代入公式（3－１）
Ｖ=
＝37.78m/min
3．1．2铣刀转速计算
查[2］p53n=
（3—2）
代入（３—2）计算：
n=
=
＝３0.０8r/min
3。
1.3铣削力计算
查[1］表P9－1０9公式得:
=
（３—3）
查[1］表9。
4—10
＝294
=１.０
=0．65
=0。
8３
=0
=0.８3
又
Z=26
=
=4。
7ｍm
＝０.12ｍm
=１.0 n=30.08r/min
代入公式（3—3）得：
＝
=467.61N
铣削力
与
的关系:
逆铣：
=1.0－1。
２ 顺铣:
=０.８—0.9
逆铣时,取
＝1．1；顺铣时，取
=0.8
=1.1
467.61＝５1４.37N
=0。
8
467。
61=374．０9N
铣削力
与
的关系：
逆铣
=0。
２-０.3顺铣
=0.7５—０．8０
逆铣时，取
=０。
２5 顺铣时,取
=0.775
＝0．25
4６7。
６1=116.90N
=０.775
46７．61=362.４０Ｎ
3．２滑台受力分析及其计算
a,滑台和夹具及工件的最大总和质量M=700（kg）
b,液压动力滑台为矩凹槽平导轨，静摩擦系数f１=0．２7;动摩擦系数f2=０.1８
ｃ， 运动过程速度切换的加、减速度时间t=0。
05（ｓ）。
滑台受力情况.见图3－１
图3－1滑台受力分析
系统功能设计:
（1）工况分析
摩擦力F
=
Mg=0．2７
700
9.8=18５2.2N
=
Mg=0.１8
700
9.8＝123４。
8Ｎ
工进，工退时所需推动
＝
（Mg-
）＝0。
18
（70０
9．8—11６.90）＝1213.7６（逆铣）
=
（Ｍg+
）＝0.１8
（700
9。
8+362．40）=1300。
0３（顺铣）
=M
=700
=95６．67N
V1=V2
=956．６７
=M
=７0０
=８１６。
67N
=８1６．6７N
工作台液压缸外负载计算结果见表3—1
表3—1液压缸负载
工况
计算公式及数据
液压缸负载（N）
启动
F=F
=１852。
２N
１８５2.2N
加速
Ｆ=
＋
=2051.4７Ｎ
205１.４7Ｎ
快进
ﻩF=
=12３４。
8
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