液压卧式钻孔加工机械课程设计.docVIP

机电一体化课程设计 2009级 液压卧式钻孔加工 学生姓名 学 号 0407090431 系 别 工程与技术系 专业班级 机械设计制造及其自动化 指导教师 完成日期 2012-11-19 目 录 1. 设计任务 3 1) 设计任务及要求： 3 2) 设计内容及要求： 3 2. 总体方案的确定 5 1. 负载分析计算 5 1.1液压缸的外部负载计算 5 2. 确定液压系统主要参数，编制液压执行元件工况图 6 2.1 初选执行元件的设计压力 6 2.2 计算和确定液压缸的主要结构尺寸 6 2.3计算单个液压缸所需流量 8 2.4 编制液压缸的工况图 8 3.制定基本方案，拟定液压系统图 9 4. 元件选型与设计 9 4.1 液压泵的选择 9 4.2控制元件的选择 10 4.3液压辅件的计算与选择 11 5. 验算液压系统性能 11 5.1 验算系统压力损失 11 5.2液压泵工作压力的估算 11 5.3估算系统效率、发热和温升 11 6.控制系统硬件选型设计 12 7.控制系统软件设计 13 8.程序调试心得与建议 16 9.参考文献 16 设计任务 设计任务及要求： 如图1所示为箱体加上双面钻孔专用机床的结构示意图。 （一）专用机床的工作步骤如下： 按下启动按钮，夹紧装置将被加工工件夹紧（液压），夹紧后发出信号 左、右动力头快进（液压），并同时启动主轴（电机）。 到达工件附近，左右动力头快进转为工进加工。 左动力头部件快退、右动力头部件继续工进。 左动力头部件停止、右动力头部件快退。 左右动力头部件停止、工件松开。 以上步骤连续工作，实现半自动循环：在工件夹紧、动力头快进、动力头快退及电源接通均有信号指示。 设计内容及要求： 控制部分采用工控软件做接口界面，由PLC具体执行控制。 设计内容包括：液压系统设计与计算、控制系统硬件选型与程序软件设计与调试，编写设计计算说明书。 ?设计要求包括： 系统配置图1张（3号图纸）。 液压原理图（包括电磁阀动作顺序表）1张（3号图纸）。 控制系统接口图1张（3号图纸） 说明书1份（含plc程序清单及注释） 两侧钻孔切削负载：Fc(KN) 16 夹紧缸负载力：Fj(KN) 8 滑台移动质量：m(KN) 13 滑台快进快退v1(m/min) 4.2 滑台工进速度：v2(m/min) 0.02 往返加减速时间：△t(S) 0.3 快进行程：S1(m) 0.22 左动力头I工进行程：S2(m) 0.06 右动力头工进行程：S2(m) 0.09 夹紧缸行程： m 0.03 夹紧时间（s） 1.5 工作台导轨静摩擦系数fs 0.2 动摩擦系数fd 0.1 PLC类型 S7 表1参数 总体方案的确定 负载分析和运动分析统称为液压系统的工况分析，它是确定液压系统主要参数的基本依据。 负载分析计算 1.1液压缸的外部负载计算 1.1.1工作负载 1.1.2机械摩擦负载计算（选择水平安放的滑动平导轨） 静摩擦阻力 动摩擦系数， 动摩擦阻力 静摩擦系数 已知，，为工作负载在导轨上的垂直分力，工作负载，即垂直分力为零。 得,,。 1.1.3惯性负载 ， 重力加速度g=9.8，已知=0.2S,为运动部件在启动和制动过程中的速度的变化量=5/60，故得，，三种负载之和即为液压缸的外负载F。 液压缸在工作过程中，经历启动、加速、恒速和减速制动四种负载工况，各工况下的外负载计算公式为 启动阶段 加速阶段 恒速阶段 减速制动阶段 快进行程：0.15m 工进行程：0.05m 快退行程：0.25m 工况 外负载F/N 计算公式 结果 快进 启动 1960 加速 1397 恒速 980 工进 15980 快退 加速 1397 恒速 980 制动 563 动力滑台液压缸外负载计算结果（表1） 左动力液压缸行程与速度工况图（图1） 确定液压系统主要参数，编制液压执行元件工况图 液压系统的主要参数是压力和流量，它们是选择系统方案及选择液压元件的主要依据。压力决定于外负载；流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。 2.1 初选执行元件的设计压力 根据参考书，由负载最大值F=15980N,查表2-2，设计压力2.5