液压课程设计沈阳理工1.docVIP

一、设计依据： 一台专用铣床，铣头驱动电机的功率N=，铣刀直径 D=100mm，转速n=300rpm，工作台重量G1=4000N，工件及夹具重量G2=1500N，工作台行程L=400mm，（工进100mm）快退，快进速度为5m/min，工进速度为50～1000mm/min，其往返加速、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。 二、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 外负载 由设计依据我们可以知道，铣头驱动电机的功率P=7.5Kw,铣刀直径D=100mm,转速为n=300r/min,所以： Vc=3.14Dn/1000=3.14x100x300/1000=94.2m/min Fcmax=P/Vc=7500x60/94.2=4777N 其中表示最大切削力。 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： (N) 式中 P — 单位切削力（） f — 每转进给量（mm/r） — 背吃刀量（mm） 下面将进行具体参数的计算： 由公式 可得 （其中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=50—800mm/min，故我们取=300mm/min。 对于单位切削力P，由以下的常用金属材料的单位切削力表可得，我们选P=2000。 类别 材料 牌号 单位切削力P（） 钢 易切钢 Y40Mn 1700 结构钢 45 2000 40Cr 不锈钢 1Cr17Ni9 2500 铸铁 灰铸铁 HT200 1140 铸造 合金 铸造锡青铜 ZcuSn5Pb5Zn5 700 铸造铝合金 ZALSn7Mg 720 对于铣削背吃刀量,我们选用硬质合金铣刀，查铣工计算手册可得，取=1.5mm。 根据以上的公式 可得： 因为3000=4777N取的合适 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=(4000+1500)x0.2=1100N 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=(4000+1500)x0.1=550N 惯性负载 机床工作部件的总质量m=（G1+G2）/g=5500/9.8=561kg 惯性力Fm=m·a=561x5/(60x0.05)=467N 其中：a—执行元件加速度 m/s2 ut—执行元件末速度 m/s2 u0—执行元件初速度m/s2 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： 工况 油缸负载（N） 负载值（N） 启动 F=Ffj 1100 加速 F=Ffd+Fm 1017 快进 F=Ffd 550 工进 F=Ffd+Fc 3550 快退 F=Ffd 550 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下： 图 1 铣床液压缸负载图 三、初步确定油缸参数，绘制工况图 1、初选油缸的工作压力、 由上可以知道，铣床的最大负载F=3550N根据下表可得： 表 按负载选择液压执行元件的工作压力 载荷/（kN） 5 5—10 10—20 20—30 30—50 50 工作压力（Mpa） 0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 =5~7 选系统的工作压力P1=2Mpa。 由设计要求可知，导轨要求快进、快退的速度相等，故液压缸选用单活塞杆式的，快进时采用差动连接，且液压缸活塞杆直径d≈0.7D。快进和工进的速度换接用位通电磁阀来实现。铣床液压系统的功率不大，为使系统结构简单，工作可靠，决定采用定量泵供油。考虑到铣床可能受到负值负载，故采用a。 2、计算油缸尺寸 可根据油缸的结构及连接方式计算油缸的面积、油缸直径D及活塞杆直径d计算出后应按标准予以圆整，然后再计算油缸的面积： 此时由工进时的负载值按计算公式计算液压缸面积： 在将这些直径按照国标圆整成标准值得： D=0