目录
1. 课程设计任务及设计要求………………………………………………1
2. 本液压系统的工况分析、理论计算与液压系统原理图的确定………2 3. 液压缸的设计与计算................................................................................4 4. 本系统中液压元件和附件的参数计算与产品选取……………………7
5. 本次课程设计总结……………………………………………………….14
1设计要求
设计一台钻镗专用机床，要求孔的加工进度为TI6级。要求该机床液压系统要完成的工作循环是：工件定位、夹紧→动力头快进→工进→→终点停留→动力头快退→工件松开、拔销。该机床运动部件的重量为30000N, 快进、快退速度为6m/min，工进的速度为20图像型火焰探测器
～120 mm/min可无级调速，工作台的最大行为400mm，其中工进的总行程为150mm，工进时的最大轴向切削力为20000N，工作台的导轨采用平导轨支撑方式；夹紧缸和拔销缸的行程都为25mm， 夹紧力在12000N－8000N之间可调，夹紧时间不大于1秒钟。
2序言
作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。
组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床兼有低成本和高效率的优
点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。
液压系统在组合机床上主要是用于实现工作台的直线运动和回转运动，动力滑台要完成的动作循环通常包括：原位停止快进工进死挡铁停留快退原位停止。
3设计步骤
系统原理图
3.1工况分析
首先根据已知条件，绘制运动部件的速度循环图，如图3.1所示。然后计算个阶段的外负载并绘制负载图。
液压工所受外负载F包括三种类型，即
(3-1)
式中 rs232 ttl——屋顶融雪装置工作负载，对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，在本设计中；
——运动部件速度变化时的惯性负载；
——导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，对于平导轨可由下式求得
——运动部件重力；
——垂直于导轨的工作负载，本设计中为零；
——导轨摩擦系数，在本设计中去静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1则求得
静摩擦阻力 Ffj = fj×N==0.2x30000=6000N (3-2)
动摩擦阻力 Ffd= fd×N==0.1x30000=3000N (3-3)
(3-4)
式中 ——重力加速度
——加速或减速时间，一般；
——时间内的速度变化量，一般取0.01-0.5s。
在本设计中
(3-5)
根据上述计算结果，列出个工作阶段所受的外负载（见表3.1），并画出如图3.2所示的负载循环图。
表3.1 工作循环各阶段的外负载
工作循环 | 外负载 | 工作循环 | 外负载 |
启动、加速 | | 9061 | 工进 | | 23000 |
快进 | | 3000 | 快退 | | 3000 |
| | | | | |
图1.1速度循环图 图2.2负载循环图
3.2拟定液压系统
3.2.1确定供油方式
考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进、快退时负载较小，速度较高。从节省能量、减少放热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。
3.2.2调速方式的选择
在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据铣削类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求的特点，决定采用限压式变量泵和和调速阀组成的容积节流调速。这种调速回路具有效率高、发热小和速度刚性好的特点，并且调速阀装在回路上，具有承受负切削力的能力。
3.2.3速度换接方式的选择
本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，他的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。
3.2.4夹紧回路的选择
用二位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应采用失电夹紧方式。考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬时下降时仍能保持夹紧力，所以介入节流阀调速和单向阀保压。在该回路中还装有减压阀，用来调节夹紧力的大小和保
持夹紧力的稳定。
3.3液压系统的计算
3.3.1工作压力p的确定
工作压力p可以根据负载大小及机器的类型来初步确定，本液压缸的工作压力设为4MPa。
3.3.2计算液压缸内径D和活塞杆直接无压锅炉d
(3-6)
式中——工作循环中最大的外负载。由负载图知最大负载为22500N。
——液压缸工作压力
——按表2可取为0.5MPa,为0.95。
——液压缸内径与活塞杆直径的关系。考虑到快进、快退速度相等，取为0.7。
——液压缸的机械效率，一般取。在本设计中取。
在本设计中，
(3-7)
根据液压缸内径尺寸系列，将液压缸内径圆整为标准系列直径D=100mm；活塞杆直径d按求得d=70mm。
按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度
(3-8)
式中 是由产品样本查的GE系列调速阀AQF30-E10B的最小稳定流量为。
调速阀是安装在回油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应选取液压缸有杆腔的实际面积，即
(3-9)
可见上述不等式能满足，液压缸能达到所需低速。
3.3.3计算在各个工作阶段液压缸所需的流量
(3-10)
(3-11)
(3-13)
(3-13)
3.3.4液压缸壁厚和外径的计算
液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。工程机械的液压缸，一般是用无缝钢管材料，
大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算
(3-14)
式中 ——液压缸壁厚(m)；
——液压缸内径(m)；
——试验压力，取最大工作压力的1.5倍（MPa）；
——缸筒材料的许用应力。无缝钢管。
(3-15)
液压缸壁厚算出后，可求出缸体的外径
(3-16)
按照工程机械标准液压缸外径尺寸系列[3]，所以取外径为116mm
3.3.5液压缸工作行程的确定
液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程确定，参照液压缸活塞行程参数系列选用工作行程为400mm。
3.3.6缸盖厚度的确定
一般液压缸多为平底缸盖
有孔时 (3-17)
无孔时 (3-18)
式中 t——缸盖有效厚度(m)；
——缸盖止口内径(m)；
——缸盖孔的直径(m)。
在本设计中有孔时
(3-19)
无孔时
(3-20)
3.3.7最小导向长度的确定
(3-21)
活塞宽度B取
(3-22)
缸盖滑动支承面的长度
(3-23)水位显示器
隔套的长度
(3-24)
滚动鼠标3.3.8缸体长度的确定
液压缸刚体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两短端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的20~30倍。
因此取缸体长度=448mm。
3.4液压缸的结构设计
3.4.1缸体与缸盖的连接形式
缸体端部与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。主要连接形式有法兰连接、螺纹连接、半环连接。
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