立式成型铣加工专用机床液压动力系统设计.doc

1、摘 要液压传动是通过流动液体的压力能来实现运动的。液压传动在各个领域都有着非常广泛的运动，尤其在工业生产中，而且，越高科技的设备，运用的液压部分就越多。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，掌握并深入了解已学知识，熟悉液压系统设计的步骤和方法，合理的选取执行机构并选用液压元件和液压基本回路，最终设计出满足要求的液压系统。关键词：铣加工、专用机床、液压站、 液压传动2AbstractHydraulic transmission is realized through the pressure of flowing liquid. Hydraulic transmission i

2、n various fields has a very wide range of sports, especially in industrial production, and, the more high-tech equipment, the more the use of hydraulic parts. This design is mainly will be applied to design of auxiliary materials according to the knowledge of their own master and in-depth understand

3、ing of knowledge, familiar with the procedures and methods of the hydraulic system design, reasonable selection of actuating mechanism and selection of hydraulic components and hydraulic basic circuit, final design satisfy the request of the hydraulic system.Key words: Milling; Special purpose machi

4、nes; Hydraulic pressure station; Hydraulic transmission目 录摘要IAbstractII目录III绪论10.1 课题研究背景10.2 国内外研究现状10.3 课题研究的主要内容1第1章 液压传动的发展概况及应用31.1 液压传动的发展概况31.2 液压传动的特点及应用3第2章 液压传动的工作原理及组成52.1 液压传动的工作原理52.2 液压系统的基本组成5第3章 液压系统的工况分析63.1 确定执行元件63.2 动力分析63.2.1 液压缸负载分析63.2.2 夹紧缸与定位负载分析83.3 运动分析83.4 绘制负载循环图和速度循环图9第

5、4章 确定主要技术参数104.1 初选液压缸工作压力104.2 确定液压缸主要尺寸104.2.1 进给液压缸的尺寸计算104.2.2 夹紧液压缸的尺寸计算124.2.3 定位液压缸的尺寸计算134.3 计算最大流量144.3.1 进给液压缸的流量计算144.3.2 夹紧液压缸的流量计算144.3.3 定位液压缸的流量计算154.4 绘制液压系统工况图15第5章 拟定液压系统原理图165.1 速度控制回路的选择165.2 换向和速度换接回路的选择165.3 油源的选择和能耗控制165.4 压力控制回路的选择175.5 拟定液压系统原理图17第6章 液压元件的选择186.1 液压泵和电动机规格的选

6、择186.1.1 泵的选择186.1.2 电动机的选择196.2 阀类元件和辅助元件的选择206.3 油管的选择206.4 油箱的设计22第7章 液压系统的性能验算237.1 管路系统压力损失验算237.2 液压系统的发热与温升验算25第8章 结论27参考文献28致谢29绪 论0.1 课题研究背景随着生产工艺的发展和科学技术的发展，人们对高功率、高效率、高精度、高响应的工业领域和技术领域的追求更大，液压控制系统的需求量正在逐步矿大，尤其在液压系统中使用越来越多的就是反馈控制，它将先进的液压技术与电子技术结合在了一起，这一技术无论在元件系统还是在理论运用上，都已经变得完善和成熟，并使液压系统在当

7、今机械设计中拥有着重要的位置。0.2 国内外研究现状近几年来，由于国外液压技术普遍应用了高新技术成果，使基础产品在品种、水平及扩展应用规模方面都有很大的提高和发展。目前我国的液压技术水平已经达到前列，并且科研体系也已经基本完善，尤其是近十几年以来，我国大力支持基础产品工业，使得生产水平相对提高，已经能够生产品种齐全的产品，而且也能为各个领域提供品种基本齐全的产品。并且在产品CAD和CAT方面取得了显著地成绩，其应用也非常的广泛。而且在海内成立了不少独资和合资企业，在提高我国技术水平的同时，也为客户提供了足以满足他们需求的高科技产品。尽管已取得了上述成果，但目前就国内的需求和国外的先进水平相比较

8、还有很大的差距，包含产品趋同化、构成不合理、性能较低、可靠性较差、创新和自我开发能力较弱以及自行设计水平较低。为了在目前的市场中能够站稳脚步，这对设计师是一个足够大的考验，通过此次设计，使我们在机械制图、液压设计与计算、工程软件的应用、英文翻译、独立工作能力等方面应获得作为一个工程师的初步训练，能达到培养专业目标的要求。0.3 课题研究的主要内容我本次毕业设计的题目为立式成型铣加工专用机床液压动力系统设计。该系统是根据工件的具体加工工况来实现工作的。机床的驱动由液压系统来完成，再和一些专用部件构成了专用机床。组合机床在现在工业生产过程中有着相当关键的作用，它是通过液压驱动力的大小来进行钻孔的。

9、本设计主要是依据各种文献材料灵活的设计，根据我在学校所学的知识以及深入学习书本知识，熟悉液压设计的流程以及一些计算过程，然后选取正确的执行元件以及其他液压元件，并且选取合理的液压基本回路，用以液压系统在实际生产中的基本要求。在设计过程中，最重要的是图纸的绘制，这不仅可以清晰的展示出设计的内容，而且可以看出所掌握的知识是否准确。 本设计在经过对专用机床技术要求的细心分析下，依据对其功能的一些需求后才进行的，主要在于介绍该系统的工作原理和它的系统的设计、选件及其组成部分，数据的计算和校核，保证系统具有良好的性能、稳定的工作。同时，也满足效率高、体积小、成本低、工作可靠、结构简单操作和维修方便等设计

10、原则。 第1章 液压传动的发展概况及应用第1章 液压传动的发展概况及应用1.1 液压传动的发展概况在十九世纪初，石油工业逐渐发展壮大，从而推动了近代液压技术的发展，然而战舰上的炮塔转位器是最早应用液压的，随后又出现了一些简单的通用机床，直到二十世纪三十年代末，液压传动技术才真正走向成熟。二战期间，由于战争的需要，出现了以电液伺服系统为基础的高科技液压产品，从而推动了液压技术的快速发展。到二十世纪五十年代，随着世界各国的经济逐渐恢复，自动化水平越来越高，从而导致液压技术运用到了民用工业上，在机械、航空等众多领域得到了广泛而深入的应用。二十世纪六十年代以来，核能、航天技术得到飞速发展，以至于液压技

11、术有了更广泛的应用，国民经济的各个方面有了空前的提高。1.2 液压传动的特点及应用液压技术是关于液体流动和液体压力规律的研究。现如今，随着工业的迅速发展，液压技术也得到了空前绝后的快速发展，涉及的领域几乎包涵了各个工业生产部门。特别是在机床行业中，液压传动可以实现无级调速，并在往复运动中实现频繁换向，所以其应用在不断扩大和改进。液压传动相比于机械传动有着机械传动无法比拟的优势，它是靠着液体传递动力，轻而易举的可实现非常大的力和力矩，并且传动的功率大，可无级调速，并且可使执行机构运动更加平稳，操作更简单。对操作者的要求也不高，还具有结构形式简单、维护保养方便以及元件使用寿命长等等的优点。通过与其

12、他的传动方式比较，液压传动有以下优缺点：（1）优点1）、功率密度大。2）、布局安置灵活方便。3）、调速范围大。4）、工作平稳、快速性好。5）、操作控制方便，易于实现过载保护。6）、便于实现自动化控制以及机电液一体化。7）、易于实现直线运动。8）、可简化设备结构，减少零件数目。9）、便于液压系统的设计制造、推广使用和维护。（2）缺点1）、不能保证定比传动。2）、传动效率偏低。3）、工作安全性容易受温度所影响。4）、造价及使用维护要求较高。5）、故障诊断排除困难。4 第2章 液压传动的工作原理及组成第2章 液压传动的工作原理及组成2.1 液压传动的工作原理液压传动是一种以液体（液压油）作为传递动力

13、和运动的工作介质，经过两次能量转换，先把机械能转化为液体压力能，然后把液压能转化为机械能对外做功，通过密封容积内容积的变化来传递能量的。首先电动机带动液压泵旋转，从油箱中吸油，液压油通过滤油器进入液压泵，随后油液通过泵输出进入压力管中，经过开停阀、节流阀、换向阀等元件流进液压缸左腔，从而推动活塞右移。此时，液压缸右腔的液压油通过换向阀和回油管流回油箱。若是换向阀换向，则压力管中的液压油将通过开停阀、节流阀和换向阀等元件流进液压缸右腔，从而推动活塞左移，并使液压缸左腔的液压油通过换向阀和回油管流回油箱。2.2 液压系统的基本组成在拥有液压传动的机械装置中，其液压系统多数都选用的是液压油等作为工作

14、介质的。通过液压泵将机械能转化为液体压力能，然后经过各种控制阀将液压油送至执行元件中，最终转化为机械能来驱动。一般液压系统由五个部分组成，分别为动力装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置以及工作介质。5 第3章 液压系统的工况分析第3章 液压系统的工况分析3.1 确定执行元件根据设计要求，所设计的专用机床工作循环是：工件上位-夹具定位夹紧-工作头垂直快进-成型铣刀进给加工-工作台快退-夹具松开-手工卸料。定位缸推力1000N，行程50mm；夹紧缸夹紧力5000N，行程60mm；定位、夹紧运动时间都约为1s。铣削加工进给缸负载4000N，运动部件总重量约5500N，快进、快退速度为5m/min，工进速度0.030m/min。快进、工进、快退行程分别为300mm、10mm、310mm。启动和制动时间都为0.5s。滑台均采用平导轨，动、静摩擦系数分别为0.1和0.2。根据要求可知，夹紧缸只需实现简单的夹紧和松夹作用。而定位缸同理也只需实现简单的定位作用，两缸并无其他特殊的要求。据文献5表21-2-9知一般用于工件夹紧或定位的液压缸为活塞缸或者是柱塞缸，这里选择为活塞缸。而又因该缸只需在缸一端作用，故选定夹紧缸的类型为单出杆活塞缸。而进给液压缸需要实现的工艺运动循环为：“快进工进快退