专用铣床液压系统设计课程设计论文.doc
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1、攀枝花学院本科课程设计(论文) 专用铣床液压系统设计学生姓名: * 学生学号: * 院(系): 机械工程学院 年级专业: 09机制 1 班 指导教师: * 二0一二 年 六 月 攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目专用铣床液压系统设计1、课程设计的目的液压系统的设计和计算是机床设计的一部分。要求学生在完成液压传动课程学习的基础上,运用所学液压基本知识,根据液压元件、各种液压回路的基本原理,独立完成液压回路设计任务。使学生在完成液压回路设计的过程中,强化对液压元器件性能的掌握,理解不同回路在系统中的各自作用。能够对学生起到加深液压传动理论的掌握和强化实际运用能力的锻炼2、课程设
2、计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)设计一台专用铣床,铣头驱动电机的功率为6.96千瓦,铣刀直径为120mm,转速350转/分,如工作台质量为363公斤,工件和夹具的质量为124公斤,工作台的行程为426mm,工进行程为185mm,快进快退速度为3.5米/分,工进速度为601000毫米/分,其往复运动的加速(减速)时间为0.05秒,工作台用平导轨静摩擦系数,动摩擦系数,试设计该机床的液压系统。3、主要参考文献1 王积伟,章宏甲,黄谊.主编. 液压传动. 机械工业出版社.2006.122 成大先. 主编.机械设计手册单行本机械传动. 化学工业出版社2004.13 张利平液压传动系
3、统及设计 M北京:化学工业出版社,20054 路甬祥主编.液压气动技术手册.北京.机械工业出版社.20025 雷天觉主编.液压工程手册.北京.机械工业出版社.19904、课程设计工作进度计划1.明确机床对液压系统的要求,进行工作过程分析2学时 2. 初步确定液压系统的参数,进行工况分析和负载图的编制 12学时 3. 确定液压系统方案,拟订液压系统图 8学时4. 确定液压制造元件的类型并选择相应的液压元件,确定辅助装置 8学时 5. 液压系统的性能验算 2学时 6. 液压油箱的结构设计,制图及编制技术文件 8学时指导教师(签字)日期年 月 日教研室意见:年 月 日学生(签字):接受任务时间: 2
4、012 年 6 月 6 日注:任务书由指导教师填写。课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律,工作刻苦努力,具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务,工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题,能正确处理实验数据,能对课题进行理论分析,得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研;能提出并较好地论述课题的实施方案;有收集、加工各种信息及获取新知
5、识的能力。06设计(实验)能力,方案的设计能力5能正确设计实验方案,独立进行装置安装、调试、操作等实验工作,数据正确、可靠;研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力;能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力(综合分析能力、技术经济分析能力)10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图(或图纸)质量、篇幅、设计(论文)规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求;规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书(论文)质量30综述简练完整,有见解;立论正确,论述充分,结论严谨合理;实验正确,分析处理科学。1
6、1创新10对前人工作有改进或突破,或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名: 年月日 摘 要本次设计的是专用铣床的液压设计,专用铣床是根据工件加工需要,以液压传动为基础,配以少量专用部件组成的一种机床。在生产中液压专用铣床有着较大实用性,可以以液压传动的大小产生不同性质的铣床。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,巩固和深化已学知识,掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法,正确合理的确定执行机构,选用标准液压元件,能熟练的运用液压基本回路,组成满足基本性能要求的液压系统。在设计过程中最主要的是图纸的绘制,这不仅可以清楚的将所设计的内容完整的显示出来,还能看出所学知识是否已完全
7、掌握了。 整个设计过程主要分成六个部分:参数的选择、方案的制定、图卡的编制、专用铣床的设计、液压系统的设计以及最后有关的验算。主体部分基本在图的编制和液压系统的设计两部分中完成的。关键词:专用铣床,液压传动,回路设计.ABSTRACTThe design is hydraulic special milling machine, hydraulic design special milling machine is based on needs of work, based on hydraulic transmission, match with a few special parts of
8、 a machine tool. During production has great practical hydraulic special milling machine, can with hydraulic drive size produces different nature of the milling machine. This design is mainly with my own knowledge will be applied to design of auxiliary materials, strengthening and deepening prior kn
9、owledge of hydraulic system design calculation, the general procedure and method to determine the correct method of actuator, choose standard hydraulic components, can skilled using hydraulic basic circuit, composition satisfy basic performance requirements of the hydraulic system. In the design pro
10、cess of the main is drawing, which not only can clearly drawn designed by the completeness of the contents will show out, still can see whether the knowledge already complete mastery. The whole design process mainly divided into six parts: parameter selection, plan formulation, the figure card plann
11、ing, special milling machine design, hydraulic system design and final relevant calculating. Theme part includes graph preparation and hydraulic system design Key words: Special milling machine, hydraulic transmission, loop design.目 录摘 要IABSTRACTII1 设计题目11.1设计题目12 工况分析22.1负载分析22.2运动分析33 确定液压缸的参数53.1
12、初选液压缸的工作压力53.2确定液压缸的尺寸53.3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值63.3.1 快进阶段63.3.2 工进阶段63.3.3 快退阶段73.3.4绘制液压缸工况图84 液压系统图的拟定114.1 制定液压回路方案114.1.1.油源型式及压力控制124.1.2.调速回路124.1.3.换向回路与快速运动回路及连接方式124.1.4.辅助回路124.2 拟定液压系统图135 液压元件的选择165.1 液压泵及驱动电机的选择165.1.1.液压泵的最高工作压力计算165.1 .2 液压泵的流量计算165.1.3.确定液压泵的规格165.1.4 确定液压泵驱动功率及电
13、机的规格、型号175.2 阀类元件及辅助元件的选择175.3油管的选择185.4 油箱的计算195.5 吸油管和过滤器之间管接头的选择195.6 堵塞的选取195.7 空气过滤器的选取206 液压系统性能的验算216.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值216.1.1 快进216.1.2 工进226.1.3 快退236.2 油液温升验算247 油箱的设计257.1 壁厚、箱顶及箱顶元件的设计257.2 箱壁、清洗孔、吊耳、液位计的设计257.3 箱底、放油塞及支架的设计257.4 油箱内隔板及除气网的设置267.5油箱的装配图的绘制27参 考 文 献28总 结29致 谢31附 录331 设
14、计题目1.1设计题目设计一台专用铣床,铣头驱动电机的功率为6.96千瓦,铣刀直径为120mm,转速350转/分,如工作台质量为363公斤,工件和夹具的质量为124公斤,工作台的行程为426mm,工进行程为185mm,快进快退速度为3.5米/分,工进速度为601000毫米/分,其往复运动的加速(减速)时间为0.05秒,工作台用平导轨静摩擦系数,动摩擦系数,试设计该机床的液压系统。设计参数铣头驱动电机的功率(Kw): P=6.96铣刀直径(mm): D=120工作台质量(Kg): m=363工件和夹具的质量(Kg): m=124工作台快进、快退速度(m/min): v= 3.5工进速度 (mm/m
15、in) v= 601000工作台液压缸快进行程(mm): L1=241工作台液压缸工进行程(mm): L2=185工作台导轨面静摩擦系数: 工作台导轨面动摩擦系数: 往复运动的加速(减速)时间(t): Dt=0.52 工况分析2.1负载分析铣床工作台液压缸快进阶段,启动时的外负载是导轨静摩擦阻力,加速时的负载是导轨动摩擦阻力和惯性力,恒速时是动摩擦阻力,在快退阶段的外负载是动摩擦阻力,铣床工作台液压缸在工进阶段的外负载是工作负载,即刀具铣削力及动摩擦阻力。根据给定条件,先计算工作台运动中惯性力,工作台与导轨的动摩擦阻力和静摩擦阻力 (2-1) (N) (2-2)(N) (2-3)其中,(N)(
16、N)(N)由铣头的驱动电机功率可以求得铣削工作负载: (2-4)其中所以,(N)同时考虑到液压缸密封装置的摩擦阻力(取液压缸的机械效率),工作台的液压缸在各工况阶段的负载值列于表2-1中,负载循环图如图2-1所示。表2-1 铣床工作台液压缸外负载和推力计算结果工况负载计算公式液压缸负载F(N)液压缸推力(N)起动9741082加速11931326快进487541工进36534059反向起动9741082反向加速11931326快退487541 图2-1液压缸负载循环图2.2运动分析根据给定条件,快进、快退速度为0.0725m/s,其行程分别为241mm和426mm,工进速度为601000m/s
17、(即0.0010.0167m/s),工进行程185mm,绘出速度循环图如图2-2所示 图2-2 液压缸速度循环图3 确定液压缸的参数3.1初选液压缸的工作压力专用铣床归属于半精加工机床,根据液压缸推力为4070N(表2-1),,初选液压缸的设计压力为Pa.3.2确定液压缸的尺寸 由于铣床工作台快进和快退速度相同,因此选用单杆活塞式液压缸,并使,快进时采用差动连接,因管路中有压力损失,快进时回油路压力损失取Pa,快退时回油路压力损失亦取Pa。工进时,为使运动平稳,在液压缸回路油路上须加背压阀,背压力值一般为Pa,选取背压Pa。确定液压缸尺寸取液压缸无杆腔作工作腔列液压缸力的平衡方程:专用铣床液压
18、缸力的平衡图根据,可求出液压缸大腔面积为 (3-1) (3-2)根据GB2348-80圆整成就近的标准值,得D=50mm,液压缸活塞杆直径,根据GB2348-80就近圆整成标准值d=36mm,于是液压缸实际有效工作面积为 (3-3) (3-4) 3.3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值3.3.1 快进阶段1、启动阶段 (3-5) (3-6)故2、加速阶段 (3-7) (3-8) 3、恒速阶段 又因为 (3-9) 故输入功率为:3.3.2 工进阶段 (3-10) 因为: (3-11) 或:故输入功率为: 或:3.3.3 快退阶段1、启动阶段 故2、加速阶段 3、恒速阶段 又因为 (
19、3-12) 故输入功率为:根据上述计算各参数值列入表3-1所示。表3-1 液压缸在不同阶段的压力、流量和功率值工况推力F/N回油腔压力进油腔压力P1MPa输入流量qL/min输入功率P/kw计算公式快进起动108201.082加速13261.826恒速5411.0414.350.075工进40590.62.3300.122.00.00470.0777快退起动108201.082加速13260.32.326恒速5411.5414.350.1123.3.4绘制液压缸工况图根据表3-1计算结果,分别绘制p-L、Q-L和P-L图,如图3-1所示p-L图Q-L图P-L图4 液压系统图的拟定4.1 制定液
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