双头车床液压系统设计详解.doc

双头车床液压系统设计详解双头车床液压系统设计目录纲要1．设计任务2．液压回路的工况剖析3．制定液压系统原理图4．计算和选择液压件5.液压系统的PLC控制程序6. 参照文件纲要本文是对于双头车床液压系统设计过程的论述主要包含系统方案确实定、控制系统的设计几个方面的内容双头车床加工时，因为零件较长，拟采纳零件固定，刀具旋转和进给的加工方式，其加工动作循环方式是：快进→工进→快退→停止，同时要求各个车削头能独自调整不言而喻，采纳双头车床能使原需多道工序的产品能一次切削达成，使工序简化，生产效益大大提升且这类设计所产生的产品对成平均，精度高对于双头车床的动力履行部分，本设计采纳液压伺服机构液压伺服机构较其余机构有传动安稳、噪音小、驱动力大等长处，同时也存在漏油、爬行、体积大等弊端为了尽量防止液压系统的上述弊端，系统设计时用集成块来取代管路，在液压系统采纳液压阀集成配置，能够明显减少管路联接和接头，降低系统的复杂性，加强现场增添和改正回路的柔性，拥有构造紧凑、安装保护方便、泄露少、振动小、利于实现典型液压系统的集成化和标准化等长处重点字：差动连结背压调速电磁换向阀快进快退双头专用车床液压系统设计（1）某厂欲自行设计制造一台专用车床，用于压缩机连杆两头长轴颈的车削加工。

依据加工工件尺寸较长的特色，拟采纳的加工工艺方案为：工件固定，刀具旋转并进给车床主要由床身[布有互相平行的V形导轨和平导轨各一条(见图2-1)]和左右两个车削动力头构成，其整体布局如图2-2所示工件装夹于床身中部两个独立的动力头，经过机械传动带动主轴及刀具旋转实现车床的主运动；进给运动要求采纳液压缸实现，即在床身上安装两个液压缸，使其活塞杆与各动力头下部相连，通过液压缸来去运动驱动动力头实现车床的进给运动车床加工工件时，车削动力头的进给工作循环为：快进→工进→快退→停止已知：挪动零件重约是G＝12kN；15kN；20kN；各车削动力头的最大切削进给抗力(轴向力)估值为＝12kN，15kN主切削力(切向力)＝30kN；35kN要求动力头的迅速进、退速度相等，=，工进速度无级调整范围为=.导轨的静、动摩擦因数分别为=0.2;=0.12) 配置履行元件依据车床的整体布局及技术要求，选择缸筒固定的单杆活塞缸作为驱动车削动力头实现进给运动的液压履行元件3) 工况剖析因为动力头的迅速进退及工作进给阶段的速度已给定，不用进行运动剖析故仅对液压缸作动力分析，即经过剖析计算，确立液压缸总的最大外负载液压缸的受力简图如图2-3所示。

图2-1车床整体布局表示图图2-3车床液压缸受力剖析计算简图1，8一车削动力头；2，7一主轴；3，6一连杆轴颈；4一夹具；5一工件(连杆)；9一导轨；10一床身图2-2车床导轨受力剖析简图1．设计任务（ 1）制定液压系统原理图；（介绍软件CAXA2011，AUTOCAD机械工程师2010）；（ 2）运用FLUIDSIM对液压回路进行仿真；（ 3）选择液压系统的元件和辅件；（ 4）验算液压系统性能；（ 5）设计液压阀块和阀组；（ 6）绘制以下图纸：(建议用UG/PROE/SOLIDWORKS达成)液压系统原理图A41张液压站总装图A31张液压阀组图A41张（ 7）编写液压系统的PLC控制程序并达成接线图 8）编写设计说明书2．液压回路的工况剖析导轨受力剖析：求导轨的摩擦阻力：工进时有图可得：(1535)3(1535)30.1GFzGFz100.110d22sin902d2sinaFfd1=226035N图2-2车床导轨受力剖析简图加快恒速时的动摩擦阻力：GGd1531530.1Ffd2100.110d2a1810N222sin90sin22空载进退启动时有静摩擦力：Gs33FfsGs15100.215100.222sina22sin9022=3621N3惯性力：FiGv15100.02153Ngt9.810.2车削动力头的切削抗力Fe12kN密封摩擦阻力：静密封摩擦阻力：Fmscm)Fe3(1(10.90)12101200NF30％F360N动密封摩擦阻力：mdms外负载计算结果工况外负载F/N工况外负载计算公式计算公式结果启动FFfsFms4821N启动FF快进加快FFfd2FiFmd2323N快退加快FF结果fsFms4821Nfd2FiFmd2323N恒速FFfd2Fmd2170N工进FFeFfd1Fmd18395N恒速FFfd2Fmd2170N由上图可知其最大值为Fmax18395N表2.2按负载选择工作压力负载/KN<55~1010~2020~3030~50>50工作压力<0.8~1.5~22.5~33~44~5≥5/MPa1表2.3各样机械常用的系统工作压力机床农业机械液压机磨床组合机龙门刨拉小型工程机大中型发掘机械种类床床床械机建筑机械重型机械液压凿岩机起重运输机械工作压力0.8~3~52~88~110~1820~32/MPa20由表2.2及表2.3，预设液压缸的设计压力p13Mpa基于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可采纳单活塞杆式差动液压缸（A12A2），快进时液压缸差动连结。

工进时为防备孔钻通时负载忽然消逝发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，背压为p20.3MPa表2.4履行元件背压力系统种类背压力/MPa简单系统或轻载节流调速系统0.2~0.5回油路带调速阀的系统0.4~0.6回油路设置有背压阀的系统0.5~1.5用补油泵的闭式回路0.8~1.5回油路较复杂的工程机械1.2~3回油路较短且直接回油可忽视不计p1A1p2A2F由式：cm得：A1F4271.7110mcm(p1p2)2则活塞直径：D4A196mm表2.5按工作压力选用d/D工作压力/MPa≤5.05.0~7.0≥7.0d/D0.5~0.550.62~0.700.7表2.6按速比要求确立d/D2/1.151.251.331.461.6111d/D0.30.40.50.550.620.71注：v1—无杆腔进油时活塞运动速度；V v2—有杆腔进油时活塞运动速度参照表2.5及表2.6，计算液压缸主要构造尺寸为了知足动力头迅速进退速度相等的要求并减小液压泵的流量，将缸的无杆腔作为主公作腔，并在快进时差动连结，则液压缸无杆腔与有杆腔的有效面积A1与A2应知足A12A2,即活塞杆直径d和液压缸内径D间应知足d=0.71D。

圆整后取标准数值得D=100mm，d=70mm由此求得液压缸两腔的实质有效面积为：2D42A147810mA222424(Dd)4010m42AA1A23810m液压缸实质工作压力为：Fp2A2cmP1A12.62Mpa实质选用工作压力为2.62Mpa，它是系统的最高压力因为左右两个切削头工作时需做低速进给运动，在确立油缸活塞面积A1以后，还一定按最低进给速度验算油缸尺寸即应保证油缸有效工作面积A1为：A1qminvmin式中qmin——流量阀最小稳固流量，在此取流量阀最小稳固流量为50ml/minvmin——活塞最低进。