换向阀阀芯加工液压系统.doc.docx

液压系统课程设计换向阀阀芯专用加工设备液压系统设计学 院机械工程学院专　　业机械设计制造及其自动化学生姓名顾正杰学 号指导教师王蕾完成日期2015年12月目 录一、设计任务书二、工况分析三、拟定液压系统原理图四、液压缸的计算及选择五、压力和流量计算六、液压阀的计算及选择七、辅助元件的计算及选择八、液压泵及电动机的计算及选择九、元件明细表十、参考资料目录及附表十一、集成块设计说明1、 设计任务书1.设计题目： 换向阀阀芯专用加工设备液压系统设计 二、工况分析1.运动分析1）尾架顶紧（工进） 2）横刀架快进3）纵刀架工进 4）横刀架快退5）纵刀架快退 6）后刀架快进7）后刀架工进 8）后刀架快退9）尾架松开（快退） 10）停止，泵卸荷2.负载分析刀架自重G<400牛顿，导轨摩擦力和惯性力忽略不计3.主要参数 （一）车外圆：切削力 Px=2500牛顿 Py=2000牛顿 走刀量 s=0.15毫米/转 转速n= 500转/分 （二）切 槽：切削力 Px=0 Py=5000牛顿 走刀量s =0.1毫米/转 转速n=250转/分 （三）尾架：顶紧力 P=2200牛顿，顶紧速度不宜太快。

三、拟定液压系统原理图1.确定供油方式 考虑到机床在工作时整体负载较轻，速度较低从节省能量、减少发热考虑泵源现采用限压式变量叶片泵2.调速方式的选择 本系统功率小、负载变化不大、工进速度低且要求稳定，故选用调速阀节流调速为获得更低的稳定速度并防止前冲现象，本系统采用进油节流调速在回油路上加背压阀的调速方案3.速度换接方式的选择 本系统采用电磁换向阀来控制速度的改变4.夹紧回路的选择采用电磁阀来控制夹紧、松开换向动作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，所以接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5.合成液压系统最后把所有回路组合起来，即下图所示的液压系统原理图分析工况可知，推出时承受工作载荷、退回时为载荷较小的液压装置，故尾架缸，横刀架缸，纵刀架缸，后刀架缸都选用单活塞液压缸四、液压缸的计算及选择1.计算各液压缸内径及活塞直径 a．尾架油缸的设计计算 1）由顶紧力F=2200N，选用尾架油缸工作压力P=3.0MPa. 中低压系统中，回油路带背压阀，背压范围为0.5~1.5MPa，估此处取1MPa。

2）活塞直径D D=√（4F/πP）=1.13*√（2200/）=30mm 参照直径系列圆整 取D=32mm 3）活塞杆直径d 一般d=（0.5~0.55）D 取d=18mm 4）活塞厚度H H=20~30mm 取H=25mm 5）油缸总长L L=q+H+2δ+Δ 其中：q为夹紧行程，取q=100mm δ为端盖凸肩长度，取δ=10mm Δ为间隙，取Δ=10mm ∴L=100+25+10+10=155mm 6）油缸壁厚 取δ=10mm δ/D=10/30=0.33 油缸壁厚的校核δ≥D2(σ+0.4pmaxσ-1.3pmax-1)=0.15*(100+0.4*4.5100-1.3*4.5-1)≈10mm符合 7）油封 取O型 8）验算 液压缸支撑长度Ls≥（10~15）d时须考虑活塞杆弯曲稳定性并进行验算。

液压缸支撑长度Ls是指活塞杆全部外伸时，液压缸支撑点与活塞杆前段连接处之间的距离；d为活塞杆直径 现Ls≤10d,故不需要验算b．横刀架油缸的设计计算 1）由切削力Py=2000N，选用油缸工作压力P=3.0MPa 中低压系统中，回油路带背压阀，背压范围为0.5~1.5MPa，估此处取1MPa 2）缸径D D=1.13（Py/P）0.5=1.13(2000/)0.5=29mm 参照直径系列圆整 取D=32mm 3）活塞杆直径 一般d=（0.5~0.55）D 取d=16mm 4）油缸工作行程的确定 根据液压缸活塞行程参数系列（GB2349-80） 取L=25mm 5）油缸壁厚 取δ=10mm δ/D=10/30=0.33 油缸壁厚的校核δ≥D2(σ+0.4pmaxσ-1.3pmax-1)=0.15*(100+0.4*4.5100-1.3*4.5-1)≈10mm符合 6）最小导向长度H H≥L/20+D/2=25/20+32/2=17.25mm 取H=25mm 7）活塞宽度B B=0.6D=0.6*32=19.2mm 取20mm 8）缸盖滑动支撑面长度l l=0.6D=19.2mm 取20mm 9）缸体长度的确定 内部长度l1=L+B=25+20=45mm 外部长度l2=L+B+δ+l=25+20+15+20=80mm 10）验算 液压缸支撑长度Ls≥（10~15）d时须考虑活塞杆弯曲稳定性并进行验算。

液压缸支撑长度Ls是指活塞杆全部外伸时，液压缸支撑点与活塞杆前段连接处之间的距离；d为活塞杆直径 现Ls≤10d,故不需要验算 c. 纵刀架油缸的设计计算 1）由切削力px=2500N，选用油缸工作压力p=3.0MPa 中低压系统中，回油路带背压阀，背压范围为0.5~1.5MPa，估此处取1MPa 2）油缸直径D D=1.13（Px/P）0.5=1.13(2500/)0.5=32.6mm 参照直径系列圆整 取D=32mm 3）活塞杆直径d 一般d=（0.5~0.55）D 取d=16mm 4）活塞宽度B B=0.6D=0.6*32=19.2mm取20mm 5）油缸工作行程确定 根据加工阀芯零件的总长，取L=100mm 6）油缸壁厚 取δ=10mm δ/D=10/30=0.33 油缸壁厚的校核δ≥D2(σ+0.4pmaxσ-1.3pmax-1)=0.15*(100+0.4*4.5100-1.3*4.5-1)≈10mm符合 7）缸体长度的确定 L=l+B+2δ+z=100+20+2*15+10=160mm 8）验算 无杆腔有效面积A1=πD2/4=π*322/4=804.25mm2 有杆腔有效面积A2=A1-A=804.25-π*162/4=603.19mm2 s=0.15mm/r n=500r/min v=ns=0.15*500=75mm/min 液压缸支撑长度Ls≥（10~15）d时须考虑活塞杆弯曲稳定性并进行验算。

液压缸支撑长度Ls是指活塞杆全部外伸时，液压缸支撑点与活塞杆前段连接处之间的距离；d为活塞杆直径 现Ls≤10d,故不需要验算 9）螺钉 取6个M6的螺钉对称分布在端盖上 d．后刀架油缸的设计计算 1）由切槽切削力py=5000N，选用油缸工作压力p=3MPa 中低压系统中，回油路带背压阀，背压范围为0.5~1.5MPa，估此处取1MPa 2）缸径D D=1.13（Py/P）0.5=1.13(5000/)0.5=46mm 取D=50mm 3）活塞杆直径d 一般d=（0.5~0.55）D 取d=25mm 4）油缸工作行程的确定 根据液压缸活塞行程参数系列（GB2349-80） 取L=25mm 5）活塞宽度B B=0.6D=0.6*50=30mm 取B=30mm 6）缸体长度的确定 L缸=L+B+2δ+z=25+30+15*2+10=95mm 取L缸=100mm 7）壁厚δ 取δ=10mm δ/D=10/30=0.33 油缸壁厚的校核δ≥D2(σ+0.4pmaxσ-1.3pmax-1)=0.15*(100+0.4*4.5100-1.3*4.5-1)≈10mm符合 8）验算。