数控机床液压装置课程设计

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1、数控机床液压装置课程设计1目的培养学生综合运用已修课程所学的理论知识，结合教学掌握一定的设计技能，并通过实际设计训练巩固和提高所学的理论知识。通过实际设计训练，使学生掌握设计的一般方法和步骤，树立正确的设计思想，建立工程概念，培养学生独立思考与集思广益的团结合作方式。为后续从事技术工作与进一步学生奠定基础。通过设计计算，培养学生运用设计资料、手册与国家技术标准、规范的能力，进行一次全面的机械设计基本技能训练，提高综合素质。巩固和深化已学知识，在设计实践中学习和掌握液压装置在数控机床中的重要应用。2概述表2

2、-1国内外液压发展情况国内国外小型化，集成化，多样化机电一体化集成元件和系统高压，高速，高精度，高可靠性智能化自动控制元件和系统高效，节能，环保高精度数字控制元件和系统机电一体化水介质液压元件和系统3任务分析技术要求设计制造一台立式板料折弯机，该机压头的上下运动用液压传动，其工作循环为：快速下降、慢速加压（折弯）、快速退回。给定条件为：折弯力1.6×106N滑块重量1.8×104N快速空载下降行程240mm速度（V1）40慢速下压（折弯）行程26mm速度（V2）25快速回程行程266mm速度（V3）36.

3、67往复运动加减速时间△t=0.25s动摩擦系数fd0.1静摩擦系数fs0.2机械效率0.944负载与运动分析要求设计的板料折弯机实现的工作循环是：快速下降工作下压(折弯)快速回程停止。主要性能参数与性能要求如下：折弯力F=1.6*106N；板料折弯机的滑块重量G=1.8*104N；快速空载下降速度40m/s=0.04m/s，工作下压速度v2=25m/s=0.025m/s，快速回程速度v3=36.67=0.03667m/s，板料折弯机快速空载下降行程L1=240mm=0.24m，板料折弯机工作下压行程L2

4、=26mm=0.026m，板料折弯机快速回程：H=266mm=0.266m；启动制动时间，液压系统执行元件选为液压缸。液压缸采用V型密封圈，其机械效率0.94。由式式中—工作部件总质量—快进或快退速度—运动的加速、减速时间求得惯性负载1.8*104*0.04/9.8/0.25=293.88NFm=1.8*104*0.03667/9.8/0.25=269.41N再求得阻力负载静摩擦阻力Ffs=0.2*1.8*104=3600N动摩擦阻力Ffd=0.1*1.8*104=1800N表一液压缸在各工作阶段的负载值

5、(单位:N)工况负载组成负载值F推力起动36003829.29加速2093.882227.53快进18002688.29工进16018001704042.55快退18002688.35负载图和速度图的绘制负载图按上面数据绘制，如下图a)所示。速度图按己知数值v1=40mm/s,v2=25mm/s,v3=36.67mm/s,L1=240mm,L2=26mm,快速回程L3=266mm图一板料折弯机液压缸的负载图和速度图a)负载图b)速度图6液压缸主要参数的确定由表11-2和表11-3可知，板料折弯机液压系统在

6、最大负载约为211KN时工作压力。将液压缸的无杆腔作为主工作腔，考虑到缸下行时，滑块自重采用液压方式平衡，则可计算出液压缸无杆腔的有效面积，取液压缸的机械效率ηcm=0.91。1704042.55/0.94/30/106=0.06㎡液压缸内径：参考[1]，按GB/T2348-1993，取标准值D=320mm=32cmd=0.707*276=195.132mm参考[1]，按GB/T2348-1993，取标准值D=320mm=32cmd=200mm=20cm则：无杆腔实际有效面积A1=D2/4=/4*322=

7、803.84cm2有杆腔实际有效面积A2=(D2-d2)/4=(322-202)=489.84cm27根据以上分析与计算数据处理可绘出液压缸的工况图8系统液压图的拟定考虑到液压机工作时所需功率较大，固采用容积调速方式；（1）为满足速度的有极变化，采用压力补偿变量液压泵供油，即在快速下降的时候，液压泵以全流量供油。当转化成慢速加压压制时，泵的流量减小，最后流量为0；（2）当液压缸反向回程时，泵的流量恢复为全流量供油。液压缸的运动方向采用三位四通Y型电磁换向阀和二位二通电磁换向阀控制。停机时三位四通换向阀处于

8、中位，使液压泵卸荷；（3）为了防止压力头在下降过程中因自重而出现速度失控的现象，在液压缸有杆腔回路上设置一个单向阀；（4）为了压制时保压，在无杆腔进油路上和有杆腔回油路上设置一个液控单向阀；（5）为了使液压缸下降过程中压力头由于自重使下降速度越来越快，在三位四通换向阀处于右位时，回油路口应设置一个溢流阀作背压阀使回油路有压力而不至于使速度失控；（6）为了使系统工作压力时恒定，在泵的出口设置一个溢流阀，来调定系统压力。由于本机采