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液压缸设计说明书

铣削组合机床液压系统用液压缸设计PAGE16

1设计课题

1.1设计要求

设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。

1.2原始数据

运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为20000N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。

启动、加速

9230

工进

2500

快进

2500

快退

2500

图1.1速度循环图图2.2负载循环图

3.2拟定液压系统

3.2.1确定供油方式

考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进、快退时负载较小，速度较高。从节省能量、减少放热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。

3.2.2调速方式的选择

在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据铣削类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求的特点，决定采用限压式变量泵和和调速阀组成的容积节流调速。这种调速回路具有效率高、发热小和速度刚性好的特点，并且调速阀装在回路上，具有承受负切削力的能力。

3.2.3速度换接方式的选择

本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，他的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。

3.2.4夹紧回路的选择

用二位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应采用失电夹紧方式。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，所以介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。

3.3液压系统的计算

3.3.1

工作压力p为已知，液压缸的工作压力为3MPa。

3.3.2计算液压缸内径D和活塞杆直接d

(3-6)

式中——工作循环中最大的外负载。由负载图知最大负载为22500N。

——液压缸工作压力

——按表2可取为0.5MPa,为0.95。

——液压缸内径与活塞杆直径的关系。考虑到快进、快退速度相等，取为0.7。

——液压缸的机械效率，一般取。在本设计中取。

在本设计中，

(3-7)

根据液压缸内径尺寸系列，将液压缸内径圆整为标准系列[2]直径；活塞杆

直径d按求得。

按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度

(3-8)

式中是由产品样本查的GE系列调速阀AQF30-E10B的最小稳定流量为。

调速阀是安装在回油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应选取液压缸有杆腔的实际面积，即

(3-9)

可见上述不等式能满足，液压缸能达到所需低速。

3.3.3计算在各个工作阶段液压缸所需的流量

(3-10)

(3-11)

(3-12)

3.3.4液压缸壁厚和外径的计算

液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。工程机械的液压缸，一般是用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算

(3-13)

式中——液压缸壁厚(m)；

——液压缸内径(m)；

——试验压力，取最大工作压力的1.5倍（MPa）；

——缸筒材料的许用应力。无缝钢管。

(3-14)

液压缸壁厚算出后，可求出缸体的外径

(3-15)

按照工程机械标准液压缸外径尺寸系列[3]，所以取外径为9

3.3.5液压缸工作行程的确定

液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程确定，参照液压缸活