液压系统课程设计---专用双行程铣床.doc

华中科技大学 机械学院 液压系统课程设计 专用双行程铣床 机制0803班 目录 一、 设计内容 2 二、 负载分析与计算 2 三、 液压系统原理图设计分析 4 1. 液压缸参数计算 5 2. 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格 8 3. 液压阀，过滤器，油管及油箱的选择 9 4. 液压系统的验算 11 四、 PLC控制系统设计 13 1. 各电磁铁动作顺序表 13 2. PLC控制连接图 14 3. 继电器-接触器控制梯形图 15 4. PLC控制梯形图 16 5. 指令语句表 17 六、 感受与收获 18 参考资料 18  一、设计内容 设计一专用双行程铣床。工件安装在工作台上，工作台往复运动由液压系统实现。双向铣削。工件的定位和夹紧由液压实现，铣刀的进给由机械步进装置完成，每一个行程进刀一次。 要求机床的工作循环为：手工上料——按电钮——工件自动定位、夹紧——工作台往复运动铣削工件若干次——拧紧铣削——夹具松开——手工卸料（泵卸载）。工作台往复运动速度（m/min）v01/v02 （0.8~8）/(0.4~4)。取快进、快退最快速度为16m/min。工作台往复运动的行程（100~270）mm，最大行程定为500mm。定位缸的负载200N，行程100mm，动作时间1s；夹紧的缸的负载2000N，行程15mm，动作时间1s。 二、负载分析与计算 取液压缸的机械效率为0.92。 计算液压缸驱动力 （N） 2-1 根据公式2-1,计算液压缸驱动力 得定位液压缸的驱动力为 = 得夹紧液压缸的驱动力为 = 切削负载（F01/F02）：13000/6500N； 工作台液压缸总负载 2-2 为工作负载，为惯性负载，为摩擦阻力负载 =13000/6500N，不作考虑，设动摩擦为2500N，静摩擦为5000N。 由公式2-1，工作台液压缸的工作推力 快进、快退时外负载F=2500N，启动加速是外负载F=5000N，工作缸的外负载为 表1 铣床要求的工作参数 动力部件快进，快退摩擦阻力（Ｎ） 动力部件切削负载（Ｎ）（Ⅰ／Ⅱ） 快进速度（m／min） （Ⅰ／Ⅱ）工进速度 （m／min） 快退速度 （m／min） 2500 14130/7065 16 (0.8~8)/(0.4~4) 16 表2 液压缸在各工作阶段的负载值 工况 液压缸负载F（N） 液压缸驱动力（N） 快进 2500 2717. Ⅰ工进 15500 16848 Ⅱ工进 9000 9783 快退 2500 2717 定位 200 217 夹紧 2000 2174 按照要求，作出系统的工作循环图如下： 图1 工作循环图 根据上述计算结果各工作阶段所受的外负载，并画出负载循环图。 图2 速度循环图 图3 负载循环图 三、液压系统原理图设计分析 确定供油方式： 根据设计背景要求，供油方式采用限压式变量泵，变量泵选择用带压力反馈的限压式变量叶片泵。 调速方式的选择： 调速阀调速。 速度换接方式的选择 采用电磁阀的快慢速换接回路，特点是结构简单、调节行程比较方便，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切速的速度换接回路。 夹紧回路的选择 用二位四通阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应该用失电夹紧方式。考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬间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。 图4 液压系统原理图 液压缸参数计算 （1）参考GB2348-80，铣床液压系统的工作压力选为5MPa。 （2）由于要求工作台双向移动速度相等，快进，快退速度相等，故工作液压缸选用单缸双杆式。夹紧和定位缸均选单缸单杆式。 （3）计算工作液压缸内径D和活塞杆直径d， 最大负载为16848N，取背压为0.5Mpa，试取d/D=0.7。将数据代入式 3-1 得，根据液压缸内尺寸系列GB2348-80，液压缸内径圆整为标准系列直径D=100mm，按d/D=0.7，取d=70mm。 （4）计算夹紧缸和定位缸内径D和活塞杆直径d。按工作要求的夹紧力由一个夹紧缸提供，考虑到夹紧力的稳定，夹紧缸的工作压力应低于进给液压缸的的工作压力，现取夹紧缸的工作压力为2Mpa，回油背压力为0.5Mpa，取液压缸的机械效率为0.92。取d/D=0.7代入下式 3-2 得，按液压缸内尺寸系列GB2348-80，和活塞杆直径系列GB2348-80，取夹紧液压缸的D和d分别为40mm及