液壓夾具設(shè)計計算說明書

1、一、設(shè)計任務書設(shè)計一臺鉆錘兩用組臺機床的液壓系統(tǒng)。要求液壓系統(tǒng)完成“快進-工進-死擋塊停留 一快退-原位停止和工件的定位與夾緊，拔銷與放松”。機床的快進與快退速度為4m/min, 工迸要求能在20-lOOmm/min范圍內(nèi)無級調(diào)速，景大行程為400mm （其中工作行程為 200mm）,最大切削力為12000N,運動部件自重2000N,導軌為平導軌。工件所需夾緊力不 超過5000N,M小不得低于3300N,其夾緊缸的行程為由松開到夾緊的時刻Ati = ls, 啟動換向時刻取At2 = 0.2so二、液壓系統(tǒng)參數(shù)的肯定及液壓缸工況圖的繪制（-）工況分析和負載圖的編制1運動分析2、液壓的負載分析（1

2、工作負載Fi鉆鋰兩用組合機床液壓系統(tǒng)的工作負載為切削力，由進給液壓缸經(jīng)受，最大工作負載為 Fti = 12000N,夾緊工作負載最大值為R2 = 5000N,由夾緊液壓缸經(jīng)受。（2）摩擦阻力F因為運動部件是臥式放宜，重力的水平分力為零，導軌的正壓力等于運動部件的重力；選擇 靜摩擦系數(shù)為/； = 0.2,動摩擦系數(shù)為/d = 0.1,其摩擦阻力為：靜摩擦阻力琢=/；Fg = 0.2x2000 = 400N動摩擦阻力 Ffd = Fg = 0x 2000= 2000N（3）慣性阻力Fm進給液壓缸的慣性阻力為：Fm =2（XX）-4= 68.03NgAt 9.8x0.2x60（4）重力Fg進給系統(tǒng)各

3、部件采用臥式安裝，F(xiàn)g = 0N按照以上分析，忽略切削力產(chǎn)生的傾覆力矩對導軌摩擦力的影響，并設(shè)進給液壓缸的機械效 率為7/nn = 0.9 ,夾緊液壓缸機械效率為7沖=1 （傳遞靜壓力），則液壓缸在機床動作循環(huán)的 各個階段的負載情形如下表所示:表一：液壓缸各個階段負載工況計算公式液壓缸負載F （N）液壓缸推力F/g（N）夾緊F? = Ft250005000啟動Fi =帥400加速Fl = F/d + Fm快進Fi = F/a200工進Fi = F/d + Fti12200快退Fi = F/a2003、負載圖和速度圖（1）夾緊液壓缸工作時，液壓缸的推力能夠看做恒立值（33OON-5OOON范用之

4、內(nèi)的某一個 數(shù)值），而在松開時液壓缸的推力主要用來平衡系統(tǒng)的摩擦阻力，英負載很小，列外整個工 作進程中液壓缸的運動速度沒有嚴格的要求，運動工況較簡單，因此沒必要繪制其工況圖。（2）按照進給液壓缸的工況負載繪制的負載圖如下所示：444.4200444.2222.2按照進給液圧缸的工況負載繪制的速度圖如下所示:(二)初步肯定液壓缸的參數(shù)1、液壓缸的工作壓力進給液壓缸的最大載荷為，參考表二和表三，選取液壓缸的工作壓力為P,=3MPao表二：不同負載條件下的工作壓力負載F/ N50000液壓缸工作壓力/ MP aV173745257表三：常常利用液壓設(shè)備工作壓力設(shè)備類型機床農(nóng)業(yè)咖小型T程W液壓機挖掘機

5、重型機械啟重機械磨床車、銃、刨床組合機床龍門刨床工作砂/ MPa0 8-22-435700.90(1 JiOOJdOOJ).2200.28()0.36第三系列240、260、300、340、380、420、網(wǎng)0、530、600、650、750、850、950、1050、1200、1300、1500、1700、1900、2100.240).2600.3000 3400、3800注：1.括號內(nèi)尺寸為非優(yōu)先選用者。2活水行程棗散依優(yōu)先次序按表第一、二、三系列選用。3活塞行程大于4(XX)rnm時.ffi GB/T 321 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系中R1(數(shù)系選用，如不徒攜足時.允許按R40數(shù)系述用。按照圓整

6、后的液壓缸直徑和活塞桿宜徑，可得液壓缸無桿腔和有桿腔的實際有效工作而積別離為：A D2x82Ai = 50.27cm 447t (D2-d2)x(82 -5.52)A? = 26.49cnr44查樣本知調(diào)速閥(Q10BQ100B)的最小穩(wěn)固流量為:qrmn = 0.05Umin,且液壓q min= 0.05xl0-n?/n =25xim2=25cm2缸的工進速度V=min為最小速度，則Vmin0.02nVniin驗算液壓缸的有效作用而積，即Ai=M25cm2A2=25cm2由此可見，這種調(diào)速閥無論是放在進油路仍是放在回汕路上，液壓缸的有效作用而積Ah A2均知足工作部件最低穩(wěn)固速度的要求。3、

7、計算液壓缸工作循環(huán)各階段的壓力、流量和功率按照液壓缸的負載圖和速度圖及液壓缸的有效工作而積，能夠計算岀液壓缸在工作循環(huán) 各個階段的壓力、流量和功率。當液壓缸做差動連接快進時，由于管路中有壓力損失，液壓 缸有桿腔中的壓力必需大于無桿腔，此處選管路壓力損失APm表六：液壓缸各階段工作壓力工況負載F (N)計算公式進油腔壓力 Pi (MPa)回油腔壓力 P2(Mpa)快進 差 動啟動rF + APA2Hi =Ai 一 AnP2 = Pi + AP 耳乂 P = O5MPa加速恒速工進,F+A2P2Pi =Ai(背壓壓力)快退啟動cF +A1P2ri =A2加速恒速表七：液壓缸各階段的輸入流量工況工作

8、速度v(nVmin)計算公式輸入流量Q(L/min)快進4c (Ai-A?) vQ =10工進小 Aiv Q =10快退4AvQ-10表八：液壓缸各階段輸入功率工況輸入壓力Pi (MPa)輸入流量Q (L/min)計算公式輸入功率N (Kw)快進n-PQ工進60快退按照以上各表的值能夠繪制出液壓缸的工況圖，如下圖所示:P(MPd)| Qd/min)1 N(Kw)_ 9,512、0.6503P3 118QI. 03270.18241(L6Q_0.026120. 0052表13液壓缸各工作階段所需壓力、流量與功車值分折工 況負 載F)液壓缸計算公式V(m/ miJl)回油壓 力p2 師3)進油 腔

9、壓力P)(WPa )諭入流 iQ (L/E n)輸入 坊率疽 動4444/1,就/P+A AdP =衛(wèi)一加Qi = (4 - A)v弘=PiQi加 速2978/P羽乜51, 50/恒速2222等1, 2916, 920, 365工 進155560, 0 2_1, 20, 63. 056. 8一0, 1130, 346一0. 006F +仏內(nèi)A_ AQi = AvM = Afii違啟 動4444/1, 56/F十人1內(nèi)A_嗎Q = 3M = PiQi口 -uwJ2978/0, 52, 04/恒速222261, 7717, 10, 504二、液壓系統(tǒng)圖的擬定按照組合機床液圧系統(tǒng)的設(shè)計任務和工況分析

10、，所設(shè)汁機床對調(diào)速范用、低速穩(wěn)固性有 必然要求，因此速度控制是該機床要解決的主要問題。速度的換接、調(diào)石、和穩(wěn)固性是該機 床液壓系統(tǒng)設(shè)汁的核心。同時，本液壓系統(tǒng)要求能夠完成左位.夾緊和拔銷、放松的工步, 對液壓系統(tǒng)各個元器件動作的順序性和協(xié)調(diào)性要求較高。另外，與所有液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求 一樣，該組合機床液壓系統(tǒng)應盡可能結(jié)構(gòu)簡單，本錢低，節(jié)約能源，工作靠得住。速度控制回路的選擇從液壓缸的工況圖中P-L曲線得知，所設(shè)計組合機床液壓系統(tǒng)在整個工作循環(huán)進程中所 需要的功率較小，滑臺的運動速度較低，因此考慮采用節(jié)流調(diào)速的形式。從液壓缸的P-L 和Q-L曲線得知，液壓系統(tǒng)的工作主如果由低壓大流量和髙壓小流量兩個階段組成，從提 髙系統(tǒng)效率，右約能源動身，采用單個定量泵的油源顯然不適合，大好的速度剛性和較大的 調(diào)速范圍（100左右）?；赜吐飞霞颖硥洪y可避免空氣滲入系統(tǒng)，并能使滑臺經(jīng)受負向的負 載。該機床的進給運動要求有較好的低速穩(wěn)固性和速度-負載特性，因此有三種速度控制方 案能夠選擇，即入口節(jié)流調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速、限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積肖流調(diào)速。鉆 鎮(zhèn)加工屬于持續(xù)切削加工，加工進程中切削力轉(zhuǎn)變不大，因