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卧式钻镗组合机床设计实例
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  • 设计一台卧式钻镗类组合机床动力头的液压系统,动力头的工作循环是:快进—工进—死挡铁停留—快退—原位停止的工作循环。动力头的最大切削力FL=12000N, 动力头自重FG=20000N,快速进、退速度为6m/min,快进行程为300mm,工进速度要求在能在0.02-1.2m/min范围内无级调速,行程为100mm,导轨型式为平导9 液压系统的设计计算举例
    设计一台卧式钻镗类组合机床动力头的液压系统,动力头的工作循环是:快进—工进—死挡铁停留—快退—原位停止的工作循环。动力头的最大切削力FL=12000N, 动力头自重FG=20000N,快速进、退速度为6m/min,快进行程为300mm,工进速度要求在能在0.02-1.2m/min范围内无级调速,行程为100mm,导轨型式为平导轨,其静摩擦系数fs=0,2,动摩擦系数fd=0,1,往复运动的加减速时间△t=0.3s
    9.1 负载分析
    9.1.1负载计算 负载图
    切削力 FL=12000N

    重力阻力 因工作部件是卧式放置,故重力阻力为零。
    密封阻力 作为内负载阻力,考虑计入液压缸的机械效率,取液压缸的机械效率
    ηm=0.9 。
    背压阻力 由回油管路上的液压阻力决定的,在系统方案与结构尚未确定前,暂不定,待后定。
    根据以上分析,可算出液压缸在各动作阶段中的外负载与总负载,如表12所示。

    表12 液压缸各动作阶段负载
    动作阶段 液压缸外负载计算公式 液压缸外负载
    F外 (N) 液压缸总负载
    F=F外/ηm (N)
    启动 F=Ffs 4000 4444
    加速 F=Ffd+Fm 2680 2978
    快速 F=Ffd 2000 2222
    工进 F=FL+Ffd 14000 15556
    快退 F=Ffd 2000 2222
    注:表中ηm=0.9
    根据表12的数值可绘制出F-l负载图,如图20所示。
    9.1.2速度分析 速度图
    据题义,快速进、退速度相等,即v1=v3=6m/min,行程分别应为l1=300mm,l3=400mm;工进速度v2=0.02~1.2m/min,v2max=1.2m/min,v2min=0.02m/min, 行程为l2=100mm;根据这些数据可绘制出如图21所示的v-l速度图。


    9.2初步确定液压缸的结构尺寸
    9.2.1初选液压缸的工作压力
    由表3、表4可知,组合机床的最大负载为15556N时宜初选液压缸的工作压力p1=3MPa。
    9.2.2计算确定液压缸的主要结构尺寸
    因要求v1=v3,故选用单杆活塞油缸,快进时液压缸作差动连接,快退时液压缸有杆腔进油,无杆腔回油,这是须A1=2A2,(d=0.707D)。
    因为是钻镗类组合机床,为了防止钻孔加工时,孔钻通时的滑台突然前冲,挥有路中应有背压。由表2暂取背压0.6MPa。
    查得调速阀(Q-10B~Q100B)的最小稳定流量为Qvmin=0.05L/min=0.05×10-3m3/min,由式
    由此可见,这类调速阀无论是放在进油路还是放在回油路上,液压缸的有效作用面积A1、A2均可满足工作部件最低稳定速度的要求。轨,其静摩擦系数fs=0,2,动摩擦系数fd=0,1,往复运动的加减速时间△t=0.3s...
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