1、河南科技大学毕业设计（论文）I 立卧式组合机床液压系统设计摘 要本文主要阐述了立卧式组合机床液压系统设计，通过组合机床动力滑台液压系统的工况分析、确定液压系统主要参数、制定基本方案，拟定液压系统原理图、液压元件的选择以及系统性能验算、绘制工程图，编制技术文件。熟悉机床液压系统的设计方法和设计步骤，使机床依次实现工件定位、夹紧、快进、工进、停留、快速退回等待下次加工等动作。设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。本系统采用一台液压泵向多个液压缸供油，当系统对流量的需求量变化较大时，采用蓄能器增速回路，可减少系统的功率损失和发热。立卧式组合机床液压系统是用来控制
2、液压动力滑台的，通过控制动力滑台来实现组合机床的各个动作从而完成工件的加工。本液压系统中有五个液压缸，其中两个为工作进给缸，一个定位缸，一个夹紧缸和一个输送缸。该系统中采用标准液压动力滑台，自动化程度高，定位、夹紧均有液压系统实现，进行工进立、卧滑台也可同时实现工作循环。满足各工位快进、工进、快退之间互不干涉的要求。采用进口节流加背压的调速方法，顺序背压阀在快进时只形成很小的背压，功率损失小；工进时该阀能自动的使背压加大，进给速度平稳。通过与电气系统的配合，可自动完成设计要求全部动作。关 键 词：组合机床，动力滑台，液压系统，泵，蓄能器全套图纸，加 153893706河南科技大学毕业设计（论文
3、）II 河南科技大学毕业设计（论文）III VERTICAL AND HORIZONTAL COMBINATION MACHINE HYDRAULIC SYSTEM DESIGNABSTRACTThis thesis describes the combination of vertical and horizontal hydraulic system design， power sliding through a combination of machine tool hydraulic systems working condition analysis to determine the
4、 main parameters of the hydraulic system, the development of the basic program, developed hydraulic system diagram, hydraulic component selection and system performance checking, drawing engineering drawings and technical documents. Familiar with hydraulic system design methods and design steps, so
5、that the machine in order to achieve workpiece positioning, clamping, fast forward, work into, stay, quickly returned to wait for the next processing and other activities. Design a simple structure, reliable operation, low cost, high efficiency, simple operation, easy maintenance, hydraulic drive sy
6、stem.The system uses a hydraulic pump to a plurality of hydraulic cylinder oil, and when large changes of the flow demand, the use of growth accumulator circuit, the system can reduce the power loss and heat. Combination of vertical and horizontal hydraulic system is used to control the hydraulic po
7、wer sliding table, by controlling the power slider to achieve the combination of the various actions in order to complete the machine workpieces. The hydraulic system has five cylinders, two of which work feeding cylinder, a positioning cylinder, a clamping cylinder and a delivery cylinder. The syst
8、em uses standard hydraulic power slide, high degree of automation, positioning, clamping hydraulic systems were implemented for workers into the vertical, horizontal sliding table can simultaneously achieve work cycle. Fast forward to meet each station, work forward, rewind, mutual non-interference
9、between the requirements. Imported throttling back pressure of the speed control method, the order in fast forward back pressure valve formed only a small back pressure, the power loss is small; work into the valve can automatically when the back pressure increased, the feed rate steady . 河南科技大学毕业设计
10、（论文）IV Through the cooperation with the electrical system, the design requirements can be done automatically all the action.KEY WORDS： Combined Machine Tools，Power Sliding Feed Table，Hydraulic System，Pump，accumulator河南科技大学毕业设计（论文）V 符号说明符 号 单 位 意 义M 牛.米 弯矩Ft 牛 轴向切削力F 牛 力n 转每分 转速d 毫米 直径v 米每秒 速度f 转每毫米
11、进给量L 毫米 长度P 千瓦 功率T 牛.米 扭矩q 升每分 流量p 帕 压力t 秒 时间D 卧 毫米 卧式动力滑台液压缸活塞杆外径D 立 毫米 立式动力滑台液压缸活塞杆外径L 毫米 组合机床行程V 毫升每转 液压泵的排量P 瓦特 系统功率系统效率n 转每分 转述河南科技大学毕业设计（论文）VI 目 录前 言 .1第 1 章 液压系统工况分析 .31.1 理论依据、设计方法和研究步骤 31.2 立卧式组合机床的工作原理 31.2.1 机床的主要运动 31.2.2 动力滑台的特性 41.3 组合机床动力滑台液压系统的使用要求及负载分析 4第 2 章 方案分析及液压原理图的拟定 .62.1 立卧式
12、动力滑台工作要求 62.2 计算液压缸的外负载、绘制工作循环图 62.3 计算液压缸外负载，绘制工作循环图 62.3.1 动力滑台轴向切削力的计算 62.3.2 计算液压缸外负载、绘制工作循环图 82.4 拟定液压系统方案、绘制液压系统原理图 92.4.1 拟定液压系统方案、绘制液压系统原理 92.4.2 绘制液压系统图 132.4.3 该系统工作原理分析 15第 3 章 元件的参数计算与选择 .173.1 确定液压缸的主要参数 173.1.1 初选液压缸的工作压力 173.1.2 确定液压缸的主要结构参数 173.2 计算卧式动力滑台液压缸的工作压力和输入功率 .183.2.1 计算卧式动力
13、滑台液压缸的工作压力 183.2.2 计算液压缸的输入功率 193.3 设计计算立式动力滑台液压缸 .203.3.1 选取工作压力及背压力 203.3.2 确定液压缸结构尺寸 20河南科技大学毕业设计（论文）VII 3.3.3 认证液压缸筒壁厚 203.3.4 定液压缸筒的长度 213.3.5 校核活塞杆的稳定性 213.3.6 液压缸各截面积 223.3.7 初定液压缸流量 223.3.8 计算液压缸的输入功率 223.4 选择液压泵 .233.4.1 液压泵工作压力、流量、驱动功率计算 233.5 蓄能器的选择 243.6 选择液压阀 253.6 调整各阀的参数 263.6.1 流量阀各参
14、数的调定 263.6.2 压力阀参数的调定 273.6.3 其他阀压力参数的调定 283.6.4 油管的尺寸 29第 4 章 集成块的设计 .304.1 集成块简介 .304.2 集成块的设计原则 .304.3 集成块的结构设计 .314.4 集成块装配与调试 .32第 5 章 油箱的设计 .335.1 确定油箱容量 335.2 油箱的结构设计 33第 6 章 系统稳定性验算 .376.1 液压泵工作压力稳定性校核 376.2 系统热能工况的稳定性校核 396.2.1 系统效率 395.2.2 系统热能工况的稳定性校核 39结 论 .41参考文献 .42河南科技大学毕业设计（论文）VIII 致
15、 谢 .44河南科技大学毕业设计（论文）1 前 言液压技术是现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素，是一门新的技术。上个世纪 60 年代以后，随着原子能科学、空间技术、计算机技术的发展，液压技术也得到了很大的发展，渗透到国民经济的各个领域之中，在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空、和机床工业中，液压技术也得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低消耗、经久耐用、高度集成化等方向发展；同时，新型液压元件的应用，液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得日益取得了显著的成果。应用液压技术的程度已成为衡量一个
16、国家工业化水平的重要标志之一。正确合理地设计与使用液压系统，对于提高各类液压机械及装置的工作品质和经济性能具有重要意义。作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次毕业设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的设计步骤与设计要求、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压系统稳定性论证等。组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床
17、是为一定的加工对象设计和制造的，用来专门完成一种工件的一道或几道工序。这种机床通常是用很多刀具同时进行切削，且实现了辅助动作的自动化，故生产效率高，能稳定地保证加工质量，同时还可减轻劳动强度。一台组合机床主要由滑台、钻削头、夹具、多轴箱、动力箱、立柱、立柱底座、中间底座、侧底座以及控制部件和辅助部件等组成。其中夹具和多轴箱是按加工对象设计的专用部件，其余均为通用部件，且专用部件中的绝大多数零件（约 70 %90 %）也是通用零件。加工时，刀具由电动机通过动力箱、多轴箱驱动作旋转主体运动，并通过各自的滑台带动作直线进给运动。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰
18、、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工河南科技大学毕业设计（论文）2 序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。液压传动具有：输出力大、易实现无级调速且调速范围大、易实现过载保护、易实现自动控制、定位精度高、传动平稳、使用寿命产长、机构简单和操作方便等优点。现在液压产品广泛应用于工业、农业和国防等各个部门。而动力滑台又在许多机床上都要用到，所以动力滑台的液压传动设计显得十分重要和迫切。随着科学技术和工业生产的飞跃发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样的质量优、性能好、能耗低、价格廉的液压机
19、床产品。其中，产品设计是决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节。产品的设计包括液压系统的功能分析、工作原理方案设计和液压传动方案设计等。这些设计内容就是本次毕业设计的内容。很明显，液压系统设计本身如果存在问题，常常属于根本性的问题，可能造成液压机床性能带来较大的影响甚至可能是灾难性的失误。河南科技大学毕业设计（论文）3 第 1 章 液压系统工况分析1.1 理论依据、设计方法和研究步骤液压传动系统的设计是整个机器设计的一部分，它与主机的设计是密切相关的。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。当经过全面方案论
20、证，确定一部机器或机器的一部分的传动方式采用液压传动后，则考虑液压传动系统设计的基本内容和一般流程如下：1、明确对液压系统的要求2、分析主机工况，确定液压系统的主要参数3、进行方案设计，初拟液压系统原理图4、计算和选择液压元件5、验算液压系统的性能6、绘制正式系统工作图，编织技术文件1.2 立卧式组合机床的工作原理1.2.1 机床的主要运动组合机床各动力滑台由电动机带动液压泵提供进给动力，依次的完成工件的输送、定位、夹紧、快进、工进、快速返回等待下一次加工。机床工作时，工件先通过输送液压缸输送至指定位置，微调后按下按钮工件装入定位夹紧装置，按工件开始定位和夹紧，当工进夹紧后夹紧回路的压力会上升
21、，当回路的压力达到压力继电器的调定压力时，压力继电器发出信号。然后立式动力滑台和卧式动力滑台同时进行快速进给、工进和快退等加工动作，与此同时，刀具电动机也启动工作，切削液泵在工进过程中提供切削液。加工结束后，动力滑台退回到原位，夹紧装置松开并拔出定位销，输送装置将工件运出一次完整加工的工作循环结束。河南科技大学毕业设计（论文）4 1.2.2 动力滑台的特性动力滑台是由滑座、滑鞍和驱动装置组成，实现直线进给运动的动力部件。根据被加工零件的工艺要求，在滑鞍上安装动力箱（用以配多轴箱）或切削头（如钻削头、镗削头、铣削头、攻螺纹头等主轴部件配以传动装置） ，可以完成钻、扩、铰、镗孔、倒角、刮端面、铣削
22、及攻螺纹等工序；此外，滑台还可当移动工件台使用，装上检测装置也可完成自动检测等工序。滑台本身可以安装在侧底座上、立柱上或倾斜的底座上，以便配合成卧式、立式或倾斜式等形式的组合机床。液压滑台和液压传动装置是两个分离的独立部件。滑台上装有液压缸。液压缸固定在滑座上，活塞杆通过支架与滑鞍连接。工作时，液压传动装置的压力油通过活塞杆带动滑鞍沿滑座顶面的导轨移动。1.3 组合机床动力滑台液压系统的使用要求及负载分析设计对象为一台加工柴油机机体的立卧式组合机床。液压系统的主要参数与性能要求如下：柴油机机体材料：HT250；硬度：HB180250。在左侧面：钻8 孔，钻通；钻 4-12 孔，深 28；铰孔
23、50 孔，深 10；在顶面：扩孔 2-11.7 孔，通孔；扩孔 8-12，深 45；钻孔 8，通孔。表 1-1 速度（m/min） 行程（mm）滑台名称重量（Kg） 快进 工进 快进 工进 快退卧式滑台 1300 6 0.0550.1 110 30 140立式滑台 1100 6 0.0450.1 100 50 150工作循环为：输送工件工件定位夹紧快进工进停留快速退回等待下次加工。静摩擦系数 fs=0.2，动摩擦系数 fd=0.1，工作台要求运动平稳，但可以随时停止运动，两动力滑台完成各自循环时互不干扰，夹紧可调并能保证。加工工件时要求定位并加紧后在进行钻孔加工，这是三缸顺序动作，不能失误。工
24、作时夹紧缸的夹紧力不得失压且大小可调；动力滑台应能实现启动快进工进死档铁停留快退原位停止的自动工序循环如图 1.1 所示，以提高机床生产率；滑台工况转换要平稳，功率损失要小。河南科技大学毕业设计（论文）5 图 1-1 工序循环图河南科技大学毕业设计（论文）6 第 2 章 方案分析及液压原理图的拟定2.1 立卧式动力滑台工作要求立卧式动力滑台是组合机床用来实现进给运动的通用部件，配置动力头和主轴箱后可以对工件完成各种孔加工、端面加工等工序。液压动力滑台用液压缸驱动，可实现多种进给工作循环。对液压动力滑台液压系统的性能的主要要求是速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，系统效率高，发热少。2.2
25、 计算液压缸的外负载、绘制工作循环图为了能够使机床工作平稳，便于实现自动化和简化设计制造过程，可采用标准液压动力滑台。滑台的动作循环为：快速前进接近工件，然后按工作进给速度钻孔，由于被加工上有不通孔，故加工到位碰挡铁，以保证行程终点的精度，接着快速退回到原位，最后自动停止。为了便于机床自动化和产生足够的夹紧力，工件的定位夹紧也用液压实现。而工件的定位夹紧和动力滑台的运动三者之间必须按照一定的顺序进行，也就是说，应先定位，然后在夹紧，然后两动力滑台作自动循环，最后松开工件和退出定位销，以便运输带装入第二个工件。为了提高生产率，左右滑台同时实现工作循环，这就要求系统能防止相互干扰。液压系统的工作要
26、求2.3 计算液压缸外负载，绘制工作循环图2.3.1 动力滑台轴向切削力的计算 1、卧式动力滑台轴向切削力的计算卧式动力滑台要完成的加工任务如下：钻 8 孔，钻通；钻 4-12 孔，深28；铰孔 50 孔，深 10。由加工任务可知，轴向切削力由三部分构成，分别是钻 8 孔、12 孔和 50 孔。设其分别产生的切削推力为 Ft8 、 Ft12 和河南科技大学毕业设计（论文）7 Ft50 。Ft8 =26 = =764.69N (2-1)6.08.HBDf 6.08.0182531352Ft12 =26 = =6811.89N6.08.f6.08.04(2-2)Ft50 =51.4 = 5.07.
27、4.51HBfap 5.075.01823614. = 9510.18N (2-3)综上所述，卧式滑台的总切削推力 Ft 卧 = Ft8 + Ft12 +Ft50=764.69+6811.89+9510.18=17086.75N (2-4) 2、立式动力滑台轴向切削力的计算卧式动力滑台要完成的加工任务如下：扩孔 2-11.7 孔，通孔；扩孔 8-12，深 45；钻孔 8，通孔。由加工任务可知，轴向切削力由三部分构成，分别是扩 11.7 孔、12 孔和钻 8 孔。设其分别产生的切削推力为 Ft11.7 、 Ft 12 和 Ft8Ft11.7 = =6.02.14.09HBafp2.96.02.1
28、4.0 18530853=753.31N (2-5)Ft12 = = =6.02.14.09afp2.986.02.14.0 18533=7210.25N (2-6)Ft8 =26 =6.08.HBDf 6.08.0182532451=3093.04N (2-7)综上所述，立式滑台的总切削推力 Ft 立 = Ft11.7 + Ft12 +Ft8 =753.31+7210.35+3093.04河南科技大学毕业设计（论文）8 =11056.61N (2-9)2.3.2 计算液压缸外负载、绘制工作循环图1、立卧式动力滑台的运动和负载分析（1）运动分析设计负载分析说明总已给定各阶段的运动参数。（2）负
29、载分析轴向切削力 ： Ft 卧 = = =18985.28N (2-10)mFaxt9.075186Ft 立 = = =12285.12N (2-11)axt.摩擦阻力 ： = = =2831.11N (2-12)卧fsFmGfs 9.08132= = =2395.56N (2-13)立fsfs.= = =1415.56N (2-14)卧fkFmG9.0813= = =1197.78N (2-15)立fk.惯性阻力 ： = = =481.48N (2-16)卧iFma9.0361= = =407.41N (2-17)立i .背压阻力 本次液压系统设计采用的是进口节流调速，回路装背压阀的回路。依
30、照经验公式选取系统背压为 0.3MPa。根据上述分析（忽略倾覆力矩的作用）可计算出液压缸在各阶段的负载，如表 2-1 所示。表 2-1 液压缸负载河南科技大学毕业设计（论文）9 卧式动力滑台 立式动力滑台工况 负载组成 F推力 F(N) 速度（ ）sm推力 F(N) 速度（ ）sm启动 fs2831.11 2395.56加速 ifk1897.04 2802.97快速 fF1415.56 0.1 1197.78 0.1工进 tft18502.310.00092 0.001713482.930.00075 0.0017制动 fk1415.56 0.1 1197.78 0.12、负载图和速度图根据题
31、目中给定的参数和表 2-1 中的数值绘制液压缸的 F-l 和 v-l 速度图，如图 2-1、 2-2 所示。2.4 拟定液压系统方案、绘制液压系统原理图2.4.1 拟定液压系统方案、绘制液压系统原理1、调速与速度换接回路这台机床的液压滑台工作进给速度低，传递功率也较小，很适宜选用节流调速方式，由于钻孔时切削力变化小，而且是正负载，同时为了保证切削过程速度稳定，采用调速阀进口节流调速，为了增加液压缸运行的稳定性，在回油路设置背压阀，分析液压缸的 V-L 曲线可知，滑台由快进转工进时，速度变化较大，选用行程阀换接速度，以减小压力冲击。如图 2-3 所示。河南科技大学毕业设计（论文）10 图 2-1
32、 调速与速度换接回路图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，减少发热考虑，泵源系统宜选用泵加蓄能器供油回路。左右滑台在工作时要互不干扰。快进时由泵和蓄能器联合供油，工进时由泵单独供油，效率高。2、换向回路此机床快进时采用液压缸差动连接方式，使其快速往返运动，即快进、快退速度基本相等。由于液压缸采用了差动连接，电磁换向阀宜采用三位四通阀，为了保证机床调整时可停在任意位置上，现采用中位机能 O 型。快进时，液压缸的油路差动连接，进油路与回油路串通，且又不允许经背压阀流回油箱。转为工进后进油路与回油路则要隔开，回油则经背压阀流回油箱，故须在换向阀
33、处、在进、回路连通的油路上增加一单向阀，在背压阀后增加一液控顺序阀，其控制油与进入换向阀的压力油连通，于是快进时液压缸的回油被液控顺序阀切断（快进空行程为低压，此阀打不开） ，只有经单向阀与进油汇合，转工进后（行程阀断路） ，由于调速阀的作用，系统压力升高，液控顺序阀打开，液压缸的回油可经背压阀回油箱，与此同时，单向阀将回油路切断，确保液压系河南科技大学毕业设计（论文）11 统形成高压，以便液压缸正常工作。绘出该部分回路图。如图 2-2 所示。图 2-2 换向回路3、压力控制回路液压泵与蓄能器各设一溢流阀调压，工进时只有泵供油，系统所需的流量较小，此时泵通过溢流阀 1 开始向蓄能器供油。当蓄能
34、器充液完成后，蓄能器支路压力升高，当达到溢流阀 3 的挑定压力时，系统开始卸荷。单向阀 2 在此处阻隔了泵和蓄能器之间的压力干涉。当系统压力较小蓄能器提供的压力大于泵提供的压力，此时单向阀打开。随着液压缸进入工进状态系统压力开始上升，系统的压力开始高于蓄能器的压力，此时单向阀关闭。河南科技大学毕业设计（论文）12 图 2-3 换向回路图（2）4、定位、夹紧、输送系统回路由于系统的定位、夹紧液压缸的工作面积，行程均不大，主要采用蓄能器供油即可。为了保证工件的定位夹紧安全可靠，在夹紧回路上安装蓄能器，当工件夹紧后系统压力升高，当系统压力达到压力继电器的调定值之后，压力继电器发出电信号给点吃换向阀，
35、系统执行快进、工进动作。在本次设计中定位、夹紧回路中换向阀均采用带定位装置的电磁阀。夹紧压力比系统低，且要求既稳定，又可调，故采用减压阀减压，减压阀后设置一单向阀，这可增加夹紧的可靠性与安全性。先定位后夹紧的顺序动作，由顺序阀完成。为了使松开工件不受顺序阀影响，使单向阀的顺序阀并联。因输送回路特别要求，本次设计中只在主油路上设置减压阀，采用回油调速即可。绘出的定位、夹紧和输送系统部分的回路图，如图 2-6、 2-7、 2-8 所示。河南科技大学毕业设计（论文）13 图 2-4 定位回路 图 2-5 输送回路图 2-6 夹紧回路5、行程终点的控制由于机床需加工不通孔，工作部件对终点的位置精度有一
36、定的要求，因此采用死挡铁停留，并可通过压力继电器发出换向信号。2.4.2 绘制液压系统图将各回路图合成，整个机床液压系统原理图基本上就初步绘制成了，再检查并加以补充完善，可绘制出正式的液压系统原理图，液压系统原理图如 2-7 所示。河南科技大学毕业设计（论文）14 图 2-7 立卧式组合机床液压系统图系统图中各电磁铁及行程阀的动作顺序见表 2-2 所示（电磁铁通电、行程阀压下时，表中记“+”;反之，记 “-”号） 。表 2-2 电磁铁及行程阀的动作顺序电磁铁 行程阀1YA2YA3YA4YA 5YA6YA7YA 8YA9YA12 20送入 - - - - - - - - + - -定位 - -
37、- - + - - - + - -夹紧 - - - - + - + - + - -快进 + - + - + - - - 工进 + - + - + - - +卧式滑台快退 - + + - + - - -快进 + - + - + - - -工进 + - + - + - - +立式滑台快退 - + + - + - - -松开退回 - - - - - - - - + - -原位停止 - - - - + - + - + - -名 称动 作河南科技大学毕业设计（论文）15 2.4.3 该系统工作原理分析1、输送、定位和夹紧按下启动按钮，此时电磁换向阀 9、26、33、35 均处于中位，液压油进入输送回路，
38、带动输送液压缸将工件运送至指定位置。当确认工件输送到位后二位四通电磁阀的 5YA 得电，此时定位回路接入系统，开始执行工件的定位插销动作。此时工人可以进行适当的调整以保证定位准确。当工件夹紧之后二位四通电磁换向阀的 7YA 得电，此时夹紧回路接入系统，系统开始执行掐紧动作。当系统完成夹紧动作后，夹紧回路中的压力会升高，当压力达到压力继电器的调定值之后电磁继电器会发出电信号，工作缸开始工作。油液流动路线为：定位：泵 减压阀 31 单向阀 32 二位四通电磁阀 33（5YA 得电）夹紧：泵、蓄能器 单向阀 39 减压阀 37 二位四通电磁阀 26（7YA 得电）2、快进当工件被定位、夹紧后，定位、
39、夹紧回路中液压油达到某一固定压力值，压力继电器 34 发出信号，使电磁换向阀 9、26 的 1YA、3YA 得电，液压缸差动连接，实现快进。油液流动路线为：泵 2 阀 3 阀 6 阀 16 蓄能器 5 阀 4阀 8 阀 9 阀 12 阀 17（差动连接） 。3、工进当动力滑台快进至工件时，压下行程阀，油液经调速阀 11、19 进入液压缸，回路内压力增高，蓄能器停止工作，转为工进。油液流动路线为：泵 2 阀 3阀 6 阀 16 蓄能器 5 阀 4 阀 8 阀 9 阀 11 阀 13 阀 14 油箱4、快退当动力滑台工进至死挡铁停留，回路内液压油压力升高到某一固定值时，压力继电器 46、47 发出
40、电信号信号，使电磁换向阀 2YA、4YA 得电，而1YA、3YA 失电，实现快退。油液流动路线为：泵 2、蓄能器 阀 16 阀 15阀 12 阀 9 油箱。5、松开工件原位停止当压力继电器 46、47 发出电信号快退时，电磁换向阀 2YA、4YA 得电，1YA、3YA 失电，二位四通阀 33、35 的 5YA、8YA 得电电，定位夹紧回路松开工件。河南科技大学毕业设计（论文）16 第 3 章 元件的参数计算与选择3.1 确定液压缸的主要参数3.1.1 初选液压缸的工作压力已知卧式动力滑台液压缸负载值最大为 18503.31N，立式动力滑台液压缸查负载值最大为 13482.90N。参考表 3-1
41、、3-2 并参考同类型组合机床，取液压缸工作压力为 3.5 ，由此可知为中低压液压系统。MPa表 3-1 按负债选择压力标准负载/ KN 50工作压力/MPa 0.811.52 2.53 34 45 57表 3-2 各种机械常用的系统工作压力机 床机械类型磨床 组合机床 龙门刨床 拉床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械工作压力/MPa 0.8235 28 810 1018 20323.1.2 确定液压缸的主要结构参数由第 2 章分析可知卧式动力滑台液压缸最大推力为工进阶段时且为18503.31N 立式动力滑台液压缸最大推力为工进阶段时且为 13482.
42、90N。：:= m (3-1)卧D26105.9.31480pF查参考文献3表 2-4 液压缸内径尺寸系列（GB/T2348-80） ，将以上计算值圆整为标准直径，取 =100mm 为了实现快进速度与快退速度相等，采用差动连卧河南科技大学毕业设计（论文）17 接，则 d=0.7 。所以 =0.7 =0.710070mm。同样按参考文献3表 2-卧d卧D卧d卧D5 活塞杆直径系列（GB/T2348-80）圆整成标准系列活塞杆直径。取 =70mm。卧d由 =100mm, =70mm 算出液压缸无杆腔有效作用面积为 =78.5mm2,有杆卧 卧 卧A腔有效作用面积为 =40.1mm2。卧a立卧 d查
43、参考文献3表 2-4 液压缸内径尺寸系列（GB/T2348-80） ，将以上计算值圆整为标准直径，取 =90mm 为了实现快进速度与快退速度相等，采用差动连接，立D则 d=0.7 。所以 =0.7 =0.79063mm 。同样按参考文献3表 2-5 活立d立 立d立塞杆直径系列（GB/T2348-80）圆整成标准系列活塞杆直径。取 =70mm。由立d=90mm, =70mm 算出液压缸无杆腔有效作用面积为 =64.74mm2,有杆腔立D立 立A有效作用面积为 =38.43mm2。立a工进时采用调速阀，查产品样本，调速阀最小稳定流量 =0.05 ,因minVq/il最小工进速度 =0.025 ,
44、则 。故能满足minV/inl32min 210.510VqcAv低速稳定性要求。3.2 计算卧式动力滑台液压缸的工作压力和输入功率3.2.1 计算卧式动力滑台液压缸的工作压力根据参考文献1表 9-5 执行元件背压的估计值，本系统的背压值估计可在0.50.8 范围内选取，故暂定：工进时， 0.8 ，快速运动时，MPabPMa 0.5 ，液压缸在工作循环各阶段的工作压力，即可按参考文献1式（9-b10） 、式（9-11）和式（9-12）计算:差动快进阶段:(3-2)211bAFpp464 40.1.50(78.50)(78)a aP p61.apM工作进给阶段：河南科技大学毕业设计（论文）18
45、(3-3)6621 41620.813.75103.7578.5b aaAFpppMP快速退回阶段：(3-4)4621 41367.0.51.70.1ba apppA3.2.2 计算液压缸的输入功率快进阶段：(3-5)KWqP341.01084.391.061 工进阶段： KW35.0192.5922.7.24661 (3-6)快退阶段：(3-7)WqP531.0106.4103. 41将以上计算的压力、流量和功率值列成表 3-3。表 3-3 液压缸在各阶段的压力、流量和功率工作阶段工作压力（ ）aMp1输入流量 （ ）vqsm3输入功率（ ）kwp快速前进9.04108.3KW41.0工作进
46、给67.2 463.2.7 35.92.快速退回31. 410.K51.0河南科技大学毕业设计（论文）19 3.3 设计计算立式动力滑台液压缸3.3.1 选取工作压力及背压力=13482.93N 在 10000-20000N 之间， =3-4MPa 选取 =3.5MPa，为防工F1P1P止加工结束动力头突然前冲，设回油路有背压阀或调速阀，取背压 =0.8 MPa。23.3.2 确定液压缸结构尺寸取液压缸无杆腔作工作腔列液压缸力的平衡方程：图 3-1 组合机床液压缸力平衡图(3-8)）（ 12121 APAPF快进速度 ，工进速度 ，相差很大，应进min6v快 min0.45v工行差动换接，取
47、k= A2/ A1，则：8.129cm (3-9)kp- (421工D取液压缸筒标准值：D=9 d=0.707D=6.3cm (3-10)取活塞杆标准值 d=73.3.3 认证液压缸筒壁厚中低压液压系统，由其切削加工性能确定液压缸筒壁厚，按薄壁圆筒计算壁厚： 额定工作压力： (3-11)MPapn165.3试验压力为： =1.5 =1.53.5=5.25 (3-12)yn许用应力取： （ 取安全系数 n=5） 2/0mNnb/2.55 (3-13)2Dpy河南科技大学毕业设计（论文）20 3.3.4 定液压缸筒的长度活塞杆工作行程：150 m活塞杆伸出长度不少于 21 取液压缸筒长：150+80+98+20+15=363 (3-14)CMABL式中：l 为活塞的最大工作行程；B 为活塞长度，一般为(0.6-1)D；A 为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D;M 为活塞杆密封长度，由密封方式定； C 为其他长度，包括一些特殊装置所需的长度（见图 3-1） 。一般缸筒的长度最好不超过内径的 20倍。图 3-2 液压缸机构图取活塞杆长 553m求最小活塞杆直径取 0.019 (3-15)28/10NFd4m1.9
