加工工序,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。
液压系统在组合机床上主要是用于实现工作台的直线运动和回转运动,如果动力滑台要实现二次进给,则动力滑台要完成的动作循环通常包括:原位停止快进I工进II工进死挡铁停留快退原位停止。
f一.设计的技术要求和设计参数
卧式钻镗组合机床动力头要完成快进-工进-快退-原位停止的工作循环;最大切削力为FL10000N动力头自重FG19000N;工作进给要求能在002~12mmi
范围内无级调速,快进、快退速度为6mmi
;工进行程为100mm,快进行程为300mm;导轨型式式平导轨,其摩擦系数取fs=02,fd=01;往复运动的加减速时间要求不大于05s。
二.工况分析
21确定执行元件
金属切削机床的工作特点要求液压系统完成的主要是直线运动,因此液压系统的执行元件确定为液压缸。
22分析系统工况
在对液压系统进行工况分析时,本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载,其他负载可忽略。
(1)工作负载FW
工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载,对于金属切削机床液压系统来说,沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载,即
(2)惯性负载
FW10000N
最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度,其中最大加速度可通过工作台最
f大移动速度和加速时间进行计算。已知加、减速时间为04s,工作台最大移动速度,即快进、快退速度为6mmi
,因此惯性负载可表示为
(3)阻力负载阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力,分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。
静摩擦阻力FfsfsFN02190003800N动摩擦阻力FfdfdFN01190001900N
根据上述负载力计算结果,可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况,如表21所示。
表21液压缸在各工作阶段的负载(单位:N)
工况
负载组成
负载值F
总机械负载FFm
起动
FFfs
3800N
42222N
加速
FFfdFm
42847N
47608N
快进
FFfd
1900N
21111N
工进
FFfdFt
11900N
132222N
f反向起动
FFfs
3800N
加速
FFfdFm
28687N
快退
FFfd
1900N
42222N29852N21111N
注:此处未考虑滑台上的颠覆力矩的影响。23负载循环图和速度循环图的绘制
根据表21中计算结果,绘制组合机床动力滑台液压系统的负载循环图如图21所示。
图21组合机床动力滑台液压系统负载循环图图21表明,当组合机床动力滑台处于工作r