設(shè)計(jì)要求及工況分析

    1．設(shè)計(jì)要求

    要求設(shè)計(jì)的機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是“快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止”。主要性能參數(shù)與性能要求如下：機(jī)床上有主軸16個(gè)，加工Φ3.9mm的孔14個(gè)，Φ8.5mm的孔2個(gè)；刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵，硬度為240HB；機(jī)床工作部件總重量為G=98ION；快進(jìn)、快退速度為v₁=v₃=7m/min，快進(jìn)行程長(zhǎng)度為l₁=lOOmm，工進(jìn)行程長(zhǎng)度為l₂=50mm，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間不超過0.2s,動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，其靜摩擦因數(shù)f_s=0.2，動(dòng)摩擦因數(shù)f_d=0.1；液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件是液壓缸。

    2．負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析

    (1)工作負(fù)載高速鋼鉆頭鉆鑄鐵孔時(shí)的軸向切削力與鉆頭直徑D(mm)、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s(mm/r)和鑄鐵硬度(HB)之間的經(jīng)驗(yàn)算式為

                             F_t=25.5Ds^0.8( HB)^0.6                 (9-19)

    根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，鉆孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s，可選用下列數(shù)值。對(duì)Φ13.9mm的孔來說，n₁=360r/mn，S_l=0.147mm/r。對(duì)Φ8.5mm的孔來說，n₂=550r/mn， S₂=0.096mm/r。

    代入式(9-19)可得

F_t=14×25.5×13.9×0.1470.8×2400.6+2×25.5×8.5×0.0960.8×2400.6

=30468(N)

    (2)慣性負(fù)載

F_m=(G/g) ×(△v/△t)=(9810/9.81) ×(7/60×0.2)=583(N)

    (3)摩擦負(fù)載  因?yàn)椴捎玫膭?dòng)力滑臺(tái)是平導(dǎo)軌，因此作用在其上的正壓力N=G=9810 (N)。

    靜摩擦阻力           F_fs=f_sN=O.2×9810=1962(N)

    動(dòng)摩擦阻力            F_fd=f_dN=O.1×9810-981(N)

取液壓缸的機(jī)械效率η_m=0.90，得出的液壓缸在各工作階段的負(fù)載值如下表所示。

液壓缸在各工作階段的負(fù)載值

 

根據(jù)液壓缸上述各階段的負(fù)載可繪制如圖C(a)所示的負(fù)載循環(huán)圖C。速度圖按已知數(shù)值v₁=v₃=7m/min，快進(jìn)行程長(zhǎng)度為l₁=lOOmm，工進(jìn)行程長(zhǎng)度為l₂=50mm，快退行程l₃=l₁+l₂ =150mm和工進(jìn)速度v₂等繪制，如圖C (b)所示，其中v₂由主軸轉(zhuǎn)速及每轉(zhuǎn)進(jìn)給量求出，即v₂=n₁s₁=n₂s₂≈53mm/min。