 由于有前述差动液压缸缸筒和活塞杆直径之间的关系 因此活塞杆直径为，根据对液 压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸 筒直径为，活塞杆直径为。

此时液压缸两腔的实际有效面积分别为   计算最大流量需求 工作台在快进过程中，液压缸采用差动连接，此时系统所需要的流 量为 快进 工作台在快退过程中所需要的流量为 快退 工作台在工进过程中所需要的流量为 工进 其中最大流量为快进流量为。

根据上述液压缸直径及流量计算结果，进步计算液压缸在各个工 作阶段中的压力流量和功率值，如表所示。

表各工况下的主要参数值 工况 推力 回油腔压 力 进油腔压 力 输入流量 输入功率 计算公式 快 进 启动 加速 恒速 工进 快 退 起动 加速 恒速 把表中计算结果绘制成工况图，如图所示。

图液压系统工况图 拟定液压系统原理图 根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，所设计机床对调速 范围低速稳定性有定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问 题。

速度的换接稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。

此外， 与所有液压系统的设计要求样，该组合机床液压系统应尽可能结构简 单，成本低，节约能源，工作可靠。

速度控制回路的选择 工况图表明，所设计组合机床液压系统在整个工作循环过程中所 需要的功率较小，系统的效率和发热问题并不突出，因此考虑采用节流 调速回路即可。

虽然节流调速回路效率低，但适合于小功率场合，而且 结构简单成本低。

该机床的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度哈尔滨工业大学 液压传动大作业 设计说明书 设计题目卧式组合机床液压动力滑台 机电工程学院班 设计者 年月日 流体控制及自动化系 哈尔滨工业大学 液压传动大作业任务书 学生姓名班号 设计题目钻镗两用卧式组合机床液压动力滑台 液压系统用途包括工作环境和工作条件及主要参数 卧式组合机床液压动力滑台。

切削阻力，滑台自重，平面导 轨，静摩擦系数，动摩擦系数，快进退速度，工进速度， 最大行程，其中工进行程，启动换向时间，液压缸机械效率。

执行元件类型液压缸 液压系统名称 钻镗两用卧式组合机床液压动力滑台。

设计内容 拟订液压系统原理图 选择系统所选用的液压元件及辅件 设计液压缸 验算液压系统性能 编写上述和的计算说明书。

指导教师签字 教研室主任签字 年月日签发 董谚良老师，手机办公电话， 序言度换接回路的选择 换向和速 拟定液压 确定液压缸主要尺寸 计算最大流量需求 油源的选择和能耗控制 压力控制回路的选择 计算最大流量需求 确定液压缸主要尺寸部分内容简介部分内容简介 确定液压缸主要尺寸 计算最大流量需求 拟定液压系统原理图 速度控制回路的选择 换向和速度换接回路的选择 油源的选择和能耗控制 压力控制回路的选择，能完成钻扩铰镗 孔攻丝车铣磨削及其他精加工工序，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，如图所示，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工进工进死挡铁停留快退 原位停止。

图组合机床动力滑台工作循环 设计的技术要求和设计参数 工作循环快进工进快退停止 系统设计参数如表所示，动力滑台采用平面导轨，其静动摩擦 系数分别为。

表设计参数 参数数值 切削阻力 滑台自重 快进快退速度 工进速度 最大行程 工进行程 启动换向时间 液压缸机械效率 工况分析 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。

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。

工作负载 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 惯性负载 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 度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。

已知启动换向时间 为，工作台最大移动速度，即快进快退速度为，因此惯性 负载可表示为 ， 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 动摩擦阻力 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，如表所示。

表液压缸在各工作阶段的负载单位 注此处未考虑滑台上的颠覆力矩的影响。

工况负载组成负载值 液压缸推力  起动 加速 快进 工进 反向起动 加速 快退 负载循环图和速度循环图的绘制 根据表中计算结果，绘制组合机床动力滑台液压系统的负载循环 图如图所示。

图组合机床动力滑台液压系统负载循环图 图表明，当组合机床动力滑台处于工作进给状态时，负载力最大 为，其他工况下负载力相对较小。

所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据已知的设计 参数进行绘制，已知快进和快退速度快进行程 工进行程快退行程， 工进速度。

根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液 压系统的速度循环图如图所示。

图组合机床液压系统速度循环图 确定系统主要参数 初选液压缸工作压力 所设计的动力滑台在工进时负载最大，其值为，其它工况时 的负载都相对较低，参考第章表和表按照负载大小或按照液压系 统应用场合来选择工作压力的方法，初选液压缸的工作压力。

确定液压缸主要尺寸 由于工作进给速度与快速运动速度差别较大，且快进快退速度要 求相等，从降低总流量需求考虑，应确定采用单杆双作用液压缸的差动 连接方式。

通常利用差动液压缸活塞杆较粗可以在活塞杆中设置通油 孔的有利条件，最好采用活塞杆固定，而液压缸缸体随滑台运动的常用 典型安装形式。

这种情况下，应把液压缸设计成无杆腔工作面积是有 杆腔工作面积两倍的形式，即活塞杆直径与缸筒直径呈 的关系。

工进过程中，当孔被钻通时，由于负载突然消失，液压缸有可能会 发生前冲的现象，因此液压缸的回油腔应设置定的背压通过设置背压 阀的方式，选取此背压值为。

快进时液压缸虽然作差动连接即有杆腔与无杆腔均与液压泵的来 油连接，但连接管路中不可避免地存在着压降，且有杆腔的压力必 须大于无杆腔，估算时取。

快退时回油腔中也是有背压的， 这时选取被压值。

工进时液压缸的推力计算公式为 ， 式中负载力 液压缸机械效率 液压缸无杆腔的有效作用面积 液压缸有杆腔的有效作用面积 液压缸无杆腔压力 液压有无杆腔压力 因此，根据已知参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为   液压缸缸筒直径为