2 液压系统方案设计
2.1 确定液压泵类型及调速方式
参考同类组合机床，选用双作用叶片泵双泵供油、调速阀进油节流调速的开式回路，溢流阀作定压阀。为了换速以及液压缸快退时运动的平稳性，回油路上设置背压阀，初定背压值Pb?0.8MPa。
2.2 选用执行元件
因系统动作循环要求正向快进和工进，反向快退，且快进、快退速度相等，因此选用单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积A1等于有杆腔面积A2的两倍。
2.3 快速运动回路和速度换接回路
根据本设计的运动方式和要求，采用差动连接与双泵供油两种快速运动回路来实现快速运动。即快进时，由大小泵同时供油，液压缸实现差动连接。
本设计采用二位二通电磁阀的速度换接回路，控制由快进转为工进。与采用行程阀相比，电磁阀可直接安装在液压站上，由工作台的行程开关控制，管路较简单，行程大小也容易调整，另外采用液控顺序阀与单向阀来吧切断差动油路。因此速度换接回路为行程与压力联合控制形式。
2.4 换向回路的选择
本系统对换向的平稳性有严格的要求，所以选用电液换向阀的换向回路。为便于实现差动连接，选用了三位五通换向阀。为提高换向的位置精度，采用死挡铁和压力继电器的行程终点返程控制。
2.5 保压回路的选择
本系统对夹紧液压缸的保压性能有严格要求，故采用液控单向阀和电接触式压力表的自动补油保压回路，这种回路保压时间长，压力稳定性高。
2.6 组成液压系统绘原理图
将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改补充，即组成如图1-2所示的液压系统图。为便于观察调整压力，在液压泵的进口处、背压阀和液压缸无腔进口处设置测压点，并设置多点压力表开关。这样只需一个压力表即能观测各点压力。
液压系统中各电磁铁的动作顺序如表1-2所示。
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表1-2电磁铁动作顺序表
快工保快停
1Y + + - - - 2Y - - - + - 3Y - + + + -
图1-2单面多轴钻孔机床的液压系统原理图
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3 液压系统的参数计算
3.1 液压缸参数计算
3.1.1初选液压缸的工作压力
5参考同类型组合机床，初定液压缸的工作压力为P1?40?10pa。 3.1.2确定液压缸的主要结构尺寸
本设计要求液压缸的快进、快退速度相等，现采用活塞杆固定的单杆式液压缸。快进时采用差动连接，并取无杆腔有效面积A1等于有杆腔有效面积A2的两倍，即A1?2A2。为了运动的平稳性，在回路中装有背压阀，按表8-2，初选背压Pb?8?105pa。
由表1-1可知最大负载为工进阶段的负载F?8379N，按此计算A1则：
F83792A1??m?2.33?10?3m2?23.3cm2 51P1?Pb40?102液压缸直径D?4A1??4?23.3?cm?5.45cm
由A1?2A2可知活塞杆直径
d?0.707D?0.707?5.45cm?3.85cm
按GB/T2348-1993将所计算的D与d值分别圆整到相近的标准直径，以便采用标准的密封装置。圆整后得:D?5.6cm,d?4.0cm
按标准直径算出
??A1?D2?5.62cm2?24.6cm244
?2?A2?(D?d2)?(5.62?4.02）cm2?12.1cm244按最低工进速度盐酸液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量
qmin?0.05L/min，因工进速度为最小速度v?0.04m/min，则由式(8-11)
qmin0.05?10322A1??cm?12.5cm 2vmin0.04?10本设计中A1?24.6cm2?12.5cm2，满足最低速度要求 3.1.3计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率
根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积，可以算出液压缸工作过程各阶段的压力、流量、功率，在计算工进时背压按Pb?8?105pa代入，快退时背压按Pb?5?105代入计算公式和计算结果列于表1-3中。
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表1-3 液压缸所需的实际流量、压力和功率
工作 循环 计算公式 负载 F N 进油压力回油压力Pj Pa Pb 所需 流量 L/min 输入 功率 KW Pa pj?F??PA2A1?A21032 差动快进 q?v(A1?A2)P?pjq 13.1?10518.1?1056.25 0.136 pj?工进 F?pjA2A1 1032 6.65?105q?A1vP?pjqpj?FA1 8?105 0.098~0.25 0.001~0.0028 夹紧 8379 34.06?105 0 0 0 pj?快退 F?pbA1A1 q?A2vP?pjq1032 18.7?105 5?105 6.05 0.189 注：1.差动连接时，液压缸的回油口到进油口之间的压力损失
?p?5?105pa,而pb?pj??p.
2.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为Pj，无杆腔回油，压力为Pb。
3.1.4计算夹紧液压缸的保压时间
夹紧液压缸一旦夹紧工件时，工作缸就开始运动，从快进-工进-快退，从工作缸刚离开工作后，保压过程也相继终结。
夹紧缸： 快进时间
t1?0.05m?0.01min?0.6s
5m/min 工进时间
6
t2?0.012m?0.3min?18s
0.04m/min工作缸:
快进时间 0.2mt3?0.04min?2.4s
5m/min 工进时间 0.12mt4??3min?180s
0.04min 快退时间 0.12mt5??0.024min?1.44s
5m/min因此，夹紧液压缸的保压时间 t?t3?t4?t5?183.84s
3.2 液压泵的参数计算
由表1-3可知工进阶段液压缸工作压力最大，因夹紧工况是在执行元件到系统终点时才出现最高工作压力，则??p?0，压力继电器可靠动作需要压力差为
5?10Pa，则液压泵最高工作压力课按式（8-5）计算
5pp?p1??Δp?5?105?(34.06?0?5)?105Pa?39.06?105Pa
因此，泵的额定压力可取pr?1.25?39.06?105pa?48.825?105pa 由表1-3可知，工进时所需流量最小是0.098L/min，设溢流阀流量为2.5L/min，则小流量泵的流量应为
qp1?(1.1?0.098?2.5)L/min?2.61L/min，
快进快退时液压缸所需的最大流量是6.25L/min，则泵的总流量为
qp?1.1?6025L/min?6.875L/min， 即大流量泵的流量
qp2?qp?qp1?(63875?2.61)L/min?4.265L/min。
根据上面的计算的压力和流量，查产品样本，选用跟工作缸相同的泵为YB-4/10型的双联叶片泵，该泵的额定压力为6.3MP，额定转速960r/min.
3.3 电动机的选择
系统为双泵供油系统,其中小泵1的流量
qp1?(4?10?3/60)m3/s?0.0667?10?3m3/s，
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卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计
