數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)

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1、第十章 數(shù)控機(jī)床的液壓與氣壓系統(tǒng) 10.1 液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)概述 10.2 液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用 10.3 數(shù)控機(jī)床液壓與氣壓系統(tǒng)的維護(hù) 10.1 液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)概述 10.1.1 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床在實(shí)現(xiàn)整機(jī)的全自動(dòng)化控制中 ， 除數(shù)控系統(tǒng)外 ， 還需要配備液壓 和氣壓傳動(dòng)裝置來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)整機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行功能 。 所用的液壓和氣壓傳動(dòng)裝置應(yīng)結(jié) 構(gòu)緊湊 、 工作可靠 、 易于控制和調(diào)節(jié) 。 雖然它們的工作原理類(lèi)似 ， 但使用范圍不同 。 液壓傳動(dòng)裝置由于使用工作壓力高的油性介質(zhì) ， 因此機(jī)構(gòu)輸出力大 ， 機(jī)械結(jié)構(gòu) 緊湊 ， 動(dòng)作平穩(wěn)可靠 ， 易于調(diào)節(jié) ， 噪聲較小

2、 ， 但要配置液壓泵和油箱 ， 因?yàn)楫?dāng)油液 泄漏時(shí)會(huì)污染環(huán)境 。 氣壓傳動(dòng)裝置的氣源容易獲得 ， 機(jī)床可以不必再單獨(dú)配置動(dòng)力源 ， 裝置結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 ， 工作介質(zhì)不污染環(huán)境 ， 工作速度控制和動(dòng)作頻率高 ， 適合于完成頻繁啟動(dòng) 的輔助工作 。 氣壓傳動(dòng)裝置過(guò)載時(shí)比較安全 ， 不易發(fā)生過(guò)載時(shí)損壞部件的事故 。 液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中具有如下輔助功能： （ 1） 自動(dòng)換刀所需的動(dòng)作 。 如機(jī)械手的伸 、 縮 、 回轉(zhuǎn)和擺動(dòng)及刀具的松開(kāi)和 夾緊動(dòng)作 。 （ 2） 機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的平衡 。 如機(jī)床主軸箱的重力平衡和刀庫(kù)機(jī)械手的平衡等 。 （ 3）機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)、制動(dòng)和離合器

3、的控制、齒輪撥叉掛擋等。 （ 4） 機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的支撐 。 如動(dòng) 、 靜壓軸承和液壓導(dǎo)軌等 。 （ 5） 機(jī)床的潤(rùn)滑和冷卻 。 (6)機(jī)床防護(hù)罩 、 板 、 門(mén)的自動(dòng)開(kāi)關(guān) 。 （ 7） 工作臺(tái)的夾緊 、 松開(kāi)及其自動(dòng)交換動(dòng)作 。 （ 8） 夾具的自動(dòng)放松 、 夾緊 。 （ 9）工件、工具定位面和交換工作臺(tái)的自動(dòng)吹屑、清理和定位基準(zhǔn)面等。 10.1.2 液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)一般由以下 5 （ 1） 動(dòng)力裝置 。 動(dòng)力裝置是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成傳動(dòng)介質(zhì)的壓力能的 裝置 。 常見(jiàn)的動(dòng)力裝置有液壓泵和空氣壓縮機(jī)等 。 （ 2） 執(zhí)行裝置 。 執(zhí)行裝置用于連接工作部

4、件 ， 將工作介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為 工作部件的機(jī)械能 ， 常見(jiàn)的執(zhí)行裝置有液壓缸和汽缸及進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓電機(jī) 、 氣電機(jī)等 。 （ 3） 控制與調(diào)節(jié)裝置 。 控制與調(diào)節(jié)裝置是用于控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中工作介質(zhì)的 壓力 、 流量和流動(dòng)方向 ， 從而控制執(zhí)行元件的作用力 、 運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向的裝 置 ， 同時(shí)也可以用來(lái)卸載或?qū)崿F(xiàn)過(guò)載保護(hù)等 。 （ 4） 輔助裝置 。 輔助裝置是對(duì)過(guò)載介質(zhì)起到容納 、 凈化 、 潤(rùn)滑 、 消聲和實(shí)現(xiàn) 元件之間連接等作用的裝置 。 （ 5）傳動(dòng)介質(zhì)。傳動(dòng)介質(zhì)是用來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的過(guò)載介質(zhì)，即液壓油或壓 縮空氣。 10.1.3 液壓傳動(dòng)的工作原理如圖 10

5、 1所示 。 圖中杠桿 1、 活塞 2、 液壓缸 3和單向閥 4、 5組成手動(dòng)液壓泵；液壓缸 6和活塞 7組成升降液壓缸 。 千斤頂工作時(shí) ， 向上提起杠桿 1， 則活塞 2被提起 ， 液壓缸 3下腔中壓力減小 ， 單向閥 5關(guān)閉 ， 單向閥 4導(dǎo)通 ， 油箱里 的油液被吸入到液壓缸 3中 ， 這是吸油過(guò)程；隨后 ， 壓下杠桿 1， 活塞 2下移 ， 液壓缸 3下腔中壓力增大 ， 迫使單向閥 4關(guān)閉 ， 單向閥 5導(dǎo)通 ， 高壓油液經(jīng)油管 11流入液壓缸 6的下腔中 ， 推動(dòng)活塞 7向上移動(dòng) ， 這是壓油過(guò)程 。 如此反復(fù)操作便可將重物 8提升到 需要的高度 。 在此過(guò)程中 ， 控制閥 9始終

6、處于截止?fàn)顟B(tài) 。 若打開(kāi)控制閥 9， 則液壓缸 6 下腔中的油液將在重物的重力作用下排回油箱 。 圖 10 1 液壓傳動(dòng)的工作原理 10.2 液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用 1 圖 10 2所示為 TND360型數(shù)控車(chē)床液壓系統(tǒng)原理 。 該機(jī)床液壓系統(tǒng)由液壓站和 五條液壓支路組成 。 五條液壓支路分別是卡盤(pán)夾緊支路 、 尾架套筒移動(dòng)支路 、 主軸 變速支路和兩條預(yù)留支路 。 圖 10 2 TND360型數(shù)控車(chē)床液壓系統(tǒng)原理圖 1) 液壓工作站的工作原理是由液壓電動(dòng)機(jī) 1(交流電動(dòng)機(jī) 1.1kW)通過(guò)聯(lián)軸器 2驅(qū)動(dòng)外 反饋限壓式變量泵 3產(chǎn)生壓力油 ， 壓力油經(jīng)過(guò)單向

7、閥 4和濾油器 8后輸出 。 在單向閥與 濾油器之間 ， 油路上并聯(lián)有蓄能器 5、 溢流閥 6和手動(dòng)二位兩通換向閥 7。 蓄能器用于 穩(wěn)定系統(tǒng)中的油壓 ， 補(bǔ)償流量的變化量；溢流閥作為系統(tǒng)的安全閥 ， 限制系統(tǒng)的最 高壓力；手動(dòng)換向閥是為檢修而設(shè)置的 ， 在需要時(shí)卸掉油路中的負(fù)荷 ， 使壓力油經(jīng) 手動(dòng)閥直接流回油箱 ， 這樣可判斷故障是否在油泵上 。 一般情況下手動(dòng)換向閥在截 止位 。 在濾油器 8的兩端加壓力繼電器 14監(jiān)視濾油器的堵塞情況 ， 當(dāng)濾油器堵塞時(shí) ， 壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)給機(jī)床控制系統(tǒng) ， 產(chǎn)生報(bào)警信號(hào) ， 使操作人員能夠迅速地清 洗或更換過(guò)濾網(wǎng) ， 恢復(fù)液壓系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)

8、 。 在液壓油箱上為防止灰塵進(jìn)入油 箱 ， 油箱的空氣入口處加有空氣過(guò)濾器 。 為了解油箱內(nèi)油液的多少 ， 用油標(biāo)進(jìn)行檢 測(cè) 。 2) 卡盤(pán)通過(guò)卡爪的抓緊和放松動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊與放松 。 工作中要能判別 其卡爪是否夾緊工件 ， 如果沒(méi)有夾緊工件 ， 則數(shù)控加工程序不能執(zhí)行 ， 并在執(zhí)行時(shí) 發(fā)出報(bào)警信號(hào) 。 卡盤(pán)夾緊支路是圖上最左側(cè)一條支路 。 壓力油經(jīng)減壓閥 9穩(wěn)定工作 壓力后 ， 通過(guò)電磁換向閥 10和手動(dòng)換向閥 11的左位進(jìn)入液壓缸 13。 當(dāng)電磁換向閥左 線圈 L3 Y1得電時(shí) ， 電磁閥工作在左位 ， 壓力油進(jìn)入液壓缸 13的左腔 ， 液壓缸右腔 中的油流回油箱 ， 缸桿

9、右移 ， 卡盤(pán)夾緊動(dòng)作 。 夾緊力的大小通過(guò)減壓閥來(lái)調(diào)整 ， 值 的大小可在壓力表中觀察得到 。 夾緊與否由缸桿上的撞塊觸發(fā)左極限開(kāi)關(guān) L3 S1與 壓力繼電器 12(L3 B1)的信號(hào)組合判別 。 僅有壓力繼電器 L3 S1信號(hào)時(shí) ， 表明卡盤(pán)上工件被夾緊；同時(shí)具有左極限開(kāi) 關(guān) L3 S1和壓力繼電器 L3 B1的信號(hào)時(shí) ， 表明卡盤(pán)上的工件未被夾緊 。 工件未被 夾緊時(shí) ， 要重新調(diào)整卡爪在卡盤(pán)上的位置 ， 使工件能被卡盤(pán)夾緊 。 當(dāng)電磁換向閥 L3 Y2得電時(shí) ， 電磁閥工作在右位 ， 壓力油經(jīng)電磁閥右位 、 手動(dòng)閥左位進(jìn)入液壓 缸的右腔 ， 液壓缸左腔中的壓力油經(jīng)手動(dòng)閥左位 、 電

10、磁閥右位后流回油箱 ， 這時(shí) 缸桿左移 ， 卡盤(pán)夾爪放松 。 當(dāng)缸桿回到最左端 ， 左極限開(kāi)關(guān) L3 S2發(fā)出信號(hào) ， 表 明卡爪已完全放松 。 3) 尾架套筒的前端用于安裝活動(dòng)頂針，活動(dòng)頂針在加工時(shí)，用于長(zhǎng)軸類(lèi)零件的 輔助支撐。因此，尾架套筒要能夠?qū)崿F(xiàn)套筒的伸出，使頂針頂緊于工件上；尾架 套筒要能夠保持所在位置，使頂針在工件加工時(shí)能夠處于穩(wěn)定的位置上；尾架套 筒要能夠回縮，使頂針在加工結(jié)束后能夠退出加工區(qū)，便于工件的取出。在套筒 伸出時(shí)要能夠自動(dòng)識(shí)別頂針是否頂緊工件。尾架套筒支路是圖 10 2上左邊的第二 條支路。當(dāng)三位四通電磁換向閥 15的左線圈 L4 Y1得電時(shí)，壓力油通過(guò)電磁換

11、向 閥的左位、單向減壓閥 16、節(jié)流閥 17和液控單向閥 18、進(jìn)入液壓缸 20的右腔，液 壓缸 20左腔中的油經(jīng)過(guò)電磁換向閥 15流回油箱，這時(shí)缸桿左移，也就是套筒伸出。 在進(jìn)油路上的壓力繼電器 19和套筒行程極限開(kāi)關(guān)構(gòu)成了是否頂緊的識(shí)別系統(tǒng) ， 當(dāng)僅有壓力繼電器發(fā)出 L4 B1電信號(hào)時(shí) ， 表明頂針已頂緊工件；當(dāng)壓力繼電器和 左極限行程開(kāi)關(guān)同時(shí)發(fā)出 L4 B1和 L4 S1電信號(hào)時(shí) ， 表明頂針沒(méi)有頂緊工件 ， 這 時(shí)就需要調(diào)整尾架在導(dǎo)軌上的位置 。 當(dāng)電磁換向閥 15的右線圈 L4 Y2得電時(shí) ， 電 磁換向閥工作在右位 ， 壓力油經(jīng)過(guò)電磁換向閥 15的右位進(jìn)入液壓缸左腔 ， 同時(shí)壓

12、 力油使液控單向閥 18打開(kāi) ， 液壓缸右腔中的壓力油經(jīng)液控單向閥 18、 節(jié)流閥 17、 單向減壓閥 16的單向閥和電磁換向閥 15流回油箱 ， 這樣使得缸桿右移 ， 實(shí)現(xiàn)套筒 回縮 。 當(dāng)液壓缸缸桿右移到右極限位置時(shí) ， 壓下右極限行程開(kāi)關(guān) L4 S2， 這表明 尾架套筒已回縮到底部位置 。 當(dāng)電磁換向閥 15的兩個(gè)線圈沒(méi)有通電時(shí) ， 電磁換向 閥 15工作在中位 。 由于兩個(gè)油口全部接回油口 ， 液控單向閥關(guān)閉 ， 使得液壓缸右 腔中的壓力油既不能流入 ， 也不能流出 ， 液壓缸缸桿保持固定的位置 ， 也就是尾 架套筒處在保持位置狀態(tài) 。 4) 主軸變速支路是圖 10 2上最右邊

13、的一條支路 ， 由液壓缸缸桿使主軸箱內(nèi)變速 齒輪移動(dòng) ， 實(shí)現(xiàn)變速齒輪的左 、 右移動(dòng)；變速齒輪與不同齒輪的嚙合 ， 實(shí)現(xiàn)主軸在 高 、 低速區(qū)不同的轉(zhuǎn)動(dòng) 。 5) 其他兩條油路是為機(jī)床增加其他液壓驅(qū)動(dòng)部件或附件而預(yù)留的液壓支路 ， 使 機(jī)床在使用中 ， 隨時(shí)可安裝使用液壓中心跟刀架 、 液壓回轉(zhuǎn)刀架和自動(dòng)送料機(jī)構(gòu) 等輔助部件 。 圖 10 3 簡(jiǎn)化后的平面磨床工作臺(tái)液壓系統(tǒng) 2 圖 10 3所示為簡(jiǎn)化后的平面磨床工作臺(tái)液壓系統(tǒng) 。 當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)液壓泵 3轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí) ， 油箱 1中的油液經(jīng)過(guò)過(guò)濾器 2被吸入系統(tǒng) 。 來(lái)自液壓泵 3的壓力油經(jīng)節(jié)流閥 6(控 制流量 )， 進(jìn)入手動(dòng)三

14、位四通換向閥 7的 PA通道 ， 再進(jìn)入二位四通電磁換向閥 8(圖中所示為未通電位置 )流入液壓缸 9的左腔 ， 推動(dòng)活塞連同工作臺(tái) 12向右運(yùn)動(dòng) ， 液壓缸右腔的油液被活塞壓回油箱 1中 。 工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)靠工作臺(tái)上的兩個(gè)撞塊 11和擋鐵 10的共同作用 ， 進(jìn)而控 制行程開(kāi)關(guān)間斷打開(kāi)和關(guān)閉 ， 使電磁換向閥的右位和左位輪換接入系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 若要手動(dòng)換向 ， 可將撞塊 11扳向上方并操作手動(dòng)動(dòng)換向閥 7來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 液壓泵工作時(shí)同樣可以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)在任意位置停止 ， 只需將手動(dòng)換向閥 7的 手柄扳到中位 (圖中換向閥 7中位處的符號(hào)表示不通流 )， 使液壓缸兩腔封閉 ， 活 塞不再運(yùn)

15、動(dòng) ， 工作臺(tái)立即停止 。 此時(shí)液壓泵輸出的高壓油液因無(wú)去處 ， 所以全 部經(jīng)溢流閥 5排回油箱 。 3 H400 圖 10 4為 H400型臥式加工中心氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖 。 該系統(tǒng)主要包括松刀 汽缸 、 雙工作臺(tái)交換 、 工作臺(tái)夾緊 、 鞍座鎖緊 、 鞍座定位 、 工作臺(tái)定位面吹氣 、 刀庫(kù)移動(dòng) 、 主軸錐孔吹氣等幾個(gè)動(dòng)作完成的氣壓傳動(dòng)支路 。 圖 10 4 H400型臥式加工中心氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖 H400型臥式加工中心氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)要求提供額定壓力為 0.7MPa的壓縮空氣 。 壓縮空氣通過(guò) 8mm的管道連接到氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)調(diào)壓 、 過(guò)濾 、 油霧氣壓傳動(dòng)三聯(lián)件 ST， 經(jīng)過(guò)

16、氣壓傳動(dòng)三聯(lián)件 ST后 ， 得以干燥 、 潔凈并加入適當(dāng)潤(rùn)滑用油霧 ， 然后提 供給后面的執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用 ， 從而保證整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行 ， 避免或減少 執(zhí)行部件 、 控制部件的磨損而使壽命降低 。 YK1為壓力開(kāi)關(guān) ， 該元件在氣壓傳動(dòng)系 統(tǒng)達(dá)到額定壓力時(shí)發(fā)出電參量開(kāi)關(guān)信號(hào) ， 通知機(jī)床氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)正常工作 。 在該 系統(tǒng)中為了減小載荷的變化對(duì)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性的影響 ， 在設(shè)計(jì)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí) 均采用單向出口節(jié)流的方法調(diào)節(jié)汽缸的運(yùn)行速度 。 1） 松刀汽缸是完成刀具的拉緊和松開(kāi)的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。 為保證機(jī)床切削加工過(guò)程的 穩(wěn)定 、 安全 、 可靠 ， 刀具拉緊拉力應(yīng)大于 12kN，

17、抓刀 、 松刀動(dòng)作時(shí)間在 2s以內(nèi) 。 換刀時(shí)通過(guò)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)刀柄與主軸間的 7 24定位錐孔進(jìn)行清理 ， 使用高速氣 流清除結(jié)合面上的雜物 。 為達(dá)到這些要求 ， 盡可能地使其結(jié)構(gòu)緊湊 、 重量減輕 ， 并且結(jié)構(gòu)上要求工作缸直徑不能大于 150mm， 因此采用復(fù)合雙作用汽缸 (額定壓力 0.5MPa)可達(dá)到設(shè)計(jì)要求 。 圖 10 5為 H400型臥式加工中心主軸氣壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖 。 圖 10 5 H400型臥式加工中心主軸氣壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖 2） 交換臺(tái)是實(shí)現(xiàn)雙工作臺(tái)交換的關(guān)鍵部件 。 由于 H400加工中心交換臺(tái)提升載荷 較大 (達(dá) 12kN)， 工作過(guò)程中沖擊較大 ， 設(shè)計(jì)上升 、

18、 下降動(dòng)作時(shí)間為 3s， 且交換臺(tái) 位置空間較大 ， 故采用大直徑汽缸 (D=350mm)， 6mm內(nèi)徑的氣管 ， 才能滿足設(shè)計(jì)載 荷和交換時(shí)間的要求 。 機(jī)床無(wú)工作臺(tái)交換時(shí) ， 在兩位雙電控電磁閥 HF3的控制下交 換臺(tái)托升缸處于下位 ， 感應(yīng)開(kāi)關(guān) LS17有信號(hào) ， 工作臺(tái)與托叉分離 ， 工作臺(tái)可以進(jìn) 行自由的運(yùn)動(dòng) 。 當(dāng)進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的雙工作臺(tái)交換時(shí) ， 數(shù)控系統(tǒng)通過(guò) PMC發(fā)出信號(hào) ， 使兩位雙電控電磁閥 HF3的 3YA得電 ， 托升缸下腔通入高壓氣 ， 活塞帶動(dòng)托叉連同 工作臺(tái)一起上升 ， 當(dāng)達(dá)到上下運(yùn)動(dòng)的上終點(diǎn)位置時(shí) ， 由接近開(kāi)關(guān) LS16檢測(cè)其位置信號(hào) ， 并通過(guò)變送擴(kuò)展

19、板傳送到 CNC的 PMC， 控制 交換臺(tái)回轉(zhuǎn) 180 運(yùn)動(dòng)開(kāi)始動(dòng)作 ， 接近開(kāi)關(guān) LS18檢測(cè)到回轉(zhuǎn)到位的信號(hào) ， 并通過(guò)變 送擴(kuò)展板傳送到 CNC的 PMC， 控制 HF3的 4YA得電 ， 托升缸上腔通入高壓氣體 ， 活塞 帶動(dòng)托叉連同工作臺(tái)在重力和托升缸的共同作用下一起下降；當(dāng)達(dá)到上下運(yùn)動(dòng)的 下終點(diǎn)位置時(shí)由接近開(kāi)關(guān) LS17檢測(cè)其位置信號(hào) ， 并通過(guò)變送擴(kuò)展板傳送到 CNC的 PMC， 雙工作臺(tái)交換過(guò)程結(jié)束 ， 機(jī)床可以進(jìn)行下一步的操作 。 在該支路中采用 DJ3、 DJ4單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)交換臺(tái)上升和下降的速度 ， 以避免較大的載荷沖擊及對(duì)機(jī)械部 件的損傷 。 3） 由于 H40

20、0型臥式加工中心要進(jìn)行雙工作臺(tái)的交換 ， 為了節(jié)約交換時(shí)間 ， 保證 交換的可靠 ， 因此工作臺(tái)與鞍座之間必須具有能夠快速而可靠的定位 、 夾緊及迅 速脫離的功能 。 可交換的工作臺(tái)固定于鞍座上 ， 由四個(gè)帶定位錐的汽缸夾緊 ， 以 達(dá)到拉力大于 12kN的可靠工作要求 。 因受位置結(jié)構(gòu)的限制 ， 該汽缸采用了彈簧增 力結(jié)構(gòu) ， 在汽缸內(nèi)徑僅為 63mm的情況下就達(dá)到了設(shè)計(jì)拉力要求 。 工作臺(tái)夾緊支路 采用兩位雙電控電磁閥 HF4進(jìn)行控制 ， 當(dāng)雙工作臺(tái)交換將要進(jìn)行或已經(jīng)進(jìn)行完畢時(shí) ， 數(shù)控系統(tǒng)通過(guò) PMC控制電磁閥 HF4， 使線圈 5YA或 6YA得電 ， 分別控制汽缸活塞的上 升或下降

21、， 通過(guò)鋼珠拉套機(jī)構(gòu)放松或拉緊工作臺(tái)上的拉釘 ， 來(lái)完成鞍座與工作臺(tái) 之間的放松或夾緊動(dòng)作 。 為了避免活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的沖擊 ， 在該支路采用具有得電動(dòng)作 、 失電不動(dòng)作 、 雙 線圈同時(shí)得電不動(dòng)作特點(diǎn)的兩位雙電控電磁閥 HF4進(jìn)行控制 ， 可避免在動(dòng)作進(jìn)行過(guò) 程中因突然斷電而造成的機(jī)械部件沖擊損傷 。 該支路還采用了單向節(jié)流閥 DJ5、 DJ6來(lái)調(diào)節(jié)夾緊的速度 ， 以避免較大的沖擊載荷 。 該位置由于受結(jié)構(gòu)限制 ， 用感應(yīng) 開(kāi)關(guān)檢測(cè)放松與拉緊信號(hào)較為困難 ， 故采用可調(diào)工作點(diǎn)的壓力繼電器 YK3、 YK4檢 測(cè)壓力信號(hào) ， 并以此信號(hào)作為汽缸到位信號(hào) 。 4) H400型臥式加工中心

22、工作臺(tái)具有回轉(zhuǎn)分度功能，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖 10 6所 示。與工作臺(tái)連為一體的鞍座采用蝸輪 蝸桿機(jī)構(gòu)使之可以進(jìn)行回轉(zhuǎn)，鞍座與床 鞍之間具有相對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并分別采用插銷(xiāo)和可以變形的薄壁汽缸實(shí)現(xiàn)床鞍和鞍 座之間的定位與鎖緊。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出鞍座回轉(zhuǎn)指令并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備后，兩位 單電控電磁閥 HF7得電，定位插銷(xiāo)缸活塞向下帶動(dòng)定位銷(xiāo)從定位孔中拔出，到達(dá)下 運(yùn)動(dòng)極限位置后，由感應(yīng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到位信號(hào)，通知數(shù)控系統(tǒng)可以進(jìn)行鞍座與床鞍 的放松，此時(shí)兩位單電控電磁閥 HF8得電動(dòng)作，鎖緊薄壁缸中高壓氣體放出，鎖緊 活塞彈性變形回復(fù)，使鞍座與床鞍分離。該位置由于受結(jié)構(gòu)限制，檢測(cè)放松與鎖 緊信號(hào)較困難，故采用可調(diào)工作

23、點(diǎn)的壓力繼電器 YK2來(lái)檢測(cè)壓力信號(hào)，并以此信號(hào) 作為位置檢測(cè)信號(hào)。 該信號(hào)送入數(shù)控系統(tǒng) ， 控制鞍座進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作 ， 鞍座在電動(dòng)機(jī) 、 同步帶 、 蝸 桿 蝸輪機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ， 當(dāng)達(dá)到預(yù)定位置時(shí) ， 由感應(yīng)開(kāi)關(guān)發(fā)出到位信 號(hào) ， 停止轉(zhuǎn)動(dòng) ， 完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的初次定位 。 電磁閥 HF7斷電 ， 插銷(xiāo)缸下腔通入高壓 氣 ， 活塞帶動(dòng)插銷(xiāo)向上運(yùn)動(dòng) ， 插入定位孔 ， 進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的精確定位 。 定位銷(xiāo)到 位后 ， 感應(yīng)開(kāi)關(guān)發(fā)信通知鎖緊缸鎖緊 ， 電磁閥 HF8失電 ， 鎖緊缸充入高壓氣體 ， 鎖 緊活塞變形 ， YK2檢測(cè)到壓力達(dá)到預(yù)定值后 ， 即是鞍座與床鞍夾緊完成 。 至此

24、， 整 個(gè)鞍座回轉(zhuǎn)動(dòng)作完成 。 另外 ， 在該定位支路中 ， DJ9、 DJ10是為避免插銷(xiāo)沖擊損壞 而設(shè)置的調(diào)節(jié)上升 、 下降速度的單向節(jié)流閥 。 圖 10 6 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)圖 5） H400型臥式加工中心采用盤(pán)式刀庫(kù) ， 具有 10個(gè)刀位 。 在加工中心進(jìn)行自動(dòng)換 刀時(shí) ， 由汽缸驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)前后移動(dòng) ， 與主軸的上下左右方向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行配合來(lái)實(shí)現(xiàn) 刀具的裝卸 ， 并要求運(yùn)行過(guò)程穩(wěn)定 、 無(wú)沖擊 。 在換刀時(shí) ， 當(dāng)主軸到達(dá)相應(yīng)位置后 ， 通過(guò)對(duì)電磁閥 HF6得電和失電使刀盤(pán)前后移動(dòng) ， 到達(dá)兩端的極限位置 ， 并由位置開(kāi) 關(guān)感應(yīng)到位信號(hào) ， 與主軸運(yùn)動(dòng) 、 刀盤(pán)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合完成

25、換刀動(dòng)作 。 其中 HF6斷 電時(shí) ， 遠(yuǎn)離主軸的刀庫(kù)部件原位 。 DJ7、 DJ8是為避免裝刀和卸刀時(shí)產(chǎn)生沖擊而設(shè) 置的單向節(jié)流閥 。 該氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中 ， 在交換臺(tái)支路和工作臺(tái)拉緊支路采用兩位雙電控電磁閥 (HF3、 HF4)， 以避免在動(dòng)作進(jìn)行過(guò)程中因突然斷電而造成的機(jī)械部件的沖擊損傷 。 系統(tǒng)中所有的控制閥完全采用板式集裝閥連接 ， 這種連接方式結(jié)構(gòu)緊湊 ， 易于控 制 、 維護(hù)與故障點(diǎn)的檢測(cè) 。 為避免氣流放出時(shí)所產(chǎn)生的噪聲 ， 在各支路的放氣口 均加裝了消聲器 。 10.3 數(shù)控機(jī)床液壓與氣壓系統(tǒng)的維護(hù) 10.3.1 1. （ 1） 控制油液污染 ， 保持油液清潔

26、， 是確保液壓系統(tǒng)正常工作的重要措施 。 據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 液壓系統(tǒng)的故障有 80 是由油液污染引發(fā)的 ， 油液污染還會(huì)加速液壓元 件的磨損 。 （ 2） 控制液壓系統(tǒng)中油液的溫升是減少能源消耗 、 提高系統(tǒng)效率的一個(gè)重要 環(huán)節(jié) 。 一臺(tái)機(jī)床的液壓系統(tǒng) ， 若油溫變化范圍大 ， 系統(tǒng)工作不正常 ， 壓力 、 速度不穩(wěn)定 ， 動(dòng)作不可靠； 加速油液的氧化變質(zhì)。 （ 3） 控制液壓系統(tǒng)泄漏 。 因?yàn)樾孤┖臀帐且簤合到y(tǒng)的常見(jiàn)故障 ， 因此控制 液壓系統(tǒng)泄漏極為重要 。 要控制泄漏 ， 首先是提高液壓元件零部件的加工精度和 元件的裝配質(zhì)量以及管道系統(tǒng)的安裝質(zhì)量；其次是提高密

27、封件的質(zhì)量 ， 注意密封 件的安裝使用與定期更換；最后是加強(qiáng)日常維護(hù) 。 （ 4） 防止液壓系統(tǒng)的振動(dòng)與噪聲 。 振動(dòng)會(huì)影響液壓件的性能 ， 使螺釘松動(dòng) 、 管接頭松脫 ， 從而引起漏油 ， 因此要防止和排除振動(dòng)現(xiàn)象 。 （ 5） 嚴(yán)格執(zhí)行日常點(diǎn)檢制度 。 液壓系統(tǒng)的故障存在隱蔽性 、 可變性和難于判 斷性 ， 因此應(yīng)對(duì)液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)檢 ， 把可能產(chǎn)生的故障現(xiàn)象記錄在日檢 維修卡上 ， 并將故障排除在萌芽狀態(tài) ， 從而減少故障的發(fā)生 。 （ 6） 嚴(yán)格執(zhí)行定期緊固 、 清洗 、 過(guò)濾和更換制度 。 液壓設(shè)備在工作過(guò)程中 ， 由于沖擊振動(dòng) 、 磨損和污染等因素 ， 會(huì)使管件

28、松動(dòng) ， 金屬件和密封件磨損 ， 因此必 須對(duì)液壓件及油箱等實(shí)行定期清洗和維修制度 ， 對(duì)油液 、 密封件執(zhí)行定期更換制度 。 2. (1)保證供給潔凈的壓縮空氣 。 壓縮空氣中通常都含有水分 、 油分和粉塵等雜質(zhì) 。 水分會(huì)使管道 、 閥和汽缸 腐蝕；油分會(huì)使橡膠 、 塑料和密封材料變質(zhì)；粉塵會(huì)造成閥體動(dòng)作失靈 。 選用合 適的過(guò)濾器 ， 可以清除壓縮空氣中的雜質(zhì) 。 使用過(guò)濾器時(shí)應(yīng)及時(shí)排除積存的液體 ， 否則 ， 當(dāng)積存液體接近擋水板時(shí) ， 氣流仍可將積存物卷起 。 (2)保證空氣中含有適量的潤(rùn)滑油 。 大多數(shù)氣壓傳動(dòng)執(zhí)行元件和控制元件都 要求有適度的潤(rùn)滑 。 由于摩

29、擦阻力增大而造成汽缸推力不足 ， 閥芯動(dòng)作失靈 。 由于密封材料的磨損而造成空氣泄漏 。 由于生銹而造成元件的損傷及動(dòng)作失靈。一般采用油霧器進(jìn)行噴霧潤(rùn)滑。 油霧器通常安裝在過(guò)濾器和減壓閥之后 ， 油霧器的供油量一般不宜過(guò)多 ， 通 常每 10m3的自由空氣供給 1mL的油量 (即 40 50滴油 )。 檢查潤(rùn)滑是否良好的一個(gè)方 法是：找一張清潔的白紙放在換向閥的排氣口附近 ， 如果在換向閥工作三到四個(gè) 循環(huán)后 ， 白紙上只有很輕的斑點(diǎn) ， 則表明潤(rùn)滑是良好的 。 (3)保持氣動(dòng)系統(tǒng)的密封性 。 漏氣不僅增加了能量的消耗 ， 也會(huì)導(dǎo)致供氣壓力的下降 ， 甚至造成氣壓傳動(dòng) 元

30、件工作失常 。 如果有嚴(yán)重的漏氣 ， 在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí) ， 由漏氣引起的 響聲很容易發(fā)現(xiàn)；輕微的漏氣則應(yīng)利用儀表 ， 或涂抹肥皂水的辦法進(jìn)行檢查 。 (4)保證氣壓傳動(dòng)元件中運(yùn)動(dòng)零件的靈敏性 。 從空氣壓縮機(jī)排出的壓縮空氣包 含有粒度為 0.01 0.8 m的壓縮機(jī)油微粒 ， 在排氣溫度為 120 220 時(shí) ， 這些油 粒會(huì)迅速氧化 ， 氧化后油粒顏色變深 ， 粘性增大 ， 并逐步由液態(tài)固化成油泥 。 這 種微米級(jí)以下的顆粒 ， 一般過(guò)濾器無(wú)法濾除 ， 當(dāng)它們進(jìn)入到換向閥后便附著在閥 芯上 ， 會(huì)使閥的靈敏度逐步降低 ， 甚至出現(xiàn)動(dòng)作失靈 。 為了清除油泥 ， 保證閥的 靈敏度

31、， 可在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)濾器之后 ， 安裝油霧分離器 ， 將油泥分離出來(lái)； 此外 ， 定期清洗閥也可以保證閥的靈敏度 。 (5)保證氣壓傳動(dòng)裝置具有合適的工作壓力和運(yùn)動(dòng)速度 。 調(diào)節(jié)工作壓力時(shí) ， 壓力表應(yīng)當(dāng)工作可靠 、 讀數(shù)準(zhǔn)確 。 減壓閥與節(jié)流閥調(diào)節(jié)好 后 ， 必須緊固調(diào)壓閥蓋或鎖緊螺母 ， 防止松動(dòng) 。 10.3.2 1 (1)各液壓閥 、 液壓缸及管子接頭處是否有外漏 。 (2)液壓泵或液壓馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是否有異常噪聲等現(xiàn)象 。 (3)液壓缸移動(dòng)時(shí)工作是否正常平穩(wěn) 。 (4)液壓系統(tǒng)的各測(cè)壓點(diǎn)壓力是否在規(guī)定的范圍內(nèi) ， 壓力是否穩(wěn)定 。 (5)油液的溫度是

32、否在允許的范圍內(nèi) 。 (6)液壓系統(tǒng)工作時(shí)有無(wú)高頻振動(dòng)。 (7)電氣控制或撞塊 (凸輪 )控制的換向閥的工作是否靈敏可靠 。 (8)油箱內(nèi)的油量是否在油標(biāo)刻線范圍內(nèi) 。 (9)行程開(kāi)關(guān)或限位擋塊的位置是否有變動(dòng) 。 (10)液壓系統(tǒng)手動(dòng)或自動(dòng)工作循環(huán)時(shí)是否有異?，F(xiàn)象 。 (11)定期對(duì)油箱內(nèi)的油液進(jìn)行取樣化驗(yàn) ， 檢查油液質(zhì)量 ， 定期過(guò)濾或更換油 液 。 (12)定期檢查蓄能器的工作性能 。 (13)定期檢查冷卻器和加熱器的工作性能。 (14)定期檢查和緊固重要部位的螺釘 、 螺母 、 接頭和法蘭螺釘 。 (15)定期檢查或更換密封件 。 (16

33、)定期檢查清洗或更換液壓件 。 (17)定期檢查清洗或更換濾芯 。 (18) 2 (1)管路系統(tǒng)的點(diǎn)檢 。 管路系統(tǒng)點(diǎn)檢的主要內(nèi)容是對(duì)冷凝水和潤(rùn)滑油的管理 。 冷凝水的排放 ， 一般應(yīng)當(dāng)在氣壓傳動(dòng)裝置運(yùn)行之前進(jìn)行 。 但是當(dāng)夜間溫度低于 0 時(shí) ， 為防止冷凝水凍結(jié) ， 氣壓傳動(dòng)裝置運(yùn)行結(jié)束后 ， 就應(yīng)開(kāi)啟放水閥門(mén)將冷凝水排 出 。 補(bǔ)充潤(rùn)滑油時(shí) ， 要檢查油霧器中油的質(zhì)量和滴油量是否符合要求 。 此外 ， 點(diǎn)檢 還應(yīng)包括檢查供氣壓力是否正常 ， 有無(wú)漏氣現(xiàn)象等 。 (2)氣壓傳動(dòng)元件的定檢 。 氣壓傳動(dòng)元件定檢的主要內(nèi)容是徹底處理系統(tǒng)的 漏氣現(xiàn)象 。 例如更換密封元件 ， 處理管接頭或連接螺釘松動(dòng)等 ， 定期檢驗(yàn)測(cè)量?jī)x 表 、 安全閥和壓力繼電器等 。