數控刀片刃磨機床和深孔鉆床的液壓系統的應用
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 數控刀片刃磨機床液壓系統
(1)主機功能結構
        數控刀片刃磨機床是一種按輸入程序磨削的機床,可調整多邊形JJ片的主刃、刀尖圓角及其后角。刀片的分度依靠步進電機實現,刀片的形狀依靠凸輪靠模來實現,刀片的后角由工作臺的回轉來決定,刀片的定位依靠V形塊來實現,據不同的刀片更換不同的凸輪.v形塊。在機床的運動中,除上料、刀片夾緊、下料為手動外,其余運動按所編程序自動控制。該機床中,刀片的定位、夾緊,工作臺回轉、鎖緊,磨架的快進、工進及快退、工退等動作均由液壓傳動實現。
(2)液壓系統及其工作原理
        圖2-15所示為該機床的液壓系統原理圖。系統的油源為定量齒輪泵2,供油壓力由溢流閥4控制并由壓力表3顯示,泵的出口設有精過濾器5。系統有磨架快跳液壓缸21.定位液壓缸22.夾緊液壓缸23、回轉液壓缸24.鎖緊液壓缸25等5個執行器,這些執行器的運動方向分別由電磁換向閥6、7、8、9、10控制???個油口(a、b、c、d)的液壓缸21驅動磨架可實現快進、工進、快退、r退動作,這些動作由缸21進回油時通過的油口決定。圖示狀態,缸21后退,電磁鐵1YA通電使換向閥切換至左位時,缸21進給;磨架工進、工退的速度由單向節流閥12. 13無級調節;單向減壓閥11用于防止磨架快退時的沖擊,其調整壓力由壓力表3顯示。液壓缸22用于完成刀片的定位動作。圖示狀態,缸22下降,電磁鐵2YA通電使換向閥7切換至左位時,缸22上升定位;缸22的上升速度可由回油單向節流閥14進行無級調節;減壓閥1 5用于防止缸22上升時的定位沖擊。液壓缸23用于實現刀片夾緊。圖示狀態,缸23夾緊,電磁鐵3YA通電使換向閥8切換至左位時,缸23松開;夾緊速度由單向節流閥18進行調節;單向閥16和蓄能器17用于防止系統失壓;工作時,為保證足夠的夾緊力,設有壓力繼電器19,只有在額定壓力時,磨架缸21才能。陜進。液壓缸24用于驅動工作臺的回轉,電磁鐵4YA通電使換向閥9切換至左位時,缸24驅動工作臺順時針回轉,電磁鐵SYA通電使換向閥9切換至右位時,缸24驅動工作臺逆時針回轉;電磁鐵4YA和5YA都斷電時,工作臺停止;工作臺的回轉速度由節流閥20調節。單作用液壓缸25用于工作臺的鎖緊。圖示狀態,缸25鎖緊,電磁鐵6YA通電使換向閥lO切換至左位時,缸25由彈簧作用松開。上述5個執行器除了液壓缸23外,缸的行程上共設有8個行程開關( SQ1~SQ8),用以發出控制信號。 

圖2-15刃磨機床液壓系統原理圖
1一吸油過濾器;2定量齒輪泵;3壓力表及其開關;4溢流閥;5-高壓精過濾器; 6、7、8-二位四通電磁換向閥;9-三位四通電磁換向閥;l0-二位三通電磁換向閥;
11-單向減壓閥;12、13、14、18-單向節流閥;15-減壓閥;16-單向閥;17-蓄能器; 19-壓力繼電器;20-節流閥;21一快跳液球缸;22一定位液壓缸;23-夾緊液壓缸;
24-同轉液壓缸;25-鎖緊液壓缸
系統的工作原理如下。
1)系統啟動。系統啟動前,根據不同形狀、規格的刀片,調換凸輪、定位塊并調整相應的定位裝置,即可啟動液壓系統。系統啟動后,電磁鐵2YA. 3YA、4YA. 6YA通電使換向閥7、8、9、10均切換至左位,定位缸22上升處于定位狀態、夾緊缸23處于松開狀態、回轉缸24處于順時針運動趨勢的定位狀態、鎖緊缸25處于松開狀態。
2)上料、夾緊。人工上料完畢,按下夾緊按鈕,電磁鐵3YA斷電使換向閥8復至右位,泵2的壓力油經過濾器5、閥18進入缸23的無桿腔,實現夾緊動作。當缸23中壓力升高到壓力繼電器19的設定值時發信(系統進入程序自動控制的信號),使電磁鐵6YA斷電,換向閥10復至右位,泵2的壓力油經閥10進入缸25的有桿腔,在工作臺順時針運動趨勢下,鎖緊工作臺,保證刀片主刃后角的準確性,同時工作臺壓下行程開關SQ8。
3)當機床電氣系統接收到壓力繼電器1 9發出的夾緊信號后,系統進入程序自動控制流程。電磁鐵2YA斷電使換向閥7復至右位,泵2的壓力油經閥7、閥14進入定位缸22的有桿腔,缸22下降,壓下行程開關SQ3;同時,電磁鐵4YA斷電使換向閥9復至中位,工作臺處于穩定的鎖緊狀態。當程序檢測到行程開關SQ3、s08發出的信號,程序控制電磁鐵1YA通電使換向閥6切換至左位,泵2的壓力油經閥6、閥13進入磨架缸21的有桿腔,缸21帶動磨架快進(缸的無桿腔經c口無阻力回油)、T進(缸的無桿腔經d口、節流閥12同油),并壓下行程開關SQ1;程序收到行程開關SQ1發出的信號,工件轉動,磨削工件的主刃和后角;當主刃磨削完畢后,程序計數,控制電磁鐵1YA斷電使換向閥6復至右位,泵2的壓力油經閥11、閥12進入磨架缸21的無桿腔,缸21帶動磨架快退(缸的有桿腔經b口無阻力回油)、工退(缸的有桿腔經a口、節流闊13回油),壓下行程開關SQ2;當程序收到行程開關SQ2發出的信號,控制電磁鐵6YA通電使換向閥10切換至左位,鎖緊缸24在彈簧作用下上升松開工作臺(有桿腔經閥10向油箱回油),壓下行程開關SQ7;當程序收到行程開關SQ7發出的信號,電磁鐵5YA通電使換向閥9切換至右位,泵2的壓力油經閥9、閥20進入回轉缸24的右腔,帶動工作臺逆時針同轉,壓下行程開關SQ5;當程序收到SQ5發出的信號,控制電磁鐵6YA斷電使換向閥10復至右位,泵2的壓力油經閥10進入鎖緊缸25的有桿腔,缸24在上作臺逆時針回轉的趨勢下,鎖緊工作臺,保證圓刃后角的準確,同時壓下行程開關SQ8。
4)圓刃及后角磨削。當程序收到行程開關SQ8發出的鎖緊信號時,電磁鐵1YA通電使換向閥6切換至左位,泵2的壓力油經閥6、閥13進入磨架缸21的有桿腔,缸21帶動磨架快進、工進,壓下行程開關SQl,同時電磁鐵SYA斷電使換向閥9復至中位,工作臺處于停止狀態和穩定的鎖緊狀態。當程序收到SQ1發出的信號后,控制工件轉動,磨削圓刃及后角。磨削完畢后凸輪計數,程序控制電磁鐵1YA斷電使換向閥6復至右位,泵2的壓力油經閥11、閥12進入磨架缸21的無桿腔,帶動磨架快退、工退,壓下行程開關002,
接著程序控制電磁鐵6YA通電使換向閥1 0切換至左位,鎖緊缸25松開工作臺,壓下行程開關SQ7,程序控制電磁鐵4YA通電使換向閥9切換至左位,泵2的壓力油經閥9進入回轉缸24的左腔,帶動工作臺順時針回轉,壓下行程開關SQ6;程序收到SQ6發出的信號,控制電磁鐵6YA斷電使換向閥10復至右位,鎖緊虹25鎖緊工作臺,壓下行程開關SQ2;此時,工件一個主刃,一個圓刃磨削完畢。接著程序自動控制如前所述磨削下一個主刃及后角、圓刃及后角,直至全部結束。
5)松開、下料。當程序收到所有刃磨削結束信號時,電磁鐵2YA通電使換向閥7切換至左位,泵2的壓力油經閥7、閥15進入定位缸22的無桿腔,定位缸22上升,人工按鈕、下料,至此整個工件磨削完畢。
(3)技術特點
1)液壓系統采用定量泵供油的節流凋速回路;磨架的快慢速轉換通過開有4個油口的快跳液壓缸實現。
2)通過減壓閥防止磨架快速和上升定位時的沖擊。通過蓄能器防止系統突然失壓;通 過壓力繼電器保證足夠夾緊力,實現動作互鎖。
3)在結構上,主機與塊式集成的液壓站分離,通過管路板式集中連接,排列整齊、拆卸方便、便于運輸。減小了油溫對主機精度的影響,并便于油箱清理和使用維護。
(4)技術參數
液壓系統工作壓力為16~20MPa,磨架缸減壓閥調整壓力為0.4~lMPa;定位缸減壓閥的調整壓力為0.4~0.8MPa。 
 深孔鉆床液壓系統
(1)主機功能結構
該機床用于加工直徑Φ38mm、深達85mm孔道的鉆削,采用內排屑和液壓傳動。圖2-16所示為主機結構示意圖,床身20為焊接件,床身上面用6塊長850mm、寬80mm、厚18mm的鋼板,一邊三塊,沿縱向焊接并經龍門刨或龍f J銑上加工作為床身上面,即基準面;鋼板下面橫向焊接兩處加強筋,中間缺口布置1. Smm鋼板。床身上面固定火影忍者博人传日语中字座17、對開式軸承座14、油封頭13及推進裝置10等部件。床深底部用6 mm的鋼板隔開焊接成液壓系統的油箱,電動機1及其驅動的液壓泵(葉片泵)2、液壓閥集成塊4置于油箱上面。并配有冷卻器5,可通自來水冷卻油液。
鉆頭和中空(孑L徑16 mm)鉆桿11為兩體,用矩形螺紋連接。固定在床身上的油封頭13(內裝滾動軸承)用于工件15的支撐,右端面軸向定位并通過進油管12導入電機齒輪泵組來的排屑用油。推進裝置10上裝有軸向移動滑座,鉆桿11與滑座固定,裝有電機齒輪泵組8的隨動油箱9與鉆桿右端部固連,油箱下面裝有4個尼龍小輪,液壓缸6通過滑座帶動鉆桿實現鉆削運動,油箱隨鉆桿移動。 

圖2-16深孔鉆床主機結構示意圖
1-電動機;2一液壓泵;3一過濾器;4一液壓閥集成塊;5一冷卻器,6液壓缸;
7一排屑油過濾器;8電機齒輪泵組;9—月動油箱;1。一推進裝囂;1l鉆桿;
12-油封頭進油軟管; 13-油封頭;14對開式軸承座;15-工件;16-三爪卡盤;
17一液壓馬達座;l8液壓馬達;19一液壓馬達油管;20-床身

鉆削工件時,三爪卡盤16夾住工件,另一端套上對開式軸承座內的滾動軸承6(見圖2-17),扣合上蓋4,并擰緊螺母2,旋動油封頭的調整螺母,使工件右端面貼合。啟動排屑用電機齒輪泵組,泵組的壓力油(硫化油)經進油管12(參見圖2-16)、油封頭進入鉆頭工作部位,既冷卻刀具,又將切下的斷屑從鉆桿內孔沖出,回到隨動油箱。油中可加入適量的氯化石蠟,以提高冷卻液的潤滑性。 

圖2-17軸承座
1底座;2螺母;3-螺桂;4一上蓋;5-鉸支;6-滾動軸承;7-底腳;8一工件

鉆床的切削用量S=0.18 -0.25mm/r;v=40~45m/min;鉆孔粗糙度為Ra6.3~12.5,孔直線度在全長范圍內不超過0.12mm。
(2)液壓系統及其工作原理
圖2-18所示為該鉆床的液壓系統原理圖,執行器為驅動工件旋轉的擺線液壓馬達14和驅動鉆桿鉆頭(連同推進裝置的滑座)進退(快進、工進、快退、停止)的液壓缸13;系統的油源為定量液壓泵1,泵的供油壓力和卸荷由電磁溢流閥2控制,壓力可由壓力表及其開關8顯示;液壓馬達的進油和轉速由二位四通電磁換向閥6和節流閥9控制與調節;壓力繼電器12用于液壓馬達的扭矩?;?,在鉆頭不斷屑、切屑排出困難導致堵塞而使系統壓力過高時發信。液壓缸的工作壓力由減壓閥3毆定并通過壓力表及其開關4顯示;缸的運動方向由三位四通電磁換向閥7控制,快慢速換接由二位二通電磁換向閥11控制,進給通過節流閥10回油節流調速。系統總的回油管路設有冷卻器5,用于系統油液的散熱。該系統既能單獨動作,又能連續自動工作。 

圖2—18深孔鉆床液壓系統原理圖
1-定量液壓泵;2-電磁溢流閥;3-堿壓閥;4、8-壓力表;5-冷卻器, 6-二位四通電磁換向閥;7-三位四通電磁換向閥;9、10一節流閥;11-二位二通電磁換向閥; 12-壓力繼電器;13-液壓缸;14-雙向定量液壓馬達

系統的自動循環工作原理如下。
系統啟動后,電磁鐵1YA通電,液壓泵由卸荷轉為升壓并向液壓馬達和液壓缸同時供油狀態。電磁鐵SYA通電使換向閥6切換至右位,液壓泵l的壓力油經換向閥6、節流閥9進入液壓馬達14的壓油腔,液壓馬達驅動工件旋轉(同時馬達回油腔經冷卻器5向油箱排油)。與此同時,電磁鐵2YA通電使換向閥7切換至右位,泵1的壓力油經減壓閥3、換向閥7進入液壓缸13的無桿腔(有桿腔油液經閥11和7排回油箱),活塞桿驅動鉆頭快速前進;當固定于滑座前端的擋鐵碰觸行程開關soi時,電磁鐵4YA通電使換向閥11切換至右位,則液壓缸無桿腔回油只能經節流閥10和換向閥12回油,活塞桿變為慢速工進,機床進入鉆削階段,工進速度由節流閥10的開度決定。工件孔鉆通后,擋鐵碰觸行程開關SQ2,電磁鐵3YA通電使換向閥7切換至左位,泵1的壓力油經換向閥7、11進液壓缸18的有桿腔,使活塞桿連同滑座及其上的鉆頭快速后退,滑座后端的擋鐵碰觸行程開關SQ3時,則后退停止,工件亦停轉。
鉆削加工中,若出現鉆頭不斷屑,切屑排出困難,導致堵塞故障時,則液壓馬達扭矩增大,使馬達進油壓力上升,當壓力超過壓力繼電器12的設定值時發信使電磁鐵3YA通電、4YA斷電,換向閥7和11均切換至左位,泵3的壓力油進入液壓缸18的有桿腔,活塞桿連鉆頭快速后退。待檢查或處理不斷屑故障后,重新工作。
(3)技術特點
1)該鉆床液壓系統采用定量泵供油;液壓馬達為進油節流調速;液壓缸為回油節流調速;液壓泵可通過電磁溢流閥卸荷。
2)通過壓力繼電器實現液壓馬達的扭矩?;?。
3)液壓缸通過電磁換向閥實現快慢速進給的轉換。
4)機床的床身兼作液壓系統的油箱,減小了機床的占地面積;系統設有冷卻器,減小了油液發熱對機床精度的影響。


本文標題:數控刀片刃磨機床和深孔鉆床的液壓系統的應用


分類:液壓行業知識
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