液壓系統(tǒng)在機(jī)床上的應(yīng)用（二）
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     CB3463轉(zhuǎn)塔車床液壓系統(tǒng)
    CB3463型半自動(dòng)轉(zhuǎn)塔車床主要用來加工盤類零件，最大加工直徑為320mm，最大加工棒料直徑63mm。它的工藝范圍較廣，能進(jìn)行車外圓、車端面、切槽、鏜孔及各種孔加工等工序。CB3463轉(zhuǎn)塔車床的轉(zhuǎn)塔刀架、前刀架和后刀架都采用液壓傳動(dòng)，同時(shí)還采用液壓來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)塔的松夾、轉(zhuǎn)位和微抬。
    (1)液壓系統(tǒng)的工作原理

圖1為cB3463轉(zhuǎn)塔車床液壓系統(tǒng)液壓原理圖。整個(gè)液壓系統(tǒng)由一臺(tái)雙聯(lián)變量葉片泵供油。下面分別說明系統(tǒng)各部分的工作原理：

圖1為cB3463轉(zhuǎn)塔車床液壓系統(tǒng)液壓原理圖

    轉(zhuǎn)塔刀架運(yùn)動(dòng)：主要用于車削外圓、鏜孔等加工。要求實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)見圖。

        1)快速趨近電磁鐵ZOYA通電，閥42右位工作，這時(shí)的油路是：
          進(jìn)油路：液壓泵1一>閥42—>液壓缸39的右腔，差動(dòng)聯(lián)接推動(dòng)活塞和轉(zhuǎn)塔刀架快速前進(jìn)；
          回油路：液壓缸39左腔一>截止閥35—>閥42—>閥34—>閥40—>液壓缸39右腔。
          截止閥35關(guān)閉時(shí)，可使轉(zhuǎn)塔刀架停在任意位置，以便機(jī)床調(diào)整時(shí)進(jìn)行觀察和對刀。
       2)工作進(jìn)給、快速行程結(jié)束，刀架下部擋鐵壓下閥34，差動(dòng)油路關(guān)閉，這時(shí)液壓缸39左腔的回油路是：
        液壓缸39左腔一>閥42一>閥41—>4調(diào)速閥31(或32、33)一>油箱。
       通過電氣控制使16YA或17YA斷電和通電，這樣轉(zhuǎn)塔刀架在一次調(diào)整中就可得到三種進(jìn)給量進(jìn)給。閥31和閥33為帶溫度補(bǔ)償?shù)恼{(diào)速閥，使工作進(jìn)給獲得小的穩(wěn)定流量，適用于需較小進(jìn)給量的精加工均勻進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
       3)轉(zhuǎn)塔微抬當(dāng)工作進(jìn)給結(jié)束時(shí)，壓觸電開關(guān)使13YA通電，液壓缸37上下腔全部接油箱，此時(shí)轉(zhuǎn)塔在壓力彈簧的作用下向上微動(dòng)抬起，使刀具離開工件表面。
       4)快速退回微抬后壓觸電開關(guān)使19YA通電，轉(zhuǎn)塔刀架快速退回。
       這時(shí)的油路是：
  進(jìn)油路：液壓泵l4—>閥42—>閥35—>液壓缸39的左腔，活塞推動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架后退；
     回油路：液壓缸39右腔—>閥42—>油箱。
    5)轉(zhuǎn)塔抬起當(dāng)轉(zhuǎn)塔刀架退回到終點(diǎn)時(shí)（即起始位置），壓終點(diǎn)開關(guān)使14YA通電，13YA斷電，使轉(zhuǎn)塔抬起約3.5mm，這時(shí)的油路是：

 進(jìn)油路：液壓泵l—>閥30—>閥29—>液壓缸37下腔，抬起轉(zhuǎn)塔；

 回油路：液壓缸37上腔—>閥28—>閥29—>油箱。6)轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位  轉(zhuǎn)塔抬起后壓合行程開關(guān)使18YA通電，這時(shí)的油路是：

    進(jìn)油路：液壓泵l—>閥36—>液壓缸38的右腔，推動(dòng)活塞齒條左移，經(jīng)轉(zhuǎn)塔刀架下部齒輪及離合器帶動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位；
    回油路：液壓缸38左腔—>閥36—>節(jié)流閥43—>油箱。
    7)轉(zhuǎn)塔夾緊  轉(zhuǎn)位后，活塞桿壓行程開關(guān)使14YA斷電。這時(shí)壓力油經(jīng)液壓泵1-單向閥30閥-閥29-閥28-液壓缸37上腔而夾緊轉(zhuǎn)塔；液壓缸37下腔油經(jīng)閥29回油箱。轉(zhuǎn)塔刀架夾緊后，壓行程開關(guān)18YA斷電，壓力油進(jìn)入液壓缸38的左腔，使活塞齒條復(fù)位（此時(shí)離臺(tái)器已脫開）。至此一次循環(huán)結(jié)束。
  前刀架運(yùn)動(dòng)：
  前刀架有縱、橫兩個(gè)液壓缸，除可橫向切削端面和縱向切削外圓表面外，又可通過縱向和橫向運(yùn)動(dòng)的配合切削溝槽表面。工件有內(nèi)外表面之分，因此機(jī)床實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)也分為兩種：一是切削外圓、端面和外圓溝槽稱為正切循環(huán)；二是切削內(nèi)孔、內(nèi)端面和內(nèi)溝槽稱為內(nèi)切循環(huán)。該系統(tǒng)控制前刀架實(shí)現(xiàn)的主要運(yùn)動(dòng)循環(huán)有四種，正切時(shí)應(yīng)將轉(zhuǎn)閥扳至正切位置；內(nèi)切時(shí)扳至內(nèi)切位置，并全程壓下行程閥25。，
    后刀架運(yùn)動(dòng)：
    后刀架也是由縱、橫向兩油缸驅(qū)動(dòng)的，主要用于切削端面和溝槽。橫向切削時(shí)有縱向讓刀和進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)，由縱向液壓缸實(shí)現(xiàn)。橫向切削溝槽時(shí)，無縱向讓刀和進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)，應(yīng)固定縱向液壓缸。
    主運(yùn)動(dòng)變速和制動(dòng)：
    主軸變速和制動(dòng)用的摩擦片式離臺(tái)器，靠單作用液壓缸結(jié)合，由彈簧作用而分離。為了保證主軸變速及剎車過程的平穩(wěn)性，在進(jìn)油路中裝有針狀節(jié)流閥4，控制進(jìn)入單作用液壓缸的流量大小，以使不1工作的摩擦片式離合器迅速分離時(shí)，將要工作的摩擦片式離合器緩慢地結(jié)合（約用2～3s時(shí)間）。同時(shí)，利用緩慢結(jié)合過程中的摩擦片之間的打滑現(xiàn)象，吸收轉(zhuǎn)動(dòng)中的慣性能量，可防止沖擊。另外，可用時(shí)間繼電器控制二位二通電磁閥11在變速完成后接通，將針狀節(jié)流閥4短路，保證充分供油，防止泄漏過大而壓力下降，使摩擦片式離合器工作可靠。
    單向閥3防止刀架在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)油路壓力暫時(shí)下降，使液壓摩擦片式離合器不能正常工作。
    卡盤夾緊：
    夾緊油路中設(shè)有減壓閥5，可調(diào)節(jié)夾緊力，以免夾緊力過大使工件變形。
    (2)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)
    1)各刀架均采用容積節(jié)流式調(diào)速回路，可以獲得穩(wěn)定的工進(jìn)速度，并減少系統(tǒng)發(fā)熱。
    2)各刀架均采用行程閥控制式速度換接回路，工作可靠，換接平穩(wěn)，轉(zhuǎn)換精度較高，并簡化了電路。
    3)各刀架動(dòng)作順序均由電磁閥控制，這樣就能通過電氣控制實(shí)現(xiàn)多種自動(dòng)循環(huán)。
    4)轉(zhuǎn)塔刀架快速進(jìn)給采用了差動(dòng)聯(lián)接式快動(dòng)回路，既提高了生產(chǎn)效率，叉不致過分加大泵的流量。
    5)轉(zhuǎn)塔刀架在一次調(diào)整后能自動(dòng)變換三種進(jìn)給速度。
    6)前刀架橫向液壓缸油路中，裝有一個(gè)手動(dòng)轉(zhuǎn)閥，它使橫向正切循環(huán)與內(nèi)切循環(huán)均為出口節(jié)流調(diào)速。
    7)主軸的變速和剎車油路上有液壓互鎖裝置，保證了工作的安全可靠。
    8)前后刀架與轉(zhuǎn)塔刀架各自用限壓式變量葉片泵供油，可防止彼此干擾。
    回轉(zhuǎn)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)
    回轉(zhuǎn)工作臺(tái)常用于配置多工位組合機(jī)床。工件夾緊在工作臺(tái)上，由液壓回轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)每回轉(zhuǎn)一個(gè)工位，機(jī)床對工件進(jìn)行一次加工，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)，周完成工件大部分或全部加工?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)可完成如下工作循環(huán)：動(dòng)力部件原位停止—>回轉(zhuǎn)工作臺(tái)抬起—>回轉(zhuǎn)工作臺(tái)快速和慢速回轉(zhuǎn)—>回轉(zhuǎn)工作臺(tái)慢速反向定位—>回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊（動(dòng)力部件進(jìn)行工作循環(huán)）—>回轉(zhuǎn)液壓缸齒條活塞返回。
    (1)液壓系統(tǒng)工作原理
    圖1為回轉(zhuǎn)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)。由限壓式變量葉片泵2、順序閥4、減壓閥7、電磁換向閥9、10、11和12、節(jié)流閾13、單向閥以及壓力繼電器等主要液壓件組成。其動(dòng)作循環(huán)如下：
    1)原位停止各電磁鐵均斷電，各換向閥處于圖示位置。液壓泵2排出的油經(jīng)換向閥9流入夾緊液壓缸的夾緊腔，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊。
    2)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)抬起為了減少回轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在回轉(zhuǎn)之前應(yīng)抬起。按下回轉(zhuǎn)工作臺(tái)按鈕，電磁鐵1YA通電，換向閥9左位接入系統(tǒng)。壓力油進(jìn)入鎖緊液壓缸的上腔，將鎖緊銷拔出；同時(shí)進(jìn)入夾緊液壓缸下腔，將回轉(zhuǎn)工作臺(tái)抬起。這時(shí)的油路是：
    進(jìn)油路：過濾器1—>變量液壓泵2—>單向閥3、8—>換向閥9—>鎖緊液壓缸上腔、夾緊液壓缸下腔；
    回油路：夾緊油缸上腔—>換向閥9斗油箱。
    3)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)快速及慢速回轉(zhuǎn)  回轉(zhuǎn)工作臺(tái)抬起后，壓下行程開關(guān)，電磁鐵3YA通電，換向閥11左位接人系統(tǒng)。壓力油經(jīng)換向閥11進(jìn)入回轉(zhuǎn)液壓缸A腔，推動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)快速回轉(zhuǎn)。這時(shí)的油路是：
    進(jìn)油路：過濾器1—>變量液壓泵2—>單向閥3—>順序閥4—>減壓閥7—>換向閥11—>回轉(zhuǎn)液壓缸A腔；
    回油路：回轉(zhuǎn)液壓缸B、C腔一換向閥l2一換向閥ll4油箱。
    當(dāng)回轉(zhuǎn)液壓缸的活塞端部進(jìn)入C腔后，B腔的油液需經(jīng)節(jié)流閥13流回油箱，則回轉(zhuǎn)工作臺(tái)變?yōu)?/span>慢速回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)緩沖制動(dòng)。這時(shí)進(jìn)油路不變，其回油路是：
    回轉(zhuǎn)液壓缸—>節(jié)流閥l3↘
    回轉(zhuǎn)液壓缸—>換向閥12—>換向閥11—>油箱。
    如電磁鐵5YA通電時(shí)，C腔的油液也需經(jīng)過節(jié)流閥13流剛油箱，可進(jìn)一步減慢回轉(zhuǎn)速度。
    4)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)慢速反向定位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)慢速回轉(zhuǎn)結(jié)束后，反向開關(guān)發(fā)出信號(hào)，電磁鐵3YA斷電，4YA、5YA通電，換向閥11和12換向。壓力油經(jīng)節(jié)流閥13進(jìn)入回轉(zhuǎn)液壓缸B腔和C腔，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)開始反向定位（俗稱“反靠”），反向運(yùn)動(dòng)速度由節(jié)流閥13調(diào)節(jié)。這時(shí)的油路是：
    進(jìn)油路：過濾器1—>變量液壓泵2—-單向閥3—>順序閥4—>減壓閥7—>換向閥11—>節(jié)流閥13
    ↗回轉(zhuǎn)液壓缸B腔；
    ↘換向閥l2—>回轉(zhuǎn)液壓缸c腔；
    回油路：回轉(zhuǎn)液壓缸A腔—>換向閥11 —>油箱。
    5) 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊回轉(zhuǎn)工作臺(tái)反向定位結(jié)束后，壓下反靠開關(guān)，同時(shí)液壓系統(tǒng)壓力升高，壓力繼電器2DP動(dòng)作，發(fā)出訊號(hào)使電磁鐵1YA斷電，換向閥9換向。壓力油經(jīng)換向閥9進(jìn)入夾緊液壓缸上腔，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)落下夾緊；夾緊液壓缸下腔和鎖緊液壓缸上腔的油液經(jīng)挾向閥9流回油箱，鎖緊液壓缸的活塞在彈簧力作用下，將回轉(zhuǎn)工作臺(tái)鎖緊。
這時(shí)的油路是：
    進(jìn)油路：過濾器l—>變量油泵2—>單向閥3、8—>換向閥9—>夾緊液壓缸上腔；
    回油路：夾緊液壓缸下腔—>換向閥9—>油箱。
    鎖緊液壓缸上腔↗
    回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊以后，壓力繼電器1DP動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)使動(dòng)力部件進(jìn)入工作循環(huán)。
    6)回轉(zhuǎn)液壓缸齒條活塞返回
    當(dāng)壓力油進(jìn)入夾緊液壓缸上腔，使活塞剛開始向下移動(dòng)時(shí)，放開抬起時(shí)壓下的行程開關(guān)，使電磁鐵4YA—5YA斷電，2YA通電，換向閥11處于中問位置，換向閥換向。壓力油經(jīng)換向閥10進(jìn)入離合器14的液壓缸，將離合器打開，為回轉(zhuǎn)液壓缸齒條活塞返回做好準(zhǔn)備。
    當(dāng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊后，由于壓力繼電器1DP動(dòng)作，使電磁鐵4YA通電，換向閥11換向。壓力油經(jīng)換向閥11、12進(jìn)入回轉(zhuǎn)液壓缸B和c腔，推動(dòng)齒條活塞快速返回。這時(shí)的油路是：
    進(jìn)油路：過濾器1—>變量液壓泵2—>單向閥3—>順序閥4—>減壓閥7—>換向閥11—>換向閥l2—>回轉(zhuǎn)液壓缸B和C腔；
    回油路：回轉(zhuǎn)液壓缸A腔—>換向閥l1—>油箱。
    回轉(zhuǎn)液壓缸齒條活塞返回結(jié)束，電磁鐵2YA斷電，離臺(tái)器14的液壓缸接油箱，在彈簧的作用下合上，準(zhǔn)備第二次工作循環(huán)。電磁鐵2YA也可以在原位時(shí)接通，由第二次工作循環(huán)的回轉(zhuǎn)按鈕切斷。
    為了保證回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)位動(dòng)作可靠，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)作了如下的考慮。
    (2)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)
    1)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)，夾緊液壓缸的抬起腔始終保持一定的壓力，使工作臺(tái)不致因壓力波動(dòng)而落下。因此順序閥4的開啟壓力應(yīng)按抬起工作臺(tái)所需的最小壓力調(diào)整；
    2)在舊轉(zhuǎn)液壓缸的油路上設(shè)置減壓閥，使回轉(zhuǎn)液壓缸中的壓力穩(wěn)定；
    3)回轉(zhuǎn)液壓缸采用回油節(jié)流控制，并且回油腔帶有小的柱塞緩沖缸與電磁閥配合可以得到三種回轉(zhuǎn)速度（一種快速，二種慢速）。采用限壓式變量葉片泵可以減少系統(tǒng)發(fā)熱。
圖2  回轉(zhuǎn)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)原理圖
    C7620卡盤多刀半自動(dòng)車床液壓系統(tǒng)
    C7620型卡盤多月半自動(dòng)車床是用以加工齒輪坯、軸承環(huán)、壓蓋等各種盤類零件的外圓、端面、內(nèi)孔、臺(tái)階以及錐面等工序的高效率機(jī)床。機(jī)床上沒有前、后兩個(gè)刀架，刀架上可裝多把刀具以供同時(shí)或分別切削，借助電氣控制和液壓驅(qū)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)（除裝卸工件外）機(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)。
    被加工零件最大直徑為200mm，在卡盤上夾緊零件有內(nèi)卡和外卡兩種夾緊方式，由液壓夾緊液壓缸驅(qū)動(dòng)彈簧夾頭或卡盤來實(shí)現(xiàn)。夾緊力可調(diào)。
    機(jī)床主運(yùn)動(dòng)由雙級(jí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，主軸有8檔變速，從90～1000轉(zhuǎn)／分。刀架進(jìn)給都是液壓無級(jí)變速。前、后刀架均由縱、橫兩液壓缸驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、工退、快退、讓刀等工序的各種組合，還可實(shí)現(xiàn)同一刀架縱、橫液壓缸的合成運(yùn)動(dòng)。
    (1)卡盤多刀半自動(dòng)車床液壓系統(tǒng)工作原理
    圖3示為雙泵供油系統(tǒng)，低壓大流量泵2排油經(jīng)單向閥5與高壓小流量泵l排油匯合一處，經(jīng)過濾器6、單向閥7向系統(tǒng)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供壓力油，系統(tǒng)壓力由溢流閥28調(diào)定并保持。
圖3 C7620卡盤多刀半自動(dòng)車床液壓系統(tǒng)原理圖
片盤油缸的夾緊和松開：
夾緊分為內(nèi)夾和外夾兩種，當(dāng)以外圓定位即為外卡，此時(shí)手動(dòng)換向閥13右位，而以內(nèi)孔定位即為內(nèi)卡，此時(shí)手動(dòng)換向閥左位。    
卡盤夾緊時(shí)，電磁鐵2YA失電，二位四通閥11右位，這時(shí)的油路是：
進(jìn)油路：液壓泵壓力油經(jīng)減壓閥8—>單向閥9—>電磁換向閥l1—>手動(dòng)換向閥l3—>夾緊液壓缸14的有桿腔，活塞桿縮回，拉動(dòng)卡爪內(nèi)移夾緊工件；
回油路：液壓缸14無桿腔—>手動(dòng)換向閥13—>單向閥9—>電磁換向閥11—>單向閥l2—>油箱
卡盤松開時(shí)，電磁鐵2YA得電，二位四通閥11左位，這時(shí)的油路是：
進(jìn)油路：液壓泵壓力油經(jīng)減壓閥8—>單向閥9—>電磁換向閥11—>手動(dòng)換向閥13—>夾緊液壓缸14的無桿腔，活塞桿伸出，推動(dòng)卡爪外移松開工件；
回油路：液壓缸14有桿腔—>手動(dòng)換向閥l3—>電磁換向閥11—>單向閥12—>油箱。 
內(nèi)卡時(shí)，油路經(jīng)手動(dòng)閥13換向，活塞桿外伸為夾緊，縮回為松開。
前刀架的運(yùn)動(dòng)：
1)橫向快進(jìn)：10YA. 1YA得電，這時(shí)的油路是：
 進(jìn)油路：液壓泵壓力油經(jīng)閥26—>液壓缸27的無桿腔，推動(dòng)活塞快速向前；
    回油路：液壓缸27有桿腔—>閥26—>閥l5—>單向閥29一油箱
    2）橫向工進(jìn)：3YA、10YA得電，1YA失電，大流量泵2經(jīng)閥4卸荷。這時(shí)的油路是：
    進(jìn)油路：液壓泵1壓力油經(jīng)閥26—>液壓缸27的無桿腔，推動(dòng)活塞桿工進(jìn)；
    回油路：液壓缸27有桿腔—>閥26—>調(diào)速閥16—>單向閥29—>油箱。
  3）橫向工退：電磁鐵3YA得電，閥15左位，這時(shí)的油路是：    
進(jìn)油路：液壓泵1壓力油經(jīng)閥26—>液壓缸27的有桿腔，使活塞桿慢速后退；
    回油路：液壓缸27無桿腔—>閥26—>調(diào)速閥16—>單向閥29—>油箱。
前刀架的縱向液壓缸及后刀架縱、橫向液壓缸的各種運(yùn)動(dòng)，其工作原理、油路走向均類同前刀架橫向液壓缸，不再重述。
    (2)系統(tǒng)特點(diǎn)
1）系統(tǒng)采用了雙泵供油一調(diào)速閥一背壓閥式的調(diào)速回路，能保證穩(wěn)定的低速運(yùn)動(dòng)（8mm/min），較好的速度剛度和較大的調(diào)速范圍。
  2)系統(tǒng)采用雙泵回路實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，能源利用比較合理，工進(jìn)時(shí)，大流量泵卸荷，減少能量損耗。
3)利用手動(dòng)換向閥13選擇內(nèi)、外夾緊方式，為安全起見，特定2YA失電為夾緊狀態(tài)。

本文標(biāo)題：液壓系統(tǒng)在機(jī)床上的應(yīng)用（二）

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