液壓系統在機床上的應用（二）
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     CB3463轉塔車床液壓系統
    CB3463型半自動轉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，能進行車外圓、車端面、切槽、鏜孔及各種孔加工等工序。CB3463轉塔車床的轉塔刀架、前刀架和后刀架都采用液壓傳動，同時還采用液壓來實現轉塔的松夾、轉位和微抬。
    (1)液壓系統的工作原理

圖1為cB3463轉塔車床液壓系統液壓原理圖。整個液壓系統由一臺雙聯變量葉片泵供油。下面分別說明系統各部分的工作原理：

圖1為cB3463轉塔車床液壓系統液壓原理圖

    轉塔刀架運動：主要用于車削外圓、鏜孔等加工。要求實現的運動循環見圖。

        1)快速趨近電磁鐵ZOYA通電，閥42右位工作，這時的油路是：
          進油路：液壓泵1一>閥42—>液壓缸39的右腔，差動聯接推動活塞和轉塔刀架快速前進；
          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關閉時，可使轉塔刀架停在任意位置，以便機床調整時進行觀察和對刀。
       2)工作進給、快速行程結束，刀架下部擋鐵壓下閥34，差動油路關閉，這時液壓缸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，這樣轉塔刀架在一次調整中就可得到三種進給量進給。閥31和閥33為帶溫度補償的調速閥，使工作進給獲得小的穩定流量，適用于需較小進給量的精加工均勻進給運動。
       3)轉塔微抬當工作進給結束時，壓觸電開關使13YA通電，液壓缸37上下腔全部接油箱，此時轉塔在壓力彈簧的作用下向上微動抬起，使刀具離開工件表面。
       4)快速退回微抬后壓觸電開關使19YA通電，轉塔刀架快速退回。
       這時的油路是：
  進油路：液壓泵l4—>閥42—>閥35—>液壓缸39的左腔，活塞推動轉塔刀架后退；
     回油路：液壓缸39右腔—>閥42—>油箱。
    5)轉塔抬起當轉塔刀架退回到終點時（即起始位置），壓終點開關使14YA通電，13YA斷電，使轉塔抬起約3.5mm，這時的油路是：

 進油路：液壓泵l—>閥30—>閥29—>液壓缸37下腔，抬起轉塔；

 回油路：液壓缸37上腔—>閥28—>閥29—>油箱。6)轉塔轉位  轉塔抬起后壓合行程開關使18YA通電，這時的油路是：

    進油路：液壓泵l—>閥36—>液壓缸38的右腔，推動活塞齒條左移，經轉塔刀架下部齒輪及離合器帶動轉塔刀架轉位；
    回油路：液壓缸38左腔—>閥36—>節流閥43—>油箱。
    7)轉塔夾緊  轉位后，活塞桿壓行程開關使14YA斷電。這時壓力油經液壓泵1-單向閥30閥-閥29-閥28-液壓缸37上腔而夾緊轉塔；液壓缸37下腔油經閥29回油箱。轉塔刀架夾緊后，壓行程開關18YA斷電，壓力油進入液壓缸38的左腔，使活塞齒條復位（此時離臺器已脫開）。至此一次循環結束。
  前刀架運動：
  前刀架有縱、橫兩個液壓缸，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動的配合切削溝槽表面。工件有內外表面之分，因此機床實現的工作循環也分為兩種：一是切削外圓、端面和外圓溝槽稱為正切循環；二是切削內孔、內端面和內溝槽稱為內切循環。該系統控制前刀架實現的主要運動循環有四種，正切時應將轉閥扳至正切位置；內切時扳至內切位置，并全程壓下行程閥25。，
    后刀架運動：
    后刀架也是由縱、橫向兩油缸驅動的，主要用于切削端面和溝槽。橫向切削時有縱向讓刀和進刀運動，由縱向液壓缸實現。橫向切削溝槽時，無縱向讓刀和進刀運動，應固定縱向液壓缸。
    主運動變速和制動：
    主軸變速和制動用的摩擦片式離臺器，靠單作用液壓缸結合，由彈簧作用而分離。為了保證主軸變速及剎車過程的平穩性，在進油路中裝有針狀節流閥4，控制進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，將要工作的摩擦片式離合器緩慢地結合（約用2～3s時間）。同時，利用緩慢結合過程中的摩擦片之間的打滑現象，吸收轉動中的慣性能量，可防止沖擊。另外，可用時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防止刀架在快速運動時油路壓力暫時下降，使液壓摩擦片式離合器不能正常工作。
    卡盤夾緊：
    夾緊油路中設有減壓閥5，可調節夾緊力，以免夾緊力過大使工件變形。
    (2)液壓系統的特點
    1)各刀架均采用容積節流式調速回路，可以獲得穩定的工進速度，并減少系統發熱。
    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，轉換精度較高，并簡化了電路。
    3)各刀架動作順序均由電磁閥控制，這樣就能通過電氣控制實現多種自動循環。
    4)轉塔刀架快速進給采用了差動聯接式快動回路，既提高了生產效率，叉不致過分加大泵的流量。
    5)轉塔刀架在一次調整后能自動變換三種進給速度。
    6)前刀架橫向液壓缸油路中，裝有一個手動轉閥，它使橫向正切循環與內切循環均為出口節流調速。
    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。
    回轉工作臺液壓系統
    回轉工作臺常用于配置多工位組合機床。工件夾緊在工作臺上，由液壓回轉裝置驅動工作臺每回轉一個工位，機床對工件進行一次加工，工作臺回轉，周完成工件大部分或全部加工。回轉工作臺可完成如下工作循環：動力部件原位停止—>回轉工作臺抬起—>回轉工作臺快速和慢速回轉—>回轉工作臺慢速反向定位—>回轉工作臺夾緊（動力部件進行工作循環）—>回轉液壓缸齒條活塞返回。
    (1)液壓系統工作原理
    圖1為回轉工作臺液壓系統。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、節流閾13、單向閥以及壓力繼電器等主要液壓件組成。其動作循環如下：
    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排出的油經換向閥9流入夾緊液壓缸的夾緊腔，回轉工作臺夾緊。
    2)回轉工作臺抬起為了減少回轉時的摩擦力回轉工作臺在回轉之前應抬起。按下回轉工作臺按鈕，電磁鐵1YA通電，換向閥9左位接入系統。壓力油進入鎖緊液壓缸的上腔，將鎖緊銷拔出；同時進入夾緊液壓缸下腔，將回轉工作臺抬起。這時的油路是：
    進油路：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)回轉工作臺快速及慢速回轉  回轉工作臺抬起后，壓下行程開關，電磁鐵3YA通電，換向閥11左位接人系統。壓力油經換向閥11進入回轉液壓缸A腔，推動回轉工作臺快速回轉。這時的油路是：
    進油路：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—>回轉液壓缸A腔；
    回油路：回轉液壓缸B、C腔一換向閥l2一換向閥ll4油箱。
    當回轉液壓缸的活塞端部進入C腔后，B腔的油液需經節流閥13流回油箱，則回轉工作臺變為慢速回轉，實現緩沖制動。這時進油路不變，其回油路是：
    回轉液壓缸—>節流閥l3↘
    回轉液壓缸—>換向閥12—>換向閥11—>油箱。
    如電磁鐵5YA通電時，C腔的油液也需經過節流閥13流剛油箱，可進一步減慢回轉速度。
    4)回轉工作臺慢速反向定位回轉工作臺慢速回轉結束后，反向開關發出信號，電磁鐵3YA斷電，4YA、5YA通電，換向閥11和12換向。壓力油經節流閥13進入回轉液壓缸B腔和C腔，回轉工作臺開始反向定位（俗稱“反靠”），反向運動速度由節流閥13調節。這時的油路是：
    進油路：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—>節流閥13
    ↗回轉液壓缸B腔；
    ↘換向閥l2—>回轉液壓缸c腔；
    回油路：回轉液壓缸A腔—>換向閥11 —>油箱。
    5) 回轉工作臺夾緊回轉工作臺反向定位結束后，壓下反靠開關，同時液壓系統壓力升高，壓力繼電器2DP動作，發出訊號使電磁鐵1YA斷電，換向閥9換向。壓力油經換向閥9進入夾緊液壓缸上腔，回轉工作臺落下夾緊；夾緊液壓缸下腔和鎖緊液壓缸上腔的油液經挾向閥9流回油箱，鎖緊液壓缸的活塞在彈簧力作用下，將回轉工作臺鎖緊。
這時的油路是：
    進油路：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↗
    回轉工作臺夾緊以后，壓力繼電器1DP動作，發出信號使動力部件進入工作循環。
    6)回轉液壓缸齒條活塞返回
    當壓力油進入夾緊液壓缸上腔，使活塞剛開始向下移動時，放開抬起時壓下的行程開關，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。壓力油經換向閥10進入離合器14的液壓缸，將離合器打開，為回轉液壓缸齒條活塞返回做好準備。
    當回轉工作臺夾緊后，由于壓力繼電器1DP動作，使電磁鐵4YA通電，換向閥11換向。壓力油經換向閥11、12進入回轉液壓缸B和c腔，推動齒條活塞快速返回。這時的油路是：
    進油路：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—>回轉液壓缸B和C腔；
    回油路：回轉液壓缸A腔—>換向閥l1—>油箱。
    回轉液壓缸齒條活塞返回結束，電磁鐵2YA斷電，離臺器14的液壓缸接油箱，在彈簧的作用下合上，準備第二次工作循環。電磁鐵2YA也可以在原位時接通，由第二次工作循環的回轉按鈕切斷。
    為了保證回轉工作臺轉位動作可靠，液壓系統設計時作了如下的考慮。
    (2)回轉工作臺液壓系統的特點
    1)轉臺回轉時，夾緊液壓缸的抬起腔始終保持一定的壓力，使工作臺不致因壓力波動而落下。因此順序閥4的開啟壓力應按抬起工作臺所需的最小壓力調整；
    2)在舊轉液壓缸的油路上設置減壓閥，使回轉液壓缸中的壓力穩定；
    3)回轉液壓缸采用回油節流控制，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發熱。
圖2  回轉工作臺液壓系統原理圖
    C7620卡盤多刀半自動車床液壓系統
    C7620型卡盤多月半自動車床是用以加工齒輪坯、軸承環、壓蓋等各種盤類零件的外圓、端面、內孔、臺階以及錐面等工序的高效率機床。機床上沒有前、后兩個刀架，刀架上可裝多把刀具以供同時或分別切削，借助電氣控制和液壓驅動能夠實現（除裝卸工件外）機床的自動工作循環。
    被加工零件最大直徑為200mm，在卡盤上夾緊零件有內卡和外卡兩種夾緊方式，由液壓夾緊液壓缸驅動彈簧夾頭或卡盤來實現。夾緊力可調。
    機床主運動由雙級電動機驅動，主軸有8檔變速，從90～1000轉／分。刀架進給都是液壓無級變速。前、后刀架均由縱、橫兩液壓缸驅動，可實現快進、工進、工退、快退、讓刀等工序的各種組合，還可實現同一刀架縱、橫液壓缸的合成運動。
    (1)卡盤多刀半自動車床液壓系統工作原理
    圖3示為雙泵供油系統，低壓大流量泵2排油經單向閥5與高壓小流量泵l排油匯合一處，經過濾器6、單向閥7向系統各運動機構提供壓力油，系統壓力由溢流閥28調定并保持。
圖3 C7620卡盤多刀半自動車床液壓系統原理圖
片盤油缸的夾緊和松開：
夾緊分為內夾和外夾兩種，當以外圓定位即為外卡，此時手動換向閥13右位，而以內孔定位即為內卡，此時手動換向閥左位。    
卡盤夾緊時，電磁鐵2YA失電，二位四通閥11右位，這時的油路是：
進油路：液壓泵壓力油經減壓閥8—>單向閥9—>電磁換向閥l1—>手動換向閥l3—>夾緊液壓缸14的有桿腔，活塞桿縮回，拉動卡爪內移夾緊工件；
回油路：液壓缸14無桿腔—>手動換向閥13—>單向閥9—>電磁換向閥11—>單向閥l2—>油箱
卡盤松開時，電磁鐵2YA得電，二位四通閥11左位，這時的油路是：
進油路：液壓泵壓力油經減壓閥8—>單向閥9—>電磁換向閥11—>手動換向閥13—>夾緊液壓缸14的無桿腔，活塞桿伸出，推動卡爪外移松開工件；
回油路：液壓缸14有桿腔—>手動換向閥l3—>電磁換向閥11—>單向閥12—>油箱。 
內卡時，油路經手動閥13換向，活塞桿外伸為夾緊，縮回為松開。
前刀架的運動：
1)橫向快進：10YA. 1YA得電，這時的油路是：
 進油路：液壓泵壓力油經閥26—>液壓缸27的無桿腔，推動活塞快速向前；
    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：3YA、10YA得電，1YA失電，大流量泵2經閥4卸荷。這時的油路是：
    進油路：液壓泵1壓力油經閥26—>液壓缸27的無桿腔，推動活塞桿工進；
    回油路：液壓缸27有桿腔—>閥26—>調速閥16—>單向閥29—>油箱。
  3）橫向工退：電磁鐵3YA得電，閥15左位，這時的油路是：    
進油路：液壓泵1壓力油經閥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動，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)系統特點
1）系統采用了雙泵供油一調速閥一背壓閥式的調速回路，能保證穩定的低速運動（8mm/min），較好的速度剛度和較大的調速范圍。
  2)系統采用雙泵回路實現快進，能源利用比較合理，工進時，大流量泵卸荷，減少能量損耗。
3)利用手動換向閥13選擇內、外夾緊方式，為安全起見，特定2YA失電為夾緊狀態。

本文標題：液壓系統在機床上的應用（二）

分類：液壓行業知識
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