数控刀片刃磨机床和深孔钻床的液压系统的应用

 数控刀片刃磨机床液压系统
(1)主机功能结构
        数控刀片刃磨机床是一种按输入程序磨削的机床，可调整多边形JJ片的主刃、刀尖圆角及其后角。刀片的分度依靠步进电机实现，刀片的形状依靠凸轮靠模来实现，刀片的后角由工作台的回转来决定，刀片的定位依靠V形块来实现，据不同的刀片更换不同的凸轮.v形块。在机床的运动中，除上料、刀片夹紧、下料为手动外，其余运动按所编程序自动控制。该机床中，刀片的定位、夹紧，工作台回转、锁紧，磨架的快进、工进及快退、工退等动作均由液压传动实现。
(2)液压系统及其工作原理
        图2-15所示为该机床的液压系统原理图。系统的油源为定量齿轮泵2，供油压力由溢流阀4控制并由压力表3显示，泵的出口设有精过滤器5。系统有磨架快跳液压缸21.定位液压缸22.夹紧液压缸23、回转液压缸24.锁紧液压缸25等5个执行器，这些执行器的运动方向分别由电磁换向阀6、7、8、9、10控制。开有4个油口(a、b、c、d)的液压缸21驱动磨架可实现快进、工进、快退、r退动作，这些动作由缸21进回油时通过的油口决定。图示状态，缸21后退，电磁铁1YA通电使换向阀切换至左位时，缸21进给；磨架工进、工退的速度由单向节流阀12. 13无级调节；单向减压阀11用于防止磨架快退时的冲击，其调整压力由压力表3显示。液压缸22用于完成刀片的定位动作。图示状态，缸22下降，电磁铁2YA通电使换向阀7切换至左位时，缸22上升定位；缸22的上升速度可由回油单向节流阀14进行无级调节；减压阀1 5用于防止缸22上升时的定位冲击。液压缸23用于实现刀片夹紧。图示状态，缸23夹紧，电磁铁3YA通电使换向阀8切换至左位时，缸23松开；夹紧速度由单向节流阀18进行调节；单向阀16和蓄能器17用于防止系统失压；工作时，为保证足够的夹紧力，设有压力继电器19，只有在额定压力时，磨架缸21才能。陕进。液压缸24用于驱动工作台的回转，电磁铁4YA通电使换向阀9切换至左位时，缸24驱动工作台顺时针回转，电磁铁SYA通电使换向阀9切换至右位时，缸24驱动工作台逆时针回转；电磁铁4YA和5YA都断电时，工作台停止；工作台的回转速度由节流阀20调节。单作用液压缸25用于工作台的锁紧。图示状态，缸25锁紧，电磁铁6YA通电使换向阀lO切换至左位时，缸25由弹簧作用松开。上述5个执行器除了液压缸23外，缸的行程上共设有8个行程开关（ SQ1～SQ8)，用以发出控制信号。 

图2-15刃磨机床液压系统原理图
1一吸油过滤器；2定量齿轮泵；3压力表及其开关；4溢流阀;5-高压精过滤器； 6、7、8-二位四通电磁换向阀；9-三位四通电磁换向阀；l0-二位三通电磁换向阀；
11-单向减压阀；12、13、14、18-单向节流阀；15-减压阀；16-单向阀；17-蓄能器； 19-压力继电器；20-节流阀；21一快跳液球缸；22一定位液压缸；23-夹紧液压缸；
24-同转液压缸；25-锁紧液压缸
系统的工作原理如下。
1)系统启动。系统启动前，根据不同形状、规格的刀片，调换凸轮、定位块并调整相应的定位装置，即可启动液压系统。系统启动后，电磁铁2YA. 3YA、4YA. 6YA通电使换向阀7、8、9、10均切换至左位，定位缸22上升处于定位状态、夹紧缸23处于松开状态、回转缸24处于顺时针运动趋势的定位状态、锁紧缸25处于松开状态。
2)上料、夹紧。人工上料完毕，按下夹紧按钮，电磁铁3YA断电使换向阀8复至右位，泵2的压力油经过滤器5、阀18进入缸23的无杆腔，实现夹紧动作。当缸23中压力升高到压力继电器19的设定值时发信（系统进入程序自动控制的信号），使电磁铁6YA断电，换向阀10复至右位，泵2的压力油经阀10进入缸25的有杆腔，在工作台顺时针运动趋势下，锁紧工作台，保证刀片主刃后角的准确性，同时工作台压下行程开关SQ8。
3)当机床电气系统接收到压力继电器1 9发出的夹紧信号后，系统进入程序自动控制流程。电磁铁2YA断电使换向阀7复至右位，泵2的压力油经阀7、阀14进入定位缸22的有杆腔，缸22下降，压下行程开关SQ3；同时，电磁铁4YA断电使换向阀9复至中位，工作台处于稳定的锁紧状态。当程序检测到行程开关SQ3、s08发出的信号，程序控制电磁铁1YA通电使换向阀6切换至左位，泵2的压力油经阀6、阀13进入磨架缸21的有杆腔，缸21带动磨架快进（缸的无杆腔经c口无阻力回油）、T进（缸的无杆腔经d口、节流阀12同油），并压下行程开关SQ1；程序收到行程开关SQ1发出的信号，工件转动，磨削工件的主刃和后角；当主刃磨削完毕后，程序计数，控制电磁铁1YA断电使换向阀6复至右位，泵2的压力油经阀11、阀12进入磨架缸21的无杆腔，缸21带动磨架快退（缸的有杆腔经b口无阻力回油）、工退（缸的有杆腔经a口、节流阔13回油），压下行程开关SQ2；当程序收到行程开关SQ2发出的信号，控制电磁铁6YA通电使换向阀10切换至左位，锁紧缸24在弹簧作用下上升松开工作台（有杆腔经阀10向油箱回油），压下行程开关SQ7；当程序收到行程开关SQ7发出的信号，电磁铁5YA通电使换向阀9切换至右位，泵2的压力油经阀9、阀20进入回转缸24的右腔，带动工作台逆时针同转，压下行程开关SQ5；当程序收到SQ5发出的信号，控制电磁铁6YA断电使换向阀10复至右位，泵2的压力油经阀10进入锁紧缸25的有杆腔，缸24在上作台逆时针回转的趋势下，锁紧工作台，保证圆刃后角的准确，同时压下行程开关SQ8。
4)圆刃及后角磨削。当程序收到行程开关SQ8发出的锁紧信号时，电磁铁1YA通电使换向阀6切换至左位，泵2的压力油经阀6、阀13进入磨架缸21的有杆腔，缸21带动磨架快进、工进，压下行程开关SQl，同时电磁铁SYA断电使换向阀9复至中位，工作台处于停止状态和稳定的锁紧状态。当程序收到SQ1发出的信号后，控制工件转动，磨削圆刃及后角。磨削完毕后凸轮计数，程序控制电磁铁1YA断电使换向阀6复至右位，泵2的压力油经阀11、阀12进入磨架缸21的无杆腔，带动磨架快退、工退，压下行程开关002，
接着程序控制电磁铁6YA通电使换向阀1 0切换至左位，锁紧缸25松开工作台，压下行程开关SQ7,程序控制电磁铁4YA通电使换向阀9切换至左位，泵2的压力油经阀9进入回转缸24的左腔，带动工作台顺时针回转，压下行程开关SQ6；程序收到SQ6发出的信号，控制电磁铁6YA断电使换向阀10复至右位，锁紧虹25锁紧工作台，压下行程开关SQ2;此时，工件一个主刃，一个圆刃磨削完毕。接着程序自动控制如前所述磨削下一个主刃及后角、圆刃及后角，直至全部结束。
5)松开、下料。当程序收到所有刃磨削结束信号时，电磁铁2YA通电使换向阀7切换至左位，泵2的压力油经阀7、阀15进入定位缸22的无杆腔，定位缸22上升，人工按钮、下料，至此整个工件磨削完毕。
(3)技术特点
1)液压系统采用定量泵供油的节流凋速回路；磨架的快慢速转换通过开有4个油口的快跳液压缸实现。
2)通过减压阀防止磨架快速和上升定位时的冲击。通过蓄能器防止系统突然失压；通 过压力继电器保证足够夹紧力，实现动作互锁。
3)在结构上，主机与块式集成的液压站分离，通过管路板式集中连接，排列整齐、拆卸方便、便于运输。减小了油温对主机精度的影响，并便于油箱清理和使用维护。
(4)技术参数
液压系统工作压力为16～20MPa,磨架缸减压阀调整压力为0.4～lMPa;定位缸减压阀的调整压力为0.4～0.8MPa。 
 深孔钻床液压系统
(1)主机功能结构
该机床用于加工直径Φ38mm、深达85mm孔道的钻削，采用内排屑和液压传动。图2-16所示为主机结构示意图，床身20为焊接件，床身上面用6块长850mm、宽80mm、厚18mm的钢板，一边三块，沿纵向焊接并经龙门刨或龙f J铣上加工作为床身上面，即基准面；钢板下面横向焊接两处加强筋，中间缺口布置1. Smm钢板。床身上面固定液压马达座17、对开式轴承座14、油封头13及推进装置10等部件。床深底部用6 mm的钢板隔开焊接成液压系统的油箱，电动机1及其驱动的液压泵（叶片泵）2、液压阀集成块4置于油箱上面。并配有冷却器5，可通自来水冷却油液。
钻头和中空(孑L径16 mm)钻杆11为两体，用矩形螺纹连接。固定在床身上的油封头13（内装滚动轴承）用于工件15的支撑，右端面轴向定位并通过进油管12导入电机齿轮泵组来的排屑用油。推进装置10上装有轴向移动滑座，钻杆11与滑座固定，装有电机齿轮泵组8的随动油箱9与钻杆右端部固连，油箱下面装有4个尼龙小轮，液压缸6通过滑座带动钻杆实现钻削运动，油箱随钻杆移动。 

图2-16深孔钻床主机结构示意图
1-电动机；2一液压泵；3一过滤器；4一液压阀集成块；5一冷却器,6液压缸；
7一排屑油过滤器；8电机齿轮泵组；9—月动油箱；1。一推进装嚣；1l钻杆；
12-油封头进油软管; 13-油封头；14对开式轴承座；15-工件；16-三爪卡盘；
17一液压马达座；l8液压马达；19一液压马达油管；20-床身

钻削工件时，三爪卡盘16夹住工件，另一端套上对开式轴承座内的滚动轴承6(见图2-17)，扣合上盖4，并拧紧螺母2，旋动油封头的调整螺母，使工件右端面贴合。启动排屑用电机齿轮泵组，泵组的压力油（硫化油）经进油管12（参见图2-16）、油封头进入钻头工作部位，既冷却刀具，又将切下的断屑从钻杆内孔冲出，回到随动油箱。油中可加入适量的氯化石蜡，以提高冷却液的润滑性。 

图2-17轴承座
1底座；2螺母；3-螺桂；4一上盖；5-铰支；6-滚动轴承；7-底脚；8一工件

钻床的切削用量S=0.18 -0.25mm/r；v=40～45m/min;钻孔粗糙度为Ra6.3～12.5，孔直线度在全长范围内不超过0.12mm。
(2)液压系统及其工作原理
图2-18所示为该钻床的液压系统原理图，执行器为驱动工件旋转的摆线液压马达14和驱动钻杆钻头（连同推进装置的滑座）进退（快进、工进、快退、停止）的液压缸13；系统的油源为定量液压泵1，泵的供油压力和卸荷由电磁溢流阀2控制，压力可由压力表及其开关8显示；液压马达的进油和转速由二位四通电磁换向阀6和节流阀9控制与调节；压力继电器12用于液压马达的扭矩保护，在钻头不断屑、切屑排出困难导致堵塞而使系统压力过高时发信。液压缸的工作压力由减压阀3殴定并通过压力表及其开关4显示；缸的运动方向由三位四通电磁换向阀7控制，快慢速换接由二位二通电磁换向阀11控制，进给通过节流阀10回油节流调速。系统总的回油管路设有冷却器5，用于系统油液的散热。该系统既能单独动作，又能连续自动工作。 

图2—18深孔钻床液压系统原理图
1-定量液压泵；2-电磁溢流阀;3-碱压阀；4、8-压力表；5-冷却器, 6-二位四通电磁换向阀；7-三位四通电磁换向阀；9、10一节流阀；11-二位二通电磁换向阀； 12-压力继电器；13-液压缸；14-双向定量液压马达

系统的自动循环工作原理如下。
系统启动后，电磁铁1YA通电，液压泵由卸荷转为升压并向液压马达和液压缸同时供油状态。电磁铁SYA通电使换向阀6切换至右位，液压泵l的压力油经换向阀6、节流阀9进入液压马达14的压油腔，液压马达驱动工件旋转（同时马达回油腔经冷却器5向油箱排油）。与此同时，电磁铁2YA通电使换向阀7切换至右位，泵1的压力油经减压阀3、换向阀7进入液压缸13的无杆腔（有杆腔油液经阀11和7排回油箱），活塞杆驱动钻头快速前进；当固定于滑座前端的挡铁碰触行程开关soi时，电磁铁4YA通电使换向阀11切换至右位，则液压缸无杆腔回油只能经节流阀10和换向阀12回油，活塞杆变为慢速工进，机床进入钻削阶段，工进速度由节流阀10的开度决定。工件孔钻通后，挡铁碰触行程开关SQ2，电磁铁3YA通电使换向阀7切换至左位，泵1的压力油经换向阀7、11进液压缸18的有杆腔，使活塞杆连同滑座及其上的钻头快速后退，滑座后端的挡铁碰触行程开关SQ3时，则后退停止，工件亦停转。
钻削加工中，若出现钻头不断屑，切屑排出困难，导致堵塞故障时，则液压马达扭矩增大，使马达进油压力上升，当压力超过压力继电器12的设定值时发信使电磁铁3YA通电、4YA断电，换向阀7和11均切换至左位，泵3的压力油进入液压缸18的有杆腔，活塞杆连钻头快速后退。待检查或处理不断屑故障后，重新工作。
(3)技术特点
1)该钻床液压系统采用定量泵供油；液压马达为进油节流调速；液压缸为回油节流调速；液压泵可通过电磁溢流阀卸荷。
2)通过压力继电器实现液压马达的扭矩保护。
3)液压缸通过电磁换向阀实现快慢速进给的转换。
4)机床的床身兼作液压系统的油箱，减小了机床的占地面积；系统设有冷却器，减小了油液发热对机床精度的影响。