加工中心液压系统.doc

加工中心液压系统

班级：106001班
学号：100208113
姓名：宋 帅
指导老师：丁 锋 老 师

加工中心是机械、电气、液压、气动技术一体化的高效白动化机床。它可在一次装夹中完成铣、钻、扩、锁、惚、铰、螺纹加工、测量等多种工序及轮廓加工。在大多数加工中心中，液压传动主要用于实现下列功能。
(1)刀库、机械手白动进行刀具交换及选刀的动作。
(2)加工中心主轴箱、刀库机械手的平衡。
(3)加工中心主轴箱的齿轮拨叉变速。
(4)主轴松夹刀动作。
(5)交换工作台的松开、夹紧及其白动保护。
(6)丝杆等的液压过载保护等。
下面以卧式锁铣加工中心为例，简要介绍加工中心的液压系统。图8.8所示为卧式镗铣加工中心液压系统原理图

上图采用专用变量叶片泵，压力继电器，双液控单向阀，下图为此液压系统装置采用的Z2S型双液控单向阀结构示意图

1.液压系统泵站启动时序
接通机床电源，启动电机1，变量叶片泵2运转，调节单向节流阀3，构成容积节流调速系统。溢流阀4起安全阀作用，手动阀5起卸荷作用。调节变量叶片泵2，使其输出压力达到7MPa，并把安全阀4调至8MPa。回油滤油器过滤精度10μm,滤油器两端压力差超过0.3MPa时系统报警，此时应更换绿芯。
2.液压平衡装置的调整
加工中心的主轴、垂直拖板、变速箱、主电机等连成一体，由Y轴滚珠丝杠通过伺服电机带动而上下移动，为了保证零件的加工精度，减少滚珠丝杠的轴向受力，整个垂直运动部分的重量需采用平衡法加以处理。平衡回路有多种，本系统采用平衡阀与液压缸来平衡重量。平衡阀7、安全阀8、手动卸荷阀9、平衡缸10组成平衡装置，蓄油器11起吸收液压冲击作用。调节平衡阀7使平衡缸10处于最佳工作状态，这可通过测量Y轴伺服电机电流的大小来判断。
3.主轴变速
当主轴变速箱需换挡变速时，主轴处于低转速状态。调节减压阀12至所需压力(由测压接头16测得)，通过减压阀12、换向阀13、换向阀14完成高速向低速换挡;直接由系统压力经换向阀13、换向阀14完成低速向高速换挡。换挡液压缸速度由双单向节流阀15调整。

电磁阀13
电磁阀14
高速进给
→
←
低速进给
←
←
高速退回
→
→

4.换刀时序
加工中心在加工零件的过程中，前道工序完成后需换刀，此时主轴应返回机床Y轴、Z轴设定的换刀点坐标，主轴处于准停状态，所需刀具在刀库上已预选到位。

电磁阀17
电磁阀20
电磁阀21
电磁阀25
电磁阀27
(1)机械手抓刀
←

(2)刀具松开和定位

←
→

(3)机械手伸出

→

(4)机械手换刀

＋
(5)机械手缩回

←

(6)刀具夹紧和松销

→
←

(7)机械手回位
→

(1)机械手抓刀。当系统接收到换刀各准备信号后，控制电磁阀17处于左位，推动齿轮齿条组合液压缸活塞上移，机械手同时抓住安装在主轴锥孔中的刀具和刀库上预选的刀具。双单向节流阀18控制抓刀、回位速度，Z2S型双液控单向阀19保证系统失压时位置不变。
(2)刀具松开和定位。抓刀动作完成后发出信号，控制电磁阀20处于左位、控制电磁阀21处于右位，通过增压缸22使主轴锥孔中刀具松开，松开压力由减压阀23调节。同时，油缸24活塞上移，松开刀库刀具;机械手上两定位销在弹簧力作用下仲出，卡住机械手上的刀具。
(3)机械手伸出。主轴、刀库上的刀具松开后，无触点开关发出信号，控制电磁阀25处于右位，机械手由液压缸26推动而伸出，使刀具从主轴锥孔和刀库链节上拔出。液压缸26带缓冲装置，防止其在行程终点发生撞击，引起噪声，影响精度。
(4)机械手换刀。机械手仲出后，发出信号控制电磁阀27换位，推动齿条传动组合液压缸活塞移动，使机械手旋转180°，转位速度由双单向节流阀调整，并根据刀具重量由换向阀28确定两种转位速度。
(5)机械手缩回。机械手旋转180 °后发出信号，电磁阀25换位，机械手缩回，刀具进入主轴锥孔和刀库链节。
(6)刀具夹紧和松销。此时电磁阀20、电磁阀21换位，使主轴中的刀具和刀库链节上刀具夹紧，机械手上定位销缩回。
(7)机械手回位。刀具夹紧信号发出后，电磁阀17换位，机械手旋转90°，回到起始位置。至此，整个换刀动作结束，主轴启动进入零件加工状态。
5. NC旋转工作台液压动作

电磁阀29
电磁阀31
电磁阀33
(1) NC工作台夹紧
←

(2)托盘交换

→

(3)刀库选刀、装刀

＋
(1) NC工作台夹紧。零件连续旋转加工进入固定位置加工时，电磁阀29换至左位，使工作台夹紧，并由压力继电器30发出夹紧信号。
(2)托盘交换。当交换工件时，电磁阀31处于右位，定位销缩回，同时松开托盘，由交换工作台交换工件，结束后电磁阀31换位，托盘夹紧，定位销仲出定位，即可进入加工状态。
(3)刀库选刀、装刀。零件在加工过程中，刀库需将下道工序所需刀具预选到位。首先判断所需刀具所在刀库位置，确定液压马达32旋转方向，使电磁阀33换位，液压马达控制单元34控制马达启动、中问状态、到位旋转速度，刀具到位由旋转编码器组成的闭环系统控制发出信号。液压缸35用于刀库装刀位置上下装卸刀具。
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