液压系统在机床上的应用（二）
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     CB3463转塔车床液压系统
    CB3463型半自动转塔车床主要用来加工盘类零件，最大加工直径为320mm，最大加工棒料直径63mm。它的工艺范围较广，能进行车外圆、车端面、切槽、镗孔及各种孔加工等工序。CB3463转塔车床的转塔刀架、前刀架和后刀架都采用液压传动，同时还采用液压来实现转塔的松夹、转位和微抬。
    (1)液压系统的工作原理

图1为cB3463转塔车床液压系统液压原理图。整个液压系统由一台双联变量叶片泵供油。下面分别说明系统各部分的工作原理：

图1为cB3463转塔车床液压系统液压原理图

    转塔刀架运动：主要用于车削外圆、镗孔等加工。要求实现的运动循环见图。

        1)快速趋近电磁铁ZOYA通电，阀42右位工作，这时的油路是：
          进油路：液压泵1一>阀42—>液压缸39的右腔，差动联接推动活塞和转塔刀架快速前进；
          回油路：液压缸39左腔一>截止阀35—>阀42—>阀34—>阀40—>液压缸39右腔。
          截止阀35关闭时，可使转塔刀架停在任意位置，以便机床调整时进行观察和对刀。
       2)工作进给、快速行程结束，刀架下部挡铁压下阀34，差动油路关闭，这时液压缸39左腔的回油路是：
        液压缸39左腔一>阀42一>阀41—>4调速阀31(或32、33)一>油箱。
       通过电气控制使16YA或17YA断电和通电，这样转塔刀架在一次调整中就可得到三种进给量进给。阀31和阀33为带温度补偿的调速阀，使工作进给获得小的稳定流量，适用于需较小进给量的精加工均匀进给运动。
       3)转塔微抬当工作进给结束时，压触电开关使13YA通电，液压缸37上下腔全部接油箱，此时转塔在压力弹簧的作用下向上微动抬起，使刀具离开工件表面。
       4)快速退回微抬后压触电开关使19YA通电，转塔刀架快速退回。
       这时的油路是：
  进油路：液压泵l4—>阀42—>阀35—>液压缸39的左腔，活塞推动转塔刀架后退；
     回油路：液压缸39右腔—>阀42—>油箱。
    5)转塔抬起当转塔刀架退回到终点时（即起始位置），压终点开关使14YA通电，13YA断电，使转塔抬起约3.5mm，这时的油路是：

 进油路：液压泵l—>阀30—>阀29—>液压缸37下腔，抬起转塔；

 回油路：液压缸37上腔—>阀28—>阀29—>油箱。6)转塔转位  转塔抬起后压合行程开关使18YA通电，这时的油路是：

    进油路：液压泵l—>阀36—>液压缸38的右腔，推动活塞齿条左移，经转塔刀架下部齿轮及离合器带动转塔刀架转位；
    回油路：液压缸38左腔—>阀36—>节流阀43—>油箱。
    7)转塔夹紧  转位后，活塞杆压行程开关使14YA断电。这时压力油经液压泵1-单向阀30阀-阀29-阀28-液压缸37上腔而夹紧转塔；液压缸37下腔油经阀29回油箱。转塔刀架夹紧后，压行程开关18YA断电，压力油进入液压缸38的左腔，使活塞齿条复位（此时离台器已脱开）。至此一次循环结束。
  前刀架运动：
  前刀架有纵、横两个液压缸，除可横向切削端面和纵向切削外圆表面外，又可通过纵向和横向运动的配合切削沟槽表面。工件有内外表面之分，因此机床实现的工作循环也分为两种：一是切削外圆、端面和外圆沟槽称为正切循环；二是切削内孔、内端面和内沟槽称为内切循环。该系统控制前刀架实现的主要运动循环有四种，正切时应将转阀扳至正切位置；内切时扳至内切位置，并全程压下行程阀25。，
    后刀架运动：
    后刀架也是由纵、横向两油缸驱动的，主要用于切削端面和沟槽。横向切削时有纵向让刀和进刀运动，由纵向液压缸实现。横向切削沟槽时，无纵向让刀和进刀运动，应固定纵向液压缸。
    主运动变速和制动：
    主轴变速和制动用的摩擦片式离台器，靠单作用液压缸结合，由弹簧作用而分离。为了保证主轴变速及刹车过程的平稳性，在进油路中装有针状节流阀4，控制进入单作用液压缸的流量大小，以使不1工作的摩擦片式离合器迅速分离时，将要工作的摩擦片式离合器缓慢地结合（约用2～3s时间）。同时，利用缓慢结合过程中的摩擦片之间的打滑现象，吸收转动中的惯性能量，可防止冲击。另外，可用时间继电器控制二位二通电磁阀11在变速完成后接通，将针状节流阀4短路，保证充分供油，防止泄漏过大而压力下降，使摩擦片式离合器工作可靠。
    单向阀3防止刀架在快速运动时油路压力暂时下降，使液压摩擦片式离合器不能正常工作。
    卡盘夹紧：
    夹紧油路中设有减压阀5，可调节夹紧力，以免夹紧力过大使工件变形。
    (2)液压系统的特点
    1)各刀架均采用容积节流式调速回路，可以获得稳定的工进速度，并减少系统发热。
    2)各刀架均采用行程阀控制式速度换接回路，工作可靠，换接平稳，转换精度较高，并简化了电路。
    3)各刀架动作顺序均由电磁阀控制，这样就能通过电气控制实现多种自动循环。
    4)转塔刀架快速进给采用了差动联接式快动回路，既提高了生产效率，叉不致过分加大泵的流量。
    5)转塔刀架在一次调整后能自动变换三种进给速度。
    6)前刀架横向液压缸油路中，装有一个手动转阀，它使横向正切循环与内切循环均为出口节流调速。
    7)主轴的变速和刹车油路上有液压互锁装置，保证了工作的安全可靠。
    8)前后刀架与转塔刀架各自用限压式变量叶片泵供油，可防止彼此干扰。
    回转工作台液压系统
    回转工作台常用于配置多工位组合机床。工件夹紧在工作台上，由液压回转装置驱动工作台每回转一个工位，机床对工件进行一次加工，工作台回转，周完成工件大部分或全部加工。回转工作台可完成如下工作循环：动力部件原位停止—>回转工作台抬起—>回转工作台快速和慢速回转—>回转工作台慢速反向定位—>回转工作台夹紧（动力部件进行工作循环）—>回转液压缸齿条活塞返回。
    (1)液压系统工作原理
    图1为回转工作台液压系统。由限压式变量叶片泵2、顺序阀4、减压阀7、电磁换向阀9、10、11和12、节流阈13、单向阀以及压力继电器等主要液压件组成。其动作循环如下：
    1)原位停止各电磁铁均断电，各换向阀处于图示位置。液压泵2排出的油经换向阀9流入夹紧液压缸的夹紧腔，回转工作台夹紧。
    2)回转工作台抬起为了减少回转时的摩擦力回转工作台在回转之前应抬起。按下回转工作台按钮，电磁铁1YA通电，换向阀9左位接入系统。压力油进入锁紧液压缸的上腔，将锁紧销拔出；同时进入夹紧液压缸下腔，将回转工作台抬起。这时的油路是：
    进油路：过滤器1—>变量液压泵2—>单向阀3、8—>换向阀9—>锁紧液压缸上腔、夹紧液压缸下腔；
    回油路：夹紧油缸上腔—>换向阀9斗油箱。
    3)回转工作台快速及慢速回转  回转工作台抬起后，压下行程开关，电磁铁3YA通电，换向阀11左位接人系统。压力油经换向阀11进入回转液压缸A腔，推动回转工作台快速回转。这时的油路是：
    进油路：过滤器1—>变量液压泵2—>单向阀3—>顺序阀4—>减压阀7—>换向阀11—>回转液压缸A腔；
    回油路：回转液压缸B、C腔一换向阀l2一换向阀ll4油箱。
    当回转液压缸的活塞端部进入C腔后，B腔的油液需经节流阀13流回油箱，则回转工作台变为慢速回转，实现缓冲制动。这时进油路不变，其回油路是：
    回转液压缸—>节流阀l3↘
    回转液压缸—>换向阀12—>换向阀11—>油箱。
    如电磁铁5YA通电时，C腔的油液也需经过节流阀13流刚油箱，可进一步减慢回转速度。
    4)回转工作台慢速反向定位回转工作台慢速回转结束后，反向开关发出信号，电磁铁3YA断电，4YA、5YA通电，换向阀11和12换向。压力油经节流阀13进入回转液压缸B腔和C腔，回转工作台开始反向定位（俗称“反靠”），反向运动速度由节流阀13调节。这时的油路是：
    进油路：过滤器1—>变量液压泵2—-单向阀3—>顺序阀4—>减压阀7—>换向阀11—>节流阀13
    ↗回转液压缸B腔；
    ↘换向阀l2—>回转液压缸c腔；
    回油路：回转液压缸A腔—>换向阀11 —>油箱。
    5) 回转工作台夹紧回转工作台反向定位结束后，压下反靠开关，同时液压系统压力升高，压力继电器2DP动作，发出讯号使电磁铁1YA断电，换向阀9换向。压力油经换向阀9进入夹紧液压缸上腔，回转工作台落下夹紧；夹紧液压缸下腔和锁紧液压缸上腔的油液经挟向阀9流回油箱，锁紧液压缸的活塞在弹簧力作用下，将回转工作台锁紧。
这时的油路是：
    进油路：过滤器l—>变量油泵2—>单向阀3、8—>换向阀9—>夹紧液压缸上腔；
    回油路：夹紧液压缸下腔—>换向阀9—>油箱。
    锁紧液压缸上腔↗
    回转工作台夹紧以后，压力继电器1DP动作，发出信号使动力部件进入工作循环。
    6)回转液压缸齿条活塞返回
    当压力油进入夹紧液压缸上腔，使活塞刚开始向下移动时，放开抬起时压下的行程开关，使电磁铁4YA—5YA断电，2YA通电，换向阀11处于中问位置，换向阀换向。压力油经换向阀10进入离合器14的液压缸，将离合器打开，为回转液压缸齿条活塞返回做好准备。
    当回转工作台夹紧后，由于压力继电器1DP动作，使电磁铁4YA通电，换向阀11换向。压力油经换向阀11、12进入回转液压缸B和c腔，推动齿条活塞快速返回。这时的油路是：
    进油路：过滤器1—>变量液压泵2—>单向阀3—>顺序阀4—>减压阀7—>换向阀11—>换向阀l2—>回转液压缸B和C腔；
    回油路：回转液压缸A腔—>换向阀l1—>油箱。
    回转液压缸齿条活塞返回结束，电磁铁2YA断电，离台器14的液压缸接油箱，在弹簧的作用下合上，准备第二次工作循环。电磁铁2YA也可以在原位时接通，由第二次工作循环的回转按钮切断。
    为了保证回转工作台转位动作可靠，液压系统设计时作了如下的考虑。
    (2)回转工作台液压系统的特点
    1)转台回转时，夹紧液压缸的抬起腔始终保持一定的压力，使工作台不致因压力波动而落下。因此顺序阀4的开启压力应按抬起工作台所需的最小压力调整；
    2)在旧转液压缸的油路上设置减压阀，使回转液压缸中的压力稳定；
    3)回转液压缸采用回油节流控制，并且回油腔带有小的柱塞缓冲缸与电磁阀配合可以得到三种回转速度（一种快速，二种慢速）。采用限压式变量叶片泵可以减少系统发热。
图2  回转工作台液压系统原理图
    C7620卡盘多刀半自动车床液压系统
    C7620型卡盘多月半自动车床是用以加工齿轮坯、轴承环、压盖等各种盘类零件的外圆、端面、内孔、台阶以及锥面等工序的高效率机床。机床上没有前、后两个刀架，刀架上可装多把刀具以供同时或分别切削，借助电气控制和液压驱动能够实现（除装卸工件外）机床的自动工作循环。
    被加工零件最大直径为200mm，在卡盘上夹紧零件有内卡和外卡两种夹紧方式，由液压夹紧液压缸驱动弹簧夹头或卡盘来实现。夹紧力可调。
    机床主运动由双级电动机驱动，主轴有8档变速，从90～1000转／分。刀架进给都是液压无级变速。前、后刀架均由纵、横两液压缸驱动，可实现快进、工进、工退、快退、让刀等工序的各种组合，还可实现同一刀架纵、横液压缸的合成运动。
    (1)卡盘多刀半自动车床液压系统工作原理
    图3示为双泵供油系统，低压大流量泵2排油经单向阀5与高压小流量泵l排油汇合一处，经过滤器6、单向阀7向系统各运动机构提供压力油，系统压力由溢流阀28调定并保持。
图3 C7620卡盘多刀半自动车床液压系统原理图
片盘油缸的夹紧和松开：
夹紧分为内夹和外夹两种，当以外圆定位即为外卡，此时手动换向阀13右位，而以内孔定位即为内卡，此时手动换向阀左位。    
卡盘夹紧时，电磁铁2YA失电，二位四通阀11右位，这时的油路是：
进油路：液压泵压力油经减压阀8—>单向阀9—>电磁换向阀l1—>手动换向阀l3—>夹紧液压缸14的有杆腔，活塞杆缩回，拉动卡爪内移夹紧工件；
回油路：液压缸14无杆腔—>手动换向阀13—>单向阀9—>电磁换向阀11—>单向阀l2—>油箱
卡盘松开时，电磁铁2YA得电，二位四通阀11左位，这时的油路是：
进油路：液压泵压力油经减压阀8—>单向阀9—>电磁换向阀11—>手动换向阀13—>夹紧液压缸14的无杆腔，活塞杆伸出，推动卡爪外移松开工件；
回油路：液压缸14有杆腔—>手动换向阀l3—>电磁换向阀11—>单向阀12—>油箱。 
内卡时，油路经手动阀13换向，活塞杆外伸为夹紧，缩回为松开。
前刀架的运动：
1)横向快进：10YA. 1YA得电，这时的油路是：
 进油路：液压泵压力油经阀26—>液压缸27的无杆腔，推动活塞快速向前；
    回油路：液压缸27有杆腔—>阀26—>阀l5—>单向阀29一油箱
    2）横向工进：3YA、10YA得电，1YA失电，大流量泵2经阀4卸荷。这时的油路是：
    进油路：液压泵1压力油经阀26—>液压缸27的无杆腔，推动活塞杆工进；
    回油路：液压缸27有杆腔—>阀26—>调速阀16—>单向阀29—>油箱。
  3）横向工退：电磁铁3YA得电，阀15左位，这时的油路是：    
进油路：液压泵1压力油经阀26—>液压缸27的有杆腔，使活塞杆慢速后退；
    回油路：液压缸27无杆腔—>阀26—>调速阀16—>单向阀29—>油箱。
前刀架的纵向液压缸及后刀架纵、横向液压缸的各种运动，其工作原理、油路走向均类同前刀架横向液压缸，不再重述。
    (2)系统特点
1）系统采用了双泵供油一调速阀一背压阀式的调速回路，能保证稳定的低速运动（8mm/min），较好的速度刚度和较大的调速范围。
  2)系统采用双泵回路实现快进，能源利用比较合理，工进时，大流量泵卸荷，减少能量损耗。
3)利用手动换向阀13选择内、外夹紧方式，为安全起见，特定2YA失电为夹紧状态。

本文标题：液压系统在机床上的应用（二）

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