銑床夾緊裝置的液壓回路設計

王欣瑞

摘 要：在現代工業生產中，對于各種工件的精度和準度有著極高的要求，傳統手動加工的方式無法滿足其實際需求，數控機床也因此得到了普及和應用。作為現代化高精度的加工設備，數控機床具有結構復雜性、控制智能性和工藝多樣性的特點，而液壓系統在數控機床中占據著相當重要的地位，其故障也是影響數控機床正常工作的重要原因。本文以數控銑床為例，對其夾緊裝置的液壓系統設計進行了分析和討論。

關鍵詞：銑床；夾緊裝置；液壓系統；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.021

0 引言

銑床是機床的一種，主要是利用銑刀在工件上加工多種表面的機床，通過工件與銑刀的進給運動，可以對平面和溝槽進行加工，也可以對各種曲面及齒輪等進行加工。相比于刨床，銑床的工作效率更高，在機械制造以及設備修理等領域有著廣泛的應用。而伴隨著機械化進程的加快，數控編程開始參與到機床操作中，數控編程銑床逐漸取代人工操作，工作效率得到了前所未有的提高。

1 數控銑床的相關概念和特點

數控銑床是將數控編程技術與銑床結合在一起的產物，具有良好的加工功能。數控銑床是三坐標的銑床，可以對相關工件進行靈活加工。從目前的發展情況看，根據不同的分類標準，可以將數控銑床分為不同的類型，例如，按照體積劃分，有小型、中性和大型；按照控制坐標聯動軸的數量劃分，可以分為兩軸半聯動、三軸聯動和多軸聯動；按照主軸布局劃分，包括立式、臥式和立臥兩用式；按照數控系統的功能劃分，有經濟型、全面型和高速型等。

一般情況下，數控銑床由主軸箱、進給伺服系統、輔助控制裝置、機床基礎構件和工作臺組成[1]。數控銑床的主要功能，是針對各種機件進行銑削加工，包括了平面的銑削和輪廓的銑削，搭配不同的銑刀，也可以實現鉆、擴、鏜孔等的加工。

在數控銑床中，其加工程序不僅應該包括各類工件的規格以及加工工藝，還應該包括切削用量、走刀路線、刀具尺寸等。在實際加工中，數控銑床接受相應數控程序的控制，按照設定好的參數，自動執行工件加工，工作人員不需要進行繁瑣的操作。不過，考慮到加工的精度和質量，編程人員必須熟悉數控銑床的性能特點以及加工方式等，確保程序的有效性和可靠性。在實際加工中，首先應該選擇待加工工件，對程序進行調整，明確共享內容；其次應該對工件的圖樣進行分析，明確加工目標和技術要求；然后應該確定加工方案，制定相應的工藝路線，最后調整數控加工程序，對工件進行加工。

2 數控銑床夾緊裝置的液壓系統設計

2.1 明確設計要求

在對液壓系統進行設計時，首先要做的，是對設計要求進行明確，如了解數控銑床的結構、布局，對液壓系統應該實現的動作順序等，明確液壓系統各執行元件對應力及運動的要求，明確系統設備重量、外形尺寸及經濟性等方面的要求等，為液壓系統的設計提供必要的數據支持。

2.2 擬定系統原理圖

作為液壓系統設計的關鍵環節，系統原理圖圖紙的質量直接影響著整個液壓系統的功能。在對液壓系統原理圖進行擬定時，需要對各種影響因素進行綜合考慮，以確保設計的合理性和有效性。具體來講，需要考慮的因素包括元件結構、調速方式、供油方式、快速回路、安全互鎖以及壓力測量點的選擇等。結合液壓系統原理圖，可以實現對液壓系統的下整體設計，從而對液壓基本回路進行選擇和整理，然后從實際需要出發，增加一些必要的元件或者輔助油路，形成一個相對完整的液壓系統。需要注意的是，在對基本回路進行選擇時，應該在保證其功能完備的同時，對系統結構進行簡化，去除一些不必要的元件。在整合完成后，液壓系統應該確保在工作循環中，所有的動作都穩定可靠，彼此之間相互獨立，互不干擾；同時，應該盡可能選擇標準件，減少專用件，以方便進行系統的維護和故障檢修。在液壓系統原理圖擬定完成后，需要對其動作循環進行檢查，同時制定相應的液壓系統工作循環表[2]。

2.3 元件計算與選擇

（1）液壓泵選擇：應該根據液壓系統的設計要求及工作狀況，對液壓泵進行選擇，確定其最大工作壓力。定量泵系統的最高壓力可以由溢流閥進行調定，而變量泵系統的最大工作壓力與液壓泵的特性曲線流量是相互對應的。還應該對液壓泵的最大流量進行確定，按照執行元件工況圖的最大工作流量和系統泄露量進行確定。從安全性和穩定性考慮，應該確保液壓泵應用一定的壓力儲備。

（2）閥類元件選擇：主要是根據流經閥的最大流量以及元件的最大工作壓力，對元件的規格進行選擇和明確，以保證元件的穩定運行。在一些特殊情況下，可以適當增大流經閥的流量，但是最大不能超過額定流量的20%，避免壓力過大導致元件的損壞。在對壓力閥進行選擇時，應該考慮其調壓范圍；在對流量閥進行選擇時，應該了解其最小穩定流量；而在對換向閥進行選擇時，不僅需要考慮基本的壓力和流量等，還應該關注中位機能和操作方式。

（3）管路尺寸確定：應該結合輸入輸出的最大流量，對液壓缸的進出油管進行計算，而考慮到液壓泵確定后，液壓缸在不同階段的進出油流量與原本的數值不同，因此必須重新進行計算。在對管路內徑進行確定時，應該以降低流動造成的額壓力損失為前提條件。一般來講，在管路尺寸確定時，以流速確定管徑是一個非常有效的方法[3]。

2.4 系統節能設計

在液壓系統中，節能設計包括了再生制動系統和能量利用系統。液壓再生的制動能力功率較大，因此提供了大部分系統制動。考慮液壓系統自身的工作屬性，就可以通過制動強度，對其能源消耗進行分析和計算。若制動強度在2.0以下，制動力可以由馬達或者液壓泵提供，在保證制動效果的同時，對能量進行回收；若制動強度在0.2-0.5之間，采用復合制動；若制動強度超過0.5，則采用傳統制動，再生制動不再動作。

3 結語

總而言之，在工業化進程不斷加快的帶動下，社會生產對于各種工件的精度和準度提出了更高的要求，數控機床也因此得到了廣泛應用。做好銑床夾緊裝置的液壓回路設計，保證液壓系統的穩定性，對于提高機床運行的穩定和安全是非常重要的。

參考文獻：

[1]朱生宏.專用銑床液壓系統設計[J].科技視界，2013（36）：8-9.

[2]夏雪.數控銑床夾緊裝置的液壓系統設計[J].科技致富向導，2011（31）：43.

[3]王金輝.簡要探討數控銑床夾緊裝置液壓系統的設計技巧[J].科技創業家，2012（11）：157.