數控機床的液壓系統設計與研究

楊勇

摘 要：我們知道液壓系統屬于一種比較重要的傳動控制技術，它已經被廣泛應用于各個機械設備上，并且它的體積是非常小的，重量也比較輕，同時布局也非常的靈活以及方便，并且操作的過程也是非常的簡單便捷，它在執行運動控制系統中具有重要作用，同時它也能夠做到在比較大的方位之內達到無級變速的目標，同時對于過載保護的需求也能夠滿足。我們可以考慮工作環境的情況去選擇比較合適的液壓油，同時它的適用范圍也是非常廣泛的，由于它把液壓油作為一種傳動的介質，可以進行自行的潤滑，維護的日期在很大程度上延長，同時維護工作量減少了，并且設備的使用壽命也增長了。

關鍵詞：數控機床；液壓；液壓缸

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.047

0 前言

我們知道數控機床通常情況下都會包括車床以及刨床，鉆床以及鏜床，鍛壓機床等等這幾種類型，其中出現最早的機床就是純手工機床，純手工機床的主要原理是通過電機然后帶動多級齒輪進行傳動，這樣的話我就可以順利的進行切削工作，并且所有的加工量，以及進行加工的速度都是工作人員按照刻度盤以及自身的經驗手動進行調節的。我們在不斷改進機床的過程中，具有自動走刀功能的機床已經和大家見面，在最開始自動走刀機床，它是通過齒輪進行傳動完成工作的。我們就要考慮到每個速度的級別，然后相應的配備一套比較合適的齒輪組，機床只有幾個速度級別的原因是齒輪的重量，并且和其體積的限制也有關系，在日常維護工作中，要及時的給齒輪加潤滑油工作，所以我們需要進行維護的過程中，成本也不斷增加，并且在這個過程中也會出現許多齒輪的磨損問題，我們就需要及時進行更換，所以材料的成本也會不斷的增加，正是因為這些缺陷的存在，導致古老的機場已經逐漸被歷史的車輪淘汰。

1 機床液壓系統作用以及優勢

我們知道在機場中有兩種運動的方式比較常見，一個是軸向運動，另一個是旋轉運動，我們的機床的所有工作都是需要這兩種運動方式進行配合，旋轉運動的主要原理是通過使用電機然后再通過配合皮帶和齒輪一起來完成工作，并且軸向運動通常情況下使用液壓系統也可以完成工作。齒輪在進行工作的過程中，我們就需要對其進行比較額外的過載保護部件，我們比較常見的使用情況就是利用壓力傳感器然后對其進行檢測載荷的工作，然后我們就需要對其進行斷電工作，斷電主要是通過使用電磁繼電器完成的，這樣的話，過載保護工作就可以完成。但是過載保護具有滯后性的問題，這個問題會嚴重的傷害到零件，影響其使用效能作用。同時也要系統可以事先的設定有關液壓缸的壓力，但是一定要考慮到實際的情況進行設定，這種做法就是在根本上進行過載保護工作，這樣的話也不會傷害到零件，可以說是零傷害。我們知道任何一個機械設備都不可能保證有百分之百的精準性，影響精準性的通常情況下是數據延遲，但是慣性也是非常重要的原因，我們都知道齒輪進行傳動的制動方法主要是制動輪，也可以是強迫主動輪強行停止工作，通過瞬間反轉來完成工作，我們知道所有的齒輪都會有著間隙問題，在這種現象，如果我們強迫其停止的話，那么就會造成很大的撞擊以及震動的現象，這樣的話也會給設備造成比較大的傷害，那么在這種情況，誤差也比較容易出現，并且我們知道液壓進行傳動制動的方式是通過關閉液壓閥，它所使用的原理是平衡壓力，從而可以實現制動，所以這種制動方式的話，在很大程度上能夠起到緩沖作用，這樣的話，設備也就得到了有效的保護，震動也會隨著而減小，機床的精度也會在很大程度上不斷提高。

2 數控機床液壓系統設計的基本工作原理

我們知道液壓系統在數控機床方面的應用主要包括自動加緊，刀盤轉換以及卡盤移動等等，并且在液壓系統中，自動加緊功能在設計的時候思路是非常簡單的，我們做的第一步就是要打開加緊方向的進液閥，然后我們可以利用液壓缸里的高壓液壓油，高壓液壓油可以推動卡盤，并且我們也需要把松開方向的泄壓閥打開，然后這樣的話就可以把反作用力卸掉，然后把工件進行夾緊，那么我們在把工件取下的時候過程恰好是相反的。

我們知道大多數機床都具有刀盤轉換功能，并且這個功能主要是通過齒輪進行完成工作，同時液壓系統也照樣可以完成，它的原理主要是利用環形液壓腔然后使用液壓進行旋轉作業，這兩個環形液壓腔方向是完全相反的，這樣的話刀盤就可以進行旋轉運動，并且是可以實現正反兩向進行旋轉的，另外一個液壓腔需要把卡盤完全固定好，我們知道數控機床的控制系統具有計算以及位置記憶功能，所以它可以非常精準的進行判斷，換刀如果需要轉向以及轉動工位數，都可以使用控制系統進行計算。這樣的話換刀也比較容易實現。

3 我國現階段機床液壓系統的不足

我國在工業領域已經廣泛的應用了液壓系統，并且數控機床的液壓系統也正在不斷的更新，液壓系統在最初的時候只能通過輪流作業去完成多個運動。而現在我國已經普遍應用多軸聯動的機器，一開始的時候軸向運動的每個方向需要使用一個比較獨立的液壓缸完成，這樣的話就會使得多軸運動的機床液壓系統會比較繁瑣，現在已經非常普遍多個互不影響的液壓腔共同使用一個液壓缸。經過多次的更新改進過程，雖然也要系統已經比較完善，但是仍然還存在著一些問題，需要改進。比較常見的問題是液壓油污染比較嚴重，并且也不容易進行清理。并且液壓缸由于在長期運動過程中的磨損，而導致的固體混在液壓油中，這些都很容易損壞液壓系統的部件，為了能夠真正實踐低能耗的目標，通常情況下液壓系統的工作管路、工作腔以及液壓缸都具有比較小的容積，所以不是很容易進行加裝過濾的組件。但是即便是安裝了過濾組件，如果過濾的精度比較低的話，沒有明顯的效果出現，如果精度比較高的話，液壓油的流速也會受到影響，那么工作效率就會降低。

4 結語

液壓系統已經被廣泛的應用到各個工業設備上，液壓系統有其獨特的優勢所在，但是仍然不可避免的存在些問題，我們需要仔細研究液壓系統的工作原理，不斷的改進，以及完善液壓系統的不足，使得液壓系統能夠更廣泛的應用。

參考文獻：

[1]邵俊鵬等.液壓系統設計禁忌[M].機械工業出版社，2007.