組合機床動力滑臺液壓傳動系統的理實教學

王素秋

摘要：文章分析了組合機床動力滑臺的工作要求，使機床液壓傳動系統滿足工件加工時的快進、工進1、工進2、快退、停的工作任務。通過對比分析及借助拆裝式液壓系統教學實驗平臺的模擬工況分析并確定了最佳改造方案，改造后的液壓系統提高了動力滑臺的運動平穩性，減少了油路的元件數量，簡化了系統結構，極大地提高了生產效率。分析液壓油的過濾方案延長了液壓油的更換周期，可以節約成本。

關鍵詞：液壓系統教學實驗臺；速度控制回路；動力滑臺；液壓系統

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）29-0219-02

一、引言

組合機床是一種高效率的專用機床，動力滑臺是組合機床上用來實現進給運動的一種通用部件，液壓動力滑臺的運動是靠液壓缸驅動的，滑臺上面可裝上動力箱和多軸主軸箱，用以完成鉆、擴、鉸、銑、鏜、刮端面、倒角、攻絲等加工工序。常用動力滑臺有兩種：液壓動力滑臺和機械動力滑臺。（1）液壓動力滑臺的優點：速度換接平穩、進給速度穩定、功率利用合理、精度高、效率高、噪聲低、發熱少。液壓動力滑臺在機床上的應用提高了零件加工的精度，賦予了機床良好的加工性能，與電氣控制配合易于實現自動化。（2）機械動力滑臺的缺點：速度換接不平穩，微量進給時易出現爬行現象；加工中發熱量大，加工精度不穩定；效率低、噪聲大，批量生產中不易實現自動化。

二、YT4543型動力滑臺液壓系統的組成及工作原理

（一）組成部分

本系統由液壓系統動力元件、控制元件、執行元件、輔助元件四個模塊組成，工作液選用液壓油。各個模塊之間相互獨立，修改其中一個模塊時，不會對其余模塊產生影響。液壓系統總體框架如圖1所示。

1.動力元件。將機械能轉換為液壓能，為液壓系統提供一定流量和壓力的液體。本系統選用單作用葉片泵，如圖2限壓式變量葉片泵的工作原理及特性曲線。F負載很小時，p很小，e很大，泵輸出大流量；F負載增大時，p增大，e減小，泵輸出小流量；F負載很大時，e=0，q=0，泵流量卸荷。

2.控制元件。控制流體的壓力、流量和方向。

3.執行元件。將液體的壓力能轉換為機械能，選用單桿液壓缸。

4.輔助元件。用于連接、儲油、過濾、測量。選用油管油箱濾油器和壓力表等。

動作要求如圖3所示：快進→第一次工作進給→第二次工作進給→止擋塊停留→快退→原位停止。

（二）工作原理

1.快進。1YA（+）→4（左）→3（左）；低壓→6關閉；進油路：1→2→3（左）→11（下）→缸（左）；回油路：缸（右）→3（左）→7→11（下）→缸（左）；差動連接+泵1供大流量（低壓）。

2.第一次工進。行程擋塊→11（上）；高壓→6打開；進油路：1→2→3（左）→8→10（左）→缸（左）；回油路：缸（右）→3（左）→6→5→油箱；泵1供小流量，閥8調速，回油路上有閥5做背壓閥。

3.第二次工進。行程開關→3YA（+）→10（右）；進油路：1→2→3（左）→8→9→缸（左）；回油路：缸（右）→3（左）→6→5→油箱；泵1供小流量，閥9調速，回油路上有閥5做背壓閥。

4.止擋鐵停留。壓力增大→壓力繼電器發出信號→時間繼電器延時；液壓缸停止，泵流量卸荷（供極小流量補充泄漏）。

5.快退。壓力繼電器（延時后）→2YA（+）、1YA（-）、3YA（-）→4（右）→3（右）；進油路：1→2→3（右）→缸（右）；回油路：缸（左）→13→3（右）→油箱；低壓→泵1供大流量。

6.原位停止。行程開關→1YA（-）、2YA（-）、3YA（-）；泵1流量卸荷，液壓缸浮動。

三、機床動力滑臺液壓系統調節與控制及仿真訓練

1.工作任務。（1）合理選擇液壓元件，正確連接液壓控制回路，滿足機床動力滑臺“快進—Ⅰ工進—Ⅱ工進—快退”的工作循環要求。（2）設定液壓執行元件、動力元件、流量閥、壓力閥的壓力、流量以及幾何尺寸等主要參數，并且改變電磁閥、機動閥等元件的控制方式，觀察液壓執行元件的運行情況，包括其負載和速度的大小變化情況。（3）選用不同流量閥，并調節其節流開口，分析執行元件速度的穩定性。

2.回路連接見圖4。

3.學生分組設定參數。液壓缸：活塞面積20cm2，活塞桿面積10cm2，最大行程500mm，行程擋塊位置200mm；執行元件輸出力：快速進退，F=0；工作進給，F=5000N；液壓源：工進階段：壓力50bar，流量6L/min，快速階段：壓力20bar，流量16L/min；流量閥：調速閥1，3L/min；調速閥2，2L/min；順序閥：壓力25bar；溢流閥：壓力20bar；單向節流閥：開度10%。

4.調試運行。

四、結語

拆裝式液壓系統實驗臺作為學生鞏固理論知識的實踐載體，通過軟件建立了動力滑臺模擬實驗環境，實現了機床動力滑臺進給工作過程的仿真。通過本系統的實踐實例說明試驗臺的實用性和方便之處，另外通過模擬仿真環境解決了因缺乏實體無法開展項目的教學問題。

參考文獻：

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