数控机床工作台液压锁紧方式分析

曹志学，刘媛媛

(1．中煤张家口煤矿机械有限责任公司维修中心，河北张家口075025;2．中煤张家口煤矿机械有限责任公司产品工艺研究所，河北张家口075025)

机床尤其是现在比较流行的数控机床，液压部分是不可缺少的。液压在数控机床中的作用主要有:控制各个轴的松开、夹紧，控制刀具的松开、夹紧，控制刀塔的转动，机床润滑 (少数机床还使用液压缸对y向进行配重)等等。其中控制各个轴的松开、夹紧功能，尤其是大型数控设备对工作台转动的控制往往不能让人满意。

一台大型数控镗铣床，B轴工作台的转动控制过程中必然要使用液压控制，主要有3种控制方式:压块式控制、胀管式控制、液压缸直接控制锁紧。

压块式控制是通过机床工作台周围的若干压块，对转台压紧进行控制，压块内部有碟形弹簧将压块压紧，工作时通过液压将压块顶起，释放工作台。

图1为压块控制中的压块结构图 (其中固定螺栓孔被省略)。

图1 压块控制中的压块结构图

胀管式控制是通过胀管的形变，用摩擦压块压紧工作台，需要工作台转动时胀管泄压，摩擦压块与工作台分离，工作台可以转动。

图2为胀管式控制方式结构图 (其中固定螺栓孔被省略)。

图2 胀管式控制方式结构图

液压缸直接控制比较简单，通过工作台周围的液压缸，控制对应的锁销，将工作台顶紧，工作台转动时液压缸运动，锁销弹起。

对于工作台3种控制方式的实际安装过程，压块式控制比较繁琐，需要考虑机床工作台的最大承重，进行受力分析，最终确定压块应用的数量和安装位置，毕竟一堆压块在机床工作台附近精确安装是比较费力的活;胀管式控制更加繁琐，不仅需要进行承重受力的分析，在保证工作台和机床绝对水平的同时，还要保证压块面与工作台面的距离适当，胀管的变形量不是很大;液压缸直接控制比较简单，承重受力分析简单，安装和设计比较容易。

分析工作台3种控制方式受力面积，很容易发现:胀管式控制可以做到沿工作台一周，因此相同直径时受力面积最大，工作台锁紧情况比较理想;其次是压块式，在压块数量合理的情况下，实际应用也比较理想;而液压缸直接控制锁紧只能满足几个点，重型数控机床在应用液压缸直接控制锁紧时，沿工作台转臂过大的重切削经常会导致工作台锁不紧等情况，严重影响到工件的加工精度及加工质量。

从消耗能源角度分析工作台3种控制方式实际工作情况，在机床进行切削加工过程中，工作台绝大多数的时间是被锁紧的，胀管式控制和液压缸直接控制锁紧的机床，工作台被锁紧时由液压泵站提供液压，势必要造成液压泵更长的工作时间;而压块式控制的机床锁紧是靠碟形弹簧来完成，只有当工作台转动时才需要液压泵站提供液压，因此从能耗度分析压块式控制要比其他两种方式节省能源。

对于机床而言，最重要的是要保障工件的加工效率和质量，对于普通数控机床，可以根据实际需求，选择应用工作台锁紧方式;在大型数控机床工作台锁紧控制的设计中，要尽量采用压块式控制和胀管式设计，对于液压缸直接控制的方式要慎用。

【1】成大先．机械设计手册［M］．北京:化学工业出版社，2010．

【2】秦大同，谢里阳．现代机械设计手册:第4卷［M］．北京:化学工业出版社，2011．

【3】机械设计手册编委会．机械设计手册［M］．北京:机械工业出版社，2004．