数控机床的液压系统设计与研究

杨勇

摘 要：我们知道液压系统属于一种比较重要的传动控制技术，它已经被广泛应用于各个机械设备上，并且它的体积是非常小的，重量也比较轻，同时布局也非常的灵活以及方便，并且操作的过程也是非常的简单便捷，它在执行运动控制系统中具有重要作用，同时它也能够做到在比较大的方位之内达到无级变速的目标，同时对于过载保护的需求也能够满足。我们可以考虑工作环境的情况去选择比较合适的液压油，同时它的适用范围也是非常广泛的，由于它把液压油作为一种传动的介质，可以进行自行的润滑，维护的日期在很大程度上延长，同时维护工作量减少了，并且设备的使用寿命也增长了。

关键词：数控机床；液压；液压缸

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

0 前言

我们知道数控机床通常情况下都会包括车床以及刨床，钻床以及镗床，锻压机床等等这几种类型，其中出现最早的机床就是纯手工机床，纯手工机床的主要原理是通过电机然后带动多级齿轮进行传动，这样的话我就可以顺利的进行切削工作，并且所有的加工量，以及进行加工的速度都是工作人员按照刻度盘以及自身的经验手动进行调节的。我们在不断改进机床的过程中，具有自动走刀功能的机床已经和大家见面，在最开始自动走刀机床，它是通过齿轮进行传动完成工作的。我们就要考虑到每个速度的级别，然后相应的配备一套比较合适的齿轮组，机床只有几个速度级别的原因是齿轮的重量，并且和其体积的限制也有关系，在日常维护工作中，要及时的给齿轮加润滑油工作，所以我们需要进行维护的过程中，成本也不断增加，并且在这个过程中也会出现许多齿轮的磨损问题，我们就需要及时进行更换，所以材料的成本也会不断的增加，正是因为这些缺陷的存在，导致古老的机场已经逐渐被历史的车轮淘汰。

1 机床液压系统作用以及优势

我们知道在机场中有两种运动的方式比较常见，一个是轴向运动，另一个是旋转运动，我们的机床的所有工作都是需要这两种运动方式进行配合，旋转运动的主要原理是通过使用电机然后再通过配合皮带和齿轮一起来完成工作，并且轴向运动通常情况下使用液压系统也可以完成工作。齿轮在进行工作的过程中，我们就需要对其进行比较额外的过载保护部件，我们比较常见的使用情况就是利用压力传感器然后对其进行检测载荷的工作，然后我们就需要对其进行断电工作，断电主要是通过使用电磁继电器完成的，这样的话，过载保护工作就可以完成。但是过载保护具有滞后性的问题，这个问题会严重的伤害到零件，影响其使用效能作用。同时也要系统可以事先的设定有关液压缸的压力，但是一定要考虑到实际的情况进行设定，这种做法就是在根本上进行过载保护工作，这样的话也不会伤害到零件，可以说是零伤害。我们知道任何一个机械设备都不可能保证有百分之百的精准性，影响精准性的通常情况下是数据延迟，但是惯性也是非常重要的原因，我们都知道齿轮进行传动的制动方法主要是制动轮，也可以是强迫主动轮强行停止工作，通过瞬间反转来完成工作，我们知道所有的齿轮都会有着间隙问题，在这种现象，如果我们强迫其停止的话，那么就会造成很大的撞击以及震动的现象，这样的话也会给设备造成比较大的伤害，那么在这种情况，误差也比较容易出现，并且我们知道液压进行传动制动的方式是通过关闭液压阀，它所使用的原理是平衡压力，从而可以实现制动，所以这种制动方式的话，在很大程度上能够起到缓冲作用，这样的话，设备也就得到了有效的保护，震动也会随着而减小，机床的精度也会在很大程度上不断提高。

2 数控机床液压系统设计的基本工作原理

我们知道液压系统在数控机床方面的应用主要包括自动加紧，刀盘转换以及卡盘移动等等，并且在液压系统中，自动加紧功能在设计的时候思路是非常简单的，我们做的第一步就是要打开加紧方向的进液阀，然后我们可以利用液压缸里的高压液压油，高压液压油可以推动卡盘，并且我们也需要把松开方向的泄压阀打开，然后这样的话就可以把反作用力卸掉，然后把工件进行夹紧，那么我们在把工件取下的時候过程恰好是相反的。

我们知道大多数机床都具有刀盘转换功能，并且这个功能主要是通过齿轮进行完成工作，同时液压系统也照样可以完成，它的原理主要是利用环形液压腔然后使用液压进行旋转作业，这两个环形液压腔方向是完全相反的，这样的话刀盘就可以进行旋转运动，并且是可以实现正反两向进行旋转的，另外一个液压腔需要把卡盘完全固定好，我们知道数控机床的控制系统具有计算以及位置记忆功能，所以它可以非常精准的进行判断，换刀如果需要转向以及转动工位数，都可以使用控制系统进行计算。这样的话换刀也比较容易实现。

3 我国现阶段机床液压系统的不足

我国在工业领域已经广泛的应用了液压系统，并且数控机床的液压系统也正在不断的更新，液压系统在最初的时候只能通过轮流作业去完成多个运动。而现在我国已经普遍应用多轴联动的机器，一开始的时候轴向运动的每个方向需要使用一个比较独立的液压缸完成，这样的话就会使得多轴运动的机床液压系统会比较繁琐，现在已经非常普遍多个互不影响的液压腔共同使用一个液压缸。经过多次的更新改进过程，虽然也要系统已经比较完善，但是仍然还存在着一些问题，需要改进。比较常见的问题是液压油污染比较严重，并且也不容易进行清理。并且液压缸由于在长期运动过程中的磨损，而导致的固体混在液压油中，这些都很容易损坏液压系统的部件，为了能够真正实践低能耗的目标，通常情况下液压系统的工作管路、工作腔以及液压缸都具有比较小的容积，所以不是很容易进行加装过滤的组件。但是即便是安装了过滤组件，如果过滤的精度比较低的话，没有明显的效果出现，如果精度比较高的话，液压油的流速也会受到影响，那么工作效率就会降低。

4 结语

液压系统已经被广泛的应用到各个工业设备上，液压系统有其独特的优势所在，但是仍然不可避免的存在些问题，我们需要仔细研究液压系统的工作原理，不断的改进，以及完善液压系统的不足，使得液压系统能够更广泛的应用。

参考文献：

[1]邵俊鹏等.液压系统设计禁忌[M].机械工业出版社，2007.