液压与气动系统在数控机床中的应用
全功能数控车床液压系统
典型设备型号：CL－20A数控车床（大连机床） 液压系统的功能： 液压卡盘的夹紧、松开 尾架套筒的顶出、退回 液压刀塔的刀盘抬起、锁紧及转位 1、 油箱 2、 泵用电机 3、 过滤器 4、 散热器 5、 电机泵组 6、 单向阀 7、 油路块 8、 减压阀 9、 电磁换向阀 10、减压阀 11、单向节流阀 12、电磁换向阀 13、刀塔油路块 14、单向节流阀 15、压力继电器 16、压力表 17、电磁换向阀 知识要点 写出各元件的作用： 18、液压马达 机床液压系统的工作原理说明 1、 油泵油箱装置 机床液压油箱1安装在床身左端面的底座上，用螺钉相联。箱内盛40L（HM32）液压油，油箱顶面安装一个油泵电机组5，泵的出口压力为4.0MPa，在出路中安装一个压力继电器15，当压力低于2.0 MPa时系统报警。 2、 夹紧系统装置 液压卡盘的夹紧、松开由三位四通电磁换向阀9、减压阀8来控制，夹紧力的大小由减压阀8来调节，减压阀的压力调节范围为0.15－3.5 Mpa，但回转油缸的极限压力为2.5 Mpa，所以，卡盘的最高使用压力不应超过2.5 Mpa。 HM32液压油 压力不足报警的来源 卡盘夹紧力调定 一般情况下，建议压力调节在1.0－2.5 MPa之间。 3、 尾架系统装置 尾架套筒的顶出、退回由三位四通电磁换向阀12、减压阀10来控制，由单向节流阀11控制套筒顶出的速度，尾架套筒顶紧力的调定 顶紧力的大小由减压阀来调节，减压阀的压力调节范围为0.15－3.5 Mpa，但顶紧力超过0.8 MPa时将会降低主轴轴电磁换向阀12的中位机能 承的使用寿命。所以，尾座的最高使用压力不应超过0.8 Mpa。一般情况下，建议压力调节在0.3－0.8 MPa之间。 4、 液压刀塔系统装置 液压刀塔的刀盘抬起、锁紧由二位四通电磁换向阀17来控制，由单向节流阀14控制刀盘锁紧时的运动速度，刀盘常态与调速 刀盘常态是锁紧的，只有换刀时才抬起。刀盘在换刀抬起后可转位，转位由双向液压马达完成，三位四通电磁换向为何采用双向液压马达 阀12控制其转向。 电磁换向阀12的中位机能 5、 压力表 机床安装三个7 MPa的压力表分别来显示总压力、卡盘压力、尾架压力。 注意：①卡盘及尾座油压压力不得调的过低，以免工件飞出的危险。②尾座的油压压力不应超过0.8 Mpa，否则将降低主轴轴承的使用寿命。③卡盘油缸油压压力不应超过2.5 Mpa，否则会损坏油缸、卡盘。 完成电磁阀状态表：（将YV3、YV4、YV5、YV6、YV7、YV8填空） 卡盘夹紧 卡盘松开 尾座前进 尾座后退 刀盘抬起 刀盘锁紧 刀盘正转 刀盘反转 YV1 ＋ － YV2 － ＋ YV3 YV4 YV5 YV6 YV7 YV8 数控镗铣钻床气动系统
典型设备型号：ZK70数控镗铣钻床（常州多棱） 气动系统的功能： 刀具安装 主轴高低速的换档 1、气源 2、气源调节装置 3、压力继电器 4、气源调节装置 5、二位三通电磁换向阀 6、 分配块 7、 主轴吹气 知识要点 写出各元件的作用： 8、 主轴变速换档气缸 9、 主轴夹紧气缸 10、单向节流阀 11、二位五通电磁换向阀 12、二位三通电磁换向阀 机床气动系统的工作原理说明 气动系统由气源调节装置（气动三大件），二位三通电磁阀，二位五通电磁阀、气缸等元件组成，气动装置的工作压力为0.55MPa，所用气源压力恒定为0.6MPa，若压力降到0.45MPa以下，压力继电器3将使系统产生报警，换刀动作、主轴变速换档将不能实现。 1、 刀具放松 机床刀具的放松是由二位五通的电磁换向阀12来控制的。当需要换刀具时，可按下机床主轴箱正面的松刀按钮，接通电磁阀，压缩空气由主轴套筒上部进入气缸，主轴内夹紧装置放松刀具。必须注意卸刀时，主轴孔内有压缩空气吹出，气流压力会加速刀具向下运动的速度，所以应先用手握住刀柄，然后再启动电磁阀按钮，以防刀柄掉落，损坏零件或工作台面。 2、 刀具装夹 装刀时，必须先接通电磁阀，然后将刀柄竖直向上推入主轴锥孔，直至不能向上为止，断开电磁阀，主轴内夹紧装置将刀杆拉紧。 3、 主轴变速换档 主轴转速分高档与低档两种，由传动系统挂接不同齿轮实现。齿轮副的变换通过气缸来实现，由二位五通电磁换向阀来控制，并通过采用单向节流阀的双向节流调速回路控制气缸运动速度，实现主轴高低速换档时间约为5秒。4、主轴吹气 用二位三通电磁阀实现，主要作用将主轴锥孔吹净。 气源压力范围 主轴内部结构 主轴换档结构简图 高低速的常态 换档到位检测 课外作业： 数控车床门的自动控制改造（绘出气动系统原理图）：
加工中心液压与气动系统
典型设备型号：DMC63V立式加工中心（德马吉DMG中国） 气动换刀系统的功能：在换刀过程中实现主轴定位、主轴松刀、拔刀、向主轴锥孔吹气和插刀动作 知识要点 写出各元件的作用： 1、 气源调节装置 2、4、6、9、电磁换向阀 3、5、10、11、单向节流阀 7、消声器 8、快速排气阀 换刀气动系统的工作原理说明 当数控系统发出换刀指令时,主轴停止旋转,同时4YA通电,压缩空气经气源调节装置1、换向阀4和单向节流阀定位方式 5进入主轴定位缸A的右腔，气缸A活塞左移，使主轴自动定位。 定位后压下无触点开关，使6YA通电，压缩空气经换向阀6和快速排气阀8进入气液增压缸B的上腔，增压腔的高压油使活塞伸出，实现主轴松刀，同时使8YA通电，压缩空气经换向阀9和单向节流阀11进入气缸C的上腔，气缸C下腔排气，活塞下移实现拔刀。 由回转刀库交换刀具，同时1YA通电，压缩空气经换向阀2和单向节流阀3向主轴锥孔吹气。 稍后1YA断电、2YA通电，停止吹气，8fA断电、7YA通电，压缩空气经换向阀9、单向节流阀10进入气缸C下腔，活塞上移，实现插刀动作。6YA断电、5YA通电，压缩空气经换向阀6进入气液增压缸B的下腔，活塞退回，主轴的机械机构使刀具夹紧。4YA断电、3YA通电，缸A的活塞在弹簧力作用下复位，回复到开始状态，换刀结束。 主轴定位结构简图 电磁铁动作顺序 完成电磁铁动作顺序表：（请将4YA、6YA和8YA填空） 1YA 2YA 3YA 主轴定位 主轴松刀 拔 刀 主轴锥孔吹气 + 吹气停 + 插 刀 刀具夹紧 主轴复位 + 4YA
5YA + 6YA 7YA + 8YA 典型设备型号：VP1050立式镗铣加工中心（大连机床） 液压系统的功能： 刀链驱动 主轴箱配重 刀具安装 主轴高低速的换档 知识要点 写出各元件的作用： 1、 液压泵 2、单向阀 3、压力继电器 4、 液压马达 5、 配重液压缸 6、 压力继电器 7、16、溢流阀 8、11、15、换向阀 9、单向阀 10、压刀缸 12、变速液压缸 机床液压系统的工作原理说明 系统采用变量叶片泵1为系统提供压力油(功率4kW)，单向阀2用于防止液压泵压力突然降低对系统的影响。压力开关YK1发出液压系统压力正常的信号，此信号是CNC系统开启后PLC高级报警程序自检的首要检测对象，如果无YK1信号，PLC自检将发出报警信号，数控系统的全部动作都将停止。 双向液压马达4用于拖动装有24把刀具的刀链，配重液压缸5安装在横梁和主轴箱上，用于消除主轴箱的重量对伺服电动机驱动主轴箱运动的影响。压力开关YK2用于检测配重机构的工作状态。 压刀缸10始终处于上位，感应开关LS2动作，主轴需要换刀时通过手动或自动操作使换向阀11换位，压刀缸10下压，可使主轴抓刀爪松开，压刀缸到位后LS1发出到位信号，供机床PLC使用。 变速液压缸12用于控制主轴变速箱的交换齿轮的位置，可实现主轴高低速的自动转换，高速、低速齿轮位置信号分别由LS3、LS4向机床PLC发送。机床停机或控制系统故障，液压系统将使变速齿轮处于原工作位置。单向节流阀13、14可减缓液压缸的速度，避免齿轮换位时的冲击。变速液压缸12的工作压力由溢流阀16调节。
13、14、单向节流阀 液压不足报警 双向液压马达控制 配重方式 配重机构状态检测 工作压力设定 溢流阀是否合适
