数控机床的液压与气压系统.ppt

第十章数控机床的液压与气压系统10.1液压和气压传动系统概述气压传动装置的气源容易获得，机床可以不必再单独配置动力源，装置结构简单，工作介质不污染环境，工作速度控制和动作频率高，适合于完成频繁启动的辅助工作。气压传动装置过载时比较安全，不易发生过载时损坏部件的事故。
液压和气压传动系统在数控机床中具有如下辅助功能：
（1）自动换刀所需的动作。如机械手的伸、缩、回转和摆动及刀具的松开和夹紧动作。
（2）机床运动部件的平衡。如机床主轴箱的重力平衡和刀库机械手的平衡等。
（3）机床运动部件的运动、制动和离合器的控制、齿轮拨叉挂挡等。（4）机床运动部件的支撑。如动、静压轴承和液压导轨等。
（5）机床的润滑和冷却。
(6)机床防护罩、板、门的自动开关。
（7）工作台的夹紧、松开及其自动交换动作。
（8）夹具的自动放松、夹紧。
（9）工件、工具定位面和交换工作台的自动吹屑、清理和定位基准面等。10.1.2液压和气压传动系统的构成
液压和气压传动系统一般由以下5个部分组成：
（1）动力装置。动力装置是将原动机的机械能转换成传动介质的压力能的装置。常见的动力装置有液压泵和空气压缩机等。
（2）执行装置。执行装置用于连接工作部件，将工作介质的压力能转换为工作部件的机械能，常见的执行装置有液压缸和汽缸及进行回转运动的液压电机、气电机等。（3）控制与调节装置。控制与调节装置是用于控制和调节系统中工作介质的压力、流量和流动方向，从而控制执行元件的作用力、运动速度和运动方向的装置，同时也可以用来卸载或实现过载保护等。
（4）辅助装置。辅助装置是对过载介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件之间连接等作用的装置。
（5）传动介质。传动介质是用来传递动力和运动的过载介质，即液压油或压缩空气。10.1.3液压和气压传动的工作原理
液压传动的工作原理如图10－1所示。图中杠杆1、活塞2、液压缸3和单向阀4、5组成手动液压泵；液压缸6和活塞7组成升降液压缸。千斤顶工作时，向上提起杠杆1，则活塞2被提起，液压缸3下腔中压力减小，单向阀5关闭，单向阀4导通，油箱里的油液被吸入到液压缸3中，这是吸油过程；随后，压下杠杆1，活塞2下移，液压缸3下腔中压力增大，迫使单向阀4关闭，单向阀5导通，高压油液经油管11流入液压缸6的下腔中，推动活塞7向上移动，这是压油过程。如此反复操作便可将重物8提升到需要的高度。在此过程中，控制阀9始终处于截止状态。若打开控制阀9，则液压缸6下腔中的油液将在重物的重力作用下排回油箱。图10－1液压传动的工作原理10.2液压和气压传动系统在数控机床中的应用图10－2TND360型数控车床液压系统原理图1)液压工作站
液压工作站的工作原理是由液压电动机1(交流电动机1.1kW)通过联轴器2驱动外反馈限压式变量泵3产生压力油，压力油经过单向阀4和滤油器8后输出。在单向阀与滤油器之间，油路上并联有蓄能器5、溢流阀6和手动二位两通换向阀7。蓄能器用于稳定系统中的油压，补偿流量的变化量；溢流阀作为系统的安全阀，限制系统的最高压力；手动换向阀是为检修而设置的，在需要时卸掉油路中的负荷，使压力油经手动阀直接流回油箱，这样可判断故障是否在油泵上。一般情况下手动换向阀在截止位。在滤油器8的两端加压力继电器14监视滤油器的堵塞情况，当滤油器堵塞时，压力继电器发出电信号给机床控制系统，产生报警信号，使操作人员能够迅速地清洗或更换过滤网，恢复液压系统的正常工作状态。在液压油箱上为防止灰尘进入油箱，油箱的空气入口处加有空气过滤器。为了解油箱内油液的多少，用油标进行检测。2)卡盘夹紧支路
卡盘通过卡爪的抓紧和放松动作来实现对工件的夹紧与放松。工作中要能判别其卡爪是否夹紧工件，如果没有夹紧工件，则数控加工程序不能执行，并在执行时发出报警信号。卡盘夹紧支路是图上最左侧一条支路。压力油经减压阀9稳定工作压力后，通过电磁换向阀10和手动换向阀11的左位进入液压缸13。当电磁换向阀左线圈L3－Y1得电时，电磁阀工作在左位，压力油进入液压缸13的左腔，液压缸右腔中的油流回油箱，缸杆右移，卡盘夹紧动作。夹紧力的大小通过减压阀来调整，值的大小可在压力表中观察得到。夹紧与否由缸杆上的撞块触发左极限开关L3－S1与压力继电器12(L3－B1)的信号组合判别。仅有压力继电器L3－S1信号时，表明卡盘上工件被夹紧；同时具有左极限开关L3－S1和压力继电器L3－B1的信号时，表明卡盘上的工件未被夹紧。工件未被夹紧时，要重新调整卡爪在卡盘上的位置，使工件能被卡盘夹紧。当电磁换向阀L3－Y2得电时，电磁阀工作在右位，压力油经电磁阀右位、手动阀左位进入液压缸的右腔，液压缸左腔中的压力油经手动阀左位、电磁阀右位后流回油箱，这时缸杆左移，卡盘夹爪放松。当缸杆回到最左端，左极限开关