【正文】 傳動。這兩個系列機械滑臺均采用雙矩形導軌結(jié)構(gòu)、單導軌兩側(cè)面導向形式；他們都有普通級、精密級兩個精度等級，其剛度強、熱變形小、進給穩(wěn)定向高，通常于粗加工及半精加工；系列為高精度級機械滑臺，適用于精加工。系列機械滑臺采用滾珠絲杠副傳動、三矩形導軌導向及塑料導軌板，具有精度保持性好、導向約束穩(wěn)定性好及動態(tài)性能好等優(yōu)點。液壓滑臺與機械滑臺的優(yōu)缺點液壓滑臺機械滑臺優(yōu)點，零件磨損小，使用壽命長，通過液壓換向閥，很容易實現(xiàn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠，慢速無爬行，高速無振動，可降低加工工件的表面粗糙度，斷續(xù)銑削、鉆頭鉆通孔將要出口時，不會因沖擊而損壞刀具，易發(fā)現(xiàn)故障，調(diào)整維修方便、泄露、噪聲和液壓站占地問題缺點，變速比較麻煩，轉(zhuǎn)換位置精度低數(shù)控機械滑臺是系列機械滑臺的派生產(chǎn)品，只是傳動裝置采用了大連組合機床研究所研制的ZHSACO4D交流伺服數(shù)控系統(tǒng)，其他組成部分及主要聯(lián)系尺寸與系列機械滑臺相同。其特點是可自動變換進給速度和工作循環(huán)，可在較寬的范圍實現(xiàn)自動調(diào)速和位控、執(zhí)行零件加工的數(shù)控程序。因此，用這類滑臺組成的組合機床或自動線，適用于較多品種中小批量或中批量的柔性生產(chǎn)。3 組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的使用要求及負載分析 使用要求設(shè)計一臺臥式雙面多軸鉆孔組合機床動力滑臺的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下：軸向切削力Ft=24000N；滑臺移動部件總重力G=10000N；快進行程l1=200mm；工進行程l2=100mm，工進速度30～50mm/min，快進與快退速度均為4m/min；加減速時間?t=；靜摩擦系數(shù)fs=,動摩擦系數(shù)fd=，該動力滑臺采用水平放置的平導軌，工作臺要求運動平穩(wěn)，但可以隨時停止運動，兩動力滑臺完成各自循環(huán)時互不干擾，夾緊可調(diào)并能保證。加工工件時要求定位并加緊后在進行鉆孔加工，這是三缸順序動作，不能失誤。工作時夾緊缸的夾緊力不得失壓且大小可調(diào)；動力滑臺應(yīng)能實現(xiàn)啟動→快進→工進→死檔鐵停留→快退→原位停止的自動工序循環(huán)，以提高機床生產(chǎn)率；滑臺工況轉(zhuǎn)換要平穩(wěn)，功率損失要小。 負載分析負載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機械效率中加以考慮[1]。因工作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：切削力，導軌摩擦力和慣性力。導軌的正壓力等于動力部件的重力，設(shè)導軌的靜摩擦力為，動摩擦力為，則 ==*10000N=2000N ==*10000N=1000N而慣性力 ==342N如果忽略切削力引起的顛覆力矩對導軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機械效率=，則液壓缸在各工作階段的總機械負載可以算出，見表31。表31 液壓缸各運動階段負載表運動階段計算公式總機械負載F/N起動F=/2105加速F=(+)/1413快進F=/1053工進F=（+）/26316快退F=/1053根據(jù)負載計算結(jié)果和已知的個階段的速度，可繪制出工作循環(huán)圖，所設(shè)計組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖可根據(jù)已知的設(shè)計參數(shù)進行繪制，已知快進和快退速度、快進行程L1=200mm、工進行程L2=100mm、快退行程L3=300mm，工進速度。快進、工進和快退的時間可由下式分析求出?？爝M 工進 快退 根據(jù)負載計算結(jié)果和已知的各階段速度，可繪出負載圖（Fl）和速度圖（vl），如下圖31。橫坐標以上為液壓缸活塞前進時的曲線，以下為液壓缸活塞退回時的曲線[4]。1002003001053141326316F/Nl/mm44100200300210500l/mma）負載圖b）速度圖 圖31 速度負載圖 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 確定液壓泵類型及調(diào)速方式參考同類組合機床，選用雙作用葉片泵雙泵供油、調(diào)速閥進油節(jié)流調(diào)速的開式回路，溢流閥作定壓閥[1]。為防止鉆孔鉆通時滑臺突然失去負載向前沖，回油路上設(shè)置背壓閥，初定背壓值= 選用執(zhí)行元件因系統(tǒng)動作循環(huán)要求正向快進和工作，反向快退，且快進、快退速度相等，因此選用單活塞桿液壓缸，快進時差動連接，無桿腔面積等于有桿面積的兩倍。 快速運動回路和速度換接回路根據(jù)本例的運動方式和要求，采用差動連接與雙泵供油兩種快速運動回路來實現(xiàn)快速運動。即快進時，由大小泵同時供油，液壓缸實現(xiàn)差動連接。 換向回路的選擇本系統(tǒng)對換向的平穩(wěn)性沒有嚴格的要求，所以選用電磁換向器的換向回路。為便于實現(xiàn)差動連接，選用了三位五通換向閥[5]。為提高換向的位置精度，采用死檔板和壓力繼電器的行程終點返程控制。 組成液壓系統(tǒng)繪原理圖將上述所選定的液壓回路進行組合，并根據(jù)要求作必要的修改補充，即組成如圖335所示的液壓系統(tǒng)圖。為便于觀察調(diào)整壓力，在液壓泵的進口處、背壓閥和液壓缸無桿腔進口處設(shè)置測壓點，并設(shè)置多點壓力表[7]。這樣只需一個壓力表即能觀測各點壓力。該系統(tǒng)由定位夾緊和滑臺加工兩部分構(gòu)成，可完成定位夾緊快進工進死擋鐵停留快退松夾、拔銷原位停留的自動工序循環(huán)，其元件動作順序如表32所示。表32 雙面鉆床液壓系統(tǒng)元件動作順序動作名稱動作信號電磁鐵1DT2DT3DT4DT5DT6DT定位啟動按鈕++夾緊1壓力信號++夾緊2壓力信號++快進1YJ++++工進滑臺擋塊壓下1XK++死擋鐵停留滑臺靠近死擋鐵++快退滑臺擋塊壓下2XK+++松夾拔銷滑臺擋塊壓下3XK++原位停留2YJ圖32 雙面鉆孔組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)工作原理定位夾緊 當工件到位后壓下啟動按鈕，電磁鐵6DT得電，大流量泵終止卸荷，大、小流量泵同時給系統(tǒng)供油，同時電磁鐵5DT得電，換向閥11左位接入系統(tǒng)，系統(tǒng)油路為：進油路 大流量泵3和小流量泵4→單向閥6和7→減壓閥9→單向閥10→換向閥11（左位）→定位缸下腔；回油路 定位缸上腔→換向閥11（左位）→油箱，定位缸伸出對被加工件定位。 定位結(jié)束后，回路壓力升高。當壓力升高到順序閥12的調(diào)定壓力時，打開順序閥12，夾緊缸(一)夾緊，加緊后回路壓力再次升高，當壓力升高到順序閥13的調(diào)定壓力時，打開順序閥13，夾緊缸(二)夾緊，其油路為：進油路 大流量泵3和小流量泵4→單向閥6和7→減壓閥9→單向閥10→換向閥11（左位，定位后壓力升高打開順序閥12）→順序閥12→夾緊缸Ⅰ下腔（夾緊后壓力繼續(xù)升高打開順序閥13）→順序閥13→夾緊缸Ⅱ下腔；回油路 夾緊缸(一)和夾緊缸(二)上腔→定位缸上腔→換向閥11（左位）→油箱?？爝M 工件被夾緊后，油路壓力進一步升高，當壓力達到壓力繼電器1YJ的調(diào)定壓力時，壓力繼電器1YJ發(fā)出信號，使1DT和3DT得電，換向閥15左位和換向閥14右位同時接入系統(tǒng)，進給缸實現(xiàn)快進，其油路為：進油路 液壓泵3和液壓泵4→單向閥6和單向閥7→換向閥15（左位）→進給腔左腔；回油路 進給腔右腔→三位五通換向閥15（1DT得電左位）→換向閥14（右位）進給腔左腔，進給腔構(gòu)成差動連接回路，實現(xiàn)快進刀具趨近快速工作。工進 當?shù)毒呖拷ぜr，滑臺壓下第一個行程開關(guān)1XK，使3DT和6DT失電，換向閥14和換向閥5復位，是大流量泵卸荷，進給缸實現(xiàn)工進，其油路為：進油路 小流量泵4 → 單向閥7→三位五通換向閥15（左位）→進給缸左腔?；赜吐? 進給缸右腔→三位五通換向閥15→調(diào)速閥17→單向閥18→油箱。死擋鐵停留 當進給缸工進到位碰到死擋鐵時，壓下第二個行程開關(guān)2XK，若有延時繼電器，則在延時期間進給缸停留不動，這時液壓泵4的壓力油全部在高壓下經(jīng)溢流閥8回油箱。顯然，該停留時間不能太長，否則能量損失過大，并導致系統(tǒng)過熱?？焱? 延時期滿后，行程開關(guān)發(fā)出信號，使1DT失電，2DT和6DT得電，使換向閥15的右位和換向閥5的上位接入系統(tǒng)，大流量泵3停止卸荷，兩個液壓泵同時向進給缸供油，進給缸實現(xiàn)快退，其油路為：進油路 大流量泵3和小流量泵4 → 單向閥6和單向閥7→三位五通換向閥15（右位）→進給缸右腔；回油路 進給缸左腔→三位五通換向閥15（右位）→單向閥16→油箱。松夾拔銷 當進給缸快退到終點時，壓下行程開關(guān)3XK，使電磁鐵2DT和5DT失電，4DT得電，換向閥15恢復到中位，換向閥11接入系統(tǒng)（圖示位置），兩個液壓泵同時給夾緊缸和定位缸供油，同時完成松夾、拔銷動作，其油路為：進油路 大流量泵3和小流量泵4 → 單向閥6和單向閥7→減壓閥9→單向閥10→換向閥11（右位）→定位缸和兩夾緊缸上腔； 回油路 定位缸和兩夾緊缸下腔→單項順序閥13（夾緊缸二）和單向順序閥12（夾緊缸一和二）→換向閥11（右位，兩夾緊缸和定位缸）→油箱。 當定位、夾緊缸退回到原位后，油壓升高，打開壓力繼電器2YJ，發(fā)出信號，使4DT和6DT均失電，換向閥11由于有機械定位裝置保持原狀態(tài)不變，換向閥5復位，大流量泵3卸荷，各元件都恢復到初始狀態(tài)，為下一次循環(huán)做好準備。 液壓系統(tǒng)可靠性分析該系統(tǒng)采用雙聯(lián)葉片泵供油系統(tǒng)及進給液壓缸差動連接的增速回路，滿足了進給缸快進和工進的需求。如果大、小液壓泵的流量選擇得當，可使溢流損失較小，但仍然存在節(jié)流損失，所以系統(tǒng)效率較低。系統(tǒng)油源部分的單向閥6和7用于防止油液倒流[7]。定位夾緊油路的換向閥采用雙電磁鐵帶機械定位機構(gòu)的二位四通電磁換向閥11，這種閥只需電磁鐵短時得電，既減少電磁鐵發(fā)熱，又不會因失電而改變換向閥的通油狀況，保證定位夾緊的可靠性。定位夾緊油路通過減壓閥9和單向閥10來控制壓力，既能限制夾緊力過大并可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，又有保持其夾緊力不受進給缸油路壓力變化影響的保壓作用，這樣可以確保在進給缸快進系統(tǒng)，系統(tǒng)壓力降低時工件不會松開，這對機床的安全工作十分重要。系統(tǒng)的定位、夾緊和進給缸進給的順序動作均采用壓力控制，這樣可以保證工件定位后再夾緊，夾緊后再開始進行加工，以確保機床工作的安全可靠。該系統(tǒng)的調(diào)速回路采用調(diào)速閥出口節(jié)流調(diào)速，使工進時的回油路具有一定的背壓，該背壓隨負載成反比變化，負載增大時背壓減小，負載減小時背壓增大。當負載為零、進給缸已轉(zhuǎn)入工進但尚未“吃”上刀時，背壓約為泵壓的兩倍；當負載為負值時，背壓將更大，甚至高達背壓的數(shù)倍。這種背壓變化的性能，適應(yīng)了銑鉆過程中負載變化大，甚至由正值負載變到負值負載的工況，提高了系統(tǒng)的剛性，速度穩(wěn)定性較好。但是，這使進給缸活塞桿密封件和調(diào)速閥17可能在很高的壓力下工作，特別對該處密封件很不利。系統(tǒng)中的速度換接通過電磁換向閥14實現(xiàn)，其控制靈活，但可靠性稍差，換向時具有較大的液壓沖擊。主油路換向采用三位五通電磁換向閥15，以便實現(xiàn)進給缸的差動連接。換向閥15的中位機能為O型，一般在進給缸原位停留時，雙泵向定位夾緊缸供油。4 液壓系統(tǒng)的參數(shù)計算 液壓缸參數(shù)計算 初選液壓缸的工作壓力表41 按負載選擇工作壓力[1]負載/ KN55~1010~2020~3030~5050工作壓力/MPa ~1~2~33~44~5≥5表42 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力[1]機械類型機 床農(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工