2.1.3 數控機床液壓系統的改造設計

1.液壓系統的設計改造

液壓系統在數控機床中的應用：重型數控機床中采用靜壓導軌。大型旋轉工作臺采用液壓夾緊松開。主軸箱齒輪采用液壓缸推動齒輪變換檔位。主軸刀具采用液壓夾緊松開。垂直軸采用液壓平衡。換刀機構機械手采用液壓缸實現伸縮旋轉。

液壓傳動系統由動力裝置、執行裝置、液壓控制調節裝置、輔助裝置、傳遞介質、液壓回路等組成。

液壓系統的主要參數包括壓力、流量、功率。

液壓系統的設計改造是整個機械設備設計的一部分，在分析主機結構特點、性能要求的基礎上，才能提出液壓系統的設計改造任務。

液壓系統的設計步驟如下：

1）明確液壓系統的設計要求，分析實際工況，了解機床的總體結構、液壓系統的性能、工藝流程、工作環境等。

2）確定液壓系統的主要技術參數。當液壓系統功率一定時，盡量選用較高的工作壓力，液壓馬達最小流量按照排量和所要求的最小轉速來計算，液壓缸的最小流量應該大于或等于流量控制閥或變量泵的最小穩定流量。

3）擬定液壓系統的原理圖。依據系統工作原理和結構組成選擇功能合適的液壓元件和基本回路組成液壓系統，進行液壓系統方案論證。

4）設計、計算、選擇液壓元件。計算液壓泵的功率，確定原電動機的功率，選擇液壓控制閥，確定壓力閥的壓力調節范圍、流量變化范圍、所要求壓力的靈敏度和平穩性，確定流量閥的調節范圍、流量-壓力特性、最小穩定流量，特別注意溢流閥的額定流量必須滿足液壓泵最大流量的要求，液壓輔件管路的計算選擇。

5）對液壓系統主要性能進行驗算。

6）設計液壓裝置，編制液壓系統技術文件。

2.潤滑系統的設計改造

主軸箱、進給傳動裝置、軸承、導軌、絲杠等運動部件采用油液循環潤滑。潤滑系統的設計應運行可靠、操作方便、易于調整，改造的具體要求如下：

1）連續或定時為設備潤滑部位提供具有一定壓力、流量的潤滑劑。

2）安裝有效的密封裝置，防止潤滑劑的流失。

3）安裝過濾裝置，保證潤滑劑清潔。

4）潤滑裝置應結構簡單、標準化、方便更換、易于維修調整。

5）潤滑系統最好是溫度、壓力、流量能夠調整。

6）潤滑系統應設置檢測溫度、壓力、流量、污染度等的檢測裝置。

3.冷卻系統的設計改造

冷卻系統由切削液、泵、過濾器等部件組成。

轉臺靜壓油冷卻系統還可帶有溫度控制系統，以確保油溫恒定。

切削液的主要作用是將切削產生的熱量從切削區迅速帶走，同時減少摩擦，從而減少切削熱的產生。

冷卻系統的改造方法有：

1）高壓噴射冷卻加注方法，如深孔鉆削時的高壓噴射油從鉆頭中心高速噴出冷卻。

2）高壓內冷卻加注方法，在加工高速鋼和高溫合金鋼等難切削材料時，將切削液以較高的壓力（1～10MPa）、較大的流量（30～200L/min）向切削區噴射。

3）低壓內冷卻加注方法，在鉆孔或銑削時，從刀具后面噴射到刀具與加工件的接觸區。

4）噴霧冷卻加注方法，用壓縮空氣使切削液霧化。

5）砂輪內冷卻加注方法，用砂輪的空隙來傳送切削液。