數控機床工作臺液壓鎖緊方式分析

曹志學，劉媛媛

(1．中煤張家口煤礦機械有限責任公司維修中心，河北張家口075025;2．中煤張家口煤礦機械有限責任公司產品工藝研究所，河北張家口075025)

機床尤其是現在比較流行的數控機床，液壓部分是不可缺少的。液壓在數控機床中的作用主要有:控制各個軸的松開、夾緊，控制刀具的松開、夾緊，控制刀塔的轉動，機床潤滑 (少數機床還使用液壓缸對y向進行配重)等等。其中控制各個軸的松開、夾緊功能，尤其是大型數控設備對工作臺轉動的控制往往不能讓人滿意。

一臺大型數控鏜銑床，B軸工作臺的轉動控制過程中必然要使用液壓控制，主要有3種控制方式:壓塊式控制、脹管式控制、液壓缸直接控制鎖緊。

壓塊式控制是通過機床工作臺周圍的若干壓塊，對轉臺壓緊進行控制，壓塊內部有碟形彈簧將壓塊壓緊，工作時通過液壓將壓塊頂起，釋放工作臺。

圖1為壓塊控制中的壓塊結構圖 (其中固定螺栓孔被省略)。

圖1 壓塊控制中的壓塊結構圖

脹管式控制是通過脹管的形變，用摩擦壓塊壓緊工作臺，需要工作臺轉動時脹管泄壓，摩擦壓塊與工作臺分離，工作臺可以轉動。

圖2為脹管式控制方式結構圖 (其中固定螺栓孔被省略)。

圖2 脹管式控制方式結構圖

液壓缸直接控制比較簡單，通過工作臺周圍的液壓缸，控制對應的鎖銷，將工作臺頂緊，工作臺轉動時液壓缸運動，鎖銷彈起。

對于工作臺3種控制方式的實際安裝過程，壓塊式控制比較繁瑣，需要考慮機床工作臺的最大承重，進行受力分析，最終確定壓塊應用的數量和安裝位置，畢竟一堆壓塊在機床工作臺附近精確安裝是比較費力的活;脹管式控制更加繁瑣，不僅需要進行承重受力的分析，在保證工作臺和機床絕對水平的同時，還要保證壓塊面與工作臺面的距離適當，脹管的變形量不是很大;液壓缸直接控制比較簡單，承重受力分析簡單，安裝和設計比較容易。

分析工作臺3種控制方式受力面積，很容易發現:脹管式控制可以做到沿工作臺一周，因此相同直徑時受力面積最大，工作臺鎖緊情況比較理想;其次是壓塊式，在壓塊數量合理的情況下，實際應用也比較理想;而液壓缸直接控制鎖緊只能滿足幾個點，重型數控機床在應用液壓缸直接控制鎖緊時，沿工作臺轉臂過大的重切削經常會導致工作臺鎖不緊等情況，嚴重影響到工件的加工精度及加工質量。

從消耗能源角度分析工作臺3種控制方式實際工作情況，在機床進行切削加工過程中，工作臺絕大多數的時間是被鎖緊的，脹管式控制和液壓缸直接控制鎖緊的機床，工作臺被鎖緊時由液壓泵站提供液壓，勢必要造成液壓泵更長的工作時間;而壓塊式控制的機床鎖緊是靠碟形彈簧來完成，只有當工作臺轉動時才需要液壓泵站提供液壓，因此從能耗度分析壓塊式控制要比其他兩種方式節省能源。

對于機床而言，最重要的是要保障工件的加工效率和質量，對于普通數控機床，可以根據實際需求，選擇應用工作臺鎖緊方式;在大型數控機床工作臺鎖緊控制的設計中，要盡量采用壓塊式控制和脹管式設計，對于液壓缸直接控制的方式要慎用。

【1】成大先．機械設計手冊［M］．北京:化學工業出版社，2010．

【2】秦大同，謝里陽．現代機械設計手冊:第4卷［M］．北京:化學工業出版社，2011．

【3】機械設計手冊編委會．機械設計手冊［M］．北京:機械工業出版社，2004．