數控機床的液壓系統設計與研究

李世勇

摘? ?要：數控機床的液壓系統的應用，被逐漸應用在工業機械設備等領域，提升了當前傳動控制技術水平。并且整個系統體積比較小，在設計安裝過程中，比較靈活，能夠為安裝人員提供便利，滿足無級變速和過載保護的要求。根據當前數控機床液壓系統運行現狀，本文主要針對數控機床的液壓系統設計進行全面的分析和研究，為當前系統研發提供借鑒和幫助。

關鍵詞：數控機床? 液壓系統? 設計? 研究

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）12（a）-0102-02

隨著當前數控機床在當前工業生產技術中的廣泛應用，極大提升了現有的生產效率，滿足了當年工業迅速發展的基本要求。其中液壓系統會對整個數控機床安裝、運行產生極為重要的影響，需要設計人員根據當前數控機床的性質和特點，對當前液壓系統進行優化設計，整合現有設計資源，從而彌補以往設計存在的不足。因此，本文主要針對數控機床的液壓系統設計進行詳細的分析和論述。

1? 數控機床液壓系統的重要作用

液壓技術是保證數控機床進行傳動和控制的重要技術。隨著現代數控機床的發展，自動化水平日益提升，設計人員需要完善數控功能以外，要重視液壓技術和氣壓傳動裝置的設計，提升數控機床自動運行的效率。在進行液壓傳動裝置設計過程中，要保證整體結構的緊湊性和穩定性，便于操作人員進行控制和調節。根據實際運行情況，液壓傳動系統在數控機床應用過程中主要發揮以下輔助功能：第一，實現了自動換刀動作，比如機械手的伸縮、回轉以及擺動，還有刀具的基本動作。第二，可以保證數控機床運動部件的整體平衡，比如液壓系統的應用，可以保證數控機床主軸箱重力的平衡。第三，液壓系統可以提升數控機床運行的效率，控制好機床運動部件和離合器等，為其提供基本的支撐。第四，可以提升數控機床的潤滑性，及時進行冷卻，幫助工作臺完成日常的動作。

2? 數控機床液壓系統組成

數控機床液壓系統主要包括主泵動力站以及相應的控制件和附件等。在液壓系統運行過程中，運行原理主要執行裝置帶動工件或者刀具直接參與到工件表面進行運動，這對整個數控機床運行的穩定性和效率產生十分重要的影響。

第一，確定好液壓系統的參數。根據當前數控機床液壓系統技術應用現狀，技術參數主要包括主參數和一般技術參數。主參數主要表示數控機床的規格和工作性能。運動參數主要表示夾具和刀架的運動速度。

第二，數控機床主傳動系統方案設計。根據當前數控機床液壓系統運行現狀，主傳動變速具體分析無級變級和有級變級等。本文主要討論無級變速。無級變速就是主要是指運行速度在一定范圍內能夠實現不間斷地、任意地變速，技術人員可以選擇最佳的切削速度，然后進行合理的調整，速度損失降至最低，可以有效提升實際的生產效率，在通常情況下，實現運轉速度變速，節省了操作時間，為操作人員提供便利，具有良好的穩定性。在本次設計過程中，設計人員主要采用了交流調速電動機，主要利用變頻調速的方式進行速度的調整，調速的效率越高，證明性能越好。

第三，液壓系統結構設計。在整個液壓系統組件中，主要是為了保證切削加工和運動傳遞能夠順利進行，保證刀具和工具按照既定的運動軌跡運行。液壓系統組件是數控機床重要的執行件，能夠帶動工件或者刀具參與表面形成運動，對數控機床運行效率和產品質量產生十分重要的影響。為了保證液壓系統總體結構的穩定性，設計人員需要提結合具體的設計參數和動力參數，控制好機床的旋轉精度，提升強度和剛度以及抗震性，保持良好的熱穩定性和耐磨性。

3? 數控機床液壓系統設計

第一，系統設計要求。

在進行數控機床液壓系統設計過程中，設計人員需要根據相關程序，制定科學合理的基本方案，明確機床的基本情況，比如機床的性能，生產工藝流程，總體作業環境以及具體布局等;需要明確液壓系統需要處理的動作，設計好動作順序，處理好不同系統之間的關系，選擇合理的運動形式，確定最佳的運動速度;需要對液壓系統的調整范圍、運動的穩定性以及運轉精度等進行確定，滿足液壓系統自動化運動的需求，選擇合理的操作控制方式。

第二，機床液壓系統選擇。首先，在調速方式選擇上，通過把電動機作為原動機的機器，在液壓傳動系統傳輸過程中，主要采用液壓調速的方式，根據分析不同類型調速方式，可以選擇容積——節流聯合調速的方式，主要調節壓力反饋式變量泵和力量控制閥，可以提升速度負載性能，降低實際的功率損失率。其次，在液壓回路選擇上，設計人員可以油路循環的方式，選擇開式系統，利用執行元件的排油回油箱，在經過冷卻和沉淀以后，然后進入到液壓泵的進口，做好循環工作，滿足實際生產的基本要求。再次，在本次系統設計中，主要采用普通液壓系統，主要選擇礦油型液壓油作為實際運行的工作介質。設計人員可以根據實際情況，分析周圍溫度變化，選擇符合設計標準的液壓油。最后，在執行元件選擇過程中，設計人員可以根據液壓系統的性能，選擇直線運動，采用單活塞桿液壓缸。

第三，液壓缸結構設計。在經過計算以后，設計人員在確定好液壓缸尺寸以后，需要對各個部分的結構進行優化設計。首先，在缸體和缸蓋設計過程中，設計人員需要充分考慮到內部的連接方式、運動中產生的壓力以及周圍的工作條件，通常為法蘭連接、內外半環連接等。在本次研究中，設計人員主要采用螺紋連接，外形尺寸比較小，重量比較輕。但是也存在一定的缺點，端部工藝要求很高，在設計裝卸過程中，需要采用專門的技術工具。其次，在活塞桿和活塞連接過程中，可以活塞環、唇形密封圈等，在經過比較分析以后，設計人員主要采用整體式結構，這種結構連接簡單，尤其適用于缸徑比較小的液壓缸。最后，密封圈的選擇。與靜密封相比，動密封存在一定的泄漏量，可以發揮潤滑的作用，減少系統內部的磨損。因此，設計人員要根據系統運行的壓力、溫度以及運動范圍，選擇相應的密封圈，滿足實際生產的基本要求。

第四，液壓泵和電機設計。液壓泵是整個液壓系統的能源裝置，屬于重要的動力元件，主要把內容機械能及時轉化成油液壓力能，系統提供一定壓力的油液。在液壓泵安裝過程中，需要結合實際情況，選擇不同的安裝方式，通過包括臥式安裝和立式安裝兩種方式。其中臥式安裝就是把液壓泵以及油管放在液壓油箱外邊，這種安裝方式整體結構進湊，具有良好的吸油性能，節省安裝空間。在液壓支架所需要功率很大和電動機尺寸很大的情況下，比較適宜采用立式安裝方式。

第五，液壓元件的確定。設計人員可以根據系統實際運行，分析額定的壓力、最大流量、安裝固定方式性能參數，確定液壓元件。在選擇液壓元件過程中，設計人員需要選擇標準定型產品;根據閥油液最大壓力和流量的條件下選擇閥類元件，通過調節調速閥和節流閥，保證流量的穩定性，滿足實際運行的基本要求。

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