数控机床工作台液压锁紧方式分析.pdf

2 0 1 3年 4月 第 4 1卷 第 8期 机床与液压 MACHI NE T OOL HYDRAUL I CS Ap r ． 2 0 1 3 Vo 1 ． 41 No ． 8 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 3 ． 0 8 ． 0 4 8 数控机床工作台液压锁紧方式分析 曹志学 ，刘媛媛 1 ．中煤张家1 7 煤矿机械有限责任公司维修 中心，河北张家13 0 7 5 0 2 5； 2 ．中煤张家口煤矿机械有限责任公 司产品工艺研 究所，河北张家口 0 7 5 0 2 5 摘要针对 3 种常用的数控机床工作台液压锁紧方式，从设计、安装及用户使用角度，着重分析这3种方式的优缺点， 说明了实际应用中应如何选择锁紧控制方式和液压缸直接控制锁紧在重型数控机床工作台控制中的不可取。 关键词数控机床；工作台；液压锁紧方式 中图分类号T G 5 4 7 ． 7 文献标识码 A 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 3 81 4 11 机床尤其是现在比较流行的数控机床 ，液压部分 是不可缺少的。液压在数控机床中的作用主要有 控 制各个轴的松开、夹紧，控制刀具的松开、夹紧，控 制刀塔的转动 ，机床润滑 少数机床还使用液压缸 对Y向进行配重等等。其中控制各个轴的松开、夹 紧功能，尤其是大型数控设备对工作台转动的控制往 往 不能让人满意 。 一 台大型数控镗铣床 ，曰轴工作台的转动控制 过程中必然要 使用液压控制 ，主要有 3种控 制方 式 压块式控制 、胀管式控制、液压缸直接控制锁 紧。 压块式控 制是通过机 床工作 台周 围的若 干压 块 ，对转台压紧进行控制 ，压块内部有碟形弹簧将 压块压紧，工作时通过液压将压块顶起 ，释放工作 台 。 图 1 为压块控制 中的压块结构 图 其中固定螺 栓孔被省 略 。 压 油管 缸 塞 型 弹簧 图 1 压块控制中的压块结构图 胀管式控制是通过胀管的形变，用摩擦压块压紧 工作台，需要工作台转动时胀管泄压 ，摩擦压块与工 作台分离，工作台可以转动。 图2为胀管式控制方式结构图 其 中固定螺栓 孔被省略 。 图2 胀管式控制方式结构图 液压缸直接控制比较简单 ，通过工作台周围的液 压缸，控制对应的锁销 ，将工作台顶紧 ，工作台转动 时液压缸运动 ，锁销弹起 。 对于工作台3种控制方式的实际安装过程，压块 式控制比较繁琐，需要考虑机床工作台的最大承重， 进行受力分析，最终确定压块应用的数量和安装位 置 ，毕竟一堆压块在机床工作台附近精确安装是 比较 费力的活；胀管式控制更加繁琐，不仅需要进行承重 受力的分析，在保证工作 台和机床绝对水平 的同时， 还要保证压块面与工作台面的距离适当，胀管的变形 量不是很大；液压缸直接控制比较简单 ，承重受力分 析简单 ，安装和设计 比较容易。 分析工作 台3种控制方式受力面积 ，很容易发 现胀管式控制可以做到沿工作台一周 ，因此相同直 径时受力面积最大 ，工作台锁紧情况比较理想 ；其次 是压块式 ，在压块数量合理的情况下 ，实际应用也比 较理想 ；而液压缸直接控制锁紧只能满足几个点，重 型数 控机床在应用液压缸直接控制锁紧时 ，沿工作台 转臂过大的重切削经常会导致工作台锁不紧等情况， 严重影响到工件的加工精度及加工质量。 从消耗能源角度分析工作台3种控制方式实际工 作情况，在机床进行切削加工过程中，工作台绝大多 数的时间是被锁紧的，胀管式控制和液压缸直接控制 下转第 1 3 6页 收稿 日期 2 0 1 l O 5一l 8 作者简介曹志学 1 9 8 0 一 ，男，工学学士，助理工程师，从事机床维修工作。Em a i l n p fi v e 1 6 3 ． e o m。 1 3 6- 机床与液压 第 4 1卷 1 国外推土机的发展方向 广泛应用微电子技术与信息技术，完善计算机辅 助驾驶系统、信息管理系统及故障诊断系统；采用单 一 吸声材料、噪声抑制方法等消除或降低机器噪声； 通过不断改进电喷装置 ，进一步降低柴油发动机的尾 气排放量；研制无污染、经济型、环保型的动力装 置；提高液压元件、传感元件和控制元件的可靠性与 灵敏性，提高整机的机一电 一 信一体化水平 ；在控制 系统方面，将广泛采用电子监控和 自动报警系统、自 动换挡变速装置 ；开发 特种用 途 的无 线遥控 推 土机 ， 推进推土机的智能化等。 2 我国推土机 的发展方 向 立足国内工业化水平和国产推土机现状，应加大 先进技术研发力度 ，在大力提高产品可靠性 的同时， 加快新技术的应用速度 ，提高产品的技术含量和技术 水平 ；进一步研究和完善推土机静液压驱动及控制技 术；改善人机环境，开发低噪声驾驶室，提高舒适 性；降低作业成本，提高生产率 ；加强产 品的系列 化，丰富产品的品种，尤其是小功率和超大功率推土 机 ，以满足不 同用户 的需要 ；开发多功能 、多用途的 产品，做到一 机多用 ，高效 节能，提高产 品竞 争 力等 。 5结束语 随着全球经济一体化 ，国外著名企业如卡特彼 勒、利渤海尔、迪尔和维特根公司都纷纷寻求在我国 设厂生产推土机 ，市场竞争将进一步加剧 ，国内企业 要想得以生存和发展，则必须立足国内市场并积极参 与国际竞争。低利润水平的 “ 价格战”不是必胜的 法宝，必须努力提高产品的技术水平，提高产品的竞 争力。利用欧债危机 的历史机遇，坚定实行 “ 走出 去”战略，积极并购国外核心零部件、配套件甚至 整机企业，以求快速提高关键零部件乃至整机的质 量、性能和可靠性，使整机质量接近或达到国际先进 水平，缩短与国外先进水平的差距。 参考文献 【 1 】张天琦． 我国推土机的发展现状与因对策略[ J ] ． 交通 世界， 2 0 0 1 6 3 9 4 3 ． 【 2 】周之胜． 推土机行业技术发展与现状[ J ] ． 建筑机械化， 2 0 0 5 1 0 3 83 9 ． 【 3 】宋金宝， 赵建军， 杨海清， 等． 履带式推土机电液新技术 的应用与发展[ J ] ． 建筑机械， 2 0 1 1 8 7 37 5 ． 【 4 】邵德君． 智能化推土机的发展现状和趋势 [ J ] ． 中国新 技术新产品， 2 0 1 1 2 1 9 9 2 0 0 ． 【 5 】 乔晓军， 李爱峰． 浅析国内推土机产业的发展趋势 [ J ] ． 机械管理开发 ， 2 0 1 1 4 9 5 9 6 ． 【 6 】 杨红旗． 中国工程机械行业的回顾与瞻望 [ J ] ． 工程机 械与维修 ， 2 0 0 9 1 0 6 7 8 5 ． 【 7 】 孙大刚， 干奇银， 王军， 等． 高新技术在推土机上的应用 及发展[ J ] ． 筑路机械与施工机械化， 2 0 0 8 1 0 1 4 1 8． 【 8 】 董海荣， 邱晓华． 3 D G P S 控制技术在工程机械中的应用 [ J ] ． 筑路机械与施工机械化 ， 2 0 O 4 1 1 3 5 3 6 ． 【 9 】 吴彦来． 推土机作业控制关键技术研究[ D ] ． 杭州 浙江 大学 ， 2 0 0 8 ． 【 1 0 】王永奇． 履带式智能全液压推土机关键技术研究 [ D ] ． 西安 长安大学 ， 2 0 0 8 ． 【 1 1 】魏洪兴， 王田苗 ， 陈殿生． 智能化工程机械及其关键技 术研究[ J ] ． 工程机械， 2 0 0 4 5 1 3 ． 【 l 2 】王永奇， 王鹏成 ， 石鑫． 全液压推土机行驶系统 D S P 控 制器的研究[ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 5 3 1 4 71 4 8 ． 【 1 3 】王军， 郝长生 ， 祖炳洁． 大型推土机液压控制换挡品质 分析[ J ] ． 机床与液压， 2 0 1 1 ， 3 9 2 0 5 1 5 3 ． 【 1 4 】白寒， 管成 ， 潘双夏． 基于模糊决策的推土机滑模鲁棒 自适应控制 [ J ] ． 浙江大学学报 工学版， 2 0 0 9 1 2 21 7821 8 4． 【 1 5 】韩学松． 我国工程机械产品水平与国际先进水平的差 距[ J ] ． 工程机械与维修， 2 0 0 1 1 2 2 8 2 9 ． 上接第 1 4 1页 锁紧的机床 ，工作台被锁紧时由液压泵站提供液压， 势必要造成液压泵更长的工作时间；而压块式控制的 机床锁紧是靠碟形弹簧来完成，只有当工作台转动时 才需要液压泵站提供液压，因此从能耗度分析压块式 控制要比其他两种方式节省能源。 对于机床而言 ，最重要的是要保障工件的加工效 率和质量，对于普通数控机床 ，可以根据实际需求 ， 选择应用工作台锁紧方式；在大型数控机床工作台锁 紧控制的设计中，要尽量采用压块式控制和胀管式设 计 ，对于液压缸直接控制的方式要慎用。 参考文献 【 1 】成大先． 机械设计手册 [ M] ． 北京 化学工业出版社 ， 2 01 O． 【 2 】秦大同， 谢里阳． 现代机械设计手册 第4卷[ M] ． 北京 化学工业出版社， 2 0 1 1 ． 【 3 】机械设计手册编委会． 机械设计手册 [ M] ． 北京 机械 工业出版社， 2 0 0 4 ．