淺議數(shù)控車床換刀機構液壓回路圖的分析步驟(共8頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上淺議SL4數(shù)控車床換刀機構液壓回路圖的分析步驟摘要：本文通過對數(shù)控車床換刀機構液壓回路圖的分析，簡述了可用于液壓回路圖分析的通用步驟。關鍵詞：液壓系統(tǒng) 原理圖 分析步驟液壓技術由于具有功率重量比大、響應速度快、易于實現(xiàn)標準化和自動化等特點，被廣泛應用于工農業(yè)生產、航空航天及國防建設等領域，為國民經濟和社會生產力的發(fā)展發(fā)揮這巨大作用。在學習、交流及使用液壓技術的過程中，都離不開液壓回路圖，因此能夠準確而迅速地識讀液壓回路圖，無論對于液壓設備的設計、分析及研究，還是液壓裝置的使用、維護及調整都十分重要。采取準確的分析步驟是準確而迅速識讀液壓回路圖的關鍵。下面以SL-4數(shù)控

2、車床換刀機構液壓回路圖為例，介紹分析液壓原理圖的基本方法及步驟。第一步：粗讀換刀機構液壓控制系統(tǒng)圖確定組成元件在詳細分析換刀機構液壓控制回路圖（如圖1.1所示）之前，應首先對整個回路圖做一個初步的了解，明確換刀機構液壓控制系統(tǒng)的組成元件及功能，為具體分析液壓系統(tǒng)的工作過程做準備。：液壓源 ：液壓馬達 ：液壓缸 ：單向節(jié)流閥 ：節(jié)流閥 ：二位四通閥 ：Y型三位四通閥 ：O型三位四通閥 ：油箱圖1.1液壓驅動回轉刀架液壓控制回路圖（一）、確定液壓系統(tǒng)組成元件液壓系統(tǒng)一般是由能量元件、執(zhí)行元件、控制調節(jié)元件及輔助元件組成。因此，在粗讀液壓回路圖時，首先確定此液壓回路都是由哪些液壓元件組成的。然后再分

3、析各組成元件的功能、作用。通過粗讀圖1.1，可以看出此原理圖主要液壓源、液壓馬達、液壓缸、溢流閥、單向節(jié)流閥、節(jié)流閥、O型三位四通閥、二位四通閥、Y型三位四通閥、油箱等元件組成 。（二）、大致分析各組成元件的功能通過識讀圖1.1可知（1）、1號元件是液壓源，由液壓泵、溢流閥、壓力表、油箱（9號元件）等組成，其中液壓泵屬于能量元件，以壓力油的形式為整個液壓系統(tǒng)提供能量。（2）、2號元件、3號元件分別為液壓馬達及液壓缸，屬于執(zhí)行元件。實現(xiàn)換刀機構的轉動、定位及鎖緊。（3）、4號元件單向節(jié)流閥、5號元件節(jié)流閥、6號元件二位四通閥、7號元件Y型三位四通閥、8號元件O型三位四通閥屬于控制調節(jié)元件；通過調

4、整壓力油的流量、流向控制換刀機構的動作。第二步：了解液壓系統(tǒng)的基本情況，對號入座粗讀了液壓回路圖，認識了圖中的元件后，就應進一步了解此液壓系統(tǒng)要完成的工作任務、要達到工作要求以及要實現(xiàn)的動作循環(huán)。并將各液壓元件的功用與液壓系統(tǒng)實現(xiàn)的動作相對應。這樣，就能按照系統(tǒng)的工作要求和動作過程，根據(jù)液壓回路圖去分析液壓系統(tǒng)在工作原理上是如何滿足液壓設備的工作任務和動作過程的，從而分析清楚液壓系統(tǒng)的工作原理。（一）、了解液壓系統(tǒng)的工作任務SL4數(shù)控車床換刀機構液壓回路的工作任務是控制換刀機構按照生產工藝的要求完成加工刀具的自動更換。其工作任務主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面是實現(xiàn)對刀盤的旋轉方向及刀盤旋轉速度的控

5、制，另一方面是刀盤鼠牙盤分離/嚙合以及刀盤的定位控制。（二）、了解液壓系統(tǒng)要達到的工作要求SL4數(shù)控車床換刀機構液壓控制系統(tǒng)要達到的工作要求是保證換刀機構在每次換刀過程中有準確的換刀速度以及保證每次換刀后的重復定位精度。（三）、了解液壓系統(tǒng)的動作過程為了便于理解換刀機構液壓控制系統(tǒng)的工作過程，首先應了解換刀機構的機械結構及其換刀工作過程SL4數(shù)控車床的換刀機構，采用的就是液壓驅動的回轉刀架， 1、液壓驅動回轉刀架的機械結構：回轉刀架由刀盤、刀塔、液壓馬達、液壓缸、機械傳動機構、刀位檢測裝置等組成。（1）、刀塔用于安裝刀盤、液壓馬達、液壓缸、機械傳動機構、刀位檢測裝置等機構形成一個完整的換刀機構

6、，并安裝在十字滑臺上。（2）、刀盤：通過轉軸安裝在刀塔上，用于安裝刀具。（3）、液壓馬達：安裝在刀塔的頂部。帶動刀盤旋轉，完成換刀動作。（4）、液壓缸：安裝在刀塔的內部換刀時將刀盤與刀塔分離，使刀盤處于可旋轉的位置，換刀結束后刀盤與刀塔處于嚙合位置，刀盤鎖緊。換刀時將定位銷拔出，使刀盤可以旋轉；換刀結束后，且刀盤與刀塔處于嚙合位置時，插入定位銷進行精確定位。（5）、刀位檢測裝置：與刀盤同軸，由擋塊和接近開關組成；用于檢測刀具位置。2、回轉刀架的換刀方式：此換刀機構的換刀方式為兩種：一是固定換刀方式，即刀盤始終沿著一個方向旋轉，其特點是控制程序簡單，但當?shù)毒邤?shù)量較多時，換刀時間較長。二是就近換刀

7、方式，即刀盤既可以正轉也可以反轉，刀盤根據(jù)換刀位置就近換刀，其特點是，控制程序相對復雜，但換刀時間短。3、換刀機構工作過程的流程圖 定位銷拔出液壓馬達快速旋轉尋找目標刀位鼠牙盤分離液壓馬達在目標刀位的前一個刀位減速刀具到達目標刀位，液壓馬達停止轉動定位銷插入鼠牙盤嚙合開始結束（四）、了解液壓系統(tǒng)中的各元件的具體功用，對號入座在了解了液壓系統(tǒng)的基本動作過程后，就要確定系統(tǒng)中各元件的具體能實現(xiàn)何種功能，對號入座。此時，結合換刀機構的動作過程，重新審視圖11各元件的功能，各液壓元件的功能如下：（1）、1號元件是液壓源，屬于能量元件，以壓力油的形式為整個液壓系統(tǒng)提供能量。（2）、2號元件液壓馬達：帶動

8、刀盤旋轉。（3）、3元件液壓缸：實現(xiàn)刀盤的定位及松開、夾緊。（4）、4號元件單向節(jié)流閥（2個）：用于調整液壓馬達的轉速（即刀盤旋轉速度的快慢）。（5）、5號元件單向閥：用于調整液壓缸動作的快慢。（即刀盤松開、夾緊、定位的速度）（6）、6號元件二位四通閥：與單向節(jié)流閥配合用于改變刀盤的旋轉速度。（7）、7號元件Y型三位四通閥屬于控制調節(jié)元件；通過調整壓力油的壓力、流量、流向控制換刀機構的動作。（8）、7號元件O型三位四通閥：改變液壓馬達的旋轉方向（即刀盤的旋轉方向）（9）、9號元件油箱，屬于輔助元件；保證液壓系統(tǒng)正常工作。在了解了換刀機構的結構與工作過程后，再重新對液壓回路圖進行進一步的分析，首

9、先對原理圖上的液壓元件重新編號。 1.22.301.32.11.52.21.11.4圖3.1第三步：給元件重新編號大多數(shù)情況下待分析的液壓回路圖中并沒有對元件進行編號，或者編號不完全，為了便于分析和說明，可以對液壓回路圖中所有的元件進行重新編號。圖3.1所示為采用數(shù)字編號后的液壓回路圖。第四步：將原系統(tǒng)分解成若干子回路 在液壓系統(tǒng)中，最終完成系統(tǒng)工作任務的是執(zhí)行元件，因此，可以把與該元件有關的所有元件所組成的液壓回路看成一個相對獨立的回路，這就是以執(zhí)行元件為核心的子回路。而任何一個液壓系統(tǒng)都是由一些液壓基本回路組成，如：壓力控制回路、方向控制回路、調速控制回路、快速動作回路、順序動作回路、速度

10、切換回路等等。那么，子回路也是由基本回路組成的，這樣就可以套用基本回路的分析方法對每個子回路進行分析，從而使液壓回路圖的分析更容易一些。圖3.1中所示的SL4數(shù)控車床換刀機構液壓控制系統(tǒng)可以按照執(zhí)行元件劃分子回路，即把為同一個執(zhí)行元件服務的所有元件劃歸為一個子回路。在前面已經了解到，換刀機構液壓控制系統(tǒng)的工作任務主要體現(xiàn)在對刀盤的旋轉方向、轉速控制和對刀盤的定位控制兩個方面。因此，通過對整個回路圖的分解，將其分解為“刀盤旋轉”控制子回路、刀盤鼠牙盤松開/嚙合及刀盤定位控制的“定位控制”子回路和液壓油源子回路。當液壓油源未被劃分為子回路時，可以重復出現(xiàn)在所有的子回路中，也可以在各個子回路中省略油

11、源，但當液壓油源單獨為一個子回路時，則不應在其它子回路中出現(xiàn)。圖3.1 中的液壓油源被劃分為一個子回路，如圖4.1所示，它將不出現(xiàn)在其它子回路中。由此，圖3.1中系統(tǒng)可分解為刀盤旋轉控制和刀盤定位控制兩個子回路，且分別以“旋轉控制”和“定位控制”給兩個子回路重新命名，并重新繪制子回路原理圖。如圖4.3、圖4.4 所示。 圖4.3旋轉控制子回路 圖4.4定位控制子回路第五步：分析液壓控制系統(tǒng)的子回路對液壓回路圖中各個子回路進行工作原理分析是分析液壓回路圖的關鍵環(huán)節(jié)，只有將各個子回路的工作原理分析清楚，才能分析清楚整個液壓系統(tǒng)的工作原理。對各個子回路進行分析主要是分析子回路的組成結構，確定子回路的

12、功能和動作過程，繪制各個動作過程的油路圖，列寫進、出油路路線等。（一）、刀盤旋轉控制子回路分析刀盤旋轉控制子回路用于車床刀塔在換刀過程中刀盤旋轉方向及轉速的控制。該子回路由液壓馬達、O型三位四通電磁換向閥、二位四通電磁換向閥、單向節(jié)流閥等元件組成。各組成元件的功能是液壓馬達驅動刀盤旋轉，三位四通電磁換向閥用于改變液壓馬達的旋轉方向，二位四通電磁換向閥和單向節(jié)流閥配合使用用于調整液壓馬達的轉速。此子回路包括換向控制回路及回油油路節(jié)流調速回路兩個基本回路。如圖4.3所示。刀盤旋轉方向及轉速的控制子回路的動作過程如下：液壓馬達快速旋轉換刀前的刀位（當前刀位）目標刀位的前一個刀位換刀后的刀位（目標刀位

13、）液壓馬達慢速旋轉1、刀盤旋轉方向控制回路分析刀盤旋轉方向控制回路通過對三位四通電磁換向閥的控制改變液壓油在回路中流動的方向實現(xiàn)對刀盤順時針旋轉、逆時針旋轉及刀盤停轉的控制。（1）、當三位四通電磁換向閥1.1的電磁閥DT1、DT2均不得電，使閥芯處于中位時，控制回路的油路不通，此時，液壓馬達停止不動，刀盤保持在當前的加工位置。液壓回路如圖4.6所示。（2）、當三位四通電磁換向閥1.1的電磁閥DT1得電吸合時，閥芯處于左位，液壓油從液壓泵右側油腔進油，從左側油腔回油，液壓馬達順時針旋轉。液壓回路如圖4.7所示。進油油路：液壓油泵0.0三位四通電磁換向閥1.1左位液壓馬達右腔回油油路：液壓馬達左腔

14、單向節(jié)流閥1.4油箱（3）、當三位四通電磁換向閥1.1的電磁閥DT2得電吸合時，液壓回路閥芯處于右位，液壓油從液壓泵左側油腔進油，從右側油腔回油，液壓馬達逆時針旋轉。如圖4.8所示。進油油路：液壓油泵0.0三位四通電磁換向閥1.1右位液壓馬達左腔回油油路：液壓馬達右腔單向節(jié)流閥1.4油箱1.2DT11.1DT2圖4.7液壓馬達順時針旋轉油路去單向節(jié)流閥1.4自液壓油源01.2DT11.1DT2圖4.6液壓馬達停轉油路去單向節(jié)流閥1.4自液壓油源0DT11.21.1DT2圖4.8液壓馬達逆時針旋轉油路去單向節(jié)流閥1.4自液壓油源0.2、刀盤轉速控制回路分析（1）、快速與慢速的切換控制液壓馬達快慢

15、速的切換是通過二位四通電磁換向閥1.5的電磁閥DT3得電或失電來實現(xiàn)的。液壓馬達快速旋轉控制回路如圖4.9所示1.41.5來自三位四通閥1.1圖4.9液壓馬達快速油路DT31.5DT31.41.3來自三位四通閥1.1圖410液壓馬達慢速油路DT3當二位四通電磁換向閥1.5的電磁閥DT3得電時，二位四通電磁換向閥1.5的閥芯處于右位，液壓馬達帶動刀盤快速旋轉，其油路走向為：三位四通電磁換向閥1.1的回油口單向節(jié)流閥1.4單向節(jié)流閥1.3二位四通電磁換向閥1.5的右位油箱當二位四通電磁換向閥1.5的電磁閥DT3失電時，二位四通電磁換向閥1.5的閥芯處于左位，液壓馬達帶動刀盤慢速速旋轉（此控制又可稱

16、為減速控制），如圖4.10所示其油路走向為：三位四通電磁換向閥1.1的回油口單向節(jié)流閥1.4油箱（2）、轉速的調整當液壓馬達以某個方向旋轉，且液壓馬達快速控制回路接通時，節(jié)流閥1.3和1.4 同時接通油箱，如果將兩個單向節(jié)流閥開啟度調整到最大，此時系統(tǒng)的回油油亮為最大，則液壓馬達的轉速為最高。當慢速控制回路接通時，只有節(jié)流閥1.4起作用，接通油箱，使系統(tǒng)的回油流量減小，導致液壓馬達的轉速降低，如果，減小節(jié)流閥1.4的開啟度，可近一步降低液壓馬達帶動刀盤旋轉的轉速。（二）、刀盤鼠牙盤松開/卡緊及刀盤定位控制子回路分析1、定位控制子回路的功能刀盤鼠牙盤松開/卡緊及刀盤定位控制子回路，由電磁換向閥換

17、向基本回路、進油節(jié)流調速基本回路組成。電磁換向閥換向基本回路用于液壓缸伸出/收回的控制，進油節(jié)流調速基本回路用于液壓缸運動速度的控制。如圖4.4所示。該子回路用于刀盤上的鼠牙盤與刀塔上的鼠牙盤的分離與嚙合以及刀盤旋轉到所指定的換刀位置后，用定位銷將刀盤轉軸位置鎖定，以保證加工精度。2、定位子回路的組成元件及其功能、節(jié)流閥2.1通過調整其開啟度改變液壓回路中壓力油的流量，從而可以改變執(zhí)行液壓液壓缸動作速度的快慢；、Y型三位四通電磁換向閥2.2通過其閥芯三個位置的變化，從而改變液壓油進入雙作用液壓缸中的流動方向；、雙作用液壓缸2.3通過其活塞桿的前后運動，從而帶動機械裝置動作，使刀盤鼠牙盤分離或嚙

18、合及刀盤定位銷拔出或插入。3、刀盤鼠牙盤松開/卡緊及刀盤定位控制子回路動作過程刀具加工的加工位置換刀開始換刀結束定位銷拔出鼠牙盤分離刀具的換刀位置找到刀位尋找刀位鼠牙盤嚙合定位銷插入雙作用缸的活塞桿收回雙作用缸的活塞桿伸出4、液壓回路分析換刀機構在換刀結束后，Y型三位四通電磁換向閥2.2的兩個電磁閥DT4、DT5均斷電，換向閥的閥芯處于中位，使雙作用液壓缸2.3的活塞桿保持在收回的位置，此時鼠牙盤嚙合、定位銷插入，刀盤被固定在加工位置。如圖4.10所示。圖4.10定位控制回路處于保持狀態(tài)2.12.22.3DT5DT4（1）、換刀結束后的定位保持2.32.2DT5DT42.1圖4.11刀盤處于鼠

19、牙盤分離/定位銷拔出狀態(tài)其油路走向：雙作用液壓缸2.3的左右油口通過的中位與油箱連接（2）、換刀開始時的回路分析當換刀機構接收到換刀指令后，Y型三位四通電磁換向閥2.2的電磁閥DT5得電時，換向閥的閥芯處于右位，雙作用液壓缸2.3的右油口進油，左油口回油，使活塞桿向外伸出，帶動定位銷拔出，刀盤上的鼠牙盤與刀塔上的鼠牙盤分離。其油路走向，如圖4.11所示。進油油路：液壓油泵節(jié)流閥2.1Y型三位四通電磁換向閥2.2的右位雙作用液壓缸2.3的左油口回油油路：雙作用液壓缸2.3右油口Y型三位四通電磁換向閥2.2的右位油箱圖4.12刀盤處于鼠牙盤嚙合/定位銷插入狀態(tài)2.12.22.3DT5DT4 當?shù)侗P上的鼠牙盤與刀塔上的鼠牙盤分離后，Y型三位四通電磁換向閥2.2的電磁閥DT5斷電，Y型三位四通電磁換向閥2.2的閥芯回到中位，保持鼠牙盤的分離狀態(tài)。此后，液壓馬達將帶動刀盤旋轉，開始尋找目標刀位。（3）、刀盤尋找到刀位后的回路分析當?shù)侗P尋找到刀位后Y型三位四通電磁換向閥2.2的電磁閥DT4得電時，換向閥的閥芯處于左位，雙作用液壓缸2.3的右油口進油，左油口回油，使活塞桿向內收回，帶動刀盤上的鼠牙盤與刀塔上的鼠牙盤嚙合，進行粗定位，定位銷插入，進行精確定位。其油路走向，如圖4.11所示。進油油路：液壓油泵節(jié)流閥2.1Y型三位四通電磁換向閥2.2的左位雙作用液壓缸2.3的