数控车床液压卡盘夹紧控制系统的研究.pdf

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1、·74·工业仪表与自动化装置2014年第2期数控车床液压卡盘夹紧控制系统的研究张文亭(陕西工业职业技术学院机械工程学院，陕西咸阳712000)摘要：主要研究数控车床液压卡盘夹紧控制系统，建立了动力卡盘的夹紧力和转速之间的关系模型，分析了基于供油压力随速度变化的夹紧力补偿，设计了动力卡盘的夹紧控制系统的油路，通过试验验证了采用液压压力补偿的卡盘控制系统具有较好的高速性能。关键词：动力卡盘；液压系统；多级调压；可编程控制器中图分类号：TH137．9文献标志码：A文章编号：1000—0682(2014)02—0074—03ResearchofCNClathe

2、chuckclampinghydrauliccontrolsystemZHANGWenting(SchoolofMechanicalEngineering，ShaanxiPolytechnicInstitute，ShaanxiXianyang712000，China)Abstract：ThispaperstudiestheCNClathechuckclampinghydrauliccontrolsystem，establishedthemodeloftherelationshipbetweenapowerchuckclampingforceandspe

3、ed，analysisofthespeedchangebasedontheoilpressurewithaclampingforcecompensation，designedchuckclampingforcecontrolsystemhydrauliccircuit，verifiedbyexperimentusingapressurecompensatedhydraulicchuckcontrolsystemhasgoodhighspeedperformance．Keywords：powerchuck；hydraulicsystem；multi—st

4、agepressureregulator；PLC先导式减压阀+直动式溢流阀组实现多级调压控0引言制，来满足速度变化时夹紧力变化的要求。现代加工技术朝着高效率、高精密等方面发展，1动力卡盘夹紧力的分析对数控机床及其夹具提出了高转速、高精度的要求。动力卡盘是数控车床中最常用的工件夹具，它是车动力卡盘的卡爪在卡盘体圆周上对称分布，求床主轴与工件连接的桥梁，车床主轴的运动及精度取夹紧力时，只需分析其中一个卡爪的楔心套的受通过卡盘传递给工件。将液压传动技术和自定心卡力情况即可。如图1所示，基爪的楔形齿对楔心套盘技术完美结合的液压动力卡盘已成为目前数控车的正压力为

5、：床必不可少的基础性功能部件。No—1""in+一=F(1)目前，国内数控车床的电主轴最高转速可以达slno／肚nCOSO／sin(仅+)‘到每分钟上万转，而液压卡盘能适应的最高转速还式中：为单个楔孔受到的回转液压缸的驱动力；没有达到这个要求，液压动力卡盘的低转速制约着。为楔心套与基爪接触面的摩擦系数；Ot为楔孔与卡盘轴线的角度；届为楔心套摩擦角，卢=arctan／z。。数控机床向高转速的发展。为了改善液压卡盘落后的现状，应该借鉴外国先进的技术经验，进行高速液压卡盘国产化的研究及创新，缩小与发达国家(德国、日本等)的技术差距，满足国内市场的需求。该文在

6、分析了动力卡盘夹紧力的基础上，深入研究了数控车床液压卡盘夹紧控制电液系统，采用收稿日期：2013一l1一O5基金项目：陕西工业职业技术学院院内科研项目“数控车床液压卡盘夹紧控制系统的研究”(ZK13—04)作者简介：张文亭(1980)，男，陕西延长人，讲师，硕士，主要从事机电设备及控制技术方面的研究。图1楔心套的受力示意图2014年第2期工业仪表与自动化装置·75·楔心套与基爪的相互作用力分解为轴向分量就3液压卡盘夹紧控制系统是回转液压缸的驱动力F径向分量就是基爪获得的静态夹紧力，它们之间的关系为：夹紧系统的压力调节由1个先导式减压阀和3个直动式溢流阀

7、及3个两位四通电磁换向阀完成，一二!一垫，，、。一tans+／z一tan(+)，0其中直动式溢流阀5调节压力为0．5MPa，直动式当三爪卡盘处在工作状态时，由于车床主轴转溢流阀6调节压力为1MPa，直动式溢流阀7调节速的升高，必然引起卡盘静态夹紧力的下降。其下压力为2MPa，电磁换向阀8、9、10均选用电压为降程度，取决于以下两个主要因素：一方面，卡盘旋24V的直流电磁铁，这样PLC就可以直接驱动电磁转时，作用于卡盘的离心力迫使静态夹紧力下降；另阀工作。液压卡盘夹紧控制系统如图2所示。一方面卡爪的弯曲变形力产生弹性恢复力与上述离当动力卡盘19夹持棒料时

8、，按下夹紧按钮，心力相抗衡，使静态夹紧力下降程度减弱。卡爪处PLC接受到命令启动油泵，此时，由