机械加工中的液压和气动装置.docx

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1、机械加工中的液压和气动装置在机械加工中，无论是机床和附属设备都要使用各种液压和气动装置。随着各种机床和附属设备性能的不断提高，要求配套的液压和气动装置的性能也相应提高，所以这方面的技术不容忽视。机床主要部件的液压和气动件主轴近几年机床的特点是主轴系统结构形式决定其加工性能，为此必须提高主轴系统的性能。以前曾审视滑动、滚动、油动压式、油静压式和空气静压式等各种轴承的性能，并按照各轴承的特性确定了它的最适宜用途。但因主轴系统对轴承的要求非常严格，所以难以从上述评价中确定选用基准。70年代时由油静压式和空气静压式结合在一起的混合轴承作为主轴承曾引起很大的兴趣，但在今天对这种具有

2、代表性的轴承也要进一步进行探讨。现在，在高速加工中心中有的把空气静压式轴承作为主轴轴承，确实显示了这种轴承回转精度高、热变形小、适合于作高速回转和噪声低等优点，并发现只要提高刚性和加大机床的动力就可对难切削材料进行高速加工。但以往它只是一种用作低刚性、超精密加工的主轴轴承，适合于金刚石刀具对软质金属进行切削加工。此外，与空气静压式主轴轴承具有相同原理的不发生固体接触的磁性主轴轴承，也开始推广应用。由于价格较高，所以目前还只在部份超高速磨床中应用。预计今后解决了振动、刚性和热变形等问题之后，将在超过滚动轴承回转极限的dn值（主轴直径dX主轴回转数n）超过400万的超高速回转

3、主轴中使用。现在又开发了一种水静压式主轴轴承，它的特点是粘度低、热容量高、负荷容量很高和对环境保护适应性很好。预计不久的将来可以投入实际生产使用，让用户多一些选择。工作台随着主轴系统中混合式轴承技术的开发，为了对工件同时实施高速和高刚性导准，所以现在采取合并使用滑动、空气和油静压的半浮式导准。关于工作台的驱动方式，目前虽然有用传动轴驱动的超精密机床，但用滚珠丝的螺纹驱动仍然占大多数。在X射线曝光装置等欲达到特殊目的的定位工作中，则开始应用新开发的静压空气螺纹驱动。虽然其价格限制了它的使用范围，在超精密领域将得到推广应用。为了使目前所使用的线性电动机达到热变形小和刚性好的目

4、标，以便保证工作台的定位精度达到nm级的水平，有考虑应用电气粘性流体之后，可针对负荷和速度使粘性连续变化，从而达到非常精确地控制工作台定位的目的。开夹紧装置为提高生产效率，机床的回转速度和刀具的进给速度等都实现了高速化，工件的装夹也实现了自动化。但以往中、小型NC机床中的夹紧装置大都由油压力夹紧工作。现在为了适应环境保护的需要，逐步用电动机、凸轮和螺纹等方式来替代，与此同时也在开发不会污染环境的小型化油压传动装置。此外，为了满足机床无人操作运转的需要，利用空气压力的机会不断增多。如果单独设置大容量空气压缩机不仅要扩大设备的安装面积，利用率也不高。为此现在开发了一种在油压装

5、置中同时设置空气压缩机和储能器的装置。由于它可由一台电动机供给油压和气压，所以不仅提高了设备的利用率，还节省了要装设备的场地，是很优秀的设计。数控车床中的油压和气动件虽然数控车床中的许多动作是由数控伺服机构来完成，但在许多地方还要使用油压和气动件。例如推动刀具塔的回转，夹紧工件和尾架套筒的动作等还都要借助于油压或气动件的作用。特别是气动件，由于使用方便和不污染环境，所以广泛用作工件搬运机器、机外工件测器系统和门的自动开关等自动化机器的传动装置。刀架中的油压件在数控车床中，刀架是仅次于主轴的重要构件。最近的数控车床大都实现了高速化，刀具塔的分度时间必须在0.1-0.2S中完

6、成。如果用伺服电动机要在这么短的时间内完成刀具塔的回转，则必然会提高生产成本。实际上，本来用油压机构回转刀具塔的分度时间也需要0.6s。但只要在技术上加以改进，还是可以达到上述目标的。另外，欲克服切削力实施精确的加工，刀具必须被牢固地夹紧在刀具塔上，并能精确地对刀具塔进行分度。刀具塔和刀具之间的定位，通常采用抑制的连接方式，将刀具牢固地夹持住。为了具有足够的紧固力，所以也装入了油压缸。这种刀具塔的分度原理是首先由数控系统发出刀具塔分度指令，电磁阀A励磁，顺序阀的销从分度凸轮上按八等分开设与销头部形状相吻合的槽，当刀具塔到达正确分度的位置，销即进入槽中。再供给压力油，使刀具

7、塔的上浮状态向夹紧状态的接近开关切换，用于回转刀具塔的电磁阀正转，或者是线圈励磁反转，并向用于回转的油压马达供油，刀具塔就开始回转。刀具塔回转时，由接近开关的1-5检测所定位置。电磁阀A停止励磁，顺序阀中的销前进，与分度凸轮外周相接触。在刀具塔继续回转的过程中。与此同时，顺序阀使刀具塔减速，紧固刀具塔的回路打开，开始实施紧固动作。刀具塔在联轴器中被可靠地紧固，接近开关6接通，油压马达停止回转，刀具塔分度结束，这一切动作都是十分精密的。尾架中的油压件在加工轴类零件时，工件的一端由尾架支承。在对工件一端用尾施加挤压力时，必须全面顾