数控立式车床液压系统的设计沈阳机床股份有限公司辽宁沈阳-吴昊王鹏飞
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液压系统数控立式车床
摘要
数控立式车床主要应用于加工大直径、轴向短、单体质量较大、卧车装夹困难或者加工效率低的工件。液压系统作为数控机床十分重要的关节，直接影响数控立车的性能。传统车床存在液压传动系统效率低，冲击大的问题，通过对液压系统中各部件参数的计算优化选型。采用现代的电液比例技术，通过控制顶尖油缸的运动速度降低了液压传动系统的冲击，提高了自动化效率。
1.数控立式车床的结构
数控立式车床主要有单柱式和双柱式两种形式。单柱式常见于小型数控文车而大型立车一般采用成双柱式结构。大型立车之所以采用双柱式结构主要因为其工作台是由导轨支撑，具有一定的例性，切削平稳。工件装夹便利，精度可达IT9-IT8，表面租稳度可达Ra3.2 1.6。数控立车双柱式结构如图1：
图一数控立式车床结构图数控立式车床液压系统的设计 2.
液压站主要是由液压油箱、装置在液压油箱上液压系装置及液压控制装置等三大部分组成，其原理图如图2所示。外置阀组中在横架部分采用四个渡压缸弹簧式锁死；采用重直工具夹紧松开油缸配以双单向节流阀实现不同速度，提高效率；应用因柱销油缸实现横梁与立柱的临时连接以保证加工精度：选用四个油缸夹紧保证尾座低额动高精度的动作。
传统车床上将个渡压限用管相连接，存在管路复杂、渴点多、体积大安装维修困难。而液压阀组采用无管连接技术避免漏油已经液压传动时产生的报动且在传动过程低管路损耗中效率得以提高。
图2液压站原理图
3液压系统的静态参数估算 3.1执行元件参数计算
以横梁松开油缸以及尾座油缸的工况为前提进行如下计算，其余部位的液压缸计算与之类似：
横染松开油缸计算流量为 q =V-4 =6L/min
横架松开油缸最大压力为 A-5-1Pe
尾座油红计算流量为 9 =V-n=8L / mis
横架松开油缸最大压力为 r
2r“,
WA
式中T电机转矩、△p电机进出口压力差、 VP电机排量、电机效率。
根据以上计算，可以得到下表
执行元件
最大流量L/最大压力MPa nin
横荣检开油缸
6
垂直工具油缸
注销油缸顾针油缸尾座电机
15 5 5 8
15
尾座夹紧油缸水平工具油缸
6
平衡油缸
工具置换油缸
45 15
3.2主要部件选型电机选型计算
7.5 5.5 11 14
8 14 4.7
液压系统需要的最大流量为24L/min，最大压力为18Mpa根据以上参数结合如下公式可以
得出电机的功率： pnsar
式中Pmax电机额定功率、pBax系统最大压力、qnax系统最大流量。
Y2160M4为Y2系列电机机座号160其额定功率为11k，额定转速为1460r/ain。最大启动转矩2.2倍额定转矩，可以满足系统的要求，
蓄能器选型计算
蓄能器在渡压系统中可以为流量最大的平衡油缸做辅助动力。最重要的是蓄能器承担着在断电情况下将设备恢复到安全状态的任务，因此对其性能要求的计算十分关键。
系统需要蓄能器最大压力不低于15MPa，执行时间为30s蓄能器属于绝热状态运行，因此由有效容积法得到：
蓄能器做辅助动力提供的流量
V,-A-L-4,-t5.2L 萄能器容积计算
因此签能器的容积不能低于38.5L最大压力不低于15Mpe
式中VW券能器有效容积、A油缸有效作用面积、L油缸行程、qp流量、t执行时间、Vo 蓄能器总容积K系数、PO蓄能器充气压力、P1 落能器最低压力、P2最大压力。
比例阅选型计算
本系统选用对称比例阀由如下公式可以进行选型计算：
式中qv项尖油缸需求流量△pvn比例阀口工作压降
qvn比例阅名义压降时的流量。在液压闽的选型时，
液压阀的额定压力和
流量应接近或略大于计算值，但不得超出计算值的20%以防止油路过热
流量阀的选取应使系统需求在所选元件的额定范围内。
4.结论
通过对液压传统系统的设计和参数化的选型，使得整机动态性能符合合同要求。
参考文献
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