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隨著數(shù)控加工中心技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)數(shù)控加工中心的技術(shù)要求越來越高，為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，打破國(guó)外五軸加工中心的制約，我廠不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)五軸加工中心，并加大加工中心的工作范圍。工作臺(tái)直徑也從小400升級(jí)為小660,從而適應(yīng)大部分企業(yè)零件的尺寸加工要求。

我廠研發(fā)的門式五軸加工中心，具體一次裝夾，實(shí)現(xiàn)銑削、鉆削、鏜孔、攻絲等多種加工方法。并且可以連續(xù)加工復(fù)雜曲面的特點(diǎn),如葉輪、葉片等復(fù)雜零件。然而要實(shí)現(xiàn)以上的五軸功能，則需要配備整套液壓控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)五軸加工中心各項(xiàng)功能的順暢操作。

1液壓系統(tǒng)控制的主要功能部件研究L1主軸的特點(diǎn)研究

為了適應(yīng)高速切削的特性，采用德國(guó)18 000 r/min電主軸。主軸錐孔為德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)HKS-A63。加工中心刀具安裝在主軸錐孔內(nèi)，在操作加工中心時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)加工中心刀具的松開及夾緊功能。該功能由液壓系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)。通過液壓系統(tǒng)控制主軸尾部?jī)?nèi)的液壓油缸活塞實(shí)現(xiàn)該功能。

1.2轉(zhuǎn)臺(tái)的特點(diǎn)研究

在五軸加工中心的功能部件中，轉(zhuǎn)臺(tái)是非常了加工中心的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸功能。我廠的轉(zhuǎn)臺(tái)采用德國(guó)高剛性、高承載的4軸雙驅(qū)力矩轉(zhuǎn)臺(tái)，C軸同樣是力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了適應(yīng)機(jī)加客戶對(duì)加工零件尺寸的需求，該轉(zhuǎn)臺(tái)的直徑為小660,承載可達(dá)It。從而滿足工廠的使用需求。

在加工中心的操作過程中，轉(zhuǎn)臺(tái)同樣需要夾緊及松開。在加工中心重切的過程中，需要液壓加緊,在加工中心五軸聯(lián)動(dòng)切削的過程中，需要液壓松開。從而實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)切削功能。

該轉(zhuǎn)臺(tái)有兩個(gè)4軸，一個(gè)C軸。因此，液壓系統(tǒng)需要控制三路，實(shí)現(xiàn)松開與夾緊功能。

2液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及液壓元件的選擇

在設(shè)計(jì)加工中心液壓系統(tǒng)前，需要對(duì)加工中心的使用條件進(jìn)行分析。在五軸加工中心操作過程中，主軸松夾刀與轉(zhuǎn)臺(tái)的松夾需要獨(dú)立控制。而轉(zhuǎn)臺(tái)又分雙4軸和C軸，為了便于了解每一路的使用情況，雙4軸拆分開，每個(gè)4軸采用單*路控制,C軸采用單*路控制，因此，一共需要四路分別對(duì)主軸及力矩轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行松夾控制。

在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，壓力和流量是滿足使用要求的關(guān)鍵。根據(jù)主軸說明書可知，主軸的松刀壓力需要8?lOMPa,夾緊時(shí)活塞復(fù)位壓力3.5MPa。轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊所需壓力5 ?7MPa〇

以下為該套液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件部分，具體原理圖如圖1所示。

液壓原理圖動(dòng)力源部分：由電機(jī)泵組3從油箱1中把油泵出，經(jīng)過濾油報(bào)警器5把油過濾后，經(jīng)過單向閥6進(jìn)入P口，從而進(jìn)入液壓控制元件（圖3 ,終作用于液壓執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的夾緊與松開。

動(dòng)力元件中：液位報(bào)警器2的作用是當(dāng)液壓油低于設(shè)定液位時(shí),會(huì)報(bào)警，提示操作者液壓油不足，需要加液壓油；油溫報(bào)警器4的作用是當(dāng)系統(tǒng)油溫過高時(shí),會(huì)報(bào)警，提示操作者油溫過高，會(huì)影響系統(tǒng)的壓力，需要及時(shí)冷卻液壓油；單向閥6的作用為防止液壓油回流導(dǎo)致系統(tǒng)壓力降低;球閥7的作用是維修液壓站的時(shí)候，把蓄能器的壓力卸掉，防止發(fā)生意外;球閥8的作用是控制蓄能器是否給系統(tǒng)供油；壓力表9的作用是實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)壓力；蓄能器10的作用是當(dāng)泵停止工作的時(shí)候或系統(tǒng)下電的情況下，依然給系統(tǒng)供油，保證轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊位置不變;溢流閥11的作用是保證蓄能器的壓力，并在系統(tǒng)壓力過載的情況下卸載，保證系統(tǒng)的安全使用；壓力繼電器12的作用是隨時(shí)監(jiān)
測(cè)系統(tǒng)的壓力，從而控制泵的啟動(dòng)和停止。兩位四通換向閥13的作用是在維修時(shí)給系統(tǒng)卸壓；溢流閥14的作用是保證泵的出口壓力，并在泵的壓力過載的情況下卸載，保證系統(tǒng)的安全使用；散熱器15的作用是冷卻液壓油，防止系統(tǒng)油溫過高。濾油器16保證系統(tǒng)液壓油的清潔,防止液壓元件堵塞。

液壓油由動(dòng)力源部分，從P口進(jìn)入圖2,經(jīng)過液壓閥板10,經(jīng)由轉(zhuǎn)臺(tái)減壓閥11,通過換向閥進(jìn)入轉(zhuǎn)臺(tái)油缸，并通過轉(zhuǎn)臺(tái)壓力繼電器9,控制夾緊油壓，終通過控制換向閥的方向，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的夾緊與松開。由于轉(zhuǎn)臺(tái)液壓缸為彈簧缸，因此，只需要控制單路的通斷即可。主軸刀具的松夾與轉(zhuǎn)臺(tái)類似,液壓油由動(dòng)力源部分，從P口進(jìn)入液壓閥板10,經(jīng)由A口減壓閥3及B口減壓閥2,通過兩位四通換向閥1進(jìn)入主軸油缸，并通過B口壓力繼電器4及A口壓力繼電器5,控制夾緊油壓，終通過控制換向閥的方向控制主軸刀具的松夾。

3結(jié)論

我廠對(duì)五軸加工中心的液壓系統(tǒng)的研究，建立在充分了解五軸功能部件及加工中心試用條件的前提下。主要控制功能部件電主軸的松夾刀，以及力矩轉(zhuǎn)臺(tái)雙4軸及C軸的松夾。該液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及液壓元件的選擇,充分考慮了功能部件的使用條件，及五軸加工中心的操作要求。終滿足了加工中心的使用要求。

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結(jié)束語：