简易卧式旋压机床设计(机床总体与运动参数设计).doc

广东轻院机制专业毕业设计广东轻工职业技术学院 毕业设计论文 题 目：简 易 卧 式 旋 压 机 床 设 计（机床总体与运动参数设计） 院 系： 机 电 工 程 系 专 业： 机械制造与自动化 学 号： 2011010402329 学 生 姓 名： 李 奕 文 指 导 教 师： 徐 进 起 止 日 期： 2014.32014.5 一、 前言旋压是通过毛坯旋转与施加外力两者联合作用使金属板料或成形毛坯产生塑性变形的一种无切削加工成形技术。通过旋压可以完成成形、缩径、收口、翻边、卷边及压筋等各种成形方式。20世纪60年代初，为了解决某些产品成形问题，部分军工部门（例如航空部）开始应用旋压技术加工诸如飞机副油箱、发动机燃烧室等产品，开始采用自制的非常简单的旋压设备来加工成形制品。这些设备大多为机械、手动和简单液压装置。这是国内自制的旋压机初型。进入21世纪，大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且多数以上是役龄在10年以上的旧机床，生产装备和技术陈旧而落后。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场，军品和民品市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。本文以车床为基础来进行简易卧式旋压机床设计，进一步对旋压机的旋压机机床总体与运动参数进行了解，并提高自己的动手、思考能力和如何在遇到难题时调动自己的知识储备来分析解决难题。2014年2月24日二、目录一、前言2二、目录3三、概括43-1旋压43-2旋压技术5四、旋压机床总体设计64-1芯模74-2旋轮84-3旋轮座的设计104-4液压装置114-5旋轮运动轨迹控制134-6华中数控系统154-7伺服传动系统16五、旋压机床运动参数设计195-1进给量与进给速度195-2芯模和旋轮的间隙205-3减薄率215-4旋轮参数225-5数控系统编程与参数245-6液压装置参数26六、旋压机床的研究现状326-1国外数控旋压机床的研究现状326-2国内数控旋压机床的研究现状33七、参考文献35三、概括3-1旋压旋压是将平板或空心坯料固定在旋压机的模具上，在坯料随机床主轴转动的同时，用旋轮或赶棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形。在旋轮的进给运动和坯料的旋转运动共同作用下，使局部的塑性变形逐步地扩展到坯料的全部表面，并紧贴于模具，完成零件的旋压加工。旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚压等工艺特点的少无切削加工的先进工艺。是利用旋压工具对旋转坯料施加压力，使之产生连续的局部塑性变形而成形为所需空心回转零件的塑件加工方法，是制造薄壁回转体零件常用的一种工艺方法，可以完成拉深、翻边、收口等多种不同的成型工序。3-2旋压技术旋压技术，也叫金属旋压成形技术，通过旋转使之受力点由点到线由线到面，同时在某个方向给予一定的压力使金属材料沿着这一方向变形和流动而成型某一形状的技术。这里，金属材料必须具有塑性变形或流动性能，旋压成形不等同塑性变形，它是集塑性变形和流动变形的复杂过程，特别需要指出的是，我们所说的旋压成形技术不是单一的强力旋压和普通旋压，它是两者的结合；强力旋压用于各种筒、锥体异形体的旋压成型壳体的加工技术，是一种比较老的成熟的方法和工艺，也叫滚压法。金属旋压技术的基本原理相似于古代的制陶生产技术。旋压成型的零件一般为回转体筒形件或碟形件，旋压件毛坯通常为厚壁筒形件或圆形板料。旋压机的原理与结构类似于金属切削车床。在车床大拖板的位置，设计成带有有轴向运动动力的旋轮架，固定在旋轮架上的旋轮可作径向移动；与主轴同轴联接的是一芯模(轴)，旋压毛坯套在芯模(轴)上；旋轮通过与套在芯模(轴)上的毛坯接触产生的摩擦力反向被动旋转；与此同时，旋轮架在轴向大推力油缸的作用下，作轴向运动。旋轮架在轴向、旋轮在径向力的共同作用下，对坯料表面实施逐点连续塑性变形。在车床尾顶支架的位置上，设计成与主轴同一轴线的尾顶液压缸，液压缸对套在芯模(轴)上的坯料端面施加轴向力。四、旋压机床总体设计Z轴电源华中数控变频主轴电机PLC手摇轮电磁阀比例伺服阀液压尾座液压系统光栅尺旋轮座主轴快速进给电机数控刹车装置Z轴X轴反馈检测控制图4.0旋压机床总体设计框图车床改造成旋压机的整体思路 : 为提高精度, 对车床机械、电气部分进行整修; 利用车床主体、横向导轨、纵向导轨、主轴转动装置、三爪卡盘, 改造旋轮、旋轮架, 并将横向和纵向导轨改为液压驱动, 尾顶部分改为液压装置; 保留原有的主传动系统和变速操作机构, 增加变频器, 实现主轴转动的无级变速; 控制系统部分采用先进的比例伺服阀及华中数控系统。 4-1芯模目前国内用的旋压机主要有车床改造而成的，其本身的通用夹具（三角卡盘）由于改造的需要，将其卸掉，查阅相关资料可知：主轴为空心的,端部为莫氏6号锥度。因此，在设计芯模时，只需就将芯模尾部设计成莫氏6号锥度，尾部按经验取L=100mm。其优点是芯模的装拆方便；能自动找正、定心。最终成品的外形取决于芯模的形状。旋压过程，毛坯受到外力的作用，旋压件，始终可看为芯模与旋压件是紧紧靠在一起的，两者之间的间隙视为0，因此芯模头部的外形尺寸与旋压件内部尺寸一致。表4.1莫氏锥度的各个参数：公制锥度公制锥度以大端直径标注，主要用于较大主轴锥度，刀套，刀杆号数锥度C外锥大径基本尺寸D01：19.2129.04511：20.04712.06521：20.02017.7831：19.92223.82541：19.25431.26751：19.00244.39961：19.18063.348锥度C与圆锥角的关系为：C=2*tg（/2）4-2旋轮旋轮是旋压加工的主要工具之一，也是使旋压工艺获得良好效果的一个重要影响因素。旋压通常选用含钒的高速钢或优质的工具钢。大量生产与旋轮直径较小时，采用高速钢。冷旋压采用表面氮化处理的高速钢，热旋压一般选用Gr12Mo、3Gr2W8V、P18等。图4.1 为旋压用的各种旋轮通常情况下，选用旋轮直径需考虑旋压件的最大直径以及板坯的材料和厚度，但从图3.2调查结果中，不难发现旋轮直径并不随旋压件直径的增大而增大，因此旋轮直径的选择没有一个切却的数值。选用旋轮圆角半径主要根据表3.2旋轮圆角半径的选用实例选取。表4.2 旋轮圆角半径的选用实例材料工件直径d/mm150d300d150铝材黄铜板681215普通冷轧钢板（SPC）冷轧不锈钢板（SUS）68104-3旋轮座设计利用车床拖板用于固定车床刀架的底座（本设计的车床刀架为四方刀架）。如图 4.3所示, 设计旋轮座底座,在旋轮的柄上钻三个与四方刀架上三个螺栓配合的螺纹孔，这样可以同时安装四个不同的旋轮（图4.1），在不停车的前提下，完成成形、缩径、收口、翻边、卷边等满足不同的旋压要求。旋轮架安装在旋轮座上, 为使旋轮在轮轴上无法轴向移动, 在旋轮内安装了一对圆锥滚子轴承, 用压盖将轴承固定。这样在不同的旋压过程中, 可以更换旋轮、旋轮架而不需要更换旋轮座, 经济实用。图4.3旋压座设计示意图 图4.5专用旋轮设计俯视图图4.4四方刀架图4.5专用旋轮设计俯视图图4.4四方刀架4-4液压装置旋压机床在的旋轮和尾座的受力都比较大，液压驱动和做夹紧是不二的选择。液压拥有以下优点：1）可以无级调节速度2）可以实现运转的距离控制3）可以实现高压化，能以较小的体积获得较大的输出力4）能够实现力、速度和方向等的自动控制5）操作简单。图4.6旋压机床整体的液压系统设计下图为旋压机床整体的液压系统设计：采用横向油缸、纵向油缸驱动旋轮的横向和纵向运动, 采用尾顶油缸实现工件的顶紧。横向油缸与纵向油缸分别由各自的伺服阀控制,尾顶油缸由电磁阀控制。在液压系统设计过程中（详细内容可参考液压与气压传动课程设计任务指导书）, 通过对液压缸直径、比例阀流量、液压泵功率及运动速度等的详细计算, 并综合考虑空间尺寸、重量、刚度、成本和密封性等方面的要求, 选择相应的液压元器件。图4.7液压设计原理4-5旋轮运动轨迹控制数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国际民生的一些重要行业国防、汽车等的发展起着越来越重要的作用，这些行业装备数字化已是现代发展的大趋势，数控技术朝着精密化发展、开放化发展、复合化发展。旋轮运动轨迹控制，在过去的时候主要靠靠模板，控制运动轨迹，相对去数控旋压机，存在诸多缺点：单一、一模一零件、易损、精度不高、安装麻烦而用数控旋压机不存在以上问题，还有以下优点： a) 加工精度高，具有较高的加工质量；b) 可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；c) 加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；d) 机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通旋压机床的35倍）；e) 机床自动化程度高，可以减轻劳动强度。本旋压机设计经过充分考虑，决定采用国内较成熟的华中数控系统（经济型）和比例伺服阀控制配合控制旋轮运动轨迹控制。旋压机的主要制品为对称的旋转件，零件基本上可以通过一条母线旋转得到。因此运动轨迹比较简单，只需两轴联动就可以满足要求。控制x和z轴即可。机械部分采用滚珠丝杠传动的模块化十字工作台，用于实现目标轨迹和动作。X轴、Z轴的位移由比例伺服阀控制实现, X轴、Y轴的位移闭环控制过程为: 给定一个位移控制目标值, 根据光栅尺位移传感器对实际位移量的检测值和计数器计数的反馈信息进行比较,得到一个差值, 通过 PID控制算法, 输出比例伺服阀开度控制电压, 通过比例伺服阀控制液压缸的运动。X轴、Y轴压力检测通过压力传感器实现, 其过程与位移控制一样, 通过比例伺服阀实现力的闭环控制。给定量PID控制伺服阀计数器光栅尺液压缸图4.8 数控旋压机 X轴、Z轴的位移闭环控制逻辑图的位移闭环控制逻辑图4-6华中数控系统华中数控系统用HNC-21 系列数控装置HNC-21T HNC-21M 采用先进的开放式体系结构内置嵌入式工业PC 机，高性能32 位中央处理器，配置7.5” 彩色液晶显示屏和标准机床工程面板，集成进给轴接口主轴接口，手持单元接口，内嵌式PLC 接口，远程I/O 板接口于一体，支持硬盘电子盘等程序存储方式以及软、DNC、以太网等程序交换功能；配置灵活，结构紧凑，易于使用可靠性高的特点。开关量输入/输出软驱图4.9华中数控系统总体控制体系开关电源华中数控系统进给单元主轴单元主轴驱动装置三相异步电动机液压比例伺服阀测量装备光栅尺4-7伺服系统从上面的内容可知，该课题的伺服装置主要是电液伺服阀。伺服阀是一种根据输入信号及输出信号反馈量连续成比例地控制流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀将小功率的电信号转换为大功率的液压能输出，实现执行元件的位移、速度、加速度及力的控制。伺服阀控制精度高，响应速度快，电液伺服系统容易实现计算机控制。 图4.10电液控制系统方块图电液伺服阀在电液控制系统中的地位如图4.10所示。电液伺服阀包括电力转换器、力位移转换器、前置级放大器和功率放大器等四部分。 图4.11电液伺服工作原理图4.12位置反馈伺服阀结构1阀体；2阀套；3固定节流口；4二级阀芯；5固定节流口；6一级阀 芯；7线圈；8下弹簧；9上弹簧；10磁钢本课题的电液伺服系统选用位置反馈式伺服阀，如图4.12，为二级滑阀式位置反馈伺服阀结构。该类型电液伺服阀由电磁部分，控制滑阀和主滑阀组成。电磁部分是一只力马达，原理如前所述。动圈靠弹簧定位。前置放大器采用滑阀式（一级滑阀）。如图所示，在平衡位置（零位）时，压力油从P腔进入，分别通过P腔槽，阀套窗口，固定节流孔3、5到达上、下控制窗口，然后再通过主阀（二级阀芯） 的回油口回油箱。 输入正向信号电流时，动圈向下移动，一级阀芯随之下移。这时，上控制窗口的过流面积减小，下控制窗口的过流面积增大。所以上控制腔压力升高而下控制腔的压力降低，使作用在主阀芯（二级阀芯）两端的液压力失去平衡。主阀芯在这一液压力作用下向下移动。主阀芯下移，使上控制窗口的过流面积逐渐增大，下控制窗口的过流面积逐渐缩小。当主阀芯移动到上、下控制窗口过流面积重新相等的位置时，作用于主阀芯两端的液压力重新平衡。主阀芯就停留在新的平衡位置上，形成一定的开口。这时，压力油由P腔通过主阀芯的工作边到A腔而供给负载。回油则通过B腔，主阀芯的工作边到T腔回油箱。输入信号电流反向时，阀的动作过程与此相反。油流反向为PB，AT。上述工作过程中，动圈的位移量，一级阀芯（先导阀芯）的位移量与主阀芯的位移量均相等。因动圈的位移量与输入信号电流成正比，所以输出的流量和输入信号电流成正比。该型电液伺服阀具有结构简单，工作可靠，容易维护，可在现场进行调整， 对油液清洁度要求不太高。图4.13 位置反馈式电液伺服阀方框图五、旋压机床运动参数设计五、旋压机床运动参数设计5-1进给量与进给速度芯模每转一圈时旋轮沿芯模母线移动的距离称为进给量。其数值的大小对旋压过程影响很大，与零件的尺寸精度、旋压力的大小和毛胚的减薄率都有密切关系。进给量较大，有利于旋压件的贴模；其数值较小，有利于提高表面光洁度。对于大多数的体心立方晶格的金属材料，进给量可取0.11.5mm/r（体心立方晶格的金属为a-Fe、Cr、V、Ni、Mo、W等约30多种；面心立方晶格的金属为-Fe、Cu、Ni、Al、Ag等约20钟金属）。采用多旋轮强力旋压筒形件时，各种材料的实际进给速度Vi可由下式得出：所以 式中初始进给速度，mm/min。5-2芯模和旋轮的间隙芯模和旋轮的间隙可由旋压道次规范或正弦律决定，它直接影响工艺过程的零件精度。在进行锥形件旋压时，值需调整合适的量值，按正弦律旋压时，应等于零件壁厚t，但是，由于旋压过程中旋压机的弹性变形，仿型系统的液压退让以及旋轮圆角半径的大小和进给的快慢等都会使工件壁厚产生不同程度的弹性回跳，因此，实际生产，因此，实际生产中t,其差值量称为退让量。旋压机的结构和毛胚的材料性能对退让量的影响也很大。在间隙的调整中，不仅考虑旋轮退让量和金属的弹性恢复，还应根据旋轮圆角半径和进给量等具体条件来调整。这需要有丰富的工艺知识和操作经验。此外，还应严格控制芯模的偏摆量，因为芯模的偏摆差值会使原定旋轮和芯模的间隙发生变化。5-3减薄率在强力旋压过程中，减薄率是变形区的一个主要工艺参数，因为它直接影响到旋压力的大小和旋压精度的好坏。由平板坯旋压成锥形件时，遵循正弦规律，减薄率与半锥角有如下关系：筒形件旋压时，减薄率取决与旋压道次、旋压设计和旋压机功率等因素。在设备与工艺装备允许下，筒形件一次旋压能达到的减薄率比旋压锥形件时要高一些。铝合金可达70%75%左右；钢60%75%；钛合金（加热旋压）60%75%。根据美国Lukens公司的试验结果，许多材料一次旋压中通常取减薄率30%40%（个别材料的一次减薄率=20%30%），就可保证零件可达到较高的尺寸精度。5-4旋轮参数1、旋轮安装角芯模曲线和旋轮轴线构成的角称为旋轮安装角。日本学者叶山益次郎推荐：值可在0+（/2）的范围内任意选择。通常可取=或=（/2）。安装角不能过大，以免旋压轮前沿过深压入毛坯和零件过度区去，使金属流向旋轮前面，从而造成极粗糙的锉齿形表面。为消除这种现象，可增大旋轮圆角半径或小进给量和减薄率。2、旋轮的圆角半径Rp 它是旋轮对旋压过程影响的一个最重要因素之一。当Rp增大时，可使旋轮运动轨迹的重叠部分增加，从而提高工件外表面（内旋压内表面）的很、光洁度和旋压速度，但旋压力）（径向力和轴向力）却增大，并易造成毛坯凸缘部分失稳的现象。反之，当Rp减小，虽使变形区的单位接触压力增大，但它与毛坯的接触面积减少比例要更大些，所以总的结果使旋压力减小，并有环节形成（图2-7）使工件更好的贴模。但是，Rp过小，则又会造成切削现象，是工件表面光洁度变差，甚至出现裂纹。工件的毛坯越厚，则旋轮圆角半径的变化范围要越窄一些。旋轮圆角半径Rp的大小主要取决于毛坯材料，热处理状态，厚度和减薄率等因素，塑形好的材料Rp值可选得大一些；塑形差的材料Rp值可选得小一些。表3-1列出了日本旋轮尺寸的标准（对照图3-11）。3、旋轮成型角ap 对于筒形变薄旋压，成型角a越大，旋轮前端金属隆起就越高而造成金属的非稳定流动，所以a有个上限。铝及其合金更容易产生隆起，古a不能取大值。但当a去的太小是，就会使旋轮与毛坯的接触面积增大，进而使旋压力增大，因此成型角a在20度-30度的范围内选定。4、旋轮直径Dp旋轮直径Dp的大小对旋压过程影响不大，但取得过小时，是金属的周向流动增加从而使工件的精度变差。旋轮的最小直径还受有关零部件（如轴和轴承）机械强度的限制。因此，竟可能使旋轮直径大些。 表5.1 日本旋轮尺寸的标准旋轮直径Dp/mm旋轮宽度B/mm 旋轮圆角半径Rp/mmabcde1404522.565641604723.5861041804723.584,3,104,8,1042004723.5101012422052261010124250623110101245-5数控系统编程与参数1、华中数控相关指令介绍：表5.2准备功能序号代码组别功能序号代码组别功能1234G00G01G02G0301快速定位直线插补圆弧插补顺时针圆弧插补逆时针161718192021G54G55G56G57G58G5911坐标系选择5G0400暂停22232425262728G71G72G73G76G80G81G8206外径、内径车削复合循环端面车削复合循环固定形状车削复合循环螺纹切削复合循环外径、内径车削固定循环端面车削固定循环螺纹车削固定循环67G20G2108英制输入米制输入89G28G2900返回参考点由返回参考点1011G36G3717直径编程半径编程2930G90G9113绝对编程相对编程31G9200工件坐标系设定12G3201螺纹切屑3233G94G9514每分钟进给每转进给131415G40G41G4209道具补偿取消左刀补右刀补3435G96G9716恒线速度切屑取消恒线速度切屑表5.3辅助功能M代码与功能序号代码模态功能1M00非模态程序停止2M02程序结束3M30程序结束并返回程序起点4M98调用子程序5M99子程序结束6M03模态主轴正转7M04主轴反转8M05主轴停止9M07切屑液开10M08切屑液开11M09切屑液停止2、数控参数数控参数是数控系统所用软件的外在装置，它决定了机床的功能、控制精度等。机床参数使用的正确与否，直接影响到了机床的正常工作及机床性能的充分发挥。系统参数不正确也会使系统报警。另外，工作中常常遇到工作台不能回到零点、位置显示值不对或是用MDI键盘不能输入刀偏量等数值，这些故障往往和参数值有关，因此维修时若确认PMC信号或连线无误，应检查有关参数。 5-6液压装置参数1动力元件参数选择动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次，它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外，动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配，以保证系 统的功耗最小，效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积（或液压马达排量）、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时，还应包括齿轮的传动比。 1.1 供油压力的选择 选用较高的供油压力，在相同输出功率条件下，可减小执行元件液压缸的活塞面积（或液压马达的排量），因而泵和动力元件尺寸小重量轻，设备结构紧凑，同时油腔的容积减小，容积弹性模数增大，有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加，由于受材料强度的限制，液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势，元件的加工精度也要求提高，系统的造价也随之提高。同时，高压时，泄漏大，发热高，系统功率损失增加，噪声加大，元件寿命降低，维护也较困难。 所以条件允许时，通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa，可根据系统的要求和结构限制条件 选择适当的供油压力。 1.2 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述，动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外，还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 （1） 动力元件的输出特性 将伺服阀的流量压力曲线经坐标变换 绘于FL平面上，所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性，见图5.1。图5.1 参数变化对动力机构输出特性的影响 a） 供油压力变化；b）伺服阀容量变化；c）液压缸面积变化 图中 FL负载力，FL=pLA； pL伺服阀工作压力； A液压缸有效面积；液压缸活塞速度，qL伺服阀的流量； q0伺服阀的空载流量； ps供油压力由图5.1可见，当伺服阀规格和液压缸面积不变，提高供油压力，曲线向外扩展，最大功率提高，最大功率点右移，如图5.1a。当供油压力和液压缸面积不变，加大伺服阀规格，曲线变高，曲线的顶点Aps不变，最大功率提高，最大功率点不变，如图5.1b。当供油压力和伺服阀规格不变，加大液压缸面积A，曲线变低，顶点右移，最大功率不变，最大功率点右移，如图5.1c。（2）近似计算法在工程设计中，设计动力元件时常采用近似计算法，即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上，限定FLmaxpLA=，并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的，这样液压缸的有效面积可按下式计算：式1按式1求得A值后，可计算负载流量qL，即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便，然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能，但传递效率稍低。（3）按液压固有频率选择动力元件对功率和负载很小的液压伺服系统来说，功率损耗不是主要问题，可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。四边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为式2二边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 式3液压固有频率h可以按系统要求频宽的（510）倍来确定。对一些干扰力大，负载轨迹形状比较复杂的系统，不能按上述的几种方法计算动力元件，只能通过作图法来确定动力元件。计算阀控液压马达组合的动力元件时，只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D，负载力FL换成负载力矩TL，负载速度换成液压马达的角速度，就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时，应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是：在满足液压固有频率的要求下，传动比最小，这就是最佳传动比。1.3伺服阀的选择根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL（即要求伺服阀输出的流量）计算得到的伺服阀空载流量q0，即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素，所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。除了流量参数外，在选择伺服阀时，还应考虑以下因素：1）伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中，一般选用零开口的流量阀，因为这类阀具有较高的压力增益，可使动力元件有较大的刚度，并可提高系统的快速性与控制精度。2）伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍，以减小伺服阀对系统响应特性的影响。3）伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小，保证由此引起的系统误差不超出设计要求。4）其它要求，如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等，都有一定要求。1.4执行元件的选择液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件，直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计，除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A（或液压马达排量D）的最佳值外，还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。1.5反馈传感器的选择根据所检测的物理量，反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力（或压力）传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统，作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度，因此合理选择反馈传感器十分重要。传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的510倍，这是为了给系统提供被测量的瞬时真值，减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求，因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。六、旋压机床的研究现状6-1国外旋压机床的研究现状目前国外从事旋压机床生产的比较著名的公司有德国的莱弗尔德公司、WF 公司和西班牙的 DENN 公司等。莱弗尔德公司首先在能单向多道次进给的、电气、液压程序控制的半自动旋压机床的基础上发展了数控旋压机床和录返式旋压机床 , 使普通旋压技术应用于中批量和大批量生产中。1993 年特为大批量生产带短齿的零件开发了 DW326型 CNC旋压成形机10。由于采用数控 , 可沿轴向任意改变工件的形状 , 而且在工艺上实现了创新 , 其精度已超过了金属切削技术所达到的精度。德国的 WF 公司开发了多种规格的面向内齿旋压的机床。例如 , WF VSTR 400/ 3 旋压机床是该公司生产的一款杰出的具有高柔性和高生产率的强力旋压成形机床 , 特别适于制造用在传送和离合器中的内齿轮零件 , 它采用最先进的 4 轴 CNC 系统和紧凑、稳固、无震的 3 旋轮强力旋压机构 , 可以加工外径 50mm400mm 的内齿轮零件 。西班牙的 DENN 公司 (Industrias PUIGJANER1s1a1 的简称) , 是目前世界上最知名、产品系列最全的专业旋压机床生产厂家之一。ZENN - 100 型旋压机床是 DENN 凭借多年设计与制造 CNC 旋压机床经验的基础上开发的新一代多功能旋压机床。控制系统采用 DENN CONTROLVS 511 ,它基于西门子 Sinumerik840D , 带有 Simodrive 611 驱动系统。设备采用 DENN2CAD2CAM 绘图编程功能 , 并具有录返功能 ; 可选配旋轮自动更换装置 , 配置多种旋轮或切刀等附件; 也可配置成双滑架结构进行普旋、强旋、还可配置成热旋压机床。6-2国内数控旋压机床的研究现状近年来国内的一些旋压机床的控制系统内装 PLC , 通过分布式输入输出设备 , 实现开关量的采集和控制。系统的操作采用友好的人机界面 , 应用超薄的 TFT 彩色监视器。字母、数字、功能键可用于编程及设置。加工程序、子程序、零点偏置等通过操作面板上的按键输入 , 操作支持则通过软件及菜单实现。在采用全闭环和半闭环位置控制和速度控制的前提下 , 采取提高检测的分辨率以及调节放大器 PID 参数的方法 , 在保证系统稳定的条件下提高系统的控制精度。华南理工大学机械工程学院于近年成功研制出 HGPXWSM 型多功能数控旋压机床 , 该旋压机床不但可以旋制气瓶、齿轮等轴对称零件 , 还可用于旋制汽车尾气排气歧管和消音器等非轴对称零件。机床的数控系统采用基于 ARM嵌入式处理器对旋轮运动轨迹、工件的横向偏心量及纵向进给量、毛坯固定卡盘的转动进行四轴控制。中国兵器工业集团公司第五五研究所提出将法国NUM104