外圆磨床液压系统

《液压气动与伺服技术》外圆磨床液压系统作者：胡新蕾课程资源建设之《液压气动与伺服技术》湖南生物机电职业技术学院《农装设备控制与维修》课程资源建设小组外圆磨床是工业生产中应用极为广泛的一种精加工机床。主要用途是磨削各种圆柱面、圆锥面及阶梯轴等零件，采用内圆磨头附件还可以磨削内圆及内锥孔等。为了完成上述零件的加工,磨床必须具有砂轮旋转、工件旋转、工作台带动工件的往复直线运动和砂轮架的周期切人运动等。此外，还要求有砂轮架快速进退和尾架顶尖的伸缩等辅助运动。在这些运动中,除砂轮旋转、工件旋转运动由电动机驱动外，其余则采用液压传动方式。根据磨削工艺的特点，机床对工作台的往复运动性能要求最高。对外圆磨床工作台往复运动的要求:①工作台运动速度能在0.05~4m/min范围内实现无级调速,若在高精度磨床上进行镜面磨削,其修整砂轮的速度最低为10~30mm/min,并要求运动平稳、无爬行现象。②在上述的速度变化范围内能够自动换向，换向过程要平稳，冲击要小，启动、停止要迅速。③换向精度要高。同一速度下，换向点变动量(同速换向精度)应小于0.02mm;不同速度下,换向点变动量(异速换向精度)应小于0.2mm。④换向前工作台在两端能够停留。磨削时砂轮在工件两端一般不越出工件，为了避免工件两端因磨削时间短而引起尺寸偏大，在换向时要求两端有停留,停留时间能在0~5s内调节。⑤工作台可做微量抖动。切人磨削或磨削工件长度略大于砂轮宽度时,为了提高生产率和改善表面粗糙度，工作台需做短距离(1~3mm)频繁的往复运动，其往复频率为1~3次/s。M1432A型万能外圆磨床液压系统原理1—先导阀2—换向阀3—开停阀4—互锁缸5—调速阀6—抖动缸7—挡块8—选择阀9—进给阀10—进给缸11—尾架换向阀12—快动换向阀13—闸缸14—快动缸16—润滑稳定器15—尾架缸17—油箱18—粗过滤器19—液压泵20—溢流阀21—精过滤器22—工作台进给缸M1432A型万能外圆磨床液压系统原理1.工作台的往复运动工作台往复运动的油路工作原理如下：（1）往复运动时的油流路线本机床的工作液压缸为活塞杆固定、缸体移动的双杆活塞式液压缸。在左图所示状态下，开停阀A处于右位，先导阀C和换向阀D都处于右端位置，工作台向右运动，主油路的油流路线为:进油路：液压泵—换向阀D—工作台液压缸右腔;回油路：工作台液压缸左腔—换向阀D—先导阀C—开停阀A—节流阀B—油箱。M1432A型万能外圆磨床液压系统原理当工作台右移到预定位置时，工作台上的左挡块拨动先导阀芯，并使它最终处于左端位置上。这时控制油路a2点接通压力油，a1点接通油箱，使换向阀D也处于左端位置，于是主油路的油流路线变为：

进油路：液压泵—换向阀D—工作台液压缸左腔;这时，工作台向左运动，并在其右挡块碰上拨杆后发生与上述情况相反的变换，使工作台又改变方向向右运动。如此不停地反复进行下去，直到开停阀A拨到左位时才使运动停止下来。回油路：工作台液压缸右腔—换向阀D—先导阀C—开停阀A—节流阀B—油箱。M1432A型万能外圆磨床液压系统原理（2）工作台换向过程工作台换向时，先导阀C先受到挡块的操纵而移动，接着又受到抖动缸的操纵而产生快跳；换向阀D控制油路则先后三次变换通流情况,使其阀芯产生第一次快跳、慢速移动和第二次快跳。

当图中的先导阀C的阀芯被拨杆推着向左移动时，它的右制动锥逐渐将通向节流阀B的通道关小，使工作台逐渐减速，实现预制动。这样就使工作台的换向经历了迅速制动、停留和迅速反向启动的三个阶段。具体情况如下:M1432A型万能外圆磨床液压系统原理（2）工作台换向过程当工作台挡块推动先导阀芯直到其右部环形槽使a2点接通压力油、左部环形槽使a1点接通油箱时，控制油路被切换。这时，左、右抖动缸便推动先导阀芯向左快跳，因此这时抖动缸的进、回油路变换为:

回油路:右抖动缸—先导阀C—油箱。进油路:液压泵—过滤器—先导阀C—左抖动缸;可以看出，由于抖动缸的作用引起先导阀快跳，使换向阀两端的控制油路一旦切换就迅速打开，为换向阀阀芯快速移动创造了条件。换向阀阀芯向左移动，其进油路为:液压泵—过滤器—先导阀C—单向阀I2—换向阀D右端。M1432A型万能外圆磨床液压系统原理换向阀左端通向油箱的回油路则先后出现三种连通情况。开始阶段的情况如图所示，回油的流动路线为:换向阀D左端—先导阀C—油箱。因换向阀的回油路通畅无阻，其阀芯移动速度很大，出现第一次快跳。第一次快跳使换向阀阀芯中部的台肩移到阀体中间沉割槽处，导致液压缸两腔油路相通，工作台停止运动。此后，由于换向阀阀芯自身切断了左端直通油箱的通道，回油流动路线便改为:换向阀D左端—节流阀L1—先导阀C—油箱。

M1432A型万能外圆磨床液压系统原理这时，换向阀阀芯按节流阀（也称做停留阀）L1调定的速度慢速移动。由于阀体沉割槽宽度大于阀芯中部台肩的宽度，液压缸两腔油路在阀芯慢速移动期间继续保持相通，使工作台的停止状态持续一段时间（可在0～5s内调整），这就是工作台反向前的端点停留。最后，当阀芯慢速移动到其左部环形槽而将通道b1和直通油箱的通道连通时，回油流动路线又改变为:换向阀D左端—通道b1—阀芯左部环形槽—先导阀C—油箱。M1432A型万能外圆磨床液压系统原理这时，回油路又通畅无阻，换向阀阀芯便第二次快跳到底，主油路迅速切换，工作台迅速反向启动，最终完成全部换向过程。在反向时，先导阀C和换向阀D自左向右移动的换向过程与上述相同，但这时a2点接通油箱，而a1点接通压力油。M1432A型万能外圆磨床液压系统原理（3）工作台液动与手动的互锁此动作是由互锁缸来实现的。当开停阀A处于左图所示的位置时，互锁缸通入压力油，推动活塞使齿轮Z1和Z2脱开，工作台运动就不会带动手轮转动。

当开停阀A的左位接入系统时，互锁缸接通油箱，活塞在弹簧作用下移动，使Z1和Z2啮合，工作台就可以通过摇动手轮来移动,以调整工件的加工位置。M1432A型万能外圆磨床液压系统原理2.砂轮架的快速进退运动

这个运动由砂轮架快动阀E操纵，由快速进退缸来实现。在左图所示的状态下，阀E右位接入系统，砂轮架快速前进到最前端位置，此位置是靠活塞与缸盖的接触来保证的。为防止砂轮架在快速运动终点处引起冲击和提高快进终点的重复位置精度，快速进退缸的两端设有缓冲装置（图中未画出），并设有抵住砂轮架的闸缸，用以消除丝杠、螺母间的间隙，快动阀E的左位接入系统时，砂轮架后退到最后端位置。M1432A型万能外圆磨床液压系统原理2.砂轮架的快速进退运动

砂轮架进退与头架、冷却泵电动机之间可以联动。当将快动阀E的手柄扳至图示位置，使砂轮架快进至加工位置时，行程开关1ST触头闭合，主轴电动机和冷却泵电动机随即同时启动，使工件旋转，并送出冷却液。为了确保机床的使用安全，砂轮架快速进退与内圆磨头使用位置之间实现了互锁。当磨削内圆时，将内圆磨头翻下，压住微动开关，使电磁铁1YA通电吸合，快动阀E的手柄即被锁在快进后的位置上,不允许在磨削内圆时，砂轮架有快退动作而引起事故。

M1432A型万能外圆磨床液压系统原理3.砂轮架的周期进给运动

此运动由进给阀G操纵,由砂轮架进给缸通过其活塞上的拨爪、棘轮、齿轮、丝杠螺母等传动副来实现。

砂轮架的周期进给运动可以在工件左端停留或右端停留时进行，也可以在工件两端停留时进行，还可以无进给运动，这些都由选择阀H所在位置决定。

M1432A型万能外圆磨床液压系统原理3.砂轮架的周期进给运动

进给阀G和选择阀H组合成周期进给操纵箱，如图所示。在图示状态下，选择阀选定的是双向进给，进给阀在控制油路的a1和a2点每次相互变换压力时，向左或向右移动一次（因为通道d与通道c1和c2各接通一次），于是砂轮架便做一次间歇进给。进给量大小由拨爪棘轮机构调整，进给快慢及平稳性则通过调整节流阀L3、L4来保证。M1432A型万能外圆磨床液压系统原理4.液压传动系统的主要特点

（1）采用了活塞杆固定的双杆液压缸，可减小机床占地面积，同时也能保证左右两个方向运动速度一致。（2）系统采用了简单节流阀式调速回路，功率损失小，这对调速范围不需很大、负载较小且基本恒定的磨床来说是很适合的。此外，回油节流的形式在液压缸回油腔中造成的背压力有助于工作稳定和工作台的制动，也有助于防止空气渗入系统。M1432A型万能外圆磨床液压系统原理