2.1.3 数控机床液压系统的改造设计

1.液压系统的设计改造

液压系统在数控机床中的应用：重型数控机床中采用静压导轨。大型旋转工作台采用液压夹紧松开。主轴箱齿轮采用液压缸推动齿轮变换档位。主轴刀具采用液压夹紧松开。垂直轴采用液压平衡。换刀机构机械手采用液压缸实现伸缩旋转。

液压传动系统由动力装置、执行装置、液压控制调节装置、辅助装置、传递介质、液压回路等组成。

液压系统的主要参数包括压力、流量、功率。

液压系统的设计改造是整个机械设备设计的一部分，在分析主机结构特点、性能要求的基础上，才能提出液压系统的设计改造任务。

液压系统的设计步骤如下：

1）明确液压系统的设计要求，分析实际工况，了解机床的总体结构、液压系统的性能、工艺流程、工作环境等。

2）确定液压系统的主要技术参数。当液压系统功率一定时，尽量选用较高的工作压力，液压马达最小流量按照排量和所要求的最小转速来计算，液压缸的最小流量应该大于或等于流量控制阀或变量泵的最小稳定流量。

3）拟定液压系统的原理图。依据系统工作原理和结构组成选择功能合适的液压元件和基本回路组成液压系统，进行液压系统方案论证。

4）设计、计算、选择液压元件。计算液压泵的功率，确定原电动机的功率，选择液压控制阀，确定压力阀的压力调节范围、流量变化范围、所要求压力的灵敏度和平稳性，确定流量阀的调节范围、流量-压力特性、最小稳定流量，特别注意溢流阀的额定流量必须满足液压泵最大流量的要求，液压辅件管路的计算选择。

5）对液压系统主要性能进行验算。

6）设计液压装置，编制液压系统技术文件。

2.润滑系统的设计改造

主轴箱、进给传动装置、轴承、导轨、丝杠等运动部件采用油液循环润滑。润滑系统的设计应运行可靠、操作方便、易于调整，改造的具体要求如下：

1）连续或定时为设备润滑部位提供具有一定压力、流量的润滑剂。

2）安装有效的密封装置，防止润滑剂的流失。

3）安装过滤装置，保证润滑剂清洁。

4）润滑装置应结构简单、标准化、方便更换、易于维修调整。

5）润滑系统最好是温度、压力、流量能够调整。

6）润滑系统应设置检测温度、压力、流量、污染度等的检测装置。

3.冷却系统的设计改造

冷却系统由切削液、泵、过滤器等部件组成。

转台静压油冷却系统还可带有温度控制系统，以确保油温恒定。

切削液的主要作用是将切削产生的热量从切削区迅速带走，同时减少摩擦，从而减少切削热的产生。

冷却系统的改造方法有：

1）高压喷射冷却加注方法，如深孔钻削时的高压喷射油从钻头中心高速喷出冷却。

2）高压内冷却加注方法，在加工高速钢和高温合金钢等难切削材料时，将切削液以较高的压力（1～10MPa）、较大的流量（30～200L/min）向切削区喷射。

3）低压内冷却加注方法，在钻孔或铣削时，从刀具后面喷射到刀具与加工件的接触区。

4）喷雾冷却加注方法，用压缩空气使切削液雾化。

5）砂轮内冷却加注方法，用砂轮的空隙来传送切削液。