数控机床及加工中心

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第2407页（1763字）

数控机床和加工中心属通用设备，数控机床只完成工件的某一部位的单工序加工，而加工中心可完成多部位多工序的加工。它们的共同之处是都采用计算机控制实现工件的自动化加工，并根据工件的不同改变计算机程序，实现对不同种类的工件进行加工。

就液压系统而言，加工中心较单一的数控机床复杂得多，现就国内较先进的ZHS－K63加工中心为例说明液压系统的特点。液压原理图见图44．3－3。

图44．3－3(a) ZHS－K63加工中心液压系统

图44．3－3(b)、(c) ZHS－K63加工中心液压系统

图44．3－3(d)、(e) ZHS－K63加工中心液压系统

图44．3－3(f) ZHS－K63加工中心液压系统

加工中心的主轴进给运动采用微电子伺服控制，而其它辅助运动则采用液压驱动。为了缩短机床的加工节拍时间，对辅助运动要求速度快，运动平稳。为了提高传动效率和最大限度地减少温升，液压能源部分尽量降低功率。K63立式加工中心还采用了恒压支撑技术，目的是提高主轴传动精度。

油源控制部分集中在油箱上，原理采用限压式变量泵配蓄能器，向各分支提供稳定的液压能源。机床不工作时，蓄能器的油通过阀1慢速卸荷；当机床开动后，1DT通电，泵向蓄能器充油，当充到变量泵调整压力时，泵的理论输出量为零，减少功率损耗，各分支系统所需流量由蓄能器和泵同时供给，系统主油路压力(P)总维持在一定范围内，一般在5～6MPa之间变化以满足负载的需要。

其它子系统分为5个阀组，分别安装在靠近执行部件的地方，一是减少管路，二是提高系统刚性。各运动部件速度换接均采用开关量控制，由加工中心电气控制系统提供程序控制。如各分支所需压力不同，可采用减压阀(阀15，35，44，52)。

加工中心的滑楔移动惯量较大，为保证移动平稳，用行程调速阀(29)实现正反向平稳减速。不管阀26左右哪个电磁铁带电，滑楔移动液压缸接近终点时，回路中的行程调速阀(阀29)挡铁压下，则速度缓慢降低。刀库移动的正反向运动惯量相对较小，所以用电磁阀(47)和单向节流阀(48)进行缓冲，2DT带电则速度由快到慢换接。

Y轴平衡油缸即为支撑加工中心立柱丝杠的立式油缸，为减小丝杠与螺母之间摩擦力，并保持摩擦力均衡，保证主轴精度，使用减压溢流阀(10)以维持Y腔压力在丝杠正反向旋转状态下都处于稳定状态。

本例中液控单向阀(20，34，51)起安全锁定作用，当电网失电或外负荷失常状态下，使缸锁在原位，提供安全保障。

回转台刚性较好，所以阀11左位带电夹紧和右位带电松开均不用减压阀，而且行程较短，不用节流阀调速。夹紧后，压力继电器9发信号，托板交换用三位换向阀13实现中间停止，以便进行位置调整，用双单向节流阀14调整液压缸正反向速度。在各子系统中，当负载只需较低压力场合，设置了减压阀(如阀15、35、44、52)。托板夹紧和松开均由压力继电器18发信号。松刀缸及主轴换档缸均为短行程小直径，用油量很少，无需调节速度。阀55左位及56右位同时带电，主轴处于高速，阀55右位及56右位同时带电处于中速，阀55右位及阀56左位同时带电处于低速。

刀库移动、机械手回转、机械手拔刀、滑楔移动、横臂伸出这些执行部件均为正反向运动，其中位停止工艺上要求处于浮动状态，所以换向阀中位都是Y机能。

此加工中心液压系统中液压阀均为叠加阀，优点是结构紧凑，安装、使用、维护都很方便。