摘 要组合机床是由通用部件和部分专用部件组成的高效、专用、自动化程度较高的机床。它能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等工序和工作台转位、定位、夹紧、输送等辅助动作，可用来组成自动线。这里只介绍组合机床动力滑台液压系统。动力滑台上常安装着各种旋转着的刀具，其液压系统的功用是使这些刀具作轴向进给运动，并完成一定的动作循环。动力滑台是组合机床的一种通用部件。在滑台上可以配置各种工艺用途的切削头，例如安装动力箱和主轴箱、钻削头、铣削头、镗削头、镗孔、车端面等。YT4543 型组合机床液压动力滑台可以实现多种不同的工作循环，其中一种比较典型的工作循环是：快进一工进二工进死挡铁停留快退停止。关键词：组合机床；动力滑台；液压 引 言组合机床动力滑台液压系统，能实现的工作循环是：快速前进 工作进给 快速退回 原位停止，液压技术是机械设备中发展速度最快的技术之一。特别是近年可与微电子、计算机技术相结合、使液压技术进入了一个新的发展阶段。目前，已广泛应用在工业各领域。由于近年来微电子、计算机技术的发展，液压元器件制造技术的进一步提高，使液压技术不仅在作为一种基本的传统形式上占有重要地位而且以优良的静态、动态性能成为一种重要的控制手段。面对我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得作为制造工业重要设备的各类机加工艺装备也有了许多新的变化，尤其是孔加工，其在今天的液压系统的地位越来越重要，组合滑台在数控车床上担任着重要的角色，由于工业的发展元件的不断提高性能使得滑台的快速发展也日新月异。全世界各种零件约有85至90的加工都是由组合滑台液压系统组成的机床上完成的。组合滑台是一种万能型机床组成部分，目前已经无可争议地成为零件加工的必不可少的功能性部件，在世界机床市场上它的功能重点已占据首位，并且仍在发展扩大。组合滑台的发展主要以液压技术的应用为基础，其液压系统已成为工业工程机械液压系统的主流形式。随着科学技术的发展和加工业现代化生产的需要，组合滑台需要大幅度的技术进步，技术创新是机床行业所面临的新挑战。在技术方面，机床产品的核心技术就是组合滑台的液压系统设计，所以对其液压系统的分析研究具有十分重要的现实意义。YT4543 动 力 滑 台 液 压 系 统 原 理 与 故 障 分 析2正 文一、液压传动的发展及优缺点液压传动是工程、机械、汽车、农业、等生产中广为应用的一门技术。如今，液压传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的标志之一。液压传动具有：输出力大、易实现无级调速且调速范围大、易实现过载保护、易实现自动控制、定位精度高、传动平稳、使用寿命产长、机构简单和操作方便等优点。现在液压产品广泛应用于工业、农和国防等各个部门。而动力滑台又在许多机床上都要用到，所以动力滑台的液压传动设计显得十分重要和迫切。我国的液压工业开始于 20 世纪 50 年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。其优点如下：（1）在相同的体积下，液压执行装置能比电气装置产生出更大的动力。在同等功率的情况下，液压执行装置的体积小、重量轻、结构紧凑。液压马达的体积重量只有同等功率电动机的 12%左右。（2）液压执行装置的工作比较平稳。由于液压执行装置重量轻、惯性小、反应快，所以易于实现快速起动、制动和频繁地换向。液压装置的换向频率，在实现往复回转运动时可达到每分钟 500 次，实现往复直线运动时可达每分钟 1000 次。（3）液压传动可在大范围内实现无级调速（调速比可达 1：2000） ，并可在液压装置运行的过程中进行调速。（4）液压传动容易实现自动化，因为它是对液体的压力、流量和流动方向进行控制或调节，操纵很方便。当液压控制和电气控制或气动控制结合使用时，能实现较复杂的顺序动作和远程控制。（5）液压装置易于实现过载保护且液压件能自行润滑，因此使用寿命长。（6）由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。缺点：（1）液压传动是以液体为工作介质，在相对运动表面间不可避免地要有泄漏，同时，液体又不是绝对不可压缩的，因此不宜在传动比要求严格的场合采用，例如螺纹和齿轮加工机床的内传动链系统。（2）液压传动在工作过程中有较多的能量损失，如摩擦损失、泄漏损失等，故不宜于远距离传动。（3）液压传动对油温的变化比较敏感，油温变化会影响运动的稳定性。因此，在低温和高温条件下，采用液压传动有一定的困难。（4）为了减少泄露，液压元件的制造精度要求高，因此，液压元件的制造成本高，而且对油液的污染比较敏感。（5）液压系统故障的诊断比较困难，因此对维修人员提出了更高的要求，既要系统地掌握液压传动的理论知识，又要有一定的实践经验。（6）随着高压、高速、高效率和大流量化，液压元件和系统的噪声日益增大，这也是要解决的问题。总而言之，液压传动的优点是突出的，随着科学技术的进步，液压传动的缺点将得到克服，液压传动将日益完善，液压技术与电子技术及其它传动方式的结合更是前途无量。组合机床是由通用部件和部分专用部件组成的高效、专用、自动化程度较高的机床。它能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等工序和工作台转位、定位、夹紧、输送等辅助动作，可用来组成自动线。动力滑台是组合机床的一种通用部件。在滑台上可以配置各种工艺用途的切削头，例如安装动力箱和主轴箱、钻削头、铣削头、镗削头、镗孔、车端面等。 动力滑台上常安装着各种旋转着的刀具，其液压系统的功用是使这些刀具作轴向进给运动，并完成一定的动作循环，通常实现的工作循环；快进第一次工作进给第二次工作进给止档块停留快退原位停止。YT4543 动 力 滑 台 液 压 系 统 原 理 与 故 障 分 析4二、YT4543 型动力滑台液压系统原理分析图 1.1 YT4543 型动力滑台YT4543 型组合机床是一种典型的液压组合机床。YT4543 液压动力滑台工作进给速度范围为 0.11-11mm/s，最大快进速度为 122mm/s，滑台台面尺寸为 450mm x 800mm，最大推力为 45kN。采用变量液压泵和串联调速阀来实现二次进给速度，用行程阀来实现速度换接。其电磁铁和行程阀的动作顺序（见表一） 。电磁铁和行程阀的动作顺序 表一1. YT4543 型动力滑台液压系统基本回路1.速度控制回路：调速回路：容积节流调速回路，速度稳定性好，功率损失不大；快速运动回路：限压式变量泵 + 差动连接效率高；速度换接回路：快进工进 行程阀转换平稳，位置精确；一工进二工进 电磁阀 + 串联调速阀，安装调节方便。2.换向回路：三位五通电液换向阀自动化、大流量液体换向、平稳无冲击。3.顺序动作回路：压力继电器方便可靠，行程开关灵活方便。4.卸荷回路：三位换向阀中位卸荷、流量卸荷。5.止挡块停留：保证轴向尺寸精度和表面光洁度。2. YT4543 型动力滑台液压系统系统组成1.由限压式变量叶片泵供油，2.用电液换向阀换向，3.用行程阀实现快进速度和工进速度的切换，4.用电磁阀实现两种工进速度的切换，5.用调速阀使进给速度稳定。动力滑台是组合机床的一种通用部件。在滑台上可以配置各种工艺用途的切削头，例如安装动力箱和主轴箱、钻削头、铣削头、镗削头、镗孔、车端面等。YT4543 型组合机床液压动力滑台可以实现多种不同的工作循环，其中一种比较典型的工作循环是：快进 一工进 二工进 死挡铁停留 快退 停止。完成这一动作循环的动力滑台液压系统工作原理图如附表（二）所示。系统中采用限压式变量叶片泵供油，并使液压缸差动联接以实现快速运动。由电液换向阀换向，用行程阀、液控顺序阀实现快进与工进的转换，用二位二通电磁换向阀实现一工进和二工进之间的速度换接。为保证进给的尺寸精度，采用了死挡铁停留来限位。3. YT4543 型液压系统工作原理以及液压原理图4. 动力滑台液压系统工作分析 液压动力滑台用液压缸来驱动，可以实现多种进给工作循环。对液压动力滑台液压系统性能的主要要求是速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用效率高，发热少。该系统采用限压式变量叶片泵及单缸活塞液压缸。通常实现的工作循环；快进 第一次工作进给 第二次工作进给 止档块停留 快退 原位停止。1快进：按下启动按钮，使电磁阀 A 的 1YA 得电吸合主油路：先导电磁阀左位接入系统，接着液动换向阀 B 左位接入系统进油路：泵 1阀 2油路 a阀 B油路 b阀 11油路 c缸 13 左腔回油路：缸 13 右腔油路 d阀 B油路 e阀 6阀 11油路 c缸 13 左腔由于动力滑台空载，系统工作压力低，液控顺序阀 5 关闭，液压缸 13 实现差动连接，此时泵输出最大流量，所以滑台向左快进，如图 1.3。YT4543 动 力 滑 台 液 压 系 统 原 理 与 故 障 分 析6图 1.2 YT4543 型动力滑台液压系统原理图1 限压式变量叶片泵，2、6、12 单向阀，3 三位五通液动换向阀，4 调速阀，蓝色框内合称三位五通电液动换向阀，5 外控顺序阀，7、8 调速阀，9 压力继电器，10 二位二通电磁换向阀 11 二位二通机机动换向阀图 1.3 动力滑台快进液压系统原理图2当快进到指定位置时，滑台上的挡铁压下行程阀 11，切断了快进油路。压力油经调速阀 7 进缸 13。这时系统压力升高，一方面使限压式变量叶片泵 1 的流量减少到与调速阀 7 所允许通过的流量相一致；另一方面打开液控顺序阀 2，使液压缸差动连接断开，这样滑台的运动转换为 I 工进，其速度大小由调速阀 7 调节。其主油路为： 进油路：泵 1阀 2油路 a阀 B油路 b阀 7 阀 10油路 c缸 13 左腔回油路：缸 13 右腔油路 d阀 B油路 e阀 5阀 4油箱优点：用限压式变量液压泵与差动连接液压缸来实现快进，能量利用比较合理。滑台停止运动时，液压泵在低压下卸荷，减少了能量损失，效率高。如下图所示图 1.4 动力滑台一工进液压系统原理图3第一次工作进给到位时，滑台上行程挡铁压下行程开关，使电磁铁 3YA 得电，电磁阀 10 左位接入系统。此时，压力油通过调速阀 7，又通过调速阀 8 进入油缸 13 左腔，YT4543 动 力 滑 台 液 压 系 统 原 理 与 故 障 分 析8这样滑台的运动转换为工进，回油路与 I 工进时相同。由于阀 8 的开口比阀 7 的小，故滑台的速度大小由阀 8 决定。优点：采用行程阀实现快慢速换接，其动作的可靠性、转换精度和平稳性都较高。一工进和二工进之间的转换，由于通过调速阀 8 的流量很小，采用电磁阀式换接已能保证所需的转换精度。用电液换向阀换向，利用控制油路上的单向节流阀可调节夜动换向阀的换向时间，从而减小换向冲击，保证换向的平稳性。如下图所示图 1.5 动力滑台二工进液压系统原理图4当 II 工进完成后，滑台碰上死挡铁而停止运动时，油缸 13 左腔压力升高，当压力升高到压力继电器 9