（终稿）半闭环数控车床液压传动与控制设计（全套完整有CAD）

液压控制部分的设计.基本方案的确定液压系统方案设计是根据主机的工作情况主机对液压系统的技术要求液压系统的工作条件和环境条件以及成本经济性供货情况等诸多因素，进行全面综合的设计，从而拟定出个各方面比较合理的可实现的液压系统方案。

其内容包括油路循环方式的分析与选择调速方案的分析与选择源形式的分析与选择回路的分析选择与合成油路循环方式的分析与选择液压系统油路循环方式分为开式和闭式两种，他们各自的特点及相互比较见表。

表开式系统和闭式系统的比较油路循环方式开式闭式散热条件较方便，但油箱较大较复杂，需要用辅泵来换油冷却抗污染性较差但可以用压力油箱或者油箱呼吸器来改善较好，但油液过滤要求较高系统效率管路压力损失较大，用节流调速时效率较低管路腰里损失较小，容积调速是效率较高限速制动形式用平衡阀进行能耗限速，用制动阀进行能耗制动，引起油液发热液压泵由电动机拖动时，限速及制动过程中拖动电能向电网输电，回收部分能量，即是再生限速和再生制动其他对泵的自吸性能要求高对主泵的自吸性能要求低油路循环方式的选择主要取决于液压系统的调速方式和散热条件。

般来说，凡是有较大空间存放油箱而且不需要另设散热装置的系统，要求结构尽可能简单的系统，才用节流调速和容积调速的系统，均宜采用开式系统。

在本设计中，油泵向两个执行元件系统供油而且功率较小，整个系统的结构也比较简单，所以本设计采用开式系统。

调速方案的分析与选择调速方案对主机的性能起到决定性的作用。

调速方案包括节流调速容积调速和容积节流调速三种。

选择调速方案时，应根据液压执行元件的负载特性和调速范围以及经济性能因素，最后选出合适的调速方案。

考虑到系统本身的性能要求和些使用要求以及负载特性，参照表，本设计决定采用容积节流调速。

表各种调速方式的性能比较主要性能节流调速容积调速回路容积节流调速回路带压力补偿阀的节流调速系统变量泵定量马达流量适应功率适应进油节流及回油节流旁路节流调速阀在进油路调速阀在旁油路及溢流节流调速回路负载特性速度刚度很差好较好好承载能力较差好较好好调速范围大小大较大大功率特性效率较低低较低最高较高高发热较大大较大最小较小小成本低较低高最高适应范围小功率轻载或者低速的中低压系统及工程机械非经常性调速场合大功率高速中高压系统负载变化小，刚度要大的中小功率，中压系统负载变化大速度刚度较大的中高压系统油路形式的分析和选择液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。

节流调速系统般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同事起到控制并稳定油源压力作用。

容积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。

为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。

对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况，般采用多泵供油或变量泵供油。

对长时间所需流量较小的情况，可增设蓄能器做辅助油源。

油液的净化装置是液压源中不可缺少的。

带轮主轴张紧轮液压卡盘冷却泵源主轴箱减压阀主电机电气柜接头底板回转油缸油箱楔形带油箱部件同步带电动机液压站数控车床对液压系统的要求.液压控制的动作卡盘的松开，卡紧数控车床般用液压卡盘来夹紧工件。

液压卡盘通常都配备有未经淬火的卡爪，即所谓软爪。

软爪分为内夹和外夹两种形式，卡盘闭合时夹紧工件的软爪为内夹式软爪，卡盘张开时撑紧工件的软爪为外夹式软爪。

如图所示，软爪是以端面齿槽与卡爪座定位，通过螺钉和卡爪座中的型螺母，固定在卡爪座上。

液压卡盘工作时，通过改变在卡爪座上的位置来改变液压卡盘的夹紧尺寸。

.软爪.型螺母.卡爪座.卡盘体.支撑体图液压卡盘在加工批量较大的轴类或盘类零件时，为防止工件以加工表面，保证工件被夹持面和被加工面的同轴度要求，须将液压卡盘软爪的夹持面车削下。

车削内夹式软爪的传统方法如图所示，先在液压卡盘软爪内侧夹持个圆形支撑板来支撑软爪，然后再对软爪的夹持面进行车削加工，使软爪夹持面直径尺寸与工件被夹持部位直径尺寸大致相等。

为使软爪行程的中央部位成为夹持工件的位置，车削夹持尺寸不同的软爪就要用不同直径尺寸的支撑板，因此车削内夹式软爪前，需要准备多种不同尺寸的支撑板。

因为软爪内侧夹持有支撑板，软爪的夹持面不可能全部被车削加工，而且加工尺寸旦过量，就得更换新的支撑板对软爪重新进行加工。

车削软爪时，支撑板被夹持在软爪内侧，而液压卡盘实际工作时，工件却被夹持在软爪外侧。

由于软爪被支撑的位置不同，实际夹持工件时软爪夹持面将变成喇叭口形状，从而影响工件的可靠定位和夹紧。

尾座套筒的伸缩运动用于长轴类零件的加工以及钻孔扩孔等。

数控车床般有手动尾座和可编程尾座两种。

尾座套筒的动作与主轴互锁，即在主轴转动时，按尾座套筒退出按钮，套筒不动作。

只有在主轴停止状态下，尾座套筒才能退出，以保证安全。

.需要设计的内容液压系统图拟定液压系统原理图是液压系统设计的个重要步骤。

这步的工作就是根据主机要求的性能和执行元件的动作要求，正确选择基本回路，并将这些基本回路进行有机的组合，以形成完整的液压系统。

设计液压系统图要注意以下几个问题组合基本回路时，注意防止回路间可能存在的相互干扰。

要确保液压系统安全可靠液压系统运行中可能出现的不安全因素是多种多样的，如负载的异常变化操作人员的误操作等，所以必须考虑相应的安全回路或措施，确保人身和设备的安全。

液压系统设计应符合标准化系列化和通用化要求为缩短设计周期，降低成本，应尽量采用标准化元件，至少应使自行设计的元件减少到最低限度，且自行设计的元件其参数也应符合“三化”要求。

司，年投产，生产数控车床加工中心，年生产能力台。

年，浙江宁波著名的铸塑机厂商海天公司投资生产机床，主要是从日本引进技术，目前刚开始，起点比较高。

年，西安北村投产，名字像日本的，其实老板是中国人，采用日本技术，生产小型仪表数控车床，水平相当不错。

军工企业技改情况军工企业得到国家拨款开始于当年“大使馆被炸，后来台湾阿扁上台后，大规模技改开始了，军工企业进入新轮的技改高峰，我们很多军工企业开始停止购买普通设备。

尤其是近年来，我们的军工企业从欧洲和日本买了大批量的先进数控机床。

也从国内机床厂哪里采购了大批普通数控机床，国内机床厂商为了迎接这次大技改，也引进了不少先进技术，争取军工企业的高端订单。

早在几年前，我国就已经把国防事业提到了和经济发展样的高度上，我们要建立和经济发展相适应的国防能力，相信再过年，随着我国国防工业和汽车行业的发展，我们国家会诞生世界水平的机床制造商，也将会超越日本，成为世界第机床生产大国。

.液压传动的发展趋势.液压传动的优点体积小重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的。

因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无级调速，且调速范围最大可达般为。

换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长操纵控制简便，自动化程度高容易实现过载保护。

液压元件实现了标准化系列化通用化便于设计制造和使用。

.液压传动的缺点使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。

因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，般工作温度在范围内较合适。

液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。

由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。

通过液压传动优缺点比较并且随着世界技术不断迅速发展，各部门对液压传动提出更高要求，液压传动与电子技术配合在起广泛应用于智能机器人海洋开发宇宙航行地震预测与各种伺服系统，使液压传动的应用提高到个崭新高度。

液压传动是根据世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的门新兴技术，是工农业生产中广为应用的门技术。

如今，流体传动技术水平的高低已成为个国家工业发展水平的重要标志。

目前，液压传动发展的动向，概括有以下几点节约能源，发展低能耗元件，提高元件效率发展新型液压介质和相应元件，如发展高境保护，降低液压元件噪声进步发展电气液压控制，提高控制性能和操作性能重视发展密封技术，防止漏油重视液压油的污染控制其他方面，如元件微型化复合化和系统集成化的趋势仍在继续发展，对液压系统元件的可靠性设计逻辑设计，与电子技术高度结合，对故障的早期诊断预测以及防止失效的早期警报等都越来越受到重视。

使设计制造使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距通过利用国外先进元部件数控系统配套，开始能自行设计及制造高速高性能五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验消化掌握及创新却较差。

至今许多重要功能部件自动化刀具数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。

存在的主要问题包括缺乏象日本“机电法”“机信法”那样的指引严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人缺少深入系统的科研工作元部件和数控系统不配套企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。

我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。

特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为.和.。

尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从年开始，中国连续三年成为世界机床消费第大国机床进口第大国，年中国机床主机消费高达.亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。

由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够制造水平依然落后服务意识与能力欠缺数控，系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。

我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。

年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。

目前正在提高机械加工设备的数控化率，年，我们国家机械加工设备数控华率是，目前预计是之间。

车铣刨磨镗钻电火花剪板折弯激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。

能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。

给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。

当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。

加工中心最主