数控机床平衡液压缸液压回路的设计

数控机床平衡液压缸液压回路的设计

我们上海子鹰液压设备有限公司从事数控机床的设计、制造已历经近10年，对这类机床的立铣头或磨头的平衡配重的设计计算在实践中取得一些经验。

　　金属加工在线提示：立式机床的立铣头或磨头本身是不作X向走动的，故平衡配重锤可以安置在立柱腔内只作上下移动。其X轴向的走动立铣头与配重件是同步的，而龙门式立铣头或磨头要作X向走动，平衡配重锤不但在横梁上没有安装空间，且随立铣头或磨头行走时，会产生晃动失稳，配置平衡锤是行不通的。于是国内外此类机床一般都在立铣头的两侧配置两只平衡液压油缸代替配重锤实现平衡。

　　我们在试制的过程中，参照同类机床的液压原理图或实物，在两平衡液压缸液压回路中配置换向阀，但经反复试验效果不佳。为此，我们曾走访有关企业和部分有这类机床的厂家，有的已经停止使用该液压系统，因为不用平衡液压缸在机床原理上仍是行得通的，不过由于立铣头或磨头整体一般都在1 000kg以上，加上切削力，当立铣头上行时会有较大的阻力，致使导轨及滚珠丝杠——螺母副产生较大的摩擦力而有损于机床精度和寿命。

　　经过一段时间的探索、实践，我们分析了该回路的作用和出现的问题，其症结在于立铣头在加工时，特别是加工型面较复杂的模具时，其上下动作和速度（即液压系统的换向频率）是不规则的，与一般液压驱动机床工作台有规则换向回路是大有区别的。再从换向阀性能分析，换向阀切换时不能太快，以免产生冲击，所以一般都在换向阀上联装先导阀。但一旦装上先导阀，换向有一个缓冲期而使换向时间延缓。这与立铣头加工动作的要求是完全矛盾的。

鉴于上述认识和实践，我们采取拆除换向阀加置蓄能器等措施，使液压系统回路只对立铣头上行的‘托起’起顶力作用，而对立铣头的下行因自重作用而使液压处于‘0’压力。试验和使用结果都令人满意，有的出厂数年，机床液压系统运行平稳，安全可靠。

上海子鹰液压设备有限公司所生产的油缸在设计阶段均采用了三维优化设计，充分保证了零部件的标准化及统一性，绝大多数部件均可在短期内供货及更换。

上海子鹰液压设备有限公司自主研发的油缸试验台在完成国标出厂试验及形式试验的同时，可完成客户提出的各类不同的使用要求油缸试验。