1、裝訂線畢業設計（論文）報告紙畢 業 論 文課題名稱系/專 業 機械工程系/機電一體化班 級 機 電0531學 號 0501101313學生姓名 高于成指導教師：鄭晨升 2008 年 5 月 25 日數控機床液壓系統分析及維護(小三宋重0.5/0.5)機 電0531高于成(五宋，行間距20，0.5/0.5)摘要(居中，小三宋重0.5/0.5)在現代的工業生產過程中，數控車床得到了大量的運用，而我國也在這個領域得到了長足的發展。 數控車床主要包括電氣系統、液壓系統以及機械部分。因此對數控車床的維護也是生產過程中的重要組成部分。(小四宋，行間距20，段前0行/段后0行)液壓系統的維護，由定期維護與日

2、常維護組成。為了在維護的過程盡量的解決問題，對液壓系統應有充足的了解，而本課題則是主要介紹了典型的液壓系統以及維修維護的主要方向以及辦法，應此本課題的研究具有重要的現實意義。關鍵詞(小四宋，重，行間距20，段前0.5行/段后0.5行)：數控機床；液壓系統；維護(小四宋，行間距20)Abstract(居中，小三new time roman重，行間距20，In the modern industrial production process, the numerical control lathe obtained the massive utilization, but our country

3、also obtained the considerable development in this domain. The numerical control lathe mainly includes the electrical system, the hydraulic system as well as the machine part.Therefore to the numerical control lathe maintenance also is in the production process important constituent. The hydraulic s

4、ystem maintenance, is composed by the maintenance routine and the routine maintenance. In order to as far as possible solves the problem in the maintenance process, should have the sufficient understanding to the hydraulic system, but this topic was mainly introduced the model hydraulic system as we

5、ll as the service maintenance main direction as well as the means, should this topic research have the vital practical significance. (正文 小四new time roman字體，行間距20，段前0行/段后0行)，所有英文均為new time roman字體，物流量為斜體，公式用公式編輯器Key words: Numerical control engine bed；Hydraulic system；Maintenance目 錄(居中，小三宋，重，段前0.5行/段

6、后0.5行)第1章 概述(小四宋，行間距20，段前0行/段后0行).41.1 數控技術的發展趨勢.41.2 對我國數控技術及其產業發展的基本估計.61.3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考.8第2章常見數控機床的類型、原理及結構.9 2.1按數控機床的加工功能.9 2.2按所用進給伺服系統的類型分類.10 2.3 按所用數控裝置類型分類.11第3章數控機床工作過程分析、主要元件介紹以及主要液壓系統原理.12 3.1液壓傳動系統的組成.123.2.液壓基本回路.12第4章、液壓系統常見故障及處理方法.17 4.1液壓系統故障診斷的一般原則.17 4.2一些常見故障的檢測.18第5章、正確使用

7、和維護液壓系統.24 5.1 正確選擇使用液壓油、確保液壓油和液壓系統的清潔.245.2 防止油溫過局.255.3 防止液壓系統進入空氣.255.4 正確執行操作規程、防止操作粗暴和隨意操作作業.265.5 加強液壓系統的日常維護和保養 .26第6章總結.27參考文獻.28致謝 .30附錄第1章 概述(小三宋，重，段前0.5行/段后0.5行)1.1 數控技術的發展趨勢（四宋，重，段前0.5行/段后0.5行）數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越

8、重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面。1.1.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢 （小四宋，重，段前0.5行/段后0.5行）1.1.1.1 （五宋重，段前0.5行/段后0.5行）（正文，行間距20，五宋，段前0行/段后0行）效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節

9、拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，

10、已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。 數控，機床，模具設計,數控車床，數控技術 在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10m提高到5m，精密級加工中心則從35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01m)。 在

11、可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。1.1.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展 采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機

12、床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。 當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。 在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。 數控，機床，模具設

13、計,數控車床，數控技術 1.1.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。 為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究，如美國

14、的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），

15、形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。 網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的&quo

16、t;CyberProduction Center"（智能生產控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出"IT plaza"（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。1.1.4 重視新技術標準、規范的建立 1.1.4.1 關于數控系統設計開發規范 如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，并進行開放式體系結構數控系統規范(OMA

17、C、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。 1.1.4.2 關于數控標準 數控標準是制造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標準ISO14649（STEPNC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統的中性機制，能夠描述

18、產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業領域產品信息的標準化。 STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對于數控技術的發展乃至整個制造業，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標準下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網絡化發展的方向。其次，STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙（約75）、加工程序編制時間（約35）和加工時間（約50）。 目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.12001.12.31

19、)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內制造業數據交換軟件的開發者，他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model)，其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。1.2 對我國數控技術及其產業發展的基本估計 我國數控技術起步于1958年，近50年的發展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發展階段。在此階段，由于國外的技術封鎖和我國的基

20、礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的"六五"、"七五"期間以及"八五"的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的"八五"的后期和"九五"期間，即實施產業化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在"九五"末期，國產數控機床的國內市場占有率達50，配國產數

21、控系統（普及型）也達到了10。 縱觀我國數控技術近50年的發展歷程，特別是經過4個5年計劃的攻關，總體來看取得了以下成績。 1)奠定了數控技術發展的基礎，基本掌握了現代數控技術我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術，其中大部分技術已具備進行商品化開發的基礎，部分技術已商品化、產業化。 2). 初步形成了數控產業基地在攻關成果和部分技術商品化的基礎上，建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。蘭州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數控主機生產廠。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地。

22、 3).建立了一支數控研究、開發、管理人才的基本隊伍雖然在數控技術的研究開發以及產業化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認識到，我國高端數控技術的研究開發，尤其是在產業化方面的技術水平現狀與我國的現實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術水平有差距，在某些方面發展速度也有差距，即一些高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看，對我國數控技術水平和產業化水平估計大致如下。 1).技術水平上，與國外先進水平大約落后1015年，在高精尖技術方面則更大。 2).產業化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規模生產；功能部件專業化生產水

23、平及成套能力較低；外觀質量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產數控系統尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。 3).可持續發展的能力上，對競爭前數控技術的研究開發、工程化能力較弱；數控技術應用領域拓展力度不強；相關標準規范的研究、制定滯后。 分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。 1).認識方面。對國產數控產業進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數控技術應用水平及能力分析不夠。 2).體系方面。從技術的角度關注數控產業化問題的時候多，從系統的、產業鏈的角度綜合考慮數控產業化問題的時候少；沒有建立完整的高質量的配套體系、完

24、善的培訓、服務網絡等支撐體系。 3).機制方面。不良機制造成人才流失，又制約了技術及技術路線創新、產品創新，且制約了規劃的有效實施，往往規劃理想，實施困難。 4).技術方面。企業在技術方面自主創新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標準落后，水平較低，數控系統新標準研究不夠。 1.3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考 1.3.1 戰略考慮 我國是制造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國制造業將進一步"空芯"。我們以資源、環境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際&quo

25、t;加工中心"和"組裝中心"，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現代制造業的發展進程。 我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題，首先從社會安全看，因為制造業是我國就業人口最多的行業，制造業發展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業的壓力，保障社會的穩定；其次從國防安全看，西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質，對我國實現禁運和限制，"東芝事件"和"考克斯報告"就是最好的例證。1.3.2 發展策略 從我國基本國情的角度出發，以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我

26、國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標，用系統的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容，實現制造裝備業的跨躍式發展。 強調市場需求為導向，即以數控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等）帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件（數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品；沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。 在

27、高精尖裝備研發方面，要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合，以"做得出、用得上、賣得掉"為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。 在競爭前數控技術方面，強調創新，強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業、裝備制造業乃至整個制造業的可持續發展奠定基礎。 隨著科學技術的發展, 數控機床由于具有優越的加工特點, 在機械制造業中的應用越來越廣泛, 現代工人必須掌握好數控技術裝備的發展趨勢和對策。第2章 常見數控機床的類型、原理及結構2.1按數控機床的加工功能2.1.1 點位控制(positioning control)數控機床  控制特點：

28、在加工平面內，從一個位置快速移動到下一個位置，并有高的定位精度。移動時不加工，到位后，第三軸進行加工。用于加工孔系（鉆、鏜、沖），這類數控機床有：數控鉆床、鏜床、沖床、三坐標測量機等。  2.1.2 .直線控制(line motion control)數控機床  控制特點：控制刀具或工作臺，以適當的速度，沿平行坐標軸的方向直線移動和加工。速度在一定范圍可調。用于加工臺階軸，銑削平面，這類機床有：簡易數控車床、直線控制的數控銑床。還有數控組合機床。  2.1.3 輪廓控制(contouring control )數控機床

29、60; 控制特點：連續、按一定聯系、協調控制（聯動）兩個以上坐標軸任何時刻的運動位置、速度和方向，使刀具相對工件按要求的輪廓軌跡運動。也稱連續控制或多坐標聯動數控機床。 1). 平面輪廓加工的數控機床  控制兩個坐標軸聯動，使刀具相對工件在某一坐標平面做平面曲線運動，從而加工由平面曲線組成的輪廓的零件。常用于車削回轉曲面、銑削平面曲線輪廓零件（平面凸輪）。亦稱兩坐標聯動數控機床。  加工平面輪廓時，無論輪廓是什么曲線組成，常用小段直線來逼近曲線：  以銑削平面輪廓為例，設當前銑刀回轉中心在I/點，輪廓上的切削點為I，在單位時間內，數控系統控制刀具相對工件在X、Y兩

30、個坐標軸方向同時進給xI和yi產生合成直線位移Li，移到J點，從而在工件上加工出一小段直線IJ，逼近弧段IJ，如此連續控制X、Y軸的進給運動，便可加工出多段小直線組成的折線來逼近曲線輪廓。  這里，控制的關鍵是確定每個單位時間內的進給位移分量xI和yI，這是由插補運算和刀具半徑補償運算來完成的。運算條件：合成進給速度、單位時間長短、輪廓曲線方程、由刀具半徑和加工裕量所決定的刀具中心偏移量。  2). 空間輪廓加工的數控機床  加工空間輪廓，根據空間曲面形狀、所用刀具、加工精度和粗糙度要求等的不同，使用不同的加工方法：兩軸半聯動、三軸聯動、四軸聯動、五軸聯動。

31、60; 兩軸半聯動加工  對任何曲面，以平行于某坐標平面的平面連續剖分，得到一系列平面曲線。加工曲面時，采用球頭銑刀，刀具中心在剖分坐標平面（X、Y、Z中的任意兩軸）內作平面曲線的插補運動，第三軸作周期進給。就可加工出該曲面。稱行切法。  三坐標聯動加工  三坐標聯動，刀具作空間曲線插補運動。可加工空間曲線輪廓（回珠器滾道）。還可加工曲面輪廓。加工曲面時，也采用行切法。與兩軸半不同的是，刀具作空間曲線插補運動，從而，使刀具在工件上切出的軌跡是平面曲線，切痕規則，容易得到低的表面粗糙度。 四坐標聯動加工  從理論上，有三軸聯動，使用球頭銑刀，可加工任意空間

32、輪廓。但從加工效率和加工表面粗糙度考慮，對很多曲面，采用三坐標聯動加工是不合適的，需要采用更多的坐標聯動來加工。  飛機大梁是一個直紋扭曲面。若采用圓柱銑刀周邊切削方式，因是直紋，在加工中，使刀具與加工型面始終保持貼合，不僅加工表面光潔，而且效率高。為了實現這種加工方式，不僅要X、Y、Z三坐標聯動控制刀具刀位點在空間的位置，而且要同時控制刀具繞刀位點的擺角，使刀具始終貼合工件，且還要補償因擺角所引起的刀位點的改變。這就是四坐標聯動加工。 五坐標聯動加工  對大型曲面輪廓，零件尺寸和曲率半徑比較大，可用端面銑刀進行加工，以提高生產率和減少加工殘留量。  加工時，使銑

33、刀端面與切削點的切平面重合（凸面）或與切平面成某一夾角（凹面，避免產生刀刃干涉）。這時，切削點的坐標和法線方向時不斷變化的，那么，刀具的刀位點和軸線也要相應變化。故需要X、Y、Z和繞兩個坐標的角度聯動控制，即五坐標聯動控制。 三坐標以上聯動的編程很復雜，需要使用自動編程系統來編制。 2.2 按所用進給伺服系統的類型分類  2.2.1開環(open loop )數控機床  開環數控機床采用開環進給伺服系統。典型的開環伺服系統是有功率步進電機和驅動電源組成的伺服系統。  控制原理：數控裝置根據所要求的進給速度和進給位移，輸出一定頻率和數量

34、的進給指令脈沖，經驅動電路放大后，每個進給脈沖驅動功率步進電機旋轉一個步距角，在經減速齒輪、絲杠螺母副，驅動工作臺移動一個當量直線位移（稱為脈沖當量）。  從理論上，對應一個進給脈沖，步進電機轉過一個步距角，工作臺移動一個當量位移，進給脈沖數量控制工作臺的位移量，脈沖頻率控制運動速度。無須對實際位移進行檢測。所以開環數控機床沒有位移檢測裝置。實際上，由于存在步距角誤差、轉動間隙和誤差，實際位移與指令位移之間有誤差。又由于沒有檢測裝置檢測實際位移，實際位移誤差不能被補償，所以，開環數控機床的精度較低，速度也較低。開環伺服系統多用于經濟型數控機床或對舊機床進行改造。  2.2.

35、2閉環(closed loop)數控機床  閉環伺服系統按閉環原理工作。由安裝在進給執行部件上的位移檢測裝置直接檢測的實際位移，經反饋回路反饋給數控裝置，數控裝置將位移指令與實際位移進行比較，根據其差值與指令進給速度的要求，按一定的規律進行轉換后，得到進給伺服系統的速度指令。同時，測速元件測量伺服電機的轉速，作為速度反饋信號，它與速度指令信號相比較后，其速度誤差，對伺服電機的速度進行調節校正。從而控制工作臺準確的按指令位移和速度運動。 位置反饋回路、速度反饋回路與主控回路構成兩個封閉環，所以稱閉環控制。由位置控制和速度控制構成的雙閉環控制，可以獲得比開環進給系統精度更高、速

36、度更快、驅動功率更大的特性指標。  2.2.3 半閉環(semi-closed loop)數控機床  若將位置檢測裝置安裝在伺服電機或傳動絲杠的端部，間接測量執行部件的實際位移，按閉環原理控制。則構成半閉環控制。因為控制環路不包含實際需要被控制的執行部件，所以，是半閉環。由于不是直接檢測實際位移進行控制，所以，精度低于閉環控制，但仍比開環的精度高。而且，控制系統的穩定性比閉環系統容易獲得。現在，大多數數控機床都采用半閉環進給伺服系統。 2.3 按所用數控裝置類型分類  2.3.1硬線數控(NC)機床  使用硬線數控系統。它的輸入處理、

37、插補運算和控制功能，都是由專用的固定組合邏輯電路來實現。不同功能的數控機床，組合邏輯電路也不同。因而改變或增減控制和運算功能時，需要改變硬件電路。故通用性、靈活性差，制造周期長，成本高。 2.3.1 計算機數控(CNC)機床  使用計算機數控裝置（軟線數控裝置）。硬件電路由小型或微型計算機、加上通用或專用的大規模集成電路組成。輸入處理、插補運算等主要數控功能幾乎全部由系統軟件來實現。不同功能的機床只是系統軟件不同。修改或增減功能，不需變動硬件電路，只需改變系統軟件。因此，具有較高的靈活性，而且，由于硬件基本上通用，有利于大量生產提高質量和可靠性，縮短制造周期和降低成本第3章

38、 數控機床工作過程分析、主要元件介紹以及主要液壓系統原理3.1液壓傳動系統的組成 液壓傳動的基本原理是在密閉的容器內，利用有壓力的油液作為工作介質來實現能量轉換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。 液壓系統主要由：動力元件（油泵）、執行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質等五部分組成。 1). 動力元件（油泵） 它的作用是把液體利用原動機的機械能轉換成液壓力能；是液壓傳動中的動力部分。 2).執行元件（油缸、液壓馬達） 它是將液體的液壓能轉換成機械能。其中，油缸做直線運動，馬達做旋轉運動

39、。 3).控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據需要無級調節液動機的速度，并對液壓系統中工作液體的壓力、流量和流向進行調節控制。 4). 輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及油箱等，它們同樣十分重要。 5). 工作介質 工作介質是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，它經過油泵和液動機實現能量轉換。3.2.液壓基本回路所謂液壓基本回路就是由有關的液壓元件組成用來完成某種特定功能的典型回路。一些液壓設備的液壓系統雖然很復雜，但它通常都由一些基本回路組成，所以掌握一些基本回路的組成、原理和特點將有助于認識分析一個完成的液壓系統。3.2.1

40、壓力控制回路壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制系統整體或某一部分的壓力，以滿足液壓執行元件對力或轉矩要求的回路，這類回路包括調壓、減壓、增壓、保壓、卸荷和平衡等多種回路。如1單級調壓回路 如圖所示，在液壓泵出口處設置并聯溢流閥2即可組成單級調壓回路，從而控制了液壓系統的工作壓力。3.2.2 速度控制回路快速運動回路又稱增速回路,其功用在于使液壓執行元件在空載時獲得所需的高速,以提高系統的工作效率或充分利用功率。實現快速運動的方法不同有多種方案,下面介紹一種常用的快速運動回路。差動回路：圖512所示。其特點為當液壓缸前進時，活塞從液壓缸右側排出的油再從左側進入液壓缸，增加進油處的一些油量，即和泵

41、同時供應液壓缸進口處的液壓油，可使液壓缸快速前進，但使液壓缸推力變小。在液壓系統中,如果由一個油源給多個液壓缸輸送壓力油,這些液壓缸會因壓力和流量的彼此影響而在動作上相互牽制,必須使用一些特殊的回路才能實現預定的動作要求。同步回路在液壓裝置中常需使兩個以上的液壓缸作用步運動，理論上依靠流量控制即可達到，但若要作到精密的同步，則可采用比例式閥門或伺服閥配合電子感測元件、計算機來達成。 3.2.3 動力滑臺液壓系統3.2.3.1 液壓動力滑臺液壓動力滑臺是組合機床上用以實現進給運動的一種通用部件，其運動是靠液壓缸驅動的。滑臺與其他一些通用部件可組成各種不同機床，并能按多種進給方式實現半自動工作循環

42、。液壓動力滑臺雖有不同的規格，但其液壓系統的組成與工作原理卻基本相同,如圖所示： 1-過濾器 2-變量泵 3，7，13-單向閥 4-電液換向閥 5-背壓閥 6-液控順序閥 8，9-調速閥 10-電磁換向閥 11-行程閥 12-壓力繼電器圖3動力滑臺液壓系統原理圖3.2.3.2 動力滑臺液壓系統的工作原理1).快進按下啟動按鈕，電磁鐵1YA通電，電磁換向閥B左位接入系統，液動換向閥A在控制壓力油作用下也將左位接入系統工作，其油路為：控制油路進油路：過濾器1泵2閥B（左）I1閥A左端出油路：閥A右端L2閥B（左）油箱。于是液動換向閥A的閥芯右移，使其左位接入系統（換向時間由L2調節）。 主油路進油

43、路：過濾器1泵2單向閥3閥A（左）行程閥11缸左端 出油路：缸右腔閥A（左）單向閥7行程閥11缸左端此時由于負載較少，液壓系統的工作壓力較少，所以液控順序閥7關閉，液壓缸左右腔形成差動連接，泵在低壓下輸出最大流量，滑臺快進。2).第一次工作進給當滑臺塊進終了時，滑臺上的擋塊壓下行程閥11，切斷了快進油路。電液換向閥4的工作狀態不變，控制油路因此沒有變化。而主油路中，壓力油只能通過調速閥8和電磁換向閥10（右位）進入液壓缸左端。由于油液流經調速閥而使液壓系統壓力升高，液控順序閥開啟，單向閥7關閉，液壓缸右側的油液經液控順序閥6和背壓閥5流回油箱。同時，泵2的流量也自動減少。滑臺實現有調速閥8調速

44、的第一次工作進給。主油路進油路：過濾器1泵2閥3閥A（左）閥8閥10（右）缸左側 回油路：缸右腔閥A（左）閥6背壓閥5油箱。3).第二次工作進給第二次工作進給的控制油路和第一次工作進給是時的相同，其主油路的回油路也與第一次工作進給時的相同，不同之處是主油路的進油路。當第一次工作進給終了，擋塊壓下形程開關，使電磁鐵3YA通電，閥10左位接入系統使其油路關閉，壓力有需要通過調速閥8，9進入液壓缸左腔。由于調速閥9的通流截面積比調速閥8的通流截面積小，所以進給速度進一步降低，因而滑臺實現由閥9調速的第二次工作進給。其豬油陸的進油路與第一次進給的不同也不僅僅是由閥9代替閥10.4).死擋鐵停留 當滑臺

45、第二次工作進給完畢，碰上死擋鐵后停止前進，停留在死擋鐵處。這時液壓缸左腔油液的壓力升高，當達到壓力繼電器12的開啟壓力時，壓力繼電器動作，發出信號給時間繼電器，由時間繼電器控制停留時間。系統內的油液基本停止流動。設置死擋鐵可提高滑臺工作進給終點的位置精度。5).快退滑臺停留時間結束時，時間繼電器發出信號發出信號，使電磁鐵2YA通電，1YA，3YA斷電。這時地磁換向閥B的右位接通，控制油液使液動換向閥A接入系統工作。滑臺返回時負載小，系統壓力低，泵2的流量自動開到最大，所以動力滑臺快速退回。控制油路進油路：過濾器1泵2閥B（右）I2閥A右端 回油路：閥A左端L1閥B（油）油箱。液動換向閥A有控制

46、油路使其換為右位（換向時間由L1調節）主油路進油路：過濾器1泵2閥B（右）I2閥A右端 回油路：缸左腔 閥13閥A（右）油箱。第4章 液壓系統常見故障及處理方法4.1液壓系統故障診斷的一般原則正確分析故障是排除故障的前提，系統故障大部分并非突然發生，發生前總有預兆，當預兆發展到一定程度即產生故障。引起故障的原因是多種多樣的，并無固定規律可尋。統計表明，液壓系統發生的故障約90%是由于使用管理不善所致為了快速、準確、方便地診斷故障，必須充分認識液壓故障的特征和規律，這是故障診斷的基礎。以下原則在故障診斷中值得遵循：(1) 首先判明液壓系統的工作條件和外圍環境是否正常 需首先搞清是設備機械部分或電

47、器控制部分故障，還是液壓系統本身的故障，同時查清液壓系統的各種條件是否符合正常運行的要求。(2) 區域判斷 根據故障現象和特征確定與該故障有關的區域，逐步縮小發生故障的范圍，檢測此區域內的元件情況，分析發生原因，最終找出故障的具體所在。(3) 掌握故障種類進行綜合分析根據故障最終的現象，逐步深入找出多種直接的或間接的可能原因，為避免盲目性，必須根據系統基本原理，進行綜合分析、邏輯判斷，減少懷疑對象逐步逼近,最終找出故障部位。(4) 故障診斷是建立在運行記錄及某些系統參數基礎之上的。建立系統運行記錄，這是預防、發現和處理故障的科學依據；建立設備運行故障分析表，它是使用經驗的高度概括總結，有助于對

48、故障現象迅速做出判斷；具備一定檢測手段，可對故障做出準確的定量分析。(5) 驗證可能故障原因時，一般從最可能的故障原因或最易檢驗的地方開始，這樣可減少裝拆工作量，提高診斷速度。（6）目前查找液壓系統故障的傳統方法是邏輯分析逐步逼近斷。此法的基本思路是綜合分析、條件判斷。即維修人員通過觀察、聽、觸摸和簡單的測試以及對液壓系統的理解，憑經驗來判斷故障發生的原因。當液壓系統出現故障時，故障根源有許多種可能。采用邏輯代數方法，將可能故障原因列表，然后根據先易后難原則逐一進行邏輯判斷，逐項逼近，最終找出故障原因和引起故障的具體條件。4.2一些常見故障的檢測故障源 故障產生的原因解決措施機械元件 1. 泵

49、與電機的聯軸節不在一條中心線上 2聯軸節松或出現問題 3防震裝置出現問題1 重新找中心 2 應緊固或更換聯軸節3 檢查緊固或更換新件吸油管路阻力過大1出油口過濾器堵塞或自數過大2. 吸油管路堵塞或有泄漏發生3. 油位太低1. 檢查清理或更換合適新件2檢查處理3. 檢查加油液壓泵1 泵的防震裝置出現問題2 泵的最大設定壓力太大3 轉軸密封或吸油口密封出現問題4 泵的控制系統紊亂1 檢查緊固或更換新件 2 重新設定最大壓力3 檢查更換新密封4 重新調整控制系統 供、回油管路1 供、回油管路松或安裝位置不好2 回油管咯堵寒或沒有油1 檢查緊固管路或重新走管2 檢查處理或清理供油管路中的閥1. 閥因臟物堵塞2. 閥的節流或噴嘴太小1 檢查清理2 檢查并更換合適元件流量、比例控制1 流量控制閥震動影響到其他控制元件2 流量過大引起的噪音3 控制系統紊亂4 電磁閥因電磁力小或電壓引起堵塞或控制系統故障 5 閥體因磨損或臟物堵塞出現問題6 系統壓力失控1 檢查處理2 適當調節流量或比例控制板3 重新調節控制系統4 檢查電磁閥線包及其線路5 檢查清理或更換新件6重新調整壓差控制板液壓油1 因油位低或