“十四五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材（修訂版）《液壓與氣壓傳動技術(shù)》第2版教案項目名稱項目8液壓與氣壓傳動系統(tǒng)應(yīng)用實例任務(wù)名稱任務(wù)8.1識讀數(shù)控機床的液壓系統(tǒng)授課方式□理論課□實訓(xùn)課?理實一體課授課地點理實一體實訓(xùn)室授課課時2課時授課教師授課班級任務(wù)目標(biāo)1．讀懂液壓系統(tǒng)原理圖；2．分析液壓系統(tǒng)的組成及各元件在系統(tǒng)中的作用；3．初步學(xué)會分析液壓系統(tǒng)的特點。任務(wù)要求1.學(xué)會機床的總體布局和工藝要求，包括采用液壓傳動所完成的機床運動種類、機械設(shè)計時提出可能用的液壓執(zhí)行元件的種類和型號、執(zhí)行元件的位置及其空間的尺寸范圍、要求的自動化程度等；2.學(xué)會機床的工作循環(huán)、執(zhí)行機構(gòu)的運動方式（移動、轉(zhuǎn)動或擺動），以及完成的工作范圍；3.了解液壓執(zhí)行元件的運動速度、調(diào)速范圍、工作行程、載荷性質(zhì)和變化范圍；4.了解機床各部件的動作順序和互鎖要求，以及各部件的工作環(huán)境與占地面積等；5.了解液壓系統(tǒng)的工作性能，如工作平穩(wěn)性、可靠性、換向精度、停留時間和沖出量等方面的要求；6.了解其它要求，如污染、腐蝕性、易燃性以及液壓裝置的質(zhì)量、外形尺寸和經(jīng)濟性等。注意事項1.在組合基本回路時，要注意防止回路間相互干擾，保證正常的工作循環(huán)；2.提高系統(tǒng)的工作效率，防止系統(tǒng)過熱。例如功率小，可用節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)；功率大，最好用容積調(diào)速系統(tǒng)；經(jīng)常停車制動，應(yīng)使泵能夠及時地卸荷；在每一工作循環(huán)中耗油率差別很大的系統(tǒng)，應(yīng)考慮用蓄能器或壓力補償變量泵等效率高的回路；3.防止液壓沖擊，對于高壓大流量的系統(tǒng)，應(yīng)考慮用液壓換向閥代替電磁換向閥，減慢換向速度；采用蓄能器或增設(shè)緩沖回路，消除液壓沖擊；4.系統(tǒng)在滿足工作循環(huán)和生產(chǎn)率的前提下，應(yīng)力求簡單，系統(tǒng)越復(fù)雜，產(chǎn)生故障的機會就越多。系統(tǒng)要安全可靠，對于做垂直運動提升重物的執(zhí)行元件應(yīng)設(shè)有平衡回路；對有嚴(yán)格順序動作要求的執(zhí)行元件應(yīng)采用行程控制的順序動作回路。此外，還應(yīng)具有互鎖裝置和一些安全措施；5.盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計，減少專用件設(shè)計。教學(xué)重、難點重點：1.了解液壓執(zhí)行元件的運動速度、調(diào)速范圍、工作行程、載荷性質(zhì)和變化范圍2.解機床各部件的動作順序和互鎖要求難點：液壓系統(tǒng)的工作性能及其影響因素實施流程工作任務(wù)教師活動學(xué)生活動布置任務(wù)明確任務(wù)內(nèi)容下達任務(wù)書，組織討論學(xué)習(xí)接受任務(wù)，明確工作內(nèi)容。知識準(zhǔn)備1.卡盤夾緊支路數(shù)控車床因其工件在高速旋轉(zhuǎn)中進行切削加工,故對工件的可靠夾緊有其特殊的要求,并要保證在特殊情況下如:機床切削過程中出現(xiàn)故障、突然停電等情況下,工件被可靠夾持。因此對其工件夾緊液壓裝置在安全可靠性方面需有多重保護裝置。工件的夾持通常通過液壓旋轉(zhuǎn)油缸提供。軸向推拉力經(jīng)拉桿連接到動力卡盤上,并經(jīng)斜楔機構(gòu)等將軸向力放大成夾緊工件的徑向夾緊力。詳見示意圖8.1.1。圖8.1.1工件的夾緊工作過程:工件的夾緊、松開?？ūP夾緊支路如圖8.1.2。圖8.1.2卡盤夾緊支路數(shù)控車床切削工件通過動力卡盤夾緊,在高速液壓旋轉(zhuǎn)油缸規(guī)格確定后,其夾緊方式為：1YA得電時活塞伸出夾緊工件，夾緊力可通過進油口的先導(dǎo)式減壓閥調(diào)定；2YA得電時活塞縮回松開工件；當(dāng)夾緊力達到調(diào)定值時，換向閥斷電，閥芯處于中位，并通過進出油口的液壓鎖將活塞鎖住，確保工件在合適的夾緊力下被加工，液壓鎖同時確保意外故障等情況下油缸兩腔油被困,使工件不松脫,起安全保障作用。2.回轉(zhuǎn)刀架的松夾及正反轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)刀架換刀時，首先是刀架松開，然轉(zhuǎn)到指定的刀位，最后刀盤夾緊，如圖8.1.3所示。圖8.1.3刀架的松夾與回轉(zhuǎn)刀盤的夾緊與松開，由一個Y型機能的三位四通電磁換向閥2控制，換向閥與液控單向閥及調(diào)速閥組成自鎖回路，4YA通電時刀盤松開，當(dāng)3YA通電時刀盤夾緊，自鎖回路可以實現(xiàn)刀盤夾緊后的鎖緊，消除了加工過程中刀架突然松開引起的事故隱患。刀盤的旋轉(zhuǎn)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個方向，采用液壓馬達實現(xiàn)刀盤換位是數(shù)控車床刀盤換位中常見的方式之一，三位四通手動換向閥3控制刀盤的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，調(diào)速閥11通過換向閥3的左右換位來控制刀盤旋轉(zhuǎn)時快速和慢速，以節(jié)省換位時間并確保到位時的減速，保證換位的正確性和定位精度。工作過程：當(dāng)4YA通電時，閥2右位工作，刀盤松開；當(dāng)5YA接通、6YA斷開時，刀架正轉(zhuǎn)；當(dāng)5YA斷開，6YA接通時，刀架反轉(zhuǎn)；當(dāng)3YA斷電時，閥2左位工作，刀架夾緊。3.主軸變速支路主軸變速支路由三位四通電磁換向閥4及兩位三通電磁換向閥5組成一個差動回路，如圖8.1.4所示。節(jié)流閥開度一定時，當(dāng)7YA通電，9YA斷電時，主軸為正常運動速度；當(dāng)7YA、9YA同時通電時，液壓缸兩腔同時進油，由于兩腔中液壓油作用面積不同，實現(xiàn)差動。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度，可以實現(xiàn)主軸在高、低速區(qū)不同的轉(zhuǎn)動。圖8.1.4主軸變速支路4.尾座套筒移動支路尾架套筒的前端用于安裝活動頂針，活動頂針在加工時，用于長軸類零件的輔助支撐，支路如圖8.1.5所示。圖8.1.5尾座套筒伸縮支路尾座套筒的伸出與退回由一個三位四通電磁換向閥6控制。當(dāng)10YA通電，11YA斷電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)減壓閥17→閥6（左位）→液壓缸無桿腔，套筒伸出，使頂針頂緊于工件上；電磁換向閥6通過電氣控制實現(xiàn)左右位的互鎖，尾架套筒能夠保持所在位置，使頂針在工件加工時能夠處于穩(wěn)定的位置上，且套筒伸出時的工作預(yù)緊力大小通過減壓閥17來調(diào)整，并由壓力表16顯示，伸出速度由調(diào)速閥12控制；當(dāng)10YA斷電，11YA通電時，套筒退回。講解液壓傳動系統(tǒng)在在數(shù)控機床中的功用和性能要求，初步分析液壓系統(tǒng)圖，并分解為若干個子系統(tǒng)，分析組成子系統(tǒng)的基本回路及各液壓元件的作用，實現(xiàn)每步動作。掌握卡盤加緊回路的原理、組成及各元件在系統(tǒng)中的作用。掌握回轉(zhuǎn)刀架回路的原理、組成及各元件在系統(tǒng)中的作用。掌握主軸變速回路的原理、組成及各元件在系統(tǒng)中的作用掌握尾座套筒移動回路的原理、組成及各元件在系統(tǒng)中的作用。實踐操作原理圖的識讀與元器件的選擇01識讀液壓傳動原理圖。圖8.1.6為數(shù)控車床液壓系統(tǒng)原理總圖。該機床液壓系統(tǒng)由五條液壓支路組成，分別是卡盤夾緊支路、刀架轉(zhuǎn)位支路、回轉(zhuǎn)刀架的松夾支路、主軸變速支路和尾座套筒移動支路。圖8.1.6數(shù)控車床液壓系統(tǒng)原理圖02選擇元器件及耗材。根據(jù)液壓數(shù)控機床液壓傳動系統(tǒng)實驗列出器件及耗材清單，如表8.1.1所示。表8.1.1 元器件及耗材清單元器件名稱個數(shù)液壓缸5個單向閥3個單向節(jié)流閥3個三位五通換向閥5個二位三通換向閥1個壓力表3個溢流閥1個液壓泵1個油管若干液壓回路的安裝與檢查01對照液壓系統(tǒng)圖，確定方案，安裝元器件液壓回路的安裝過程，如表8.1.2所示。表8.1.2液壓回路路接線過程步驟操作過程第一步明確對液壓傳動系統(tǒng)的工作要求，擬定液壓傳動方案。第二步根據(jù)工作部件的運動形式，合理地選擇液壓執(zhí)行元件。第三步根據(jù)工作部件的性能要求和動作順序，列出可能實現(xiàn)的各種基本回路，擬定液壓傳動系統(tǒng)圖。第四步選擇合適的調(diào)速方案、速度換接方案，確定安全措施和卸荷措施，保證自動工作循環(huán)的完成和順序動作和可靠。第五步按討論并確定好的系統(tǒng)圖連接油路。第六步對連接好的液壓回路進行調(diào)試。第七步將調(diào)節(jié)好的液壓回路進行演示，整理工具及元器件。02液壓回路的檢查與故障排除。液壓設(shè)備在運行中出現(xiàn)的故障大致有五類，即漏油、發(fā)熱、振動、壓力不穩(wěn)和噪聲。當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，應(yīng)認(rèn)真的分析，這不僅要了解液壓系統(tǒng)的工作原理，而且還要了解每個元件的結(jié)構(gòu)原理及其作用。診斷方法有耳聽、目測、手觸感覺等方式，必要時可用專業(yè)儀器和試驗設(shè)備進行檢測。通過理論知識學(xué)習(xí)和不斷實踐積累經(jīng)驗，便可逐步學(xué)會液壓系統(tǒng)故障的分析和排除方法。數(shù)控機床液壓系統(tǒng)連接過程中常出現(xiàn)的問題與排除方法，如表8.1.3所示。表8.1.3數(shù)控機床液壓系統(tǒng)檢查與故障排除故障問題排除方法液壓系統(tǒng)無壓力或壓力達不到調(diào)定值。過濾或更換液壓油，清洗溢流閥，疏通阻尼孔，恢復(fù)其工作性能。機床進給速度不穩(wěn)定。過濾或更換液壓油，清洗單向調(diào)速閥。在加工過程中，發(fā)現(xiàn)有些零件加工變形超出了允許范圍。調(diào)整錐閥，重新安裝。講解數(shù)控機床液壓系統(tǒng)的總系統(tǒng)圖，根據(jù)設(shè)備對系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的順序、同步、互鎖、防干擾等要求，組織學(xué)生進行數(shù)控機床的液壓回路和電路的連接，并巡視指導(dǎo)。選擇元件。液壓支路回路的連接。各液壓支路的組合連接。電氣回路的連接。液壓回路的調(diào)試與模擬排故?？己嗽u價實訓(xùn)任務(wù)完成后，進行考核與評價。具體評分細則，如表8.1.4所示表8.1.4數(shù)控機床的液壓系統(tǒng)考核評價表序號評價內(nèi)容配分自評組評教師評價11.能夠完成液壓系統(tǒng)傳動系統(tǒng)圖的設(shè)計。2.熟悉液壓實訓(xùn)設(shè)備的使用和操作方法。3.檢查實訓(xùn)設(shè)備的質(zhì)量與周圍環(huán)境是否合理、安全。10分21.正確選擇液壓元件以及連導(dǎo)線、油管的數(shù)量。2.油路連接安全、可靠、規(guī)范。3.過程中注意安全、規(guī)范操作，合理使用設(shè)備。10分31.系統(tǒng)設(shè)計正確、合理；2.液壓元件連接正確；3.調(diào)試方法是否正確；4.是否功能齊全；5.其他物品是否在工作中遭到損壞；6.環(huán)境是否整潔干凈，整體效果是否美觀。60分41.嚴(yán)禁大聲喧嘩，按照實訓(xùn)要求進