数控机床高低压夹紧技术分析

摘要:介绍了数控机床中高低压夹紧技术，通过该技术的液压原理控制及相应设置，解决了数控机床中薄壁类工件的精加工变形问题。

关键词:数控机床;高低压夹紧技术;薄壁工件;精加工

在机械加工行业中，加工薄壁类工件时，由于该类工件外壁较薄，很容易被机床夹具夹持变形。对于自动化程度较高的数控机床，传统的加工方式是粗加工及精加工在一次装夹下依次完成，夹紧力维持恒定，对于薄壁类工件精加工很容易造成工件夹紧变形或精度降低。本文经过全面的分析设计与应用验证，提出了一种新型技术，即在数控机床上采用高低压夹紧技术，通过机床夹具系统的液压压力大小自动转换，使夹具系统的夹紧力能够从粗加工的高压夹紧力自动调整到精加工所需的低压夹紧力，减小工件加工精加工时的夹紧变形，从而提高薄壁类工件精加工的精度。

1高低压夹紧系统的原理

根据数控机床自动控制、同一次装夹完成多次加工工序的特点可以看出，要解决精加工时薄壁类工件变形或精度降低的问题，需通过机床夹具系统的液压压力大小自动转换，使夹具系统的夹紧力能够从粗加工的高压夹紧力自动调整到精加工所需的低压夹紧力，即可减小工件精加工时的夹紧变形保证工件加工精度。高低压夹紧系统液压原理如图1。液压站1输出的压力油分别通过高压夹紧回路和低压夹紧回路控制液压夹具10的夹紧或松开动作。高压夹紧时(粗加工)液压油依次通过集成块2、单向阀3、减压阀4、三位四通电磁换向阀8、压力继电器6，控制液压夹具10的夹紧或松开;低压夹紧时(精加工)液压油依次通过集成块2、单向阀3、减压阀4、二位四通电磁换向阀9、压力继电器7，控制液压夹具10的夹紧或松开。该系统的工作过程由液压及相应电气控制完成，高低压之间的转换是用M70指令控制完成。整个系统成本低，应用在数控机床上提高了精加工效率和加工精度。

2高低压夹紧系统设置

2．1压力调节范围夹具高压夹紧(粗加工)压力:1．0～1．5MPa夹具低压夹紧(精加工)压力:0．5～0．8MPa液压系统压力:3．5～5．0MPa2．2压力继电器的设置根据所加工工件的壁厚状况(或刚性)和夹具的夹持力大小，确定好夹具的高压夹紧压力和低压夹紧压力后，可设定每一回路中的压力继电器，以提高整个系统的安全性和可靠性。具体设置如下:(1)在接入电源前，把压力继电器上［ON］、［DIFF］的微调电容器顺时针方向转到最大位置(电容器回转角度0～230°)，然后接入电源，接通压力。(2)ON压力设定(即压力上限)。调整本回路减压阀至所需压力上限。压力继电器上［ON］电容器慢慢地反时针方向转动，直到指示灯LED亮为止，这压力就是ON的设定值。(3)压差(OFF压力，即压力下限)的设定。调整本回路减压阀，从压力继电器上ON的状态逐渐地减压至压力下限，即确定为一个想使开关断开的压力。然后将［DIFF］微调电容器反时针方向慢慢回转，转到指示灯LED熄灭为止，这样OFF压力就设定好了。(4)压力可以多次增减或调整，ON与OFF的设定完成与否，可根据指示灯LED的亮与灭来确定。同样，按上述步骤，设置另一控制回路的压力上限和下限。2．3电磁换向阀工作控制电磁换向阀电磁铁工作控制状态如表1所示。

3注意事项

(1)高低压夹紧所需压力，需针对不同品种的加工工件调试调节，特别是确认低压状态下夹紧力是否足够，以防止工件精加工时松动。(2)若液压夹具的回转速度较高时，需要控制回路最低压力以防止夹具的夹持力太小，导致加工工件甩出夹具。

4结语

这种高低压夹紧技术已实际应用于数控车床，并在机床用户厂家推广使用，实现了数控车床同一次装夹形式下，液压夹具粗加工的高压夹紧力到精加工所需的低压夹紧力的自动控制，减小了薄壁类工件的精加工变形，提高了精加工精度，系统可靠性高、成本低，用户评价良好，具有推广应用价值。

参考文献

［1］文怀兴，夏田．数控机床设计实践指南［M］．北京:化学工业出版社，2008．

［2］戴曙．金属切削机床［M］．北京:机械工业出版社，2007:71－79．

［3］第一机械工业部北京机床研究所．金属切削机床［M］．北京:机械工业出版社，1974．

［4］文怀兴，夏田．数控机床系统设计［M］．北京:化学工业出版社，2005．

［5］王爱玲．现代数控机床结构与设计［M］．北京:兵器工业出版社，1999．

［6］卢秉恒．机械制造技术基础［M］．北京:机械工业出版社，2001．

［7］李善术．数控机床及其应用［M］．北京:机械工业出版社，2001．

［8］成大先．机械设计手册(单行本)液压控制［M］．北京:化学工业出版社，2004．

作者：高利强 柳建锋 单位：宝鸡机床集团有限公司