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数控铣床夹紧装置的液压系统设计

【摘要】数控铣床的液压系统设计应从数控铣床的结构以及类

型出发，明确液压系统设计中的步骤，在明确了液压系统的设计要

求后拟定液压系统的模拟图，根据数控铣床液压系统设计图纸对相

应系统的参数进行设计，并从液压系统的运行中分析其制动体系，

构建节能的液压系统的设计模式。

【关键词】数控铣床；夹紧装置；液压系统；设计

1.数控铣床概述

数控铣床具有较强的加工功能，采用铣削方式对工件进行加工，

从而能对工件的外形进行铣削加工、平面或曲面型铣削及三维复杂

型面的铣削，从而再数控加工中得到了广泛的应用，占据着重要位

置。首台数控机床是三坐标的铣床，实现了对相关工件的灵活加工。

当前数控铣床呈现多轴化方向发展的趋势。

数控铣床按照不同的分类标准具有不同的类型。按照体积大小

分为小型、中型和大型；按照控制坐标的联动轴数可分为两轴半联

动、三轴联动、多轴联动。

按主轴布局形式分：立式、卧式、立卧两用式；按数控系统的

功能分：经济型、全功能型、高速型。

数控铣床的结构一般由主轴箱、进给伺服系系统、控制系统辅

助装置、机床的基础件以及工作台构成。数控铣床主要用于机械加

工的铣削，包括平面的铣削和轮廓的铣削，也可对加工的零件进行

钻、扩、铰和镗孔的加工等。平面类、变斜角类、曲面类（立体类）、

箱体类零件较为适用于数控的铣削。

数控铣床的加工程序包括零件的工艺，并且还包括切削的用量、

走刀的路线，刀具的尺寸以及铣床的运用整体的过程。数控铣床受

到程序的指令控制，对工件的加工也是给予程序指令自动执行，由

此，编程的人员应十分了解数控铣床的性能、特点、加工方式、刀

具系统以及切削规范等。数控铣床的加工，首先应选择适合的加工

零件，并确定工序的内容；对加工零件进行图样进行分析，并明确

较高能够的内容以及技术的要求；明确零件的加工方案，制定加工

的工艺路线；设计加工工序。调整数控加工程序。

2.铣床夹紧装置的液压系统设计

2.1明确设计要求

在液压系统的设计中，首先应明确系统设计的要求。具体内容

包括：明确数控铣床用途、结构以及总体的布局，以及相应数控铣

床对液压系统应实现的动作顺序以及互锁的具体要求；明确数控铣

床的液压系统的各执行元件对力以及运动上的要求；明确液压系统

的工作环境以及工作条件；明确液压装置设备的重量和外形尺寸以

及经济性等方面的要求。并通过对液压系统的运动状况分析，明确

液压系统的工作负载、摩擦阻力负载、惯性负载等因素的分析，明

确液压系统运行中的相关参数，从而能为液压系统的设计提供数据

基础。

2.2拟定液压系统原理图

液压系统的原理图是整体液压设计的重要环节，图纸设计的好

坏将在很大程度上对整体的液压系统造成影响。在液压系统原理图

的拟定过程中，通过考虑相应的因素实现具体而合理的设计：执行

元件的结构形式；供油方式；调速方式；快速回路和环节方式；执

行机构中的自动循环和顺序；调压、执行机构换向、安全互锁、压

力测量点的选择。根据液压系统的原理图进行液压系统的下整体设

计，从而对基本的回路进行选择，并在选择完成后对基本的回路进

行整理和归并，并根据具体的需要增加必要的元件或是辅助油路，

从而构成完整的液压系统。在对基本的回路进行选择过程中，应尽

可能节省不必要的元件，从而简化液压系统的结构；综合后的液压

系统应保证工作循环中的各动作的稳定可靠，并且相互之间不存在

干扰；尽可能采用标准件，从而减少自行设计的专用见；近可能实

现经济合理的设计，从而便于维修检测。在对液压系统原理图拟定

后，应检查动作循环体系，并制定液压系统工作的循环表。

2.3液压元件的计算和选择

2.3.1确定液压泵的型号和电机功率

应首先根据液压系统的设计要求以及液压系统的工作状况确定

液压泵的最大的工作压力。液压泵的最高工作压力实际上是液压系

统正常运行和工作过程中能提供的最高的压力。对于定量泵系统而

言，最高压力是由溢流阀调定的；对于变量泵系统来说，这个工作

压力是与泵的特性曲线上的流量相对应的。其次应确定液压泵的最

大流量。液压泵的最大流量按执行元件工况图上的最大工作流量及

系统中的泄漏量来确定。选择液压泵的规格根据以上计算的值，即

可从产品样本中选择合适的液压泵的型号和规格。为了使液压泵工

作安全可靠，液压泵应用一定的压力储备。

2.3.2阀类元件的选择

阀类元件的选择是根据阀的最大工作压力和流