YΦ5220-06龙门铣镗床液压系统改进

 一、前言
       YΦ5220-06龙门铣镗床是我公司20世纪90年代从俄罗斯引进的大型铣镗床，工作台进给是通过直流电机经变速箱变速后，由一对蜗杆蜗条实现的，由于蜗杆与蜗条存在一定的间隙，如果不消除此间隙，势必会造成工件在加工过程中工作台来回窜动，影响加工精度和损伤刀具。机床工作台传动示意图如图1所示，进给运动经齿轮带动花键轴转动。在花键轴装有两个蜗杆，
其中蜗杆1为主传动蜗杆，承担着工作台主传动力。蜗杆2用来消除工作台间隙，在油缸带动下，可在花键轴上来回滑动，通过切换电磁换向阀位置，使蜗杆2移动方向始终与工作台运动方向相反，从而达到消除蜗杆与蜗条间隙的目的，在机床控制面板上有消除间隙旋钮。在选择不消除间隙位置时，电磁换向阀处于中位，油缸处于浮动位置。电磁换向阀的工作位置与工作台运动方向对应关系由电气柜内PlC控制。
       二、故障现象及分析
       (1)强力切削时，工作台会发生来回窜动现象；(2)大直径镗孔时，

图1

      工作台会来回窜动，造成加工孔的定位不准；在旋钮处于消除间隙位置，工作台换向时，明显感到工作台有冲击，尤其在用铣刀铣槽时，工作台若换向，常造成铣刀被折断。
       经分析认为，造成上述(1)、(2)现象的根本原因在于消除间隙油缸所产生的作用力不足以克服加工过程中的冲击，造成工作台在切削冲击力的作用下，推动了油缸。在切削冲击消失时，油缸推动工作台回到原始位置，因此就产生了工作台来回窜动的现象；在上述(3)现象中，由于工作台运动方向改变，那么油缸也要改变运动方向，以保证与工作台运动方向始终相反。由于蜗杆与蜗条存在一定间隙，油缸会带动蜗杆2撞击蜗条，从而当工作台换向时，有明显的冲击，在用铣刀铣槽时，冲击影响非常大，使工件随工作台挤压铣刀，造成铣刀折断。
       三、问题的解决
       从分析结果来看，引起故障原因是机床设计时存在一些缺陷，要解决问题需从两方面着手：(1)增大油缸作用力，足以克服强力切削时工作台对蜗杆的作用力。(2)工作台换向时，要控制油缸的运动速度，减小油缸对蜗条的冲击力。

图2

       为此笔者对机床液压系统进行了一些改进，改进后液压原理图如图#所示，在油缸的油路上增加国产LA-F6D-AD单向节流阀和2AY-F6D-AB液控单向阀。其系统改进思路和工作原理如下：若提高系统工作压力来提高油缸的作用力，势必会改变机床整套液压系统工作参数，另外会加剧蜗杆与蜗条之间磨损。采用2AY-F6D-AB液控单向阀后，在油缸液控单向阀之间油路形成一闭腔，提高了油缸工作刚性，阻止了强力切削时工作台的窜动。单向节流阀用来调节油缸的速度，当工作台换向时，由于单向节流阀的作用，油缸以缓慢的速度移动。当蜗杆2接触蜗条时，蜗杆(与蜗条啮合基本上是零间隙了，从而消除了换向时油缸对工作台的影响。
       改进后，机床故障现象彻底消失，运动平稳，机床加工精度和加工表面质量大大提高。