1、M1432A 型万能外圆磨床一.机床概述 M1432A 型万能外圆磨床主要以磨削圆柱形或圆锥形（包括阶梯形）的外圆表面和内孔，成品的尺寸精度可达 12 级，表面光洁度可达 T8T10。这台机床液压系统的性能如下：1.工作台往复运动万能外圆磨床工作台的往复运动一般都比较低，这台机床的工作台能在 0.10.5m/min 之间进行无级调速，并能作 1030mm/min 的低速、无爬行运动以精修砂轮。工作台的换向过程平稳，启动、停止迅速为了保证在机床上磨削阶梯轴和阶梯孔，工作台应有较高的换向精度，以防止沙轮碰撞工件台阶，造成事故。这台磨床的同速换向精度（制同一速度下换向点的位置精度）不大于 0.03m
2、m，异速换向精度（指速度由最小增至最大时换向点的位置误差）不大于 0.3mm。外圆磨床上的砂轮一般是不越出工件的，为了避免工件两端因磨削时间较短而引起外圆尺寸偏大（内孔尺寸偏小）起见，这台机床工作台换向时在两端有一短暂的停留阶段，停留时间为05s，并可进行调节。这台机床能做高生产率的切入磨削，其工作台能驶向奥频率、短行程的换向（通常称为抖动），以提高磨削的表面光洁度和效率，并使砂轮磨损均匀。为保证操作安全，这台机床工作台的液压驱动和手动操作能互锁。万能外圆磨床对工作台往复运动的要求是很高的，换向性能方面的要求更是如此，液压系统中的这一部分往往成为整个系统的核心部分，这台机床也清楚的反映出这一点
3、。2.砂轮架快速进退为了提高生产率，缩短辅助时间、保证安全操作，在装卸或测量工件是这台机床上的砂轮架能快速进退。砂轮架快进时有很高的重复位置精度和运动平稳性，但在使用内圆磨具时有能锁住不动，保证操作安全。3.尾架顶尖的液动夹紧为了保证安全操作，这台机床上的尾架顶尖只有在砂轮架退出后才能松开。二.液压系统的工作原理图 97 示 M1432A 型万能外圆磨床的液压系统原理图，其作用情况如下：1.工作台的往复运动在图示位置上，开停阀 E 打开，节流阀 F 处在开口最大的位置（见 a2a2 截面上节流口的开口），先导阀 C 和换向阀 D 都处于右端位置，这时工作台向右运动，因为主油路中的油流为：进油路
4、：泵 B油路 1换向阀 D油路 2 工作台液压缸 Z1 右腔。回油路：工作台液压缸 Z1 左腔油路 3换向阀 D油路 5先导阀 C油路 6开停阀 E 的a1-a1 截面开停阀 E 的轴向槽（图中虚线）开停阀 E 的 b1-b1 截面油路 14节流阀 F 的b2-b2 截面及其轴向槽节流阀 F 的 a2-a2 截面上的节流口油箱当工作台向右运动到预先调整好的位置时，。固定在工作台上的左挡块通过拨杆，推动先导阀C 向左移动，先导阀中段的右制动锥逐渐将油路 5 和 6 之间的通道关小，时工作台逐渐减速，实现预制动。当工作台继续推先导阀向左移动到先导阀阀芯上右面的环槽使油路 7 和 9 接通，左面的环
5、槽使油路 8 和油箱接通时，控制油路被切换。从泵 B 经精滤油器 A2 来的油一支进入抖动缸 H1，推动先导阀快速移向左位；另一支经单向阀 I2 进入换向阀右端，推换向阀阀芯向左移动。这时控制油路中的油流为：进油路：泵 BA2油路 7先导阀 C油路 9H1I2 油路 13 换向阀 D 右端回油路：抖动缸 H2油路 8先导阀 C油箱另一方面，换向阀左端的油经过三种不同的通道返回油箱，使换向阀 D 的阀芯产生第一次快跳、慢移和第二次快跳，其过程如下：开始时，由于换向阀左端油路 8先导阀 C油箱回油畅通无阻，阀芯移动速度很大，出现第一次快跳。阀芯快速移动一小段距离后，当它中间一阶台肩移到阀体的中间沉
6、割槽处时，液压缸两腔油路连通，工作台迅速停止运动，完成终制动。此后换向阀在压力油作用下继续移动，当阀芯盖住左端油路 8 时，回流只能通过节流阀（也叫停留阀）J1 返回油箱，即换向阀左端油路 12节流阀 J1油路 8先导阀 C油箱这时阀芯以节流阀 J1 调定的速度慢速移动。在慢移阶段中，由于阀体上那个中间沉割槽比阀芯上的中间台肩宽，液压缸两腔油路继续连通，工作台在换向点继续停留，这就是反向前的端点停留（停留时间由节流阀 J1 控制，可在 05S 内调整）。最后，当阀芯慢移到其左端环槽使油路 10 和 8 接通时，换向阀左端油路 12油路 10换向阀 D 左端环槽先导阀 C油箱。回油又畅通无阻阀芯
7、实现第二次快跳；而主油路被迅速切换，工作台反向起动。这是主油路中的油流情况为：进油路：泵 B油路 1换向阀 D油路 3液压缸左腔；回油路：液压缸右腔油路 2换向阀 D油路 4先导阀 C油路 6开停阀 E 的 a1-a1 截面开停阀 E 的 b1-b1 截面油路 14节流阀 F 的 b2-b2 截面节流阀 F 的 a2-a2 截面上的节流口油箱于是工作台向左运动，并在其右挡块碰上拨杆后，控制油路按上述相同的过程进行反方向的切换，主油路也随之作反方向的切换，工作台又向右运动。如此不断反复，使工作台实现往复运动。调节节流阀 F 开口的大小，可使工作台在 0.054m/min 之间无级变速。当开停阀
8、E 处在“开”位时， 从油路 1 来的压力油经开停阀的 d1-d1 截面和油路 15，进入手摇机构液压缸 K，推动活塞，使一对啮合齿轮脱开，因此，工作台往复运动时，手轮不会转动。当把开停阀转到“开”位时，开停阀的 b1-b1 截面关闭了通往节流阀 F 的回油路，而其 c1-c1截面使液流回油箱，活塞在弹簧作用下使齿轮啮合，工作台就可以通过摇动手轮来操作了。动画演示2.砂轮架的快速进退砂轮架的快速进退回路比较简单，是通过一个手动二位四通阀 M 来操纵的。为了保证快进的重复位置精度，防止进退到终点时出现冲击起见，在快速进退液压缸 Z2 中设有缓冲装置，快进终点位置是靠活塞与缸盖的接触来保证的，其重
9、复位置误差不大于 0.005mm。在手动换向阀 M 的下面，有一个行程开关和一个内外圆磨削连锁电磁铁。当扳动阀 M 的手柄使砂轮架快进时，手柄同时压下该行程开关，使头架和冷却泵启动。当翻下内圆磨具进行内圆磨削时，磨具压下另一个行程开关，使内外圆磨削连锁电磁铁吸合，将阀 M 锁住在快进位置上，将阀 M 锁住在快进位置上，这样手柄就不可能被扳动，保证了安全操作。动画演示3.尾架顶尖的液动夹紧液压尾架的顶尖只有在砂轮快退时才能松开，因为尾架液压缸 L 的压力油来自 Z2 的前腔，并有一个脚踏式的二位三通阀 P 来操纵。上的阻尼孔 J7、J8 或 J9 分别通至手摇机构、丝杠螺母副、平导轨及 V 形轨
10、等处供润滑之用。润滑油在通过阻尼孔是减轻了压力，其值由溢流阀 G2 进行调节；各润滑点上所需的流量分别由各节流阀调节。除此之外，液压系统已开始工作，柱塞缸 N 内就通入压力油，柱塞就顶住在砂轮架上，将进给丝杠螺母副的间隙消除掉，保证横向进给的准确。三、液压系统中的换向机构及其性能万能外圆磨床为了适应加工阶梯轴或阶梯孔的需要，对工作台换向性能有很高的要求。良好的换向性能包括换向冲击小，换向精度高，冲出量小，换向停留时间可调以及换向时间短等五项。这几个指标实际上是相互矛盾的，很难全部达到要求。一般来说，换向时间短、换向精度高、冲出量小时，换向冲击就大；换向时间长、换向冲击小时，换向精度就会低，换向
11、冲出量就会大。为了获得较好的换向性能，除了合理的选择换向阀，在外圆磨床上常采用下列几种措施：1.采用先导阀 工作台自动换向最简单的机构是采用机动的二位四动换向阀，如第一章图 13所示。这种机构的缺点在于工作台低速运动下换向时，挡块推动拨杆带着换向阀阀芯移至中间位置时会出现“换向死点” （工作台因失去动力而停止） ，实现不了自动换向；而工作台高速运动下换向时又会因挡块推动拨杆使换向阀快速移动，换向时间过短，液压缸一腔压力突然降低，一腔压力突然升高而引起换向冲击。所以，这种机构现在磨床上很少采用。当采用电磁阀换向时，上述机动操作的第一个缺陷（出现换向“死点” ）可以避免，但第二个缺陷（出现换向冲击
12、）依然存在，同时，电磁阀还存在着换向频率不够高，寿命低，易产生故障等缺点。但采用一个二位四通的机动滑阀作为先导阀，有它来控制一个可调的液动换向阀以实现工作台的换向时， （图 98）上述缺点就可以全部刻服掉。在这里，先导阀 C 只用来控制液动换向阀D 的换向。当工作台上的挡块碰动拨杆并使先导阀移至中位时，压力油仍然可以通过换向阀 D进入液压缸，不会出现换向“死点”；另一方面液动换向阀的移动速度可以通过其两端的单向节流阀进行调整，与工作台速度无关，只要调得合适就可以基本上消除换向冲击。2.选用行程控制式制动 磨床工作台换向过程中的制动方式由时间控制式和行程控制式两种。图98 示时间控制式换向回路，
13、其工作情况如下：当换向阀 D 在压力油作用下向左移动时，液压缸右腔的回油通道逐渐关小，工作台移动速度逐渐减慢，并在阀芯移过一段距离 L 后回油通道全部封闭，工作台停止运动。在这里，当调节好节流阀 J1 的开口量、规定下换向阀 D 的移动速度之後换向阀移过 L 这段距离所需的时间（即使工作台制动的时间）就被确定了。在油液粘度基本上无变化的情况下,无论工作台移动速度快慢如何这个时间基本上是不变的,所以这种方式叫做时间控制式制动.时间控制式制动的异速换向精度较差(因为工作台速度愈大 ,冲出量也就愈大),同速换向精度亦不高(因为制动时间实际上还受其他一些因素的影响,并不是一成不变的);但这种方式允许按
14、具体情况去调整制动时间:当工作台速度高、重量大，也就是惯性大时，可以把制动时间调得长一些以利于消除换向冲击；在相反的情况下则可以把它调得短一些以利于提高效率。由此可见，时间控式制动最宜用在换向频率高，要求换向平稳、无冲击，但不要求换向精度很高的场合（例如，平面磨床上） ，把它用在外圆磨床上显然是不合适的。图 99 示形成制动式换向回路，在这里，液压缸的回路不但要通过换向阀 D 而且还要通过先导阀 C 才能排回油箱。那图示工作台向右移动的情形来说，当挡块碰动拨杆、先导阀 C 向左移动时，先导阀 C右边的制动锥逐渐将液压缸右腔回油路关小，对工作台起制动作用，使其速度逐渐减小。在此回油通口接近于封闭
15、（还留下很小一点开口量x） 、工作台速度已变得很小时控制油路才开始切换，使换向阀移动并实现工作台开始切换。在这种情况下，无论工作台原来速度快慢如何，先导阀总是先移过一定的行程（l-x）使工作台预先制动到差不多相同的很小速度后才开始使换向阀切换所以这种方式叫做行程控制式制动。形成制动式制动可以大大提高换向精度，减小冲出量，但是它使工作台的制动行程基本上保持恒定，因此工作台速度愈高，制动时间就愈短，换向冲击就愈大。对于万能外圆磨床来说，由于工作台的往复运动速度不高，换向冲击不是主要矛盾，而换向精度却十分重要，所以采用行程控制式制动是完全合适的。3.使换向阀分段变速移动 为了提高换向精度、减小冲出量
16、，万能外圆磨床液压系统中换向阀阀芯的移动最好还要象图 97 那样分第一次快跳，慢速移动和第二次快跳三个阶段进行。这是因为先导阀对工作台的制动只能将其速度减得很慢，不能使其运动停止，工作台的终制动还是要还是要靠换向阀到达中间位置使液压缸两腔都接通压力油时才能完成的。图 99 那样的回路中换向阀阀芯只有一种移动速度，当根据停留要求将节流阀开口调得很小时，阀芯就会移动得很慢、工作台制动时间就会很长，不利于减少冲出量和提高换向精度。如果换向阀有一个第一次快跳的阶段，其阀心就能很快到达中间位置，制动精度就可以大大提高。实践证明，采取这一措施后磨床工作台的异速换向精度可以从原来的 0.7mm 提高到 0.
17、2mm,同速换向精度提高到0.03mm。第一次快跳结束后工作台停止运动，换向阀阀芯则在慢速移动中，它所经历的时间就是工作台换向过程中的停留时间，其长短可按实际需要由停留阀 J1 或 J2 调节。停留阶段结束后换向阀阀芯第二次进行快跳，使工作台迅速反向启动，这样做有利于提高生产率和保证磨削质量。4.使先导阀快跳 为了进一步提高换向精度，磨床工作台液压换向回路中的先导阀亦应实现快跳，这样做就不会在工作台移动速度极慢时出现先导阀阀芯还没有达到换向点位置而换向阀阀芯已走完其第一次快跳途程使工作台停止运动，也不会使工作台在低速度下换向时出现停留时间过长、换向迟缓等现象，反而可以借助先导阀开始快跳时的位置
18、来精确的调整工作台的换向点、满足磨削阶梯轴或阶梯孔时的对刀需要。先导阀快跳还可以用来实现工作台的短距离换向（工作台抖动）：在有快跳动作的先导阀上，先导阀一快跳就会使阀上的主回油口完全打开，因此先导阀阀芯只要稍微偏离其中位置、发出换向信号就可以使通向换向阀两端的控制油路和主油路切换，在工作台两个挡块几乎夹住拨杆的情况下实现短距离（12mm）的换向。这对切入式磨削的提高磨削质量和工作效率并使砂轮磨损均匀来说，都是很有必要的。四、液压系统的特点 这台磨床的液压系统具有如下的一些特点：1.采用了活塞杆固定式的双杆液压缸，为了保证左、右两个方向运动速度的一致，又减小了机床的占地面积。2.采用了结构简单，
19、价格便宜而压力损失又小的简单节流阀式调速回路，它对调速范围不大、负载很小且又基本上恒定的磨削加工来说是完全合适的。3.采用了出口节流式调速回路，液压缸回油腔中有背压力，可以防止空气渗入液压系统，并使质量较大的磨床工作台加速制动。至于停车后再起动时的工作台“前冲” 现象，则可由缓慢转动开停阀来改善。4.采用了把先导阀、换向阀和开停阀做在一个共同阀体内的液压操纵箱式结构。它能显著的缩小液压元件的总体积、缩短阀间通道长度、减少油管及管接头的数目，并改善液压系统的工作性能，此外，操纵也较方便。5.采取了能使先导阀快跳，能使换向阀实现一次快跳、慢速移动、二次快跳的油路结构，从而使工作台有可能获得很高的换向精度。6.设置了抖动缸，使工作台能做很短距离的高频抖动，有利于保证切入式磨削和阶梯轴（孔）磨削的加工质量。
