加工中心氣動(dòng)換刀系統(tǒng)安裝與調(diào)試

1、加工中心氣動(dòng)換刀系統(tǒng)安裝與調(diào)試 【知識(shí)準(zhǔn)備】一、氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件是以壓縮空氣為動(dòng)力源，將氣體的壓力能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，用來(lái)實(shí)現(xiàn)既定的動(dòng)作。氣動(dòng)系統(tǒng)常用的執(zhí)行元件為氣缸和氣馬達(dá)。氣缸用于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣馬達(dá)用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。氣缸作為夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置，在選型時(shí)一般先確定它的類型，再確定它的種類以及具體的結(jié)構(gòu)，最后再確定規(guī)格尺寸。（一）氣缸的工作原理及結(jié)構(gòu)1氣缸的工作原理圖1所示為普通氣缸的工作原理。若缸筒固定，當(dāng)壓縮空氣進(jìn)人氣缸的右腔(見(jiàn)圖a)，壓縮空氣的壓力作用于活塞上，當(dāng)能克服活塞桿上的所有負(fù)載時(shí)活塞帶動(dòng)活塞桿收回，活塞桿對(duì)外做功；同樣當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入左腔時(shí)(見(jiàn)圖b)，活塞

2、桿伸出。這樣完成一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。a)伸出b)縮回圖 1 普通氣缸工作示意圖 2普通氣缸的結(jié)構(gòu)除幾種特殊氣缸外，普通氣缸的種類及結(jié)構(gòu)形式與液壓缸基本相同。目前最常選用的普通氣缸的結(jié)構(gòu)和參數(shù)都已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，如圖 2所示為普通氣缸的實(shí)物圖。圖 2 普通氣缸實(shí)物圖（二） 氣缸的選擇 一般情況下根據(jù)氣缸所使用的壓力p、軸向負(fù)載F和氣缸的負(fù)載率來(lái)計(jì)算氣缸的內(nèi)徑。其中，氣缸使用的壓力根據(jù)氣源供氣條件來(lái)確定，一般p應(yīng)小于減壓閥進(jìn)口壓力的85%。 1.氣缸內(nèi)徑的確定（1）負(fù)載力的計(jì)算負(fù)載力是選擇氣缸的重要因素，負(fù)載狀況不同，作用在活塞桿軸向的負(fù)載力也不同。負(fù)載狀態(tài)與負(fù)載力的關(guān)系見(jiàn)表2-1。表2-1 負(fù)

3、載狀態(tài)與負(fù)載力的關(guān)系 （2）氣缸負(fù)載率的計(jì)算與選擇 氣缸的負(fù)載率是氣缸活塞桿受到的軸向負(fù)載力F與氣缸的理論輸出力F0之比。負(fù)載率有兩種選取方法，一是根據(jù)負(fù)載的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)選取負(fù)載率，見(jiàn)表2-2。二是根據(jù)氣缸的工作壓力選取負(fù)載率，見(jiàn)表2-3。表2-2 負(fù)載的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與負(fù)載率的關(guān)系負(fù)載的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜載荷動(dòng)載荷氣缸速度（50500）mm/s氣缸速度>500mm/s負(fù)載率70%50%30%表2-3 氣缸工作壓力與負(fù)載率的關(guān)系p(MPa)0.160.200.240.300.400.500.600.70110%-30%15%-40%20%-50%25%-60%30%-65%35%-70%40%-75%45

4、%-75%（3）氣缸內(nèi)徑的計(jì)算方法 普通雙作用氣缸的理論推力（N）為：式中, D一缸徑(m)，p一氣缸的工作壓力(Pa)。 理論拉力(N)為：式中,d一活塞桿直徑（m）時(shí),估算時(shí)可令d=0.3D。一般簡(jiǎn)化計(jì)算公式為：式中：D-氣缸缸徑（內(nèi)徑），mmF-氣缸承受的負(fù)載，NP-氣缸使用壓力，MPa-氣缸的負(fù)載率，%計(jì)算出D后，再按標(biāo)準(zhǔn)的缸徑進(jìn)行圓整，缸筒內(nèi)徑的圓整值見(jiàn)表2-4所示。表2-4 缸筒內(nèi)徑圓整值810121620253240506380901001101251401601802002202502803203604004502.氣缸活塞桿直徑的確定在確定氣缸活塞桿直徑時(shí)，一般按d/D=0.

5、20.3進(jìn)行計(jì)算，必要時(shí)可按d/D=0.160.4進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后再按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，活塞桿直徑的圓整值見(jiàn)表2-5。表2-5 活塞桿直徑的圓整值456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360 舉例：用氣缸水平推動(dòng)臺(tái)車，負(fù)載質(zhì)量M=150kg，臺(tái)車與床面間摩擦系數(shù)0.3，氣缸行程L=300mm，要求氣缸的動(dòng)作時(shí)間t=0.8s，工作壓力P=0.5Mpa。試選定缸徑。（三）夾具氣缸的確定與計(jì)算1.計(jì)算負(fù)載力已知夾緊力k=4500N，供氣壓力p=0.7MPa，氣缸行程為600mm。則根據(jù)表7-2

6、-3，負(fù)載力F=K=4500N。2.計(jì)算負(fù)載率根據(jù)表7-2-4，選用=50%。3.計(jì)算缸徑D根據(jù)公式，缸徑D=127.98mm。取D=140mm（最好選取160mm）。4計(jì)算活塞桿直徑因?yàn)閐/D=0.20.3，所以，活塞桿直徑d=（0.20.3）D=（0.20.3）×140=（2842）mm。根據(jù)表4-9圓整取d=36mm。根據(jù)缸徑D和活塞桿直徑d選擇某一廠家的氣缸的具體型號(hào)，其中，有效行程為60mm。（四）氣缸常見(jiàn)故障及排除方法安裝和使用不當(dāng)，特別是長(zhǎng)期使用，會(huì)使氣缸產(chǎn)生故障。氣缸常見(jiàn)故障及排除方法見(jiàn)表2-6。表2-6 氣缸常見(jiàn)故障及排除方法故障現(xiàn)象原因分析排除方法外泄漏活塞桿端漏

7、氣1.活塞桿安裝偏心2.潤(rùn)滑油供應(yīng)不足3.活塞桿密封圈磨損4.活塞桿軸承配合面有雜質(zhì)5.活塞桿有傷痕1.重新安裝調(diào)整，使活塞桿不受偏心和橫向負(fù)荷2.檢查油霧器是否失靈3.更換密封圈4.清洗除去雜質(zhì)，安裝更換防塵罩5.更換活塞桿缸筒與缸蓋間漏氣密封圈損環(huán)更換密封圈緩沖調(diào)節(jié)處漏氣密封圈損環(huán)更換密封圈內(nèi)泄漏活塞兩端串氣1.活塞密封圈損壞2.潤(rùn)滑不良3.活塞被卡住，活塞配合面有缺陷4.雜質(zhì)擠入密封面1.更換密封圈2.檢查油霧器是否失靈3.重新安裝調(diào)整，使活塞桿不受偏心和橫向負(fù)荷4.除去雜質(zhì)，采用凈化壓縮空氣輸出力不足動(dòng)作不平穩(wěn)1.潤(rùn)滑不良2.活塞或活塞桿卡住3.供氣流量不足4.有冷凝水雜質(zhì)1.檢查油霧

8、器是否失靈2.重新安裝調(diào)整，消除偏心橫向負(fù)荷3.加大連接或管接頭口徑4.注意凈化干燥壓縮空氣，防止水凝結(jié)緩沖效果不良1.緩沖密封圈磨損2.調(diào)節(jié)螺栓損壞3.氣缸速度太快1.更換緩沖密封圈2.更換調(diào)節(jié)螺栓3.注意緩沖機(jī)構(gòu)是否合適損傷活塞桿損壞1.有偏心橫向負(fù)荷2.活塞桿受沖擊負(fù)荷3.氣缸速度太快1.消除偏心橫向負(fù)荷2.沖擊不能加在活塞桿上3.設(shè)置緩沖裝置缸蓋損壞緩沖機(jī)構(gòu)不起作用在外部或回路中設(shè)置緩沖機(jī)構(gòu)二、控制閥 方向控制閥兩通閥：有一個(gè)進(jìn)口（用P、IN或SUP表示）和一個(gè)出口（用A或OUT表示）。 方向控制閥三通閥：有一個(gè)進(jìn)口、一個(gè)出口和一個(gè)排氣口（用O、R或EXH表示）。也可是一個(gè)進(jìn)口和兩個(gè)出

9、口（分配閥）或兩個(gè)進(jìn)口（用P1和P2表示）和一個(gè)出口（選擇閥）。三、氣動(dòng)控制回路 【任務(wù)實(shí)施】一、識(shí)讀氣源裝置參觀學(xué)校氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)室，根據(jù)壓縮空氣站工作流程圖，識(shí)讀氣源裝置和輔助元件，查閱相關(guān)資料，將常見(jiàn)元件的功能和圖形符號(hào)填寫于表2中。表2 氣源裝置各氣動(dòng)元件功能及符號(hào)序號(hào)名稱主要功能圖形符號(hào)1氣源2氣泵3冷卻器4過(guò)濾器5空氣干燥器6壓力計(jì)7空氣過(guò)濾器8油霧器9三聯(lián)件10二聯(lián)件二、調(diào)節(jié)輸出壓力1調(diào)節(jié)空壓機(jī)的輸出壓力，使其輸出壓力為0.8MPa。2調(diào)節(jié)三聯(lián)件的輸出壓力，使其進(jìn)入系統(tǒng)的壓力為0.6MPa。三、氣源裝置的日常維護(hù)及保養(yǎng)根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有的空壓機(jī)及三聯(lián)件，通過(guò)查閱相關(guān)資料，了解空壓機(jī)和三聯(lián)件的

10、主要技術(shù)指標(biāo)及使用注意事項(xiàng)，將日常維護(hù)及保養(yǎng)的步驟填寫于表3和表4中。表3 空壓機(jī)日常維護(hù)及保養(yǎng)步驟序號(hào)操作步驟注意事項(xiàng)123表4 三聯(lián)件日常維護(hù)及保養(yǎng)步驟序號(hào)操作步驟注意事項(xiàng)123空氣壓縮機(jī)的日常維護(hù)及保養(yǎng)事項(xiàng)如下： (1)保持機(jī)器的清潔。 (2)儲(chǔ)氣罐的放水閥每日打開(kāi)一次排除油水。在濕氣較重的地方，每4h打開(kāi)一次。(3)潤(rùn)滑油液位每天檢查一次，確?？諌簷C(jī)正常潤(rùn)滑。(4)空氣濾清器應(yīng)l5天清理或更換一次濾芯。(5)不定期地檢查各部位螺釘?shù)乃删o程度。(6)潤(rùn)滑油最初運(yùn)轉(zhuǎn)50h或一周后更換新油。以后每300h更換新油一次(使用環(huán)境較差者應(yīng)I50h換一次油)，每運(yùn)轉(zhuǎn)36h加油一次。(7)空氣壓縮機(jī)

11、使用500 h(或半年)后請(qǐng)將氣閥拆出清洗。(8)每年請(qǐng)將機(jī)器各部件清潔一次。(9)應(yīng)定期檢查所有的防護(hù)罩、警告標(biāo)志等安全防護(hù)裝置。(10)應(yīng)定期檢查空壓機(jī)的壓力釋放裝置、停車保護(hù)裝置，檢查壓力表(半年一次)、安全閥的靈敏性，確保空壓機(jī)處于正常工作狀態(tài)。(11)應(yīng)定期檢查受高溫的零部件，如閥、氣缸蓋、排氣管道，清除附著在內(nèi)壁上的油垢和積碳物。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，嚴(yán)禁觸摸高溫部件。四、氣動(dòng)元件的選擇：要正確選擇各氣動(dòng)元件，首先要分析氣動(dòng)設(shè)備的功能要求，然后再根據(jù)前面所敘述的各氣動(dòng)元件的選擇方法，來(lái)正確選擇系統(tǒng)中所需要的所有元件。在數(shù)控加工中心換刀部分氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中要正確選用氣源、氣動(dòng)三聯(lián)件、二位二通雙電磁鐵

12、換向閥、單向節(jié)流閥、二位三通雙電磁鐵換向閥、二位五通雙電磁鐵換向閩、快速排氣閥、消聲器、氣缸等。1-氣功三聯(lián)件 2-二位二通電磁換向閥 3、5、10、11-單向節(jié)流閥 4-二位三通電磁換向閥 6、9-二位五通電磁挾向閥 7-消聲器 8-快速排氣閥氣功元件在系統(tǒng)中的作用：1) 氣動(dòng)三聯(lián)件1的作用: 壓縮空氣首先進(jìn)入分水濾氣器，經(jīng)除水濾灰凈化后進(jìn)入減壓閥，經(jīng)減壓后控制氣體的壓力以滿足氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的要求，輸出的穩(wěn)壓氣體最后進(jìn)入油霧器，將潤(rùn)滑油霧化后混入壓縮空氣一起輸往氣動(dòng)控制元件和執(zhí)行元件。2 ) 二位二通電磁換向閥2 的作用:通過(guò)兩邊電磁鐵的得失電，可以控制是否向主軸錐孔吹氣。3) 單向節(jié)流閥3

13、、5 、10 、11 的作用:使進(jìn)入氣缸中的壓縮空氣進(jìn)行單方向的流量調(diào)節(jié)，從而控制氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。4）二位三通電磁換向間4 的作用:通過(guò)兩邊電磁鐵的得失電，可以控制主軸的自動(dòng)定位或恢復(fù)到開(kāi)始狀態(tài)。5 ) 二位五通電磁換向閥6 、9 的作用:通過(guò)兩邊電磁鐵的得失電， 可以控制氣缸B 的夾緊、松刀動(dòng)作或氣缸C 的拔刀、插刀動(dòng)作。6 ) 消聲器7 的作用:降低排出氣體時(shí)的噪聲。噪聲使環(huán)境惡化，危害人身健康。7 ) 氣缸A 、B 、C 的作用:是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件，完成換刀過(guò)程中的定位、夾緊或松刀、拔刀或插刀動(dòng)作。五、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝： 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)作為一種生產(chǎn)設(shè)備，它首先應(yīng)保證運(yùn)行可靠、布局合

14、理、安裝工藝正確、維修檢測(cè)方便等。氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝包括氣動(dòng)元件的安裝和各元件之間的連接安裝。由于各氣動(dòng)元件之間管道連接的多變性和實(shí)際現(xiàn)有管接件品種數(shù)量等因素，有許多氣動(dòng)控制柜的裝配圖是在安裝人員根據(jù)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖安裝好以后，再由技術(shù)人員補(bǔ)畫的。目前， 氣動(dòng)元件之間的連接一般采用紫銅管卡套式連接和尼龍軟管快插式連接兩種，快插式接頭拆卸方便，一般用于產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)階段或一些簡(jiǎn)易氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中;卡套式接頭安裝牢固， 一般用于定型產(chǎn)品。1.審查氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝前首先要充分了解氣動(dòng)執(zhí)行元件的工藝要求，根據(jù)其要求對(duì)系統(tǒng)原理圖進(jìn)行逐路分析，然后確定管接頭的連接形式，既要考慮現(xiàn)在安裝時(shí)的經(jīng)濟(jì)快捷，也要考慮

15、將來(lái)整體安裝好后中間單個(gè)元件拆卸、維修更換方便。另外，在達(dá)到同樣工藝要求的前提下應(yīng)盡量減少管接頭的用量。2. 模擬安裝首先必須按圖樣核對(duì)元件的型號(hào)和規(guī)格，然后卸掉每個(gè)元件進(jìn)出口的堵頭.在各元件上擰上端直通或端直角管接頭，認(rèn)清各氣動(dòng)元件的進(jìn)出口方向。接著把各氣動(dòng)元件按氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖中的線路要求平鋪在工作臺(tái)上，再量出各元件間所得管子的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度選取要合理，要考慮電磁閥接線插座的拆卸、接線和各元件更換的方便以及管子再安裝過(guò)程中的彎曲長(zhǎng)度等。3 . 正式安裝根據(jù)模擬安裝的工藝，擰下各氣動(dòng)元件上的端直通，在端直通接頭上包上聚四氟乙烯密封帶，再重新擰入氣動(dòng)元件內(nèi)并用扳手?jǐn)Q緊。按照模擬安裝時(shí)選好的管子長(zhǎng)

16、度，把各元件連接起來(lái)。安裝時(shí)要注意:銅管插入管接頭時(shí)必須插到底再稍退，并且檢查每一個(gè)管接頭中是否有銅卡鼓，卡緊螺帽必須用扳手扳緊，以防漏氣。待這部分組件安裝好后將它整體固定到控制柜內(nèi)，再用銅管把相關(guān)回路連接起來(lái)，最后裝上相關(guān)儀表，并注意壓力表要垂直安裝，表面朝向要便于觀察。六、氣動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)試1、調(diào)試前的準(zhǔn)備 首先，要熟悉氣動(dòng)設(shè)備說(shuō)明書等有關(guān)技術(shù)資料，力求全面了解系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)、性能及操作方法;其次，要了解需要調(diào)整的元件在設(shè)備上的實(shí)際位置、操作方法及調(diào)節(jié)旋鈕的旋向等;然后，把所有氣動(dòng)元件的輸出口用事先準(zhǔn)備好的堵頭堵住，在需要測(cè)試的部位安裝好臨時(shí)壓力表以便觀察壓力，準(zhǔn)備好驅(qū)動(dòng)電磁閥的臨時(shí)電源，并

17、將電磁閥的臨時(shí)電源接好(對(duì)220 V電壓的系統(tǒng)要特別注意安全，核查每一個(gè)電磁閥的額定許用電壓是否與實(shí)驗(yàn)電壓一致) ;最后，連接好氣源。在空載情況下，觀察執(zhí)行元件是否有動(dòng)作的產(chǎn)生?？蛰d試運(yùn)行不得少于2 h ，主要觀察壓力、流量、溫度的變化。2、調(diào)試 打開(kāi)氣源開(kāi)關(guān)，緩緩調(diào)節(jié)進(jìn)氣調(diào)壓閥使壓力逐漸升高至0. 6 MPa ，然后檢查每一個(gè)管接頭處是否有漏氣現(xiàn)象，如有必須加以排除。 調(diào)節(jié)每一個(gè)支路上的調(diào)壓間使其壓力升高，觀察其壓力變化是否正常。 對(duì)每一路的電磁閥進(jìn)行手動(dòng)換向和通電換向，如遇電磁閥不換向，可用升高壓力或閥體稍加振動(dòng)的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。換向閥因久放不用發(fā)生不換向現(xiàn)象時(shí)，須拆開(kāi)閥體把涂在閥芯上的干硬硅脂用煤油洗掉， 重新涂上硅脂并安裝好。 注意在用手動(dòng)方法換向后，一定要把手動(dòng)手柄恢復(fù)到原位，否則可能會(huì)出現(xiàn)通電后不換向的情況。執(zhí)行元件的速度調(diào)試應(yīng)逐個(gè)回路進(jìn)行，在調(diào)試一個(gè)回路時(shí)，其余回路應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，對(duì)速度平穩(wěn)性要求較高的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，