基于AMESim的组合钻床动力滑台液压系统的设计探讨

0 引言

随着科学技术的发展，机械零部件一体化程度不断提高，因为加工的形状日益复杂，导致机械加工的要求越来越高，使得复合、多功能、多轴化控制装备的前景逐渐被看好，而组合钻床作为液压机床中最具有代表性的一种钻床设备，其具有广泛的应用性，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、惚平面和攻螺纹等加工。此外，在钻床上配有工艺装备时，还可以进行镬孔，在钻床上✞配万能工作台还能进行钻孔、扩孔、铰孔，这使得组合钻床得到了较快的发展。

但就目前来看，组合钻床在设计上还存在着一定的不足，如在供液回路上，其多采用限压式变量叶片泵，这就导致当遇到流量剧变时，定子反应滞后，液压冲击极大;当存在不平衡的内部径向力时，便产生较大的压力波动和噪音，造成工作平衡性差等问题。此外，在反应速度上，不能达到组合机床快进快退的要求，假如加大了流量从而提高速度，就会造成换向时的冲击，对机床造成极大的损坏，降低了其使用寿命，并且影响机械零部件的正常生产。

因此，需要设计一种，可以实现快进快退以及慢速工进等动作，具有灵敏度高、换向冲击小、能耗低、液压系统结构简单等特点的液压系统，从而有效提高了液压机床的工作效率，确保机械工件的稳定生产。

1 液压系统的工作原理及组成

根据以上分析可知，组合钻床的液压系统需要实现快进快退以及慢速工进等动作，并具有液压冲击小、灵敏度高等特点，因此，将使用双联液压泵作为液压源为系统供油，在换向回路上使用电液换向阀，能够使执行元件的进液回路及出油回路形成差动回路，提高执行元件的速度，在调速回路上，采用行程阀与调速阀 ت并联的方式，确保快进快退及慢速工进动作的实现。

2 关键技术的具❦体实现

2.1 参数计算

在设计液压系统的过程中，各个关键元件的参数计算是至关重要的，直接关系到液压系统是否能够有效的运行。其中，液压系统、液压泵以及执行元件的压力、流量等参数是最为重要的，因此，在计算液压系统的关键参数时，主要对以上参数进行计算。

本文使用的是半精加工机床，这种机床设计压力一般为3MPa~5MPa，因此可取此组合钻床的系统额定工作压力为3.9MPa。

2.2 系统建模与仿真

AMESim 为法国IMAGINE公司出品的商用软件，推出于1995年。其工作原理是基于键合图的液压/机械系统建模，并能进行仿真及动力学分析。随着公司的不断努力，经过软件程序的完善和软件接口的扩展，软件可独立仿真流体、机械、控制、电磁等工程系统的模型。利用多软件的接口技术可以提供一个较完善的综合仿真环境，方便进行多软件联合仿真。

2.3 仿真结果分析

由上可知，液压系统的仿真模型已经建立，接下来可通过通过子模型模式、参数模式以及仿真运行模式对液压系统进行仿真，主要是对执行元件在快进、快退以及工进的过程中，验证压力、流量的准确性及合理性。

3 结论

本文设计了一种组合机床用液压系统，此液压系统通过使用 ﭢ双联液压泵、差动回路以及电液换向阀等液压元件，可以实现快进快退以及慢速工进等动作，具有灵敏度高、换向冲击小、能耗低、液压系统结构简单等特点，通过计算液压系统中各主要关键元件的性能参数，应用AMESim建立组合钻床液压系统ห的仿真模型，并对其进行仿真分析，验证了本文设计的液压系统合理可靠，为今后组合钻床液压系统的设计提供了一定的理论依据与参考，同时，通过此液压系统的设计，有效提高了液压机床的工作效率，确保机械工件的稳定生产。