专利名称：行程制动的机床液压操纵箱的制动阀的结构与阀口形状的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种行程制动的机床液压操纵箱的制动阀的结构与阀口形状。
机床对控制工作台的液压操纵箱的换向性能有很高的要求，良好的换向性能包括换向无冲击，换向精度高，换向时间短等指标。这些指标是相互矛盾的，由于没有找到同时满足这些性能的办法或机构，只好用两种不同的换向回路用于不同类型的机床。一种是时间制动的换向回路，用于速度较高对换向精度要求不高的机床，例如平面磨床。这种回路换向精度差，换向时间长，工作效率低。由于没有更好的办法，所以至今国内外的平面磨床还都采用这种回路。另一种是行程制动的换向回路，它可达到换向冲击小，精度高，时间短这三项指标的要求，但只能用于工作台速度较低的外圆磨床。《机床与液压》杂志1986年第一期第41-46页有一篇上海磨床研究所的论文题目是《M7120A平面磨床操纵箱换向动态过程的试验研究》。这篇文章介绍了采用行程制动和时间制动复合的制动方式有效地使换向过程的冲出量由80mm减少到15mm，这是目前最高的水平。其实用于外圆磨床的行程制动的操纵箱也是行程制动和时间制动复合制动的方式。行程制动具有换向精度高，换向速度块的优点但由于解决不了阀口关闭时所产生的冲击，只好在制动的前一段采用行程制动后一段采用时间制动。这样一来时间制动的换向时间长，换向精度低的缺点便在行程制动中长期存而无法克服。制使M7120A平面磨床操纵箱的冲出量只达到15mm。而用于外圆磨床的GY24操纵箱0.5m/min和2m/min的异速差只达到0.2mm。如果测0.5m/min到6m/min的异速差，将大的惊人。
本发明的目的是充分发挥行程制动的优越性，用行程制动控制整个换向过程。使工作台产生理想的降速效果。这个问题解决了，行程制动将会用于所有机床。换向精度高，无冲击，时间短三项指标在原理上将得到统一，性能优越的液压操纵箱或其它性能更好液压换向机构将会相继问世。
为达到上述目的，本发明提供一种行程制动的机床液压操纵箱的制动阀的结构与阀口形状。其特殊之处在于在阀芯外加一阀套，阀套上开阀口。阀芯由工作台带动逐渐关闭阀口对工作台实施制动。阀口的形状决定着工作台制动过程的降速曲线。因此，只要把阀口的形状设计好，就能够在工作台制动时产生理想的降速效果。阀套上的阀口形状，其特殊之处在于将阀口按阀芯运动方向分成若干个相等的距离段，在阀口关闭的过程中每个距离段所关闭的通流面积要逐渐减小，最后一段所关闭的通流面积要趋近于零。现行的行程制动的操纵箱他的制动阀的阀口形状为环形。为了减少制动时的冲击，都采用在阀芯上倒角的办法(见图一)。将这样的阀口按阀芯运动方向分成若干个相等的距离段就会发现在制动的过程中每个距离段所关闭的通流面积在前一段是相等的在倒角的一段是逐渐在加大的，最后一段所关闭的通流面积最大，造成工作台在较高的速度下突然停止，这就必然要产生冲击。这就是现行的行程制动的操纵箱的问题所在。这样的阀口不可能对工作台降速实施有效地制动，多少年来使行程制动的操纵箱不能用于平面磨床等速度较高的机床。同时也使行程制动的操纵箱本身的换向精度和性能也得不到提高，其根本原因就在于此。
行程制动的操纵箱或者其它行程制动液压换向机构采用了本发明提供的制动阀的结构与阀口形状(以下简称本阀口)就能够彻底消除换向冲击，换向精度会大大提高，不但可以用于外圆磨床而且可以替代时间制动的操纵箱用于平面磨床、工具磨床、花键磨床等工作台速度较高的机床。和时间制动的操纵箱相比，首先冲出量一项，从现行标准为的80mm，可提高到0.2mm。冲出量的大大减短，使换向时间减少，使工作效率大大提高，在平面磨床上磨300mm以下的工件，工作效率可比时间制动的操纵箱提高一倍以上。也就是说一台机床可以当两台用。冲出量的大大减小也彻底解决了平面磨床的撞缸现象。它的换向性能和现有的行程制动的操纵箱相比也有明显的提高。
本阀口可控制工作台降速的全过程。也可以同时用来控制工作台起动的全过程。它可以单独做成制动阀与电磁阀配合，加上调速阀和电器组成由几个摸块组成的液压换向机构(图四b)(图五b)(图六b)。给机床设计、制造和机床自动化带来极大的方便。它可以象现行的行程制动回路一样在换向阀两端的回油路上实施制动(图四)。也可以在主回油路上(图五)或者在换向阀通往油缸的两条油路上(图六)实施制动。用图四或图五两种方式实施制动，制动阀或带动制动阀的拨杆应有复位装置，平常拨杆处于正中位置即垂直向上位置，制动阀口全部打开，当撞块碰到拨杆后拨杆带动阀芯关闭阀口实施制动，当阀口即将全部关闭时，拨杆倾斜到最大角度。此时换向阀(或者电磁阀)在工作台速度极低的情况下换向，换向后复位装置使拨杆随着工作台回到正中位置，同时制动阀也跟着逐渐打开阀口实施对工作台启动过程的行程制动，使它平缓升速到调定速度。
附面说明如下图一是现行的行程制动的回路图，放大图A，剖视图A-A是现行的行程制动的制动阀口示意图，从图中可看出阀口形状为环形，若将阀口按阀芯运动方向分成若干个相等的距离段，就会发现在阀口关闭的过程中，每段关闭的环形的直径越来越大，因此每段关闭的通流面积也越来越大，最后一段所关闭的通流面积最大。
图二是本发明的制动阀的结构与阀口形状。它在阀芯外加一阀套，阀套上开阀口。可以看出将阀口按阀芯运动方向分成若干个相等的距离段，在阀口关闭的过程中每个距离段所关闭的通流面积逐渐减小，最后一段所关闭的通流面积趋近于零。
图三是本阀口在回油路上的表示符号。
图四是从换向阀两端的回油路上用本阀口实施制动的两个实施例的回路图。
图五是在主回油路上用本阀口实施制动的两个实施例的回路图。
图六是在油缸两端用本阀口实施制动的两个实施例的回路图。这种回路的换向精度极高，冲出量极小。
图七是将制动阀、换向阀、先导阀合成一个阀的实施例的两种回路图.换向阀两端的回油口按本阀口制做。阀芯由工作台带动向左(或向右)运动关闭一端的阀口对工作台实施制动，当工作台停止时，进回油的压力差形成的油压继续将阀芯向前推进实施对工作台换向后启动的控制。图中工作台带动阀芯运动和工作台停止后油压如何推动阀芯继续运动，方法很多，因此图中未一一表示。这种回路的结构最简单。
权利要求
1一种行程制动的机床液压操纵箱的制动阀的结构与阀口形状。其特殊之处在于在阀芯外加一阀套，阀套上开阀口。阀芯由工作台带动逐渐关闭阀口对工作台实施制动。阀口的形状决定着工作台制动过程的降速曲线。
2权利要求一所说的阀口的形状，其特殊之处在于将阀口按阀芯运动方向分成若干个相等的距离段，在阀口关闭的过程中每个距离段所关闭的通流面积要逐渐减小，最后一段所关闭的通流面积要趋近于零。
全文摘要
本发明涉及一种行程制动的机床液压操纵箱的制动阀的结构与阀口形状。其特殊之处在于在阀芯外加一阀套，阀套上开阀口。阀芯由工作台带动逐渐关闭阀口对工作台实施制动。阀口的形状决定着工作台制动过程的降速曲线。因此，只要把阀口的形状设计好，就能够在工作台制动时产生理想的降速效果。阀套上的阀口形状，其特殊之处在于将阀口按阀芯运动方向分成若干个相等的距离段，在阀口关闭的过程中每个距离段所关闭的通流面积要逐渐减小，最后一段所关闭的通流面积要趋近于零。行程制动的机床液压操纵箱的制动阀采用了本发明的制动阀的结构和阀口形状。就能保证换向无冲击，换向速度快，换向精度高。它不但可用于外圆磨床，而且可用于平面磨床、花键磨床、工具磨等机床。
文档编号B23Q5/22GK1435296SQ02114429
公开日2003年8月13日 申请日期2002年1月29日 优先权日2002年1月29日
发明者范文豹 申请人:范文豹