数控机床液压系统设计，实现高效运行

1.液压系统的基本组成

通常情况下，液压传动系统由动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件等几部分组成。

（1）动力元件

动力元件即液压泵，它是将输入的机械能转换为液压能的装置，其作用是为液压系统提供压力油，是系统的动力源。

（2）执行元件

执行元件是指液压缸或液压马达，它是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在压力油的推动下输出力和速度（或力矩和转速），以驱动工作部件。

（3）控制调节元件

包括各种阀类元件，如溢流阀、节流阀、换向阀等。这类元件的作用是控制液压系统中的油液的压力、流量和流动方向，以保证执行元件完成预期的工作运动。

（4）辅助元件

辅助元件如油箱、油管、过滤器等，它们的作用是创造必要的条件，以保证液压系统正常地工作。

2.液压系统的基础元件

（1）液压泵

机床上常用的液压泵为容积泵，它是通过密封容积的变化来完成吸油和压油的，其排油量的大小取决于密封腔的容积变化值。

液压泵的工作原理如图9-1所示，泵体3和柱塞2构成一个密封容积，偏心轮1由原动机带动旋转，当偏心轮由图示位置向下转半周时，柱塞在弹簧6的作用下向下移动，密封容积逐渐增大，形成局部真空，油箱内的油液在大气压作用下，顶开单向阀4进入密封腔中，实现吸油；当偏心轮继续再转半周时，它推动柱塞向上移动，密封容积逐渐减小，油液受柱塞挤压而产生压力，使单向阀4关闭，油液顶开单向阀5而输入系统，这就是压油。液压泵的供油压力为p，供油流量为q。

图9-1 液压泵的工作原理图

1—偏心轮 2—柱塞 3—泵体 4、5—单向阀 6—弹簧

容积泵按结构可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等。另外，按其单位时间内所能输出的流量是否可调，容积泵分为定量泵和变量泵。

1）齿轮泵 外啮合齿轮泵的工作原理如图9-2所示。在泵体内有一对相互啮合的齿轮，当吸油口和压油口的油管分别与油箱和系统接通后，齿轮各齿槽和泵体以及齿轮前、后端面啮合的前、后端盖之间形成了密封的工作腔，而啮合齿轮的接触线又把它们分隔为两个互不串通的吸油腔和压油腔。

当齿轮按图示方向旋转时，泵的右侧（吸油腔）的轮齿脱开，使密封容积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力作用下被吸入吸油腔内，并充满齿间空腔。随着齿轮的回转，吸入到轮齿间的油液便被带到左侧（压油腔），当左侧齿与齿啮合时，使密封容积不断减小，油液从齿间被挤出而输送到系统管路中。

2）叶片泵 叶片泵有双作用叶片泵和单作用叶片泵两类。双作用叶片泵是定量泵，单作用叶片泵则往往做成变量泵。

图9-2 外啮合齿轮泵的工作原理图

图9-3 双作用叶片泵的工作原理图

1—定子 2—转子 3—叶片 4—配油盘 5—轴

双作用叶片泵的工作原理图如图9-3所示。它主要由定子1、转子2、叶片3、配油盘4、转动轴5和泵体等组成。定子内表面由四段圆弧和四段过渡曲线组成，形似椭圆，且定子和转子是同心安装的，泵的供油流量无法调节，所以属于定量泵。

转子旋转时，叶片靠离心力和根部油压作用伸出并紧贴在定子的内表面上，两叶片之间和转子的外圆柱面、定子内表面及前后配油盘形成了若干个密封工作容腔。

当图中转子顺时针方向旋转时，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，形成局部真空而吸油，为吸油区；在右上角和左下角处逐渐减小而压油，为压油区。吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。这种泵的转子每转一周，每个密封工作腔吸油、压油各两次，故称双作用叶片泵。

泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，所以作用在转子上的径向液压力平衡，又称为平衡式叶片泵。

单作用叶片泵的工作原理如图9-4所示，它与双作用泵的主要差别在于：它的定子是一个与转子偏心放置的内圆柱面，转子每转一周，每个密封工作腔吸油、压油各一次，故称单作用叶片泵。

由于转子与定子之间存在偏心距，且偏心方向可调，所以单作用叶片泵是一种双向变量泵。

3）柱塞泵 柱塞泵是依靠柱塞在缸体内往复运动，使密封容积产生变化来实现吸油和压油的。由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好，容积效率高。

同时，柱塞处于受压状态，能使材料的强度得到充分发挥。另外，只要改变柱塞的工作行程，就能改变泵的排量。所以柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高、流量能调节等优点。

图9-4 单作用叶片泵的工作原理图

1—定子 2—转子 3—叶片 4—配油盘 5—轴

图9-5 径向柱塞泵的工作原理图

1—柱塞 2—转子 3—定子 4—衬套 5—配油盘

根据柱塞排列方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。

如图9-5所示为径向柱塞泵的工作原理图。这种泵由柱塞1、转子（缸体）2、定子3、衬套4、配油盘5等零件组成。衬套4紧配在转子2的孔内，且随着转子一起旋转，而配油轴5是不动的。

当转子2顺时针旋转时，柱塞1在离心力或在低压油作用下，压紧在定子3的内壁上。由于转子2和定子3之间有偏心量，故转子2在上半周转动时，柱塞1向外伸出，径向孔内的密封工作容积逐渐增大，形成局部真空，吸油腔则通过配油轴5上面的两个吸油孔从油箱中吸油；转子2转到下半周时，柱塞1向里推入，密封工作容积逐渐减小，压油腔通过配油轴5下面的两个压油孔将油液压出。转子每转一周，每个柱塞底部的密封容积完成一次吸油、压油，转子2连续运转，即完成泵的吸压油工作。

改变径向柱塞泵转子2和定子3间偏心量的大小，可以改变输出流量；若偏心方向改变，则液压泵的吸、压油腔互换，这就成为双向变量泵。

如图9-6所示，轴向柱塞泵的柱塞平行于缸体轴心线，主要由斜盘1、柱塞2、缸体3、配油盘4、轴5和弹簧6等零件组成。斜盘1和配油盘4固定不动，斜盘1的法线和缸体3的轴线间交角为γ。缸体3由轴5带动旋转，缸体上均匀分布了若干个轴向柱塞孔，孔内装有柱塞2，柱塞在弹簧力作用下，头部和斜盘靠牢。

图9-6 轴向柱塞泵的工作原理图

1—斜盘 2—柱塞 3—缸体 4—配油盘 5—轴 6—弹簧

当缸体按如图9-6所示方向转动时，由于斜盘和压板的作用，迫使柱塞在缸体内做往复运动，使各柱塞与缸体间的密封容积作增大或缩小变化，通过配油盘的吸油窗口和压油窗口进行吸油和压油。当缸体自最低位置向前上方转动（前面半周）时，柱塞在转角0～π范围内逐渐向右压入缸体，柱塞与缸体内孔形成的密封容积减小，经配油盘压油窗口而压油；柱塞在转角π～2π（里面半周）范围内，柱塞右端缸孔内密封容积增大，经配油盘吸油窗口而吸油。

如果改变斜盘倾角γ的大小，就能改变柱塞的行程长度，也就改变了泵的排量；如果改变斜盘的倾斜方向，就能改变泵的吸压油方向，而成为双向变量轴向柱塞泵。

轴向柱塞泵的柱塞与缸体柱塞孔之间为圆柱面配合，其优点是加工工艺性好，易于获得很高的配合精度，因此密封性能好、泄漏少，能在高压下工作，且容积效率高，流量容易调节；但不足之处是其结构复杂，价格较高，对油液污染敏感。

（2）液压缸

机床中常用的液压缸有活塞式液压缸和柱塞式液压缸两种，这两类液压缸结构简单，工作可靠。

1）活塞式液压缸 活塞式液压缸可分为单杆式液压缸和双杆式液压缸两种，其安装方式有缸体固定和活塞杆固定两种。

图9-7所示为单活塞杆式液压缸，仅一端有活塞杆，两腔有效作用面积不相等。当向液压缸两腔分别供油，且压力和流量都不变时，活塞在两个方向上的运动速度和推力都不相等。

图9-7 单活塞杆式液压缸

在图9-7中，如果单杆活塞式液压缸两腔同时进压力油，则由于无杆腔的有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出。同时，有杆腔的油液被挤出，流进无杆腔，使活塞杆的伸出速度加快，形成差动连接，如图9-8所示。

2）柱塞式液压缸 活塞缸的缸孔要求精加工，行程长时加工困难，因此在长行程的场合下，可采用柱塞式液压缸。如图9-9所示的柱塞式液压缸由缸筒、柱塞、导向套、密封圈等零件组成，其缸筒内壁不需要精加工，运动时由缸盖上的导向套来导向，而且结构简单、制造容易，所以它特别适用于龙门刨床、导轨磨床、大型拉床等大行程设备的液压系统中。

图9-8 差动连接

图9-9a所示柱塞式液压缸在压力油推动下，只能实现单向运动，它的回程需借助自重或其他外力（如弹簧力）来实现。图9-9b所示为成对使用的柱塞缸，它可以使工作台得到双向运动。

3）液压缸的基本结构 液压缸通常由端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件等主要部分组成。为防止泄漏，液压缸还需设置密封装置；为防止活塞运动到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还需设置缓冲装置；液压缸有时还需设置排气装置。

如图9-10所示是单活塞杆式液压缸的典型结构。缸筒8由无缝钢管制成，和缸底1焊接在一起，另一端缸盖11与缸筒则采用螺纹联接，以便拆装检修。两端进出油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动。活塞5用卡环4、套环3、弹簧挡圈2与活塞杆13连接。活塞5和缸筒8之间设置有密封圈7，活塞杆13和活塞5的内孔之间有密封圈6，用以防止泄漏。导向套10用以保证活塞杆13不偏离中心，它的外径和内孔配合处也都有密封圈。此外，缸盖上还有防尘圈12，活塞杆13的左端还设置了缓冲柱塞。

图9-9 柱塞式液压缸

a）单向运动的柱塞缸 b）双向运动的柱塞缸 1—柱塞 2—缸筒

图9-10 单活塞杆式液压缸结构

1—缸底 2—弹簧挡圈 3—套环 4—卡环 5—活塞 6、7—密封圈 8—缸筒 9—管接头 10—导向套 11—缸盖 12—防尘圈 13—活塞杆 14—耳环

4）液压缸的密封装置 液压缸的密封装置主要用来防止油液的泄漏，常用的密封方法有间隙密封和橡胶密封圈密封等。

①间隙密封是依靠相对运动零件配合面之间的微小间隙来防止泄漏的，如图9-11所示，是最简单的一种密封方法。该密封方法常在一个配合表面上开几条环形小槽，由于环形槽内的液压力能够均匀分布，保证了活塞和缸体的同心，使摩擦力降低。另外，当压力油流经沟槽时产生涡流，从而产生能量损失，使泄漏减少，起到了密封的作用。

间隙密封方法的摩擦阻力小，但密封性能差，加工精度要求高，因此只适用于尺寸较小、压力较低、运动速度较高的场合。活塞与液压缸壁之间的间隙通常取0.02～0.05mm。

②密封圈密封是液压系统中应用最广泛的一种密封方法。密封圈用耐油橡胶、尼龙等材料制成，其断面通常为O形、Y形、V形等。常用的几种密封圈如图9-12所示。

图9-11 间隙密封

图9-12 几种常用的密封圈

a）O形密封圈 b）Y形密封圈 c）V形密封圈 1—支撑环 2—密封环 3—压环

图9-12a所示为O形密封圈，它是断面形状为圆形的密封元件。其结构简单、制造容易、密封可靠、摩擦力小、应用广泛，既可用于固定件的密封，又可用于运动件的密封。

图9-12b所示为Y形密封圈，断面呈Y形，其结构简单、适用性很广、密封效果好，常用于活塞和液压缸之间、活塞杆与液压缸端盖之间的密封。一般情况下，Y形密封圈可直接装入沟槽使用，但在压力变动较大、运动速度较高的场合下，应使用支承环固定Y形密封圈。

如图9-12c所示为V形密封圈，它由形状不同的支承环1、密封环2和压环3组合而成。V形密封圈接触面大，密封可靠，但摩擦阻力大，主要用于移动速度不高的液压缸中，如磨床工作台的液压缸。

Y形和V形密封圈在压力油作用下，其唇边张开，贴紧在密封表面，油压愈大，密封性能愈好。因此在使用时，要注意安装方向，使其在压力油作用下能张开。

5）液压缸的缓冲和排气 液压缸的缓冲结构是为了防止活塞在行程终了时，由于惯性力的作用与端盖发生撞击，影响设备的使用寿命。特别是当液压缸驱动的负荷较重或运动速度较大时，液压缸的缓冲就显得更为重要。

常用的缓冲结构如图9-13所示，它由活塞1顶端的凸台和端盖2上的凹槽构成。当活塞移近缸盖时，凸台逐渐进入凹槽，将凹槽内的油液经凸台和凹槽之间的缝隙挤出，增大了回油阻力，降低了活塞的运动速度，从而减小或避免活塞对端盖的撞击，实现缓冲作用。

液压系统中的油液如果混有空气，将会严重地影响工作部件的平稳性，为了便于排除积留在液压缸内的空气，油液最好从液压缸的最高点进入和排出。对运动平稳性要求较高的液压缸，常在两端装有排气塞。图9-14所示为排气塞结构。工作前拧开排气塞，使活塞全行程空载往返数次，空气即可通过排气塞排出。空气排净后，需要拧紧排气塞，再进行工作。

图9-13 液压缸的缓冲结构

1—活塞 2—端盖

图9-14 排气塞

（3）控制阀

液压阀按其用途不同，可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三类，分别对液压系统中的液流方向、压力和流量大小进行调节，以控制工作部件的运动方向、输入力和输出速度的大小。控制阀的操纵方式有手动、机动、电动、液动、气动及电液动等，其连接方式有管式、板式、法兰连接式和集成块式等。

1）方向控制阀 方向控制阀的工作原理是利用阀芯和阀体相对位置的改变来实现油路与油路间的接通或断开，以满足系统对油液流向的控制要求。方向控制阀分为单向阀和换向阀两类。

图9-15 单向阀

a）管式连接 b）板式连接 c）图形符号

1—阀体 2—阀芯 3—弹簧

①单向阀。

普通单向阀控制油液只能按某一方向流动，而反向截止，简称单向阀。如图9-15所示，单向阀由阀体1、阀芯2、弹簧3等零件组成。当压力油从P₁进入时，油液推力克服弹簧力，推动阀芯右移，打开阀口，压力油从P₂流出；当压力油从反向进入时，油液压力和弹簧力将阀芯压紧在阀座上，阀口关闭，油液不能通过。图9-15a为管式连接，图9-15b为板式连接，图9-15c为单向阀的图形符号。

图9-16a为液控单向阀的结构。当控制油口K不通压力油时，油液只可以从P₁进入，P₂流出，此时阀的作用与单向阀相同；当控制口K通以压力油时，推动活塞1并通过顶杆2使阀芯3右移，阀即保持开启状态，液流双向都能自由通过。一般地，控制油的压力不应低于油路压力的30%～50%。图9-16b为液控单向阀的图形符号。

图9-16 液控单向阀

a）结构图 b）图形符号 1—控制活塞 2—顶杆 3—阀芯

液控单向阀具有良好的单向密封性，常用于执行元件需要长时间保压、锁紧的情况下，这种阀也称为液压锁。

②换向阀。

换向阀的作用是利用阀芯位置的变动，改变阀体上各油口的通断状态，从而控制油路连通、断开或改变液流方向。

换向阀的用途十分广泛，种类也很多，其操纵方式有手动、机动、电动、液动、电液动等。根据阀的工作位置数和通路数，换向阀可分为二位二通式、二位三通式、三位四通式、三位五通式等；按阀的结构形式，可分为滑阀式、转阀式、锥阀式；按阀的安装方式，可分为管式、板式、法兰式等。由于滑阀式换向阀数量多，且应用广泛。下面以滑阀式换向阀为例，说明换向阀的工作原理、图形符号、机能特点和操作方式等。

如图9-17所示为滑阀式换向阀的原理图。它是靠阀芯在阀体内做轴向运动，从而使相应的油路接通或断开的。滑阀的阀芯是一个具有多个环形槽的圆柱体，阀体孔内有若干个沉割槽，每条沉割槽都通过相应的孔道与外部相通。其中，P为进油口，T为回油口，而A和B则通液压缸两腔。

当阀芯处于图9-17a位置时，P与B、A与T相通，活塞向左运动；当阀芯向右移至图9-17b位置时，P与A、B与T相通，活塞向右运动。图中右侧用简化了的图形符号表明了以上所述的各口的通断情况。

电磁换向阀简称电磁阀，它是利用电磁铁吸力控制阀芯动作。电磁换向阀主要由换向滑阀和电磁铁两大部分。电磁铁按使用电源不同可分为交流电磁铁和直流电磁铁两种。交流电磁铁一般使用电压为220V或380V，直流电磁铁一般使用电压为24V。交流电磁铁的优点是电源简单方便，电磁吸力大，换向迅速；缺点是噪声大，起动电流大，在阀芯被卡住时易烧毁电磁铁线圈。而直流电磁铁工作可靠，换向冲击小，噪声小，但需要有直流电源。另外，根据按照电磁铁的衔铁是否浸在油里，可将电磁铁分为干式和湿式两种。干式电磁铁不允许油液进入电磁铁内部，因此推动阀芯的推杆处要有可靠的密封；湿式电磁铁可以浸在油液中工作，所以电磁阀的相对运动件之间就不需要密封装置，这就减小了阀芯运动的阻力，提高了滑阀换向的可靠性。湿式电磁铁性能好，但价格较高。

图9-18a所示为二位三通电磁换向阀，采用干式交流电磁铁，图示位置为电磁铁不通电状态，即常态位。此时，P与A相通，B封闭；当电磁铁通电时，衔铁1右移，通过推杆2使阀芯3推压弹簧4，并移至右端，P与B接通，而A封闭。图9-18b为二位三通电磁换向阀的图形符号。

图9-17 滑阀式换向阀的原理图

a）原理图一 b）原理图二

图9-18 二位三通电磁换向阀

a）结构图 b）图形符号 1—衔铁 2—推杆 3—阀芯 4—弹簧

图9-19a所示为三位四通电磁换向阀，采用湿式直流电磁铁。阀两端有两根对中弹簧4，使阀芯在常态时（两端电磁铁均断电时）处于中位，P、A、B、T互不相通；当右端电磁铁通电时，右衔铁1通过推杆2将阀芯3推至左端，控制油口P与B通、A与T通；当左端电磁铁通电时，其阀芯移至右端，油口P通A、B通T。图9-19b为三位四通电磁换向阀的图形符号。

图9-19 三位四通电磁换向阀

a）结构图 b）图形符号 1—衔铁 2—推杆 3—阀芯 4—弹簧

图9-20a所示为三位四通液动换向阀。当其两端控制油口K₁和K₂均不通入压力油时，阀芯在两端弹簧的作用下处于中位；当K₁进压力油，K₂接油箱时，阀芯移至右端，P通A、B通T；反之，K₂进压力油，K₁接油箱时，阀芯移至左端，P通B、A通T。图9-20b为三位四通液动换向阀的图形符号。

图9-20 液动换向阀

a）结构图 b）图形符号

电磁阀操纵方便，布置灵活，易于实现动作转换的自动化，但因电磁铁吸力有限，所以电磁阀只适用于流量不大的场合，在数控机床上使用较多。液动换向阀利用控制油路的压力油推动阀芯实现换向，因此它可以制造成流量较大的换向阀。

液动换向阀结构简单，动作可靠、平稳，由于液压驱动力大，故可用于流量大的液压系统中，但它不如电磁阀控制方便。

电液动换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组成的复合阀。电磁换向阀为先导阀，它用以改变控制油路的方向；液动换向阀为主阀，它用以改变主油路的方向。这种阀综合了电磁阀和液动阀的优点，具有控制方便、流量大的特点。图9-21a、图9-21b所示分别为三位四通电液换向阀的图形符号和简化符号。

图9-21 电液动换向阀

a）图形符号 b）简化符号

当先导阀的电磁铁1YA和2YA都断电时，电磁阀芯在两端弹簧力作用下处于中位，控制油口P'关闭。这时，主阀芯两侧的油经两个小节流阀及电磁换向阀的通路与油箱相通，因而主阀芯也在两端弹簧的作用下处于中位。在主油路中，P、A、B、T互不相通。

当1YA通电、2YA断电时，电磁阀芯移至右端，电磁阀左位工作，控制压力油经过P'→A'→单向阀→主阀芯左端油腔，而回油经主阀芯右端油腔→节流阀→B'→T'→油箱。于是，主阀芯在左端液压推力的作用下移至右端，即主阀左位工作，主油路P通A，B通T。

同理，当2YA通电、1YA断电时，电磁阀处于右位，控制主阀芯右位工作，主油路P通B，A通T。液动换向阀的换向速度可由两端节流阀调整，因而可使换向平稳、无冲击。

滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时，各油口的连通方式称为滑阀机能（又称中位机能）。表9-1列出了几种常用三位四通换向阀在中位时的结构简图、图形符号、机能的特点和应用。

表9-1 三位四通换向阀的滑阀机能

（续）

2）压力控制阀 压力阀是利用作用于阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理进行工作的。按其功能和用途不同，可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。

①溢流阀。

溢流阀在液压系统中的功用主要有两个方面：一是起溢流稳压作用，保持液压系统的压力恒定；二是起限压保护作用，防止液压系统过载。溢流阀通常接在液压泵出口处的油路上。

根据结构和工作原理不同，溢流阀可分为直动式溢流阀和先导式溢流阀两类。图9-22a所示为直动式溢流阀的结构简图，它是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上的力而与弹簧力相平衡，以控制阀芯的启闭动作。图9-22b为其工作原理图，P为进油口，T为回油口。进油口P的压力油经阀芯3上的阻尼孔a通入阀芯底部，阀芯的下端面便受到压力为p的油液的作用，作用面积为A，压力油作用于该端面上的力为p_A，调压弹簧2作用在阀芯上的预紧力为F_s。

当进油压力较小，即p_A<F_s时，阀芯处于下端（图示）位置，关闭回油口T，P与T不通，不溢流，即为常闭状态。随着进油压力升高，当p_A>F_s时，阀芯上移，弹簧被压缩，阀芯上移，打开回油口T，P与T接通，溢流阀开始溢流。

当溢流阀稳定工作时，若不考虑阀芯的自重、摩擦力和液动力的影响，则溢流阀进口压力变化不大，可近似地认为是基本恒定的。

调节螺母1可以改变弹簧的预压缩量，从而调定溢流阀的工作压力p。通道b使弹簧腔与回油口沟通，以排掉泄入弹簧腔的油液，此泄油方式为内泄式。阀芯上阻尼孔a的作用是减小油压的脉动，提高阀工作的平稳性。图9-22c所示为直动式溢流阀的图形符号。

图9-22 直动式溢流阀

a）结构图 b）受力图 c）图形符号 1—调压螺母 2—弹簧 3—阀芯

直动式溢流阀结构简单、制造容易、成本低，但油液压力直接靠弹簧平衡，所以压力稳定性较差，动作时有振动和噪声。此外，系统压力较高时，要求弹簧刚度大，使阀的开启性能变坏。所以直动式溢流阀只用于低压液压系统，或作为先导阀使用，其最大调整压力为2.5MPa。

图9-23 先导式溢流阀的结构(www.xing528.com)

1—调节螺母 2—调压弹簧 3—先导阀阀芯 4—主阀弹簧 5—主阀芯

先导式溢流阀的结构如图9-23所示，由先导阀和主阀两部分组成。先导阀实际上是一个小流量的直动式溢流阀，阀芯是锥阀，用来调定压力；主阀阀芯是滑阀，用来实现溢流。

压力油经进油口P、通道a，进入主阀芯5底部油腔A，并经节流小孔b进入上部油腔，再经通道c进入先导阀右侧油腔，给锥阀3以向左的作用力，调压弹簧2给锥阀以向右的弹簧力。

当油液压力较小时，作用于锥阀上的液压作用力小于弹簧力，先导阀关闭。此时，没有油液流过节流小孔b，在主阀弹簧4的作用下，主阀芯处于最下端位置，回油口T关闭，没有溢流。

当油液压力增大时，使作用于锥阀上的液压作用力大于弹簧2的弹簧力时，先导阀开启，油液经通道e、回油口T流回油箱。这时，压力油流经节流小孔b时产生压力降，使锥阀的右侧油腔的油液压力小于主阀油腔A中油液压力，当两者之间的压力差所产生的向上作用力超过主阀弹簧4的弹簧力并克服主阀芯自重和摩擦力时，主阀芯向上移动，进油口P和回油口T接通，溢流阀溢流。

②减压阀。

减压阀的功用是降低液压系统中某一分支油路的压力，使之低于液压泵的供油压力，以满足执行机构（如夹紧、定位油路、制动、离合油路，系统控制油路等）的需要，并保持基本恒定。

根据结构和工作原理不同，减压阀分为直动式减压阀和先导式减压阀两类，一般采用先导式减压阀。

图9-24 先导式减压阀

a）图形符号 b）结构图 c）受力图 1—调节螺母 2—调压弹簧 3—锥阀 4—主阀弹簧 5—主阀芯

先导式减压阀的图形符号如图9-24a所示。其结构如图9-24b所示。它与先导型溢流阀的结构有相似之处，也是由先导阀和主阀两部分组成，两阀的主要零件可互相通用。其主要区别是：减压阀的进、出油口位置与溢流阀相反，减压阀的先导阀控制出口油液压力，而溢流阀的先导阀控制进口油液压力；由于减压阀的进、出口油液均有压力，所以其先导阀的泄油不能像溢流阀一样流入回油口，而必须设有单独的泄油口；减压阀主阀芯在结构中间多一个凸肩（即三节杆），在正常情况下，减压阀阀口开得很大（常开），而溢流阀阀口则关闭（常闭）。

先导式减压阀的工作原理如图9-24c所示，它主要利用油液通过缝隙时的液阻降压。

减压阀的工作原理说明如下：

液压系统主油路的高压油液p₁从进油口P₁进入减压阀，经节流缝隙h减压后的低压油液p₂从出油口P₂输出，经分支油路送往执行机构。同时，低压油液p₂经通道a进入主阀芯5下端油腔，又经节流小孔b进入主阀芯上端油腔，且经通道c进入先导阀锥阀3右端油腔，给锥阀一个向左的液压力。该液压力与调压弹簧2的弹簧力相平衡，从而控制低压油p₂基本保持调定压力。

当出油口的低压油p₂低于调定压力时，锥阀关闭，主阀芯上端油腔油液压力p₂=p₃，主阀弹簧4的弹簧力克服摩擦阻力将主阀芯推向下端，节流口h增至最大，减压阀处于不工作状态，即常开状态。

当分支油路负载增大时，p₂升高，p₃随之升高，在p₃超过调定压力时，锥阀打开，少量油液经锥阀口、通道e，由泄油口L流回油箱。由于这时有油液流过节流小孔b，使p₃<p₂，产生压力降Δp=p₂-p₃。

③顺序阀。

顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口启闭，以控制液压系统各执行元件先后顺序动作的压力控制阀。根据结构、工作原理和功用不同，顺序阀可分为直动式顺序阀、先导式顺序阀、液控顺序阀、单向顺序阀等类型。

图9-25 直动式顺序阀

a）结构图 b）图形符号

图9-25a所示为直动式顺序阀，其结构和工作原理都和直动式溢流阀相似。压力油自进油口P₁进入阀体，经阀芯中间小孔流入阀芯底部油腔，对阀芯产生一个向上的液压作用力。

当油液的压力较低时，液压作用力小于阀芯上部的弹簧力。在弹簧力作用下，阀芯处于下端位置，P₁和P₂两油口被隔断，即处于常闭状态。

当油液的压力升高到作用于阀芯底部的液压作用力大于调定的弹簧力时，在液压作用力的作用下，阀芯上移，进油口P₁与出油口P₂相通，压力油液自P₂口流出，可控制另一执行元件动作。

图9-25b为直动式顺序阀的图形符号，其最大调定压力为2.5MPa。

④压力继电器。

压力继电器是将液压信号转换为电信号的转换元件，其作用是根据液压系统的压力变化自动接通或断开有关电路，以实现对系统的程序控制和安全保护功能。

如图9-26a所示为压力继电器的原理图。控制油口K与液压系统相连通，当油液压力达到调定值（开启压力）时，薄膜1在液压作用力作用下向上鼓起，使柱塞5上升，钢球2、8在柱塞锥面的推动下水平移动，通过杠杆9压下微动开关11的触销10，接通电路，从而发出电信号。

图9-26 压力继电器

a）结构原理图 b）图形符号 1—薄膜 2、8—钢球 3、7—调整螺钉 4、6—弹簧 5—柱塞 9—杠杆 10—触销 11—微动开关

当控制油口K的压力下降到一定数值（闭合压力）时，弹簧6和4（通过钢球2）将柱塞压下，这时钢球8落入柱塞的锥面槽内，微动开关的触销复位，将杠杆推回，电路断开。发出信号时的油液压力可通过调节螺钉7，改变弹簧6对柱塞5的压力进行调定。开启压力与闭合压力之差值称为返回区间，可通过调节螺钉3，即调节弹簧4的预压缩量，从而改变柱塞移动时的摩擦阻力，使返回区间可在一定范围内改变。

如图9-26b所示为压力继电器的图形符号。中压系统的调压范围一般为1.0～6.3MPa，返回区间一般为0.35～0.8MPa。

3）流量控制阀 在液压系统中，控制工作液体流量的阀称为流量控制阀，简称流量阀。常用的流量控制阀有节流阀、调速阀等，节流阀是最基本的流量控制阀。流量控制阀通过改变节流口的开口大小调节通过阀口的流量，从而改变执行元件的运动速度。

①节流阀。

节流阀是普通节流阀的简称。图9-27a所示为节流阀结构，其节流口采用轴向三角槽形式，图9-27b所示为节流阀的图形符号。压力油从进油口P₁流入，经阀芯3左端的节流沟槽，从出油口P₂流出。转动手柄1，通过推杆2使阀芯3做轴向移动，可改变节流口通流断面积，实现流量的调节。弹簧4的作用是使阀芯向右抵紧在推杆上。

图9-27 节流阀

a）结构图 b）图形符号 1—手柄 2—推杆 3—阀芯 4—弹簧

这种节流阀结构简单，制造容易，体积小，但负载和温度的变化对流量的稳定性影响较大，因此只适用于负载和温度变化不大或执行机构速度稳定性要求较低的液压系统。

图9-28a所示为单向节流阀的结构图。从工作原理来看，单向节流阀是节流阀和单向阀的组合，在结构上是利用一个阀芯同时起节流阀和单向阀的两种作用。当压力油从油口P₁流入时，油液经阀芯上的轴向三角槽节流口从油口P₂流出，旋转手柄可改变节流口通流面积，从而调节流量。当压力油从油口P₂流入时，在油压作用力的作用下，阀芯下移，压力油从油口P₁流出，起单向阀作用。

图9-28b所示为单向节流阀的图形符号。

图9-28 单向节流阀

a）结构图 b）图形符号

②调速阀。

调速阀是由一个定差减压阀和一个节流阀串联组合而成。节流阀用来调节流量，定差减压阀用来保证节流阀前后的压力差Δp不受负载变化的影响，从而使通过节流阀的流量保持稳定。

图9-29a所示为调速阀的工作原理图。图中，减压阀阀芯1与节流阀阀芯2串联。

进口压力为p₁，出口压力为p₂，节流阀出口压力为p₃；则减压阀a腔、b腔、c腔的油压分别为p₁、p₂、p₃；若a腔、b腔、c腔的有效工作面积分别为A₁、A₂、A3，则A3=A₁+A₂。

图9-29b所示为减压阀阀芯的受力图，受力平衡方程为

p₂A₁+p₂A₂=p₃A₃+F_s

即Δp=p₂-p₃=F_s/a₃=常量

因为减压阀阀芯弹簧很软（刚度很低），当阀芯左右移动时，其弹簧作用力F_s变化不大，所以节流阀前后的压力差Δp基本上不变而为一常量。也就是说当负载变化时，通过调速阀的油液流量基本不变，液压系统执行元件的运动速度保持稳定。

图9-29 调速阀的工作原理

a）工作原理图 b）受力图 c）图形符号 1—减压阀阀芯 2—节流阀阀芯

若负载增加，使p₃增大的瞬间，减压阀向左推力增大，使阀芯左移，阀口开大，阀口液阻减小，使p₂也增大，其差值（Δp=p₂-p₃）基本保持不变。同理，当负载减小，p₃减小时，减压阀阀芯右移，p₂也减小，其差值亦不变。因此调速阀适用于负载变化较大，速度平稳性要求较高的液压系统。

4）插装阀 插装阀是一种以锥阀为基本单元的新型液压元件。由于这种阀具有通、断两种状态，可以进行逻辑运算，故又称为逻辑阀。

插装阀的结构如图9-30a所示，它由插装块体1、插装单元（由阀套2、阀芯3、弹簧4及密封件组成）、控制盖板5和先导控制阀6组成。插装阀的工作原理相当于一个液控单向阀。图中，A和B为主油路的两个工作油口，K为控制油口（与先导阀相接）。

图9-30 插装阀

a）结构图 b）图形符号 1—阀块体 2—阀套 3—阀芯 4—弹簧 5—控制盖板 6—先导控制阀

当K口无液压力作用时，阀芯受到的向上的液压力大于弹簧力，阀芯开启，A与B相通，至于液流的方向，视A、B口的压力大小而定；反之，当K口有液压力作用时，且K口的油液压力大于A和B口的油液压力，才能保证A与B之间关闭。

插装阀的图形符号如图9-30b所示。

插装阀与各种先导阀组合，便可组成方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。

①插装阀组成各种方向控制阀。

图9-31a为单向阀，当p_A>p_B时，阀芯关闭，A与B不通；而当p_B>p_A时，阀芯开启，油液从B流向A。

图9-31b为二位二通阀，当电磁阀断电时，阀芯开启，A与B接通；电磁阀通电时，阀芯关闭，A与B不通。

图9-31c为二位三通阀，当电磁阀断电时，A与T接通；电磁阀通电时，A与P接通。

图9-31d为二位四通阀，电磁阀断电时，P与B接通，A与T接通；电磁阀通电时，P与A接通，B与T接通。

②插装阀组成的压力控制阀。

在图9-32a中，若B接油箱，则插装阀用作溢流阀，其原理与先导式溢流阀相同；若B接负载时，插装阀起顺序阀的作用。

图9-31 方向控制插装阀

a）单向阀 b）二位二通阀 c）二位三通阀 d）二位四通阀

图9-32 压力控制插装阀

a）压力控制阀 b）电磁溢流阀

图9-32b所示为电磁溢流阀，当二位二通电磁阀断电时，用作溢流阀；当二位二通电磁阀通电时，起卸荷作用。

③流量控制插装阀。

二通插装节流阀的结构及图形符号如图9-33所示。在插装阀的控制盖板上有阀芯限位器，用来调节阀芯开度，从而起到流量控制阀的作用。若在二通插装阀前串联一个定差减压阀，则可组成二通插装调速阀。

图9-33 二通插装节流阀

a）结构图 b）图形符号

插装阀与普通液压阀相比，具有通油能力大、动作速度快、密封性好、泄漏小、结构简单、制造容易、工作可靠、不易堵塞等特点，还可实现一阀多能，易于实现元件和系统的标准化、系列化和通用化，并可简化系统。

5）比例阀 电液比例阀简称比例阀，它是一种把输入的电信号按比例地转换成力或位移，从而对压力、流量等参数进行连续控制的一种液压阀。

比例阀由直流比例电磁铁与液压阀两部分组成。其液压阀部分与普通液压阀差别不大，而直流比例电磁铁和普通电磁阀所用的电磁铁不同，比例电磁铁要求吸力（或位移）与输入电流成比例。比例阀按用途和结构不同，可分为比例压力阀、比例流量阀、比例方向阀三大类。

图9-34a为先导式比例溢流阀的结构原理图。当输入电信号（通过线圈2）时，比例电磁铁1便产生一个相应的电磁力，它通过推杆3和弹簧作用于先导阀芯4，从而使先导阀的控制压力与电磁力成比例，即与输入信号电流成比例。由溢流阀主阀阀芯6上受力分析可知，进油口压力和控制压力、弹簧力等相平衡（其受力情况与普通溢流阀相似），因此比例溢流阀进油口压力的升降与输入信号电流的大小成比例。若输入信号电流是连续、按比例地或按一定程序变化，则比例溢流阀所调节的系统压力也连续按比例地或按一定程序地进行变化。图9-34b所示为先导式比例溢流阀的图形符号。

图9-35a为利用比例溢流阀调压的多级调压回路。图中，1为比例溢流阀，2为电子放大器。改变输入电流I，即可控制系统获得多级工作压力。它比利用普通溢流阀的多级调压回路所用液压元件数量少，回路简单，且能对系统压力进行连续控制。

图9-35b为采用比例调速阀的调速回路。改变比例调速阀输入电流，即可使液压缸获得所需要的运动速度。比例调速阀可在多级调速回路中代替多个调速阀，也可用于远距离速度控制。

图9-34 先导式比例溢流阀

a）结构原理图 b）图形符号 1—比例电磁铁 2—线圈 3—推杆 4—先导阀芯 5—导阀座 6—主阀阀芯

图9-35 比例阀的应用

a）利用比例溢流阀调压的多级调压回路 b）采用比例调速阀的调速回路 1—比例溢流阀 2—电子放大器 3—比例调速阀

比例阀能连续地、按比例地对油液的压力、流量或方向进行控制，从而实现对执行机构的位置、速度和力的连续控制，并能防止或减小压力、速度变换时的冲击。比例阀广泛应用于数控折弯机等数控机床中。

3.数控机床典型液压控制回路

（1）MJ-50数控车床液压系统

MJ-50数控车床卡盘夹紧与松开、卡盘夹紧力的高低压转换、回转刀架的松开与夹紧、刀架刀盘的正转和反转、尾座套筒的伸出与退回都是由液压系统驱动的。液压系统中，各电磁阀电磁铁的动作是由数控系统的PLC控制实现的。其液压系统原理如图9-36所示。

图9-36 MJ-50型数控车床液压系统原理图

1～5—电磁换向阀 6～8—减压阀 9～11—单向调速阀 12～14—压力表 15—液压泵

该机床的液压系统采用单向变量液压泵供油，系统压力调至4MPa，由压力计14显示。液压泵出口的压力油经过单向阀进入系统，以防止压力油回流；卡盘液压缸和套筒液压缸经减压阀供油，以获得较系统压力低而稳定的油液压力；刀架转位速度和套筒退回速度由单向调速阀进行调节。

1）卡盘的夹紧与松开 卡盘的夹紧根据加工的需要，有高压夹紧和低压夹紧两种状态。

当卡盘处于正卡（也称外卡）且高压夹紧的状态下，夹紧力的大小由减压阀6来调整，由压力计12显示卡盘压力。卡盘夹紧时，电磁铁3DT失电、1DT得电，换向阀2和换向阀1的左位接入系统，压力油进入液压缸右腔，活塞杆左移，卡盘夹紧；卡盘松开时，电磁铁3DT和1DT失电、2DT得电，换向阀2的左位和换向阀1的右位接入系统，压力油进入液压缸左腔，活塞杆右移，卡盘松开。

当卡盘处于正卡且在低压夹紧状态下，夹紧力的大小由减压阀7来调整。此时，使电磁铁3DT得电，换向阀2置换为右位。将减压阀7接入系统，压力油经减压阀7接入液压缸，其夹紧力即由减压阀7进行调节。除此之外，卡盘夹紧和松开的油路与高压夹紧状态的油路相同。

2）刀架的回转 回转刀架换刀时的动作过程是：刀盘松开→刀盘转到指定的刀位→刀盘复位夹紧。二位四通电磁换向阀4控制刀盘的夹紧与松开，三位四通电磁换向阀3控制刀盘的正转和反转，单向调速阀9和10控制刀盘旋转速度。

当电磁铁4DT得电时，换向阀4的右位接入系统，压力油经换向阀4进入刀盘液压缸下腔，刀盘松开；当电磁铁4DT失电时，换向阀4复位（左位），压力油经换向阀4进入刀盘液压缸上腔，刀盘夹紧。

当电磁铁8DT得电时，换向阀3的左位接入系统，压力油经换向阀3（左位）和单向调速阀9进入刀架转位液压马达，刀架正转；当电磁铁7DT得电时，换向阀3的右位接入系统，液压油经阀3（右位）和单向调速阀10进入刀架回转液压马达，刀架反转。单向调速阀9和10在刀架正、反转时均构成进油节流调速。

3）尾座套筒伸缩动作 尾座套筒的伸出与缩回由三位四通电磁换向阀5控制。当电磁铁6DT得电、5DT失电时，换向阀5的左位接入系统，压力油经减压阀8和换向阀5（左位）进入套筒伸缩液压缸左腔，液压缸右腔的油液经单向调速阀11中的调速阀和换向阀5（左位）回油箱，套筒伸出；当电磁铁6DT失电、5DT得电时，换向阀右位接入系统，压力油经减压阀8、换向阀5（右位）、单向调速阀11中的单向阀进入液压缸右腔，液压缸左腔的油液经换向阀5（右位）直接回油箱，套筒缩回。

套筒伸出时的工作预紧力大小通过减压阀8来调整，并由压力计13显示；伸出速度由单向调速阀11控制，该调速阀在回路中构成回油调速，使套筒伸出时液压缸中具有一定的背压，以提高套筒伸出运动的稳定性。MJ-50数控车床液压系统各元件的动作顺序如表9-2所示。

表9-2 MJ-50数控车床液压系统各元件的动作顺序

（2）ZHS-K63型加工中心液压系统

ZHS-K63型加工中心的主轴旋转和进给运动采用电气伺服控制，而其他辅助运动则采用液压驱动。其液压系统原理如图9-37～图9-40所示。该液压系统的电磁铁由机床数控系统的PLC控制。

该系统的油源部分由限压式变量泵1和蓄能器10构成。当系统所需流量较小时，由变量泵给系统供油；当系统所需流量较大时，由变量泵和蓄能器共同向系统供油。开动机床时，使电磁铁1DT得电，换向阀7右位接入系统，限压式变量泵1向蓄能器10充油，当充油压力升到变量泵调定的极限压力时，变量泵的输出流量降为零，从而减少功率损耗；在液压缸和液压马达工作时，由蓄能器和变量泵共同供油，系统主油路压力在蓄能器作用下维持在5～6MPa。当机床起动但系统不工作时，使电磁铁1DT失电，换向阀7复位，变量泵和蓄能器的油液经节流阀12在低压下回油箱，这样既能保证系统具有一定的控制压力，又可减小功率消耗。

图9-37 ZHS-K63型加工中心液压系统原理图（一）

1—液压泵 2、4—单向阀 3—过滤器 5—溢流阀 6—压力继电器 7—电磁换向阀 8、9—截止阀 10—蓄能器 11—压力表 12—节流阀

图9-38 ZHS-63型加工中心液压系统原理图（二）

13、23、24—压力继电器 14、17—减压阀 15—单向阀 16、18、22、25—电磁换向阀 19、20、27—单向节流阀 21—节流阀 26—液压锁

系统各部分的工作原理介绍如下：

1）Y轴平衡 为了减小加工中心立柱丝杠与螺母之间的摩擦力，保持摩擦力均衡，保证主轴精度，支承立柱丝杠的Y轴平衡液压缸的进油压力由溢流减压阀14调定，相应立柱丝杠正反向旋转时液压缸的进油压力都处于稳定状态。

图9-39 ZHS-K63型加工中心液压系统原理图（三）

28—节流阀 29—调速阀 30—机动换向阀 31、33、37、39、42、45—电磁换向阀 32—单向阀 34、35、40、41、43、44、46、47—单向节流阀 36—减压阀 38—液压锁

图9-40 ZH-63型加工中心液压系统（四）

48、57—背压阀 49、53、55、58、60、61、62—电磁换向阀 50、51、54—单向节流阀 52—节流阀 6—节流器 59—液压锁

2）回转台夹紧 电磁铁2DT得电，换向阀16的左位接入系统，回转台夹紧。

液压油经换向阀7（右位）、换向阀16（左位）进入回转台夹紧液压缸右腔。回转台夹紧液压缸左腔液压油经换向阀16（左位），单向阀15和过滤器3回流入油箱。

当电磁铁3DT得电而2DT失电时，换向阀16右位接入系统，回转台松开。由于回转台刚性较好，行程较短，故不需要减压和节流调速。

3）托板运换 回转台夹紧后，系统压力升高，当压力达到压力继电器13的调定压力时，压力继电器13发出电信号，使电磁铁4DT得电，换向阀18左位接入系统，压力油进入托板运换液压缸右腔，托板运进。

当电磁铁5DT得电而4DT失电，换向阀18右位接入系统，托板换出。托板运换速度可通过单向节流阀19、20调节。单向节流阀19和20在托板运换回路中构成回油节流调速，使托板运换更加平稳。

4）托板夹紧 运换到位后，使电磁铁6DT得电，换向阀22左位接入系统，压力油进入托板夹紧液压缸右腔，托板夹紧；当电磁铁7DT得电而6DT失电时，换向阀22右位接入系统，托板松开。托板夹紧、松开速度由节流阀21进行调节；当托扳夹紧或松开后，相应油路中的压力将升高，当压力分别达到压力继电器23或24的调定压力时，压力继电器发出电信号，控制下一动作开始。

5）装料升降 电磁铁9DT得电，换向阀25右位接入系统，压力油进入装料升降液压缸下腔，液压缸外伸，工件上升；当电磁铁8DT得电而9DT失电时，换向阀25左位接入系统，工件下降。

工件下降速度可通过单向节流阀27进行调节。液压锁26可确保在突然停电和负载失常时使装料升降液压缸锁定在原位，从而起安全保护作用。

6）滑楔定位 电磁铁14DT失电时，换向阀37右位接入系统，压力油进入滑楔定位液压缸左腔，液压缸伸出，滑楔定位；当电磁铁14DT得电时，换向阀37复位，其左位接入系统，滑楔定位解除。采用电磁换向阀37失电定位和液压锁38，可保证在突然停电和负载失常时滑楔定位液压缸的可靠工作。

7）滑楔移动 电磁铁10DT得电，换向阀31左位接入系统，压力油进入滑楔移动马达，滑楔正向移动；当电磁铁11DT得电而10DT失电时，换向阀31右位接入系统，滑楔反向移动。滑楔正反向的移动速度可由节流阀28进行调节。由于滑楔移动惯量较大，为保证移动平稳，滑楔正反向移动接近终点时，其行程挡块都将压下行程阀30，迫使滑楔移动马达的回油都必经调速阀29回油箱，从而实现平稳减速，避免冲击。

8）横臂伸缩 电磁铁13DT得电，换向阀33右位接入系统，压力油进入横臂伸缩液压缸左腔，横臂伸出；当电磁铁12DT得电而13DT失电时，换向阀33左位接入系统，横臂缩回。横臂伸缩速度可分别通过单向节流阀34、35进行调节。

9）刀库链定位 电磁铁25DT失电时，换向阀58右位接入系统，压力油进入刀库链定位液压缸左腔，液压缸伸出，刀库链定位；电磁铁25DT得电，换向阀58左位接入系统，刀库链定位解除。采用电磁换向阀58失电定位和液压锁59，可保证在突然停电和负载失常时刀库链定位液压缸的可靠工作。

10）刀库移动 电磁铁22DT得电，换向阀53左位接入系统，压力油进入刀库移动液压马达，刀库正向移动；当电磁铁23DT得电而22DT失电时，换向阀53右位接入系统，刀库反向移动。节流阀52和单向节流阀54可调节刀库正反向移动速度。由于刀库移动惯量较大，刀库正反向移动接近终点时，通过行程开关使电磁铁24DT得电，迫使刀库移动马达的回油都必经节流器56回油箱，从而实现平稳减速。单向节流阀在回路中构成回油节流调速，以提高刀库移动马达运动的平稳性。

11）松刀 电磁铁30DT得电，换向阀62左位接入系统，压力油进入松刀液压缸右腔，刀柄松开；当30DT失电时，换向阀62右位接入系统，刀柄夹紧。采用电磁铁失电刀柄夹紧，以防止突然断电时刀柄松开。

12）机械手拔刀 电磁铁20DT得电，换向阀45右位接入系统，压力油进入机械手拔刀液压缸左腔，液压缸伸出，机械手将刀具拔出；当电磁铁19DT得电而20DT失电时，换向阀45左位接入系统，机械手将刀具插入。机械手拔刀和插刀的速度可分别通过单向节流阀46、47进行调节。

13）机械手回转 电磁铁15DT和17DT得电，换向阀39、42左位接入系统，压力油分别进入机械手回转液压缸右腔和机械手回转液压缸活塞杆右腔，机械手逆转180°；当电磁铁15DT、17DT失电而16DT、18DT得电时，换向阀39、42右位接入系统，机械手正转180°。机械手回转和终点缓冲定位速度分别由单向节流阀40、41、43、44进行调节。

14）手动换刀 电磁铁21DT得电，换向阀49左位接入系统，压力油经减压阀后进入手动换刀液压缸右腔，此时可进行手动换刀。手动换刀液压缸活塞正反向移动速度可分别由单向节流阀50、51进行调节。

15）主轴换移 当电磁铁26DT、29DT得电时，换向阀60左位、61右位接入系统，压力油进入主轴换移液压缸小活塞的右腔，而大活塞两腔均通油箱，活塞杆处于左端，相应主轴处于高速状态；当27DT、29DT得电而26DT失电时，换向阀60、61右位接入系统，压力油进入小活塞左右两腔，大活塞左腔通油箱，由于小活塞左端面积大于右端面积，活塞杆处于右端，相应主轴处于中速状态；当26DT、28DT得电而27DT、29DT失电时，换向阀60、61左位接入系统，压力油进入大活塞左腔和小活塞右腔，活塞杆处于中位，主轴处于低速状态。