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（3）污染控制 过去，液压界主要致力于控制固体颗粒的污染，而对水、空气等的污染控制往往不够重视。今后应重视解决：严格控制产品生产过程中的污染，发展封闭式系统，防止外部污染物侵入系统；应改进元件和系统设计，使之具有更大的耐污染能力。同时开发耐污染能力强的高效滤材和过滤器。研究对污染的在线测量；开发油水分离净化装置和排湿元件，以及开发能清除油中的气体、水分、化学物质和微生物的过滤元江及检测装置。
（4）主动维护 开展液压系统的故障预测，实现主动维护技术。必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的开发研究，建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机和知识库中的知识，推算出引起故障的原因，提出维修方案和预防措施。要进一步开发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自校正，在故障发生之前进行补偿，这是液压行业努力的方向。
（5）机电一体化 机电一体化可实现液压系统柔性化、智能化，充分发挥液压传动出力大、惯性小、响应快等优点，其主要发展动向如下：液压系统将有过去的电液开发系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统，同时对压力、流量、位置、温度、速度等传感器实现标准化；提高液压元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更适应机电一体化需求，发展与计算机直接接口的高频，低功耗的电磁电控元件；液压系统的流量、压力、温度、油污染度等数值将实现自动测量和诊断；电子直接控制元件将得到广泛采用，如电控液压泵，可实现液压泵的各种调节方式，实现软启动、合理分配功率、自动保护等；借助现场总线，实现高水平信息系统，简化液压系统的调节、争端和维护。
（6）液压CAD技术 充分利用现有的液压CAD设计软件，进行二次开发，建立知识库信息系统，它将构成设计-制造-销售-使用-设计的闭环系统。将计算机防真及适时控制结合起来，在试制样机前，便可用软件修改其特性参数，以达到最佳设计效果。下一个目标是，利用CAD技术支持液压产品到零不见设计的全过程，并把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及现代管理系统集成在一起建立集成计算机制造系统（CIMS），使液压设计与制造技术有一个突破性的发展。
（7）新材料、新工艺的应用 新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液压的发展引起新的飞跃。为了保护环境，研究采用生物降解迅速的压力流体，如采
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用菜油基和合成脂基或者水及海水等介质替代矿物液压油。铸造工艺的发展，将促进液压元件性能的提高，如铸造流道在阀体和集成块中的广泛使用，可优化元件内部流动，减少压力损失和降低噪声，实现元件小型化。
1.2 国内外对液压产品技术的提高
在工业先进国家，对液压气动产品污染控制及密封技术都特别重视，因为它直接影响到产品性能、质量和水平，是产品有否市场的大问题。当前归纳的基本情况是：
（1）产品污染控制贯彻在产品零部件制造的各道工序、产品装配、产品试验和包装中，有严格的定量指标来表证产品清洁度状况，有严格的防锈和其他措施来保证产品储存，运输中的清洁度；
（2）制订出相应的标准和规范，供有关人员遵照执行，并且纪律严明； （3）对液压气动产品的用户，在使用中有明确的清洁度要求，并有保证清洁度的相 关辅件供用户选用；
（4）把产品的污染控制纳入日常的工作范畴，出现问题随时解决； （5）特别注重针对产品结构的密封技术研究，以保证产品有可靠的密封性； （6）为适应主机产品高压、高速、高温或低温发展对配套密封件的需求，国外正向扩大橡塑组合、橡塑复合密封应用领域；研究非接触式可控膜式密封；探索应用新的柔性石墨密封材料等。
我国，对液压气动产品的污染控制及密封技术也同样十分重视，但至今对该项技术的研究，实施以及取得的效果，与工业先进国家比，仍有不少差距，需要继续加大研究力度。
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1.3 课题研究的对象和研究方法
本课题研究对象是数控珩磨机床的液压系统部分，此机床改良（其原图如上）主轴等传动系统部分使用步进电机，去除曲柄传动结构，增加机械手与夹具自动夹放工件装置。机械手采用液压驱动实现工件的夹放和手臂旋转；夹具采用滚珠丝杠进给传动实现工件的往复运动，夹紧装置采用液压驱动。
本着高效节能、机电一体化、计算机辅助设计及计算机控制、系统集成化与控制技术集结于一身的目的，课题着重研究机械手与夹具的液压缸和液压泵，对其进行受力分析和优化设计，是设计一个高效、节能机床液压系统的前提。
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第二章 拟定液压系统原理图
2.1 液压系统原理图
图1 液压系统图
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2.2 液压系统特点分析
(1) 系统采用双联泵供油，手臂回转、手臂升降及伸缩时由两个泵同时供油；夹具松紧、手指松紧及定位缸工作时，只有小流量泵2供油，大流量泵1自动卸载。由于定位缸和控制油路所需压力较低，在定位缸支路上串联有减压阀8，使之获得稳定的压力。
(2) 手臂的伸缩和升降采用单杆双作用液压缸驱动，手臂的升降和伸缩速度分别由单向调速阀15、13、11实现回油节流调速；手臂的回转由液压摆动马达驱动，其正反向运动亦采用单向阀17和18回油节流调速。
(3) 执行机构的定位和缓冲是机械手工作平稳可靠的关键。从提高生产率来说，希望机械手正常工作速度越快越好，但工作速度越快，起动和停止时的惯性就越大，振动和冲击就越大，这不仅会影响到机械手的定位精度，严重时还会损伤机件。因此机械手的定位精度和运动平稳性的要求，一般在定位前要采取缓冲措施。
该机械手手臂伸出由定位块定位保证精度，端点到达前发信号切断油路，滑动缓冲；手臂缩回和手臂上升由行程开关适时发信号，提前切断油路，滑行缓冲并定位。此外，手臂伸缩缸、手臂回转缸和升降缸采用了电液换向阀换向，调节换向时间，亦增加缓冲效果。由于手臂的回转部分质量较大，转速较高，运动惯性矩较大，系统手臂回转缸除采用单向调速阀回油节流调速外，还在回油路上安装行程节流阀19进行减速缓冲，最后由定位缸插定位销定位，满足定位精度要求。
（4）手臂升降缸为立式液压缸，为支承平衡运动部件的自重，采用了单向顺序阀12的平衡回路。
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