數(shù)控機(jī)床原理、結(jié)構(gòu)與維修第5章

1、數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與故障檢修數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與故障檢修第第5 5章章 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與自動(dòng)換刀系統(tǒng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與自動(dòng)換刀系統(tǒng)學(xué)習(xí)目的與要求學(xué)習(xí)目的與要求n了解機(jī)床數(shù)控改造的條件；了解機(jī)床數(shù)控改造的條件；n理解定位銷式、鼠齒盤分度工作臺(tái)工作原理解定位銷式、鼠齒盤分度工作臺(tái)工作原理和用途；理和用途；n掌握數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)使用及其結(jié)構(gòu)；掌握數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)使用及其結(jié)構(gòu)；n了解數(shù)控機(jī)床常用的自動(dòng)換刀裝置的類型、了解數(shù)控機(jī)床常用的自動(dòng)換刀裝置的類型、特點(diǎn)、適用范圍特點(diǎn)、適用范圍n理解回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置、六角同轉(zhuǎn)刀架；理解回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置、六角同轉(zhuǎn)刀架；n了解換刀裝置、工件交換系統(tǒng)。了解換刀裝置、工件交換系統(tǒng)。學(xué)習(xí)導(dǎo)引示例學(xué)習(xí)

2、導(dǎo)引示例 VMC-15加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng)加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng) n VMC-15加工中心具有可加工中心具有可安裝安裝21把刀具的刀庫(kù)，其結(jié)把刀具的刀庫(kù)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無須機(jī)械手交換刀具，構(gòu)簡(jiǎn)單，無須機(jī)械手交換刀具，可提供可靠快速的刀具交換方可提供可靠快速的刀具交換方式。如圖式。如圖5-1所示為所示為VMC-15加工中心的刀庫(kù)結(jié)構(gòu)示意圖。加工中心的刀庫(kù)結(jié)構(gòu)示意圖。 刀庫(kù)自動(dòng)換刀的動(dòng)作過程如下：刀庫(kù)自動(dòng)換刀的動(dòng)作過程如下： 1)主軸上的主軸上的1號(hào)刀裝人刀庫(kù)中號(hào)刀裝人刀庫(kù)中的的1號(hào)刀位號(hào)刀位2）刀庫(kù)中的）刀庫(kù)中的5號(hào)刀具裝入主號(hào)刀具裝入主軸軸n 圖圖5-1 VMC-15加工中心的刀加工中心的刀厙結(jié)構(gòu)

3、不意圖厙結(jié)構(gòu)不意圖 圖圖5-1 VMC-15加工中心的刀厙結(jié)構(gòu)圖加工中心的刀厙結(jié)構(gòu)圖n 加工中心常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有加工中心常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)分度工作臺(tái)和和數(shù)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。分度工作臺(tái)通常又有。分度工作臺(tái)通常又有定位銷式定位銷式和和鼠齒盤式鼠齒盤式兩種。分度工作臺(tái)的功用只是將工件轉(zhuǎn)兩種。分度工作臺(tái)的功用只是將工件轉(zhuǎn)位換面，和自動(dòng)換刀裝置配合使用，工件一次安位換面，和自動(dòng)換刀裝置配合使用，工件一次安裝能實(shí)現(xiàn)幾面加工。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)除了分度裝能實(shí)現(xiàn)幾面加工。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)除了分度和轉(zhuǎn)位的功能之外，還能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。和轉(zhuǎn)位的功能之外，還能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 n5.1 回轉(zhuǎn)

4、工作臺(tái)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)n 分度工作臺(tái)的分度、轉(zhuǎn)位和定位工作是按照控制系統(tǒng)的指令自動(dòng)進(jìn)行的。分度工作臺(tái)只能完成分度運(yùn)動(dòng)，而不能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由于結(jié)構(gòu)上的原因，通常分度工作臺(tái)的分度運(yùn)動(dòng)只限于完成規(guī)定的角度(如45、60或90等)，即在需要分度時(shí)，按照數(shù)控系統(tǒng)的指令，將工作臺(tái)及其工件回轉(zhuǎn)規(guī)定的角度，以改變工件相對(duì)于主軸的位置，完成工件各個(gè)表面的加工。為滿足分度精度的要求，需要使用專門的定位元件。常用的定位方式有定位銷式、鼠齒盤定位和鋼球定位幾種。 n5.1.1定位銷式分度工作臺(tái)定位銷式分度工作臺(tái)n 圖圖5-2所示為臥式鏜銑床加工中心的定位銷式分度工作臺(tái)。這種所示為臥式鏜銑床加工中心的定位銷式分度工作臺(tái)

5、。這種工作臺(tái)的定位分度主要靠定位銷、定位孔來實(shí)現(xiàn)?；剞D(zhuǎn)分度時(shí)，工作工作臺(tái)的定位分度主要靠定位銷、定位孔來實(shí)現(xiàn)?；剞D(zhuǎn)分度時(shí)，工作臺(tái)需經(jīng)過（臺(tái)需經(jīng)過（1）松開（）松開（2）回轉(zhuǎn)（）回轉(zhuǎn)（3）分度定位（）分度定位（4）夾緊四個(gè)過程。）夾緊四個(gè)過程。 n圖圖5-2 定位銷式分度工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)定位銷式分度工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)n1一分度工作臺(tái)一分度工作臺(tái) 2一錐套一錐套 3一螺釘一螺釘 4一支座一支座 5一消隙油缸一消隙油缸 6一定位孔襯套一定位孔襯套 7一定位銷一定位銷n8一鎖緊油缸一鎖緊油缸 9一大齒輪一大齒輪 10一長(zhǎng)方形工作臺(tái)一長(zhǎng)方形工作臺(tái) 11一活塞一活塞 12一彈簧一彈簧 13一油槽一油槽n14、19、

6、20-軸承軸承 15一螺栓一螺栓 16一活塞一活塞 17一中央液壓缸一中央液壓缸 18一油管一油管 21一底座一底座 22一擋塊一擋塊 運(yùn)作運(yùn)作n 5.1.2 齒盤定位式分度工作臺(tái)齒盤定位式分度工作臺(tái) n1. 齒盤定位式分度工作臺(tái)工作原理齒盤定位式分度工作臺(tái)工作原理n齒盤嚙合、脫開相當(dāng)于兩齒盤對(duì)研過程。齒盤嚙合、脫開相當(dāng)于兩齒盤對(duì)研過程。 n2 多齒盤的特點(diǎn)多齒盤的特點(diǎn)n定位精度高，一般為士定位精度高，一般為士3。承載能力強(qiáng)承載能力強(qiáng)適用于多工位分度適用于多工位分度結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造比較困難，其齒形及形位公差要求很高，對(duì)齒盤的研結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造比較困難，其齒形及形位公差要求很高，對(duì)齒盤的研磨工序很費(fèi)

7、工時(shí)，一般要研磨幾十小時(shí)以上，因此生產(chǎn)效率低、成本磨工序很費(fèi)工時(shí)，一般要研磨幾十小時(shí)以上，因此生產(chǎn)效率低、成本也較高也較高n 【實(shí)例【實(shí)例5-1】 THK6370型數(shù)控臥式鏜銑床齒盤定位型數(shù)控臥式鏜銑床齒盤定位的分度工作臺(tái)的分度工作臺(tái)n 有一對(duì)分度齒盤、升夾液有一對(duì)分度齒盤、升夾液壓缸、蝸桿副等組成。分度壓缸、蝸桿副等組成。分度轉(zhuǎn)位動(dòng)作包括：工作臺(tái)抬起，轉(zhuǎn)位動(dòng)作包括：工作臺(tái)抬起，齒盤脫離嚙合，完成分度前齒盤脫離嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作（工作臺(tái)抬起）；的準(zhǔn)備工作（工作臺(tái)抬起）；回轉(zhuǎn)分度，工作臺(tái)下降，齒回轉(zhuǎn)分度，工作臺(tái)下降，齒盤重新嚙合，完成定位夾緊。盤重新嚙合，完成定位夾緊。n 鼠牙盤式分度工

8、作臺(tái)主要由工作臺(tái)面、底座、分度液壓缸及鼠牙盤等零件組成，如圖5-4所示。鼠牙盤是保證分度精度的關(guān)鍵零件，每個(gè)齒盤的端面帶有數(shù)目相同的三角形齒，當(dāng)兩個(gè)齒盤嚙合時(shí)，能夠自動(dòng)確定軸向和徑向的相對(duì)位置。n鼠牙盤式分度工作臺(tái)作分度運(yùn)動(dòng)三個(gè)步驟：n 分度工作臺(tái)抬起 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)分度分度工作臺(tái)下降 n5.1.3 鼠牙盤分度工作臺(tái)鼠牙盤分度工作臺(tái)n 圖圖5-4 鼠牙盤式分度工作臺(tái)鼠牙盤式分度工作臺(tái)1、2、15、16一推桿一推桿 3一下齒盤一下齒盤 4一上齒盤一上齒盤 5、13一推力軸承一推力軸承 6一活塞一活塞 7一工作臺(tái)一工作臺(tái) 8一齒條一齒條活塞活塞 9一升降液壓缸上腔一升降液壓缸上腔 10一升降液壓缸下腔

9、一升降液壓缸下腔 11一齒輪一齒輪 12一齒圈一齒圈 14、17一擋塊一擋塊 18一分度液一分度液壓缸右腔壓缸右腔 19一分度液壓缸左腔一分度液壓缸左腔 20、21一分度液壓缸進(jìn)回油管道一分度液壓缸進(jìn)回油管道 22、23一升降液壓缸進(jìn)回油管道一升降液壓缸進(jìn)回油管道三種不同生產(chǎn)類型的生產(chǎn)管理特點(diǎn)三種不同生產(chǎn)類型的生產(chǎn)管理特點(diǎn)1.5.1.4 帶有交換托盤式分度工作臺(tái)帶有交換托盤式分度工作臺(tái)n 【實(shí)例【實(shí)例5-2】 ZHS-K630型臥式加工中心帶有交換托盤式型臥式加工中心帶有交換托盤式分度工作臺(tái)分度工作臺(tái)n圖圖5-5 帶有托盤交換的分度工作臺(tái)帶有托盤交換的分度工作臺(tái)n1一活塞體一活塞體 2、5、1

10、6一液壓閥一液壓閥 3、4、8、9一油腔一油腔 6、7一鼠齒盤一鼠齒盤 10一托板一托板n11一液壓缸一液壓缸 12一定位銷一定位銷 13工作臺(tái)體工作臺(tái)體 14一齒圈一齒圈 15一齒輪一齒輪n分度工作原理：分度工作原理：上下上下齒盤相嚙合，可準(zhǔn)確地齒盤相嚙合，可準(zhǔn)確地定位，實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)的定位，實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)的分度?；剞D(zhuǎn)分度工作臺(tái)分度?；剞D(zhuǎn)分度工作臺(tái)根據(jù)編程命令可以正轉(zhuǎn)，根據(jù)編程命令可以正轉(zhuǎn)，也可以反轉(zhuǎn)，由于該齒也可以反轉(zhuǎn)，由于該齒盤有盤有360個(gè)，故最小分個(gè)，故最小分度單位為度單位為1。n 分度工作臺(tái)上的兩分度工作臺(tái)上的兩個(gè)托盤是用來交換工件個(gè)托盤是用來交換工件的。的。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要作用

11、是按照控制裝置的信號(hào)或數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要作用是按照控制裝置的信號(hào)或指令作回轉(zhuǎn)分度或連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以使數(shù)控機(jī)床完成指令作回轉(zhuǎn)分度或連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以使數(shù)控機(jī)床完成指定的加工工序，如完成圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行各種圓弧加指定的加工工序，如完成圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行各種圓弧加工或曲面加工，它也可以進(jìn)行分度工作。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)工或曲面加工，它也可以進(jìn)行分度工作。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。 5.2.1 開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作 當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)做圓周分度運(yùn)動(dòng)時(shí)，先分度回轉(zhuǎn)再夾緊蝸輪，以當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)做圓周分度運(yùn)動(dòng)時(shí)，先分度回轉(zhuǎn)再夾緊蝸輪，以保證定位的可靠，并提高承受負(fù)載的能由于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)是

12、根保證定位的可靠，并提高承受負(fù)載的能由于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)是根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖信號(hào)來控制轉(zhuǎn)位角度，沒有其據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖信號(hào)來控制轉(zhuǎn)位角度，沒有其他的定位元件。因此，對(duì)開環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的傳動(dòng)精度要求高，他的定位元件。因此，對(duì)開環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的傳動(dòng)精度要求高，傳動(dòng)間隙應(yīng)盡量小。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)有零點(diǎn)。傳動(dòng)間隙應(yīng)盡量小。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)有零點(diǎn)。 52數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) n 【實(shí)例【實(shí)例5-3】 JCS-013型自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床的型自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)n JCS0l3數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)由傳數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)由傳動(dòng)系統(tǒng)、間隙消除裝置及蝸輪動(dòng)系統(tǒng)、間隙消除裝置及蝸輪夾緊裝置等組成。數(shù)控回轉(zhuǎn)工夾

13、緊裝置等組成。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)通過移動(dòng)雙螺距漸厚蝸桿作臺(tái)通過移動(dòng)雙螺距漸厚蝸桿的軸向位置來調(diào)節(jié)間隙的軸向位置來調(diào)節(jié)間隙 ，消除，消除蝸桿副傳動(dòng)間隙；設(shè)有零點(diǎn)，蝸桿副傳動(dòng)間隙；設(shè)有零點(diǎn)，使工作臺(tái)準(zhǔn)確地停在零點(diǎn)位置使工作臺(tái)準(zhǔn)確地停在零點(diǎn)位置上；可作任意角度的回轉(zhuǎn)和分上；可作任意角度的回轉(zhuǎn)和分度度 。n 5.2.2 閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) n圖圖5-10 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)n1一電液脈沖馬達(dá)一電液脈沖馬達(dá) 2、4一齒輪一齒輪 3一偏心環(huán)一偏心環(huán) 5一楔形拉緊銷一楔形拉緊銷 6一壓塊一壓塊7一螺母一螺母 8一鎖緊螺釘一鎖緊螺釘9一蝸桿一蝸桿 l0一蝸輪一蝸輪 11一調(diào)整套一調(diào)整套

14、 12、13一夾緊瓦一夾緊瓦 14一夾緊液壓缸一夾緊液壓缸 15一活塞一活塞 16一彈簧一彈簧17一鋼球一鋼球 1 8一光柵一光柵 19一撞塊一撞塊 20一感應(yīng)塊一感應(yīng)塊適用范圍：對(duì)已投產(chǎn)的企業(yè)確定生產(chǎn)類型時(shí)使用適用范圍：對(duì)已投產(chǎn)的企業(yè)確定生產(chǎn)類型時(shí)使用 5.3 刀架換刀裝置刀架換刀裝置 n 5.3.1自動(dòng)換刀裝置的形式自動(dòng)換刀裝置的形式表表5-1 自動(dòng)換刀裝置的形式自動(dòng)換刀裝置的形式形形 式式特特 點(diǎn)點(diǎn)適用范圍適用范圍轉(zhuǎn)塔式轉(zhuǎn)塔式回轉(zhuǎn)刀架回轉(zhuǎn)刀架多為順序換刀，換刀時(shí)間多為順序換刀，換刀時(shí)間短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，可容短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，可容納刀具較少納刀具較少各種數(shù)控車床，車削加工中心各種數(shù)控車床，

15、車削加工中心轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)塔頭順序換刀，換刀時(shí)間短，順序換刀，換刀時(shí)間短，刀具主軸都集中在轉(zhuǎn)塔頭刀具主軸都集中在轉(zhuǎn)塔頭上，結(jié)構(gòu)緊湊。但剛性較上，結(jié)構(gòu)緊湊。但剛性較差，刀具主軸數(shù)受限制差，刀具主軸數(shù)受限制數(shù)控鉆、鏜、銑床數(shù)控鉆、鏜、銑床刀庫(kù)式刀庫(kù)式刀具與主軸之刀具與主軸之間直接換刀間直接換刀換刀運(yùn)動(dòng)集中，運(yùn)動(dòng)部件換刀運(yùn)動(dòng)集中，運(yùn)動(dòng)部件少。但刀庫(kù)容量受限少。但刀庫(kù)容量受限各種類型的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。各種類型的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。尤其是對(duì)使用回轉(zhuǎn)類刀具的數(shù)尤其是對(duì)使用回轉(zhuǎn)類刀具的數(shù)控鏜銑床類立式、臥式加工心控鏜銑床類立式、臥式加工心機(jī)床。要根據(jù)工藝范圍和機(jī)床機(jī)床。要根據(jù)工藝范圍和機(jī)床特點(diǎn)，確定刀庫(kù)容量和自動(dòng)

16、換特點(diǎn)，確定刀庫(kù)容量和自動(dòng)換刀裝置形式刀裝置形式用機(jī)械手配合刀庫(kù)用機(jī)械手配合刀庫(kù)進(jìn)行換刀進(jìn)行換刀刀庫(kù)只有選刀運(yùn)動(dòng)，機(jī)械刀庫(kù)只有選刀運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手進(jìn)行換刀運(yùn)動(dòng)，刀庫(kù)容手進(jìn)行換刀運(yùn)動(dòng)，刀庫(kù)容量大量大n5.3.2 刀具的選擇方式刀具的選擇方式n 1順序選擇刀具順序選擇刀具n 刀具按預(yù)定工序的先后順序插入刀庫(kù)的刀座中，使用時(shí)按順刀具按預(yù)定工序的先后順序插入刀庫(kù)的刀座中，使用時(shí)按順序轉(zhuǎn)到取刀位置。用過的刀具放回原來的刀座內(nèi)，也可以按加工序轉(zhuǎn)到取刀位置。用過的刀具放回原來的刀座內(nèi)，也可以按加工順序放人下一個(gè)刀座內(nèi)。順序放人下一個(gè)刀座內(nèi)。n 2任意選擇刀具任意選擇刀具n 這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需

17、要的刀具，刀具這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫(kù)中不必按照工件的加工順序排列，可以任意存放。每把刀在刀庫(kù)中不必按照工件的加工順序排列，可以任意存放。每把刀具具(或刀座或刀座)都編上代碼，自動(dòng)換刀時(shí)，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，每把刀具都編上代碼，自動(dòng)換刀時(shí)，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，每把刀具(或或刀座刀座)都經(jīng)過都經(jīng)過“刀具識(shí)別裝置刀具識(shí)別裝置”接受識(shí)別。接受識(shí)別。n 任意選擇法主要有三種編碼方式：任意選擇法主要有三種編碼方式： (1) 刀具編碼方式刀具編碼方式 (2) 刀刀座編碼方式座編碼方式 (3) 編碼附件方式編碼附件方式 n5.3.3 回轉(zhuǎn)刀架換刀回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置裝置 n回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置是回轉(zhuǎn)刀

18、架換刀裝置是一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，常用于數(shù)控車床。置，常用于數(shù)控車床。n 1四方刀架換刀裝置：四方刀架換刀裝置：WZD4型刀架具體結(jié)構(gòu)，如型刀架具體結(jié)構(gòu)，如圖圖5-13所示。所示。n 2六角同轉(zhuǎn)刀架其換刀六角同轉(zhuǎn)刀架其換刀的過程為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)的過程為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架壓緊、位、刀架壓緊、 轉(zhuǎn)位液壓轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位等幾個(gè)步驟。缸復(fù)位等幾個(gè)步驟。n圖圖5-13 數(shù)控車床方刀架結(jié)構(gòu)數(shù)控車床方刀架結(jié)構(gòu)n1一電動(dòng)機(jī)一電動(dòng)機(jī)2一聯(lián)軸器一聯(lián)軸器3一蝸桿軸一蝸桿軸4一蝸輪絲杠一蝸輪絲杠 5一刀架底座一刀架底座6一粗定位盤一粗定位盤7一刀架體一刀架體8一球頭銷一球頭銷n9一轉(zhuǎn)位套一

19、轉(zhuǎn)位套 10一電刷座一電刷座 11一發(fā)信體一發(fā)信體 12一螺母一螺母 13、14一電刷一電刷 15一定位銷一定位銷【實(shí)例【實(shí)例5-4】 C K 3263系列數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架系列數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架n n 學(xué)生研讀學(xué)生研讀C K 3 2 6 3系列數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)與以下系列數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)與以下刀架內(nèi)容比較各自特點(diǎn)及其結(jié)果。刀架內(nèi)容比較各自特點(diǎn)及其結(jié)果。n5.3.4 多主軸轉(zhuǎn)塔頭換刀裝置多主軸轉(zhuǎn)塔頭換刀裝置 n (1) 脫開主軸脫開主軸 (2) 轉(zhuǎn)塔頭抬起轉(zhuǎn)塔頭抬起 (3) 轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位(4) 轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)塔頭定位壓緊頭定位壓緊 (5) 主軸傳動(dòng)主軸傳動(dòng)n 5.3.5 排刀式刀架排刀式刀架

20、n特點(diǎn)是，在使用上刀具布置和機(jī)床調(diào)整都較方便，可以根特點(diǎn)是，在使用上刀具布置和機(jī)床調(diào)整都較方便，可以根據(jù)具體工件的車削工藝要求，任意組合各種不同用途的刀具。據(jù)具體工件的車削工藝要求，任意組合各種不同用途的刀具。n 1鼓鼓(盤盤)式刀庫(kù)式刀庫(kù)n 在盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)中，刀具可以沿主軸軸向、徑向、斜向安放，在盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)中，刀具可以沿主軸軸向、徑向、斜向安放，刀具軸向安裝的結(jié)構(gòu)最為緊湊。盤式刀庫(kù)的刀具軸線與鼓刀具軸向安裝的結(jié)構(gòu)最為緊湊。盤式刀庫(kù)的刀具軸線與鼓(圓盤圓盤)軸線平行，刀具環(huán)行排列，分徑向、軸向兩種取刀方式，其刀座軸線平行，刀具環(huán)行排列，分徑向、軸向兩種取刀方式，其刀座(刀套刀套)結(jié)構(gòu)不同。這

21、種鼓式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多，適用于刀結(jié)構(gòu)不同。這種鼓式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多，適用于刀庫(kù)容量較小的情況。庫(kù)容量較小的情況。 54 刀庫(kù)自動(dòng)換刀系統(tǒng)刀庫(kù)自動(dòng)換刀系統(tǒng)圖圖5-21 鼓鼓(盤盤)式刀庫(kù)式刀庫(kù)n 2鏈?zhǔn)降稁?kù)n 鏈?zhǔn)降稁?kù)容量比盤式的要大，結(jié)構(gòu)也比較靈活和緊湊，常為軸向換刀。鏈環(huán)可根據(jù)機(jī)床的布局配置成各種形狀，也可將換刀位置刀座突出以利于換刀。一般當(dāng)?shù)毒邤?shù)量在30120把時(shí)，多采用鏈?zhǔn)降稁?kù)。n (1) 刀庫(kù)結(jié)構(gòu)n 主動(dòng)鏈輪由伺服電動(dòng)機(jī)通過蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)(根據(jù)需要，還可經(jīng)過齒輪副傳動(dòng))。確保刀套準(zhǔn)確地停在換刀位置上采取定位盤準(zhǔn)停等三種方式。 (2) 刀庫(kù)的轉(zhuǎn)位n 刀庫(kù)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)由伺服電動(dòng)機(jī)

22、通過消隙齒輪帶動(dòng)蝸桿，通過蝸輪使刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)。n 3格子盒式刀庫(kù) n 固定型格子盒式刀庫(kù) 非固定型格子盒式刀庫(kù) mnmnn n5.4.2 刀具交換機(jī)構(gòu)刀具交換機(jī)構(gòu) / n1利用刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換n2采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換n最常見的有如圖5-30所示的五種機(jī)械手的形式：n(a) 單臂單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手(b) 單臂雙爪擺動(dòng)式機(jī)械手(c)單臂雙 n爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手 (d) 雙機(jī)械手 (e)雙臂往復(fù)交叉式機(jī)械手(f) n雙臂端面夾緊機(jī)械手n 圖圖5-30 機(jī)械手的形式機(jī)械手的形式n5.4.3 機(jī)械手結(jié)構(gòu)原理機(jī)械手結(jié)構(gòu)原理n 1機(jī)械手的形式n單臂雙爪式機(jī)械手：圖5-32所示，通過活塞的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)

23、齒條齒輪傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。這種機(jī)械手換刀動(dòng)作可靠，換刀時(shí)間短。缺點(diǎn)是刀柄精度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜， n 單臂雙爪且手臂回轉(zhuǎn)軸與主軸成45的機(jī)械手 【實(shí)例【實(shí)例5-5】JCS013臥式加工中心雙臂單爪交叉型機(jī)械手臥式加工中心雙臂單爪交叉型機(jī)械手n圖5-32這種機(jī)械手的自動(dòng)換刀過程，如圖5-34所示。 n n 圖圖5-35 鉗形機(jī)械手手爪鉗形機(jī)械手手爪 圖圖5-36 刀庫(kù)夾爪刀庫(kù)夾爪n1一手臂一手臂2一鎖銷一鎖銷3一止退銷一止退銷4一彈簧一彈簧 1一鎖銷一鎖銷 2一頂銷一頂銷 3一彈簧一彈簧n5一支點(diǎn)軸一支點(diǎn)軸6一手爪一手爪7一鍵一鍵8一螺釘一螺釘 4一支點(diǎn)軸一支點(diǎn)軸5一手爪一手爪6一擋銷一擋銷2手爪形式手

24、爪形式(1) 鉗形手的杠桿手爪（圖鉗形手的杠桿手爪（圖5-35） (2) 刀庫(kù)夾爪（圖刀庫(kù)夾爪（圖5-36 )3機(jī)械手結(jié)構(gòu)原理：機(jī)械手有兩對(duì)抓刀爪，分別由液壓缸驅(qū)機(jī)械手結(jié)構(gòu)原理：機(jī)械手有兩對(duì)抓刀爪，分別由液壓缸驅(qū)動(dòng)其動(dòng)作。動(dòng)其動(dòng)作。 4機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：氣缸通過桿帶動(dòng)機(jī)械手臂升降。機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：氣缸通過桿帶動(dòng)機(jī)械手臂升降。 n【實(shí)例【實(shí)例5-7】 JCS-018A加工中心的自動(dòng)換刀裝置加工中心的自動(dòng)換刀裝置 n 1自動(dòng)換刀工作過程自動(dòng)換刀工作過程(圖圖5-43) 刀套轉(zhuǎn)刀套轉(zhuǎn)90機(jī)械手轉(zhuǎn)機(jī)械手轉(zhuǎn)75刀具松開刀具松開 機(jī)械手拔刀機(jī)械手拔刀交換兩刀具位置交換兩刀具位置 機(jī)械手插機(jī)械手插刀刀 刀

25、具夾緊刀具夾緊液壓缸復(fù)位液壓缸復(fù)位 機(jī)械手反轉(zhuǎn)機(jī)械手反轉(zhuǎn)75，回到原始位置。，回到原始位置。 刀套帶著刀具向刀套帶著刀具向上翻轉(zhuǎn)上翻轉(zhuǎn)90，為下一次選刀做準(zhǔn)備。，為下一次選刀做準(zhǔn)備。n 2機(jī)械手傳動(dòng)過程機(jī)械手傳動(dòng)過程n 機(jī)械手的拔刀、插刀動(dòng)作機(jī)械手的拔刀、插刀動(dòng)作大都由油缸完成。根據(jù)結(jié)構(gòu)大都由油缸完成。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求可以采取要求可以采取“油缸動(dòng)、活油缸動(dòng)、活塞固定塞固定”或或“活塞動(dòng)、油缸活塞動(dòng)、油缸固定固定的結(jié)構(gòu)形式。的結(jié)構(gòu)形式。n圖圖5-43 自動(dòng)換刀過程示意圖自動(dòng)換刀過程示意圖n1一機(jī)械手；一機(jī)械手；2一刀庫(kù)；一刀庫(kù)；3一主軸；一主軸；n 4一刀套；一刀套；5一刀具一刀具n圖圖5-44 J

26、CS一一018A刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖n1一電動(dòng)機(jī)一電動(dòng)機(jī) 2一十字聯(lián)軸節(jié)一十字聯(lián)軸節(jié) 3一蝸輪一蝸輪 4一蝸桿一蝸桿 5一汽缸一汽缸 6一活塞桿一活塞桿 7一撥叉一撥叉n8一螺桿一螺桿 9一位置開關(guān)一位置開關(guān) 10一定位開關(guān)一定位開關(guān) 11一滾子一滾子 12一銷軸一銷軸 13一刀套一刀套 4一刀盤一刀盤n 圖圖5-45所示為本所示為本機(jī)床盤式刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)機(jī)床盤式刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖。如圖如圖5-44 (a)所示，所示，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后，直流伺服電動(dòng)機(jī)令后，直流伺服電動(dòng)機(jī)1接通，其運(yùn)動(dòng)經(jīng)過十接通，其運(yùn)動(dòng)經(jīng)過十字聯(lián)軸節(jié)字聯(lián)軸節(jié)2、蝸桿、蝸桿4、蝸輪蝸輪3傳到如圖傳到如

27、圖5-44 (b)所示的刀盤所示的刀盤 .n3刀庫(kù)結(jié)構(gòu)刀庫(kù)結(jié)構(gòu)【實(shí)例【實(shí)例5-75-7】 帶刀庫(kù)自動(dòng)換刀系統(tǒng)實(shí)例帶刀庫(kù)自動(dòng)換刀系統(tǒng)實(shí)例n TH6350臥式加工中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)臥式加工中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)由鏈?zhǔn)降稁?kù)和換刀機(jī)械手組成由鏈?zhǔn)降稁?kù)和換刀機(jī)械手組成 n 1刀庫(kù)刀庫(kù) 該機(jī)床的鏈?zhǔn)椒降稁?kù)置于機(jī)床左側(cè)，該機(jī)床的鏈?zhǔn)椒降稁?kù)置于機(jī)床左側(cè)，通過地腳螺釘及調(diào)整裝置，使刀庫(kù)與機(jī)通過地腳螺釘及調(diào)整裝置，使刀庫(kù)與機(jī)床的相對(duì)位置能保持準(zhǔn)確的換刀。床的相對(duì)位置能保持準(zhǔn)確的換刀。 刀庫(kù)刀庫(kù)存刀數(shù)有存刀數(shù)有30、40、60把三種。圖把三種。圖5-46刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)：刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)： (1) 刀具鎖緊裝置刀具鎖緊裝置(2)

28、刀刀庫(kù)回零庫(kù)回零 (3) 手動(dòng)換刀裝置手動(dòng)換刀裝置 n圖圖5-46 刀庫(kù)部分傳動(dòng)結(jié)構(gòu)刀庫(kù)部分傳動(dòng)結(jié)構(gòu)n1一刀套一刀套 2一聯(lián)接板一聯(lián)接板 3一鏈條一鏈條 4一鏈條張緊裝置一鏈條張緊裝置 5一伺服電動(dòng)機(jī)一伺服電動(dòng)機(jī) n 6一聯(lián)軸器一聯(lián)軸器 7一蝸桿一蝸桿 8一蝸輪一蝸輪 9、1 0一齒輪一齒輪 11一鏈輪一鏈輪n1) 編刀號(hào)編刀號(hào) 鉆頭為鉆頭為00、鏜刀為、鏜刀為05、銑、銑刀為刀為15、鉸刀為、鉸刀為45。n 2) 裝刀具裝刀具 00號(hào)刀裝上主軸，號(hào)刀裝上主軸，05、1 5、45號(hào)分別裝人刀庫(kù)號(hào)分別裝人刀庫(kù)0、2 9、28三個(gè)位置，如圖三個(gè)位置，如圖5-48所示。所示。n3) 將刀號(hào)輸入刀套地

29、址和主軸上的刀將刀號(hào)輸入刀套地址和主軸上的刀號(hào)地址，見表號(hào)地址，見表5-2。n 4) 起動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工，機(jī)床執(zhí)行鉆起動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工，機(jī)床執(zhí)行鉆孔程序后接到孔程序后接到M06指令，便進(jìn)行換刀。指令，便進(jìn)行換刀。 換刀后，主軸上換刀后，主軸上00到了到了0號(hào)刀套上，號(hào)刀套上，0號(hào)刀套上的號(hào)刀套上的05號(hào)刀換到了主軸上號(hào)刀換到了主軸上. 2刀具的選擇方式刀具的選擇方式圖圖5-48 刀具在刀庫(kù)和主軸上的位置刀具在刀庫(kù)和主軸上的位置(鉆孔鉆孔)n該機(jī)床的選刀方式為任意選刀。刀具號(hào)和刀庫(kù)上的存刀位置地址該機(jī)床的選刀方式為任意選刀。刀具號(hào)和刀庫(kù)上的存刀位置地址對(duì)應(yīng)地記憶在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)或可編程序控制器的存儲(chǔ)

30、器內(nèi)。設(shè)對(duì)應(yīng)地記憶在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)或可編程序控制器的存儲(chǔ)器內(nèi)。設(shè)有一工件需有一工件需4把刀具進(jìn)行鉆、鏜、銑、鉸加工，選刀過程如下：把刀具進(jìn)行鉆、鏜、銑、鉸加工，選刀過程如下：5) 機(jī)床在執(zhí)行鏜孔程序后接到機(jī)床在執(zhí)行鏜孔程序后接到T15指令，刀庫(kù)便將裝有指令，刀庫(kù)便將裝有15號(hào)刀的號(hào)刀的29號(hào)刀套旋轉(zhuǎn)到換刀位置，再接到號(hào)刀套旋轉(zhuǎn)到換刀位置，再接到M06指令，便進(jìn)行換刀。換指令，便進(jìn)行換刀。換刀后主軸上的刀后主軸上的05號(hào)刀到號(hào)刀到29號(hào)刀套上，號(hào)刀套上，2 9號(hào)刀套上的號(hào)刀套上的15號(hào)刀換到號(hào)刀換到主軸上。主軸上。6) 機(jī)床在執(zhí)行銑削加工程序后接到機(jī)床在執(zhí)行銑削加工程序后接到T45指令，刀庫(kù)便將

31、有指令，刀庫(kù)便將有45號(hào)刀的號(hào)刀的刀套刀套28旋轉(zhuǎn)到換刀位置，再接到旋轉(zhuǎn)到換刀位置，再接到M06指令，便進(jìn)行換刀。換刀指令，便進(jìn)行換刀。換刀后主軸上的后主軸上的15號(hào)刀換到為號(hào)刀換到為28號(hào)刀套上，號(hào)刀套上，28號(hào)刀套上的號(hào)刀套上的45號(hào)刀換號(hào)刀換到了主軸上。到了主軸上。n 3機(jī)械手機(jī)械手 該機(jī)床采用回轉(zhuǎn)式雙臂機(jī)械手該機(jī)床采用回轉(zhuǎn)式雙臂機(jī)械手 (1) 機(jī)械手手臂的回轉(zhuǎn)機(jī)械手手臂的回轉(zhuǎn) (2) 機(jī)械手座的轉(zhuǎn)向機(jī)械手座的轉(zhuǎn)向 表表5-2 刀套地址和刀號(hào)表刀套地址和刀號(hào)表地地 址址輸入二位輸入二位BCD數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)說說 明明0號(hào)刀套號(hào)刀套000001010號(hào)刀套上已裝入號(hào)刀套上已裝入05號(hào)刀號(hào)刀29號(hào)刀

32、套號(hào)刀套0001010129號(hào)刀套上已裝入號(hào)刀套上已裝入15號(hào)刀號(hào)刀26號(hào)刀套號(hào)刀套0100010128號(hào)刀套上已裝入號(hào)刀套上已裝入45號(hào)刀號(hào)刀主軸主軸00000000主軸上的刀具是主軸上的刀具是00號(hào)刀號(hào)刀5.5 5.5 輔助機(jī)構(gòu)輔助機(jī)構(gòu) 5.5.1工件交換系統(tǒng)和工件交換系統(tǒng)和FMC的工件交換裝置的工件交換裝置n1. 工件交換系統(tǒng)工件交換系統(tǒng) H400教學(xué)型加工中心工作臺(tái)交換系統(tǒng)可分為工作臺(tái)抬起、交換、夾緊三個(gè)過程。教學(xué)型加工中心工作臺(tái)交換系統(tǒng)可分為工作臺(tái)抬起、交換、夾緊三個(gè)過程。n 2. 柔性制造單元柔性制造單元(FMC)的工件交換裝置的工件交換裝置n【實(shí)例【實(shí)例5-9】 具有托板交換工作

33、站的柔性制造系統(tǒng)具有托板交換工作站的柔性制造系統(tǒng)(FMS) 圖圖5-59柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)(FMS) 由由4臺(tái)臺(tái)ZHS-K63加工中心組成。加工中心組成。n圖圖5-59 FMS(柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng))n1一機(jī)床一機(jī)床 2一可交換托板一可交換托板 3一托板運(yùn)輸一托板運(yùn)輸 4一托板站一托板站 5.5.2 5.5.2 排屑裝置排屑裝置 排屑裝置的作用是將排屑裝置的作用是將切屑從加工區(qū)域排出數(shù)控切屑從加工區(qū)域排出數(shù)控機(jī)床之外機(jī)床之外 .圖圖5-60排屑裝排屑裝置主要有三種。置主要有三種。n (a)平板鏈?zhǔn)脚判佳b置平板鏈?zhǔn)脚判佳b置: 切屑用鏈帶帶出機(jī)床切屑用鏈帶帶出機(jī)床,能能排除各種形狀的切屑

34、排除各種形狀的切屑 n(b)刮板式排屑裝置刮板式排屑裝置:帶有帶有刮板鏈板。用于輸送各種刮板鏈板。用于輸送各種材料的短小切屑。材料的短小切屑。n(c)螺旋式排屑裝置螺旋式排屑裝置:溝槽溝槽中的切屑即由螺旋桿推動(dòng)中的切屑即由螺旋桿推動(dòng)連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，最終排入連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，最終排入切屑收集箱。切屑收集箱。n圖圖5-60 排屑裝置排屑裝置n(a)平板鏈?zhǔn)狡桨彐準(zhǔn)?(b)刮板式刮板式 (c)螺旋式螺旋式n為了避免由于操作、編程出錯(cuò)，使機(jī)床進(jìn)給坐標(biāo)軸發(fā)生為了避免由于操作、編程出錯(cuò)，使機(jī)床進(jìn)給坐標(biāo)軸發(fā)生碰撞而損壞機(jī)床、刀具、工件等，一般在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給碰撞而損壞機(jī)床、刀具、工件等，一般在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給電動(dòng)機(jī)與絲

35、杠連接之間裝有過載離合器。當(dāng)機(jī)床發(fā)生碰電動(dòng)機(jī)與絲杠連接之間裝有過載離合器。當(dāng)機(jī)床發(fā)生碰撞過載時(shí)，它能自動(dòng)脫開并切斷伺服驅(qū)動(dòng)電源。撞過載時(shí)，它能自動(dòng)脫開并切斷伺服驅(qū)動(dòng)電源。n數(shù)控機(jī)床的超程限位保護(hù)一般有硬限位和軟限位兩種雙數(shù)控機(jī)床的超程限位保護(hù)一般有硬限位和軟限位兩種雙重保護(hù)。硬限位靠行程開關(guān)碰撞機(jī)械撞塊后，自動(dòng)切斷重保護(hù)。硬限位靠行程開關(guān)碰撞機(jī)械撞塊后，自動(dòng)切斷進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電源。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電源。n數(shù)控機(jī)床開機(jī)工作前首先必須回機(jī)床參考點(diǎn)，以建立機(jī)數(shù)控機(jī)床開機(jī)工作前首先必須回機(jī)床參考點(diǎn)，以建立機(jī)床坐標(biāo)系。為此，數(shù)控機(jī)床上的行程開關(guān)分為超程限位床坐標(biāo)系。為此，數(shù)控機(jī)床上的行程開關(guān)分為超程限位開關(guān)與回參考點(diǎn)

36、開關(guān)兩類。開關(guān)與回參考點(diǎn)開關(guān)兩類。n5.5.3 過載保護(hù)、超程限位和回機(jī)床參考點(diǎn)裝置過載保護(hù)、超程限位和回機(jī)床參考點(diǎn)裝置5.5 5.5 自動(dòng)換刀裝置的常見故障與維修自動(dòng)換刀裝置的常見故障與維修 1. 刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)n(1) 嚴(yán)禁把超重、超長(zhǎng)的刀具裝入刀庫(kù)，防止在機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀嚴(yán)禁把超重、超長(zhǎng)的刀具裝入刀庫(kù)，防止在機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞。具與工件、夾具等發(fā)生碰撞。n (2) 順序選刀方式必須注意刀具放置在刀庫(kù)中的順序要正確。其他選刀順序選刀方式必須注意刀具放置在刀庫(kù)中的順序要正確。其他選刀方式也要注意所換刀具是否與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)方式也要注意所換刀具是否與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)生。生。n (3) 用手動(dòng)方式往刀庫(kù)上裝刀時(shí)，要確保裝到位、裝牢靠。檢查刀座上用手動(dòng)方式往刀庫(kù)上裝刀時(shí)，要確保裝到位、裝牢靠。檢查刀座上的鎖緊是否可靠。的鎖緊是否可靠。n (4) 經(jīng)常檢查刀庫(kù)的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是經(jīng)常檢查刀庫(kù)的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否