《機(jī)械結(jié)構(gòu)》PPT課件.ppt

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1、第一章 復(fù)習(xí)與思考題,1-1名詞解釋： 數(shù)字控制、數(shù)控機(jī)床、點(diǎn)位控制系統(tǒng)、輪廓控制系統(tǒng)、開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 1-2. NC機(jī)床由哪兒部分組成，試用框圖 表示各部分之間的關(guān)系，并簡(jiǎn)述各部分的基本功能。 1-3試從控制精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性三方面，比較開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)劣？ 1-4從NC系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)軸數(shù)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床來看，NC機(jī)床各分為幾類，它們各用于什么場(chǎng)合？ 1-5NC機(jī)床適用于加工哪些類型零件，不適用于哪些類型的零件，為什么？,第二章,數(shù)控機(jī)床的機(jī)械 結(jié)構(gòu),第二章 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu),對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)及主軸部件 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及

2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 自動(dòng)換刀裝置 其它輔助裝置,第一節(jié) 對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求,提高機(jī)床的動(dòng)、靜剛度 減少機(jī)床的熱變形 減少運(yùn)動(dòng)副的摩擦，提高傳動(dòng)精度 提高機(jī)床的壽命和精度保持性 自動(dòng)化的機(jī)構(gòu)，宜人的操作性 安全防護(hù)和宜人的造型,第一節(jié) 對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求,一. 提高機(jī)床的靜、動(dòng)剛度 合理選擇支承件的結(jié)構(gòu)形式 合理的結(jié)構(gòu)布局 采用補(bǔ)償變形的措施 合理選用構(gòu)件的材料,第一節(jié) 對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求,二.減少機(jī)床熱變形的措施 減少機(jī)內(nèi)發(fā)熱 改善散熱和隔熱條件 合理設(shè)計(jì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)與布局 進(jìn)行熱變形補(bǔ)償,第一節(jié) 對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求,三. 減少運(yùn)動(dòng)副的摩擦 采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌 采用貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌

3、 用滾珠絲杠代替滑動(dòng)絲杠 采用無間隙滾珠絲杠傳動(dòng)和無間隙齒輪傳動(dòng)以提高傳動(dòng)精度,第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng),數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)概述 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是指驅(qū)動(dòng)主軸運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，主軸是數(shù)控機(jī)床上帶動(dòng)刀具和工件旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生切削運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軸，它往往是數(shù)控機(jī)床上單軸功率消耗最大的運(yùn)動(dòng)軸。 主傳動(dòng)系統(tǒng)的作用： 傳遞動(dòng)力，傳遞切削加工所需要的動(dòng)力 傳遞運(yùn)動(dòng)，傳遞切削加工所需要的運(yùn)動(dòng)； 運(yùn)動(dòng)控制，控制主運(yùn)動(dòng)運(yùn)行速度的大小、方向和起停。 與進(jìn)給伺服系統(tǒng)相比，它具有轉(zhuǎn)速高、傳遞的功率大等特點(diǎn)，是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件之一，對(duì)它的運(yùn)動(dòng)精度、剛度、噪聲、溫升、熱變形都有較高的要求。,數(shù)控機(jī)床對(duì)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的要求,動(dòng)力功率高

4、 由于對(duì)高效率的要求日益增長(zhǎng)，加之刀具材料和技術(shù)的進(jìn)步，大多數(shù)NC機(jī)床均要求有足夠高的功率來滿足高速?gòu)?qiáng)力切削。一般NC機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)功率在3.7kW250kW之間 調(diào)速范圍寬 除了功率方面的要求外，還應(yīng)使主軸轉(zhuǎn)速具有足夠大的調(diào)整范圍。調(diào)速范圍是指最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，即Rn=nmax/nmin 控制功能多樣化 性能要求高,主傳動(dòng)功率,機(jī)床主傳動(dòng)的功率N可根據(jù)切削功率Nc與主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的總效率由下式來確定 N=Nc/ 數(shù)控機(jī)床的加工范圍一般都比較大，切削功率可以根據(jù)有代表性的加工情況，由其主切削力Pz按下式來確定,調(diào)速范圍寬,在主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中調(diào)速范圍有恒扭矩、恒功率調(diào)速范圍之分，如圖所

5、示，在基本轉(zhuǎn)速(額定轉(zhuǎn)速nc )以下是恒轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍，通過調(diào)整電樞電壓來實(shí)現(xiàn)，在nc以上是恒功率調(diào)速，通過調(diào)磁調(diào)速。而且現(xiàn)在恒功率調(diào)速范圍盡可能大，以便在盡可能低的速度下，利用其全功率(在低速時(shí)往往由于電流的限制，只能進(jìn)行恒扭矩調(diào)速。因?yàn)榧庸ひ恍╇y加工材料所需求的轉(zhuǎn)速范圍相差很大，例如，鈦需要低速加工，而鋁合金材料卻需要高速加工，而采用齒輪變速箱擴(kuò)大變速范圍的方法已不能滿足要求。,調(diào)速范圍寬,主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)由切削速度v(m/min)和工件或刀具的直徑d(mm)來確定 對(duì)于數(shù)控機(jī)床，為了適應(yīng)切削速度和工件（或刀具）直徑的變化，主軸的最低和最高轉(zhuǎn)速可根據(jù)下式確定,

6、數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)變速方式,無級(jí)變速 分段無級(jí)變速 內(nèi)置電動(dòng)機(jī)主軸變速（電主軸） 有級(jí)變速（機(jī)械變速）,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均采用交流主軸電機(jī)及交流變頻驅(qū)動(dòng)裝置，下圖為主軸輸出特性曲線,控制功能多樣化,由于NC機(jī)床的種類繁多，不同的機(jī)床對(duì)主軸功能有不同的要求。 NC車床車螺紋時(shí)要求有同步控制功能； 加工中心為了能進(jìn)行自動(dòng)換刀需要主軸準(zhǔn)停功能； NC車床和NC磨床在進(jìn)行端面加工時(shí)，為了保證端面加工的粗糙度要求，要求接觸點(diǎn)處的線速度為恒值，需要恒線速切削功能； 還有些NC機(jī)床有C軸控制功能,性能要求高,對(duì)主軸電機(jī)的性能要求如下： 電機(jī)抗過載能力強(qiáng)，要求有較長(zhǎng)時(shí)間(130min)和較大倍數(shù)的抗過載能力； 在斷

7、續(xù)負(fù)載下，電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)要?。?速度響應(yīng)要快，升降速時(shí)間要短； 電機(jī)溫升低，振動(dòng)和噪音??； 可靠性高，壽命長(zhǎng)，維護(hù)容易； 體積小，重量輕，與機(jī)床聯(lián)接容易,普通電機(jī)機(jī)械變速系統(tǒng)主軸部件配置方式,該配置方式是一種傳統(tǒng)的配置方式，它能夠滿足各種切削運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸出的要求，但變速范圍不大，由于是有級(jí)變速使切削速度的選擇受到限制，而且該配置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以現(xiàn)在僅有少數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床采用該配置，其他已很少采用。,變頻器交流電機(jī)12級(jí)機(jī)械變速主軸部件配置方式,特點(diǎn)： 變頻電機(jī)經(jīng)一對(duì)齒輪變速后，再通過二聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)主軸，使主軸獲得高速段和低速段轉(zhuǎn)速。 優(yōu)點(diǎn)是能夠滿足各種切削運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩輸出，且具有大范圍的速度變化

8、能力； 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試方便，且在傳動(dòng)上能滿足轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的輸出要求； 調(diào)速范圍及動(dòng)力特性相對(duì)于交、直流主軸電機(jī)系統(tǒng)而言要差一些； 主要用于經(jīng)濟(jì)型或中低檔數(shù)控機(jī)床上。,,交、直流主軸電機(jī) 主軸部件配置方式,特點(diǎn)： 電機(jī)經(jīng)同步齒形帶傳動(dòng)主軸 電機(jī)是性能更好的交、直流主軸電機(jī)，變速范圍寬，最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 8000 r/min 在傳動(dòng)上能基本能滿足目前大多數(shù)數(shù)控機(jī)床的要求，易于實(shí)現(xiàn)豐富的控制功能 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試方便，可滿足現(xiàn)在中高檔數(shù)控機(jī)床的控制要求 對(duì)于越來越高的速度的需求， 該配置方式已難以滿足,,電主軸,這種電機(jī)由三個(gè)基本部分組成：空心軸轉(zhuǎn)子、帶繞組的定子、速度檢測(cè)元件。空心軸轉(zhuǎn)子，它既

9、是電機(jī)的轉(zhuǎn)子，也是主軸，中間是空心的，用于裝夾刀具或工件；帶繞組的定子，它和其他電機(jī)相似。這種電機(jī)構(gòu)成了較簡(jiǎn)單的主運(yùn)動(dòng)部 件。 它不僅可以使轉(zhuǎn)速提高，若在其內(nèi)應(yīng)用較先進(jìn)的軸承（如陶瓷軸承、磁懸浮軸承等）而且可使主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣量小，可提高啟動(dòng)、停止的響應(yīng)特性，利于控制振動(dòng)和噪聲。轉(zhuǎn)速高，目前最高可達(dá)200000 r/min。它的出現(xiàn)大大簡(jiǎn)化了主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了所謂的“零傳動(dòng)”，因而使傳動(dòng)精度大大提高，由于它具有上述特點(diǎn)，在高速數(shù)控機(jī)床大量采用。 在目前也存在著一些缺點(diǎn)，主要是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量將直接影響到主軸，因此，主軸組件的整機(jī)平衡、溫度控制和冷卻是內(nèi)裝式主軸電機(jī)的關(guān)鍵

10、問題。,電主軸結(jié)構(gòu)圖,電主軸外觀圖,三位液壓撥叉作用原理圖,嚙合式電磁離合器,加工中心典型主軸部件,數(shù)控機(jī)床的主軸部件,組成：主軸部件由主軸的支承、安裝在主軸上的傳動(dòng)零件及裝夾刀具或工件的附件組成。 主要作用：夾持工件或刀具實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)；傳遞運(yùn)動(dòng)及切削加工所需要的動(dòng)力。 機(jī)床對(duì)其主軸部件的主要要求有： 主軸的精度要高。精度包括運(yùn)動(dòng)精度(回轉(zhuǎn)精度、軸向竄動(dòng))和安裝刀具或夾持工件的夾具的定位精度(軸向、徑向)。 部件的結(jié)構(gòu)剛度和抗振性。 運(yùn)轉(zhuǎn)溫升不能太高以及較好的熱穩(wěn)定性。 部件的耐磨性和精度保持能力。對(duì)數(shù)控機(jī)床除上述要求外，在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面還應(yīng)有： 刀具的自動(dòng)夾緊裝置。 主軸的準(zhǔn)停裝置。 主軸孔的

11、清理裝置等,進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)裝置,概述 進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的重要組成部分，它是實(shí)現(xiàn)成形加工運(yùn)動(dòng)所需的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、執(zhí)行件組成。如下圖所示。其中常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有傳動(dòng)齒輪和同步帶； 運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)有絲杠螺母副、蝸桿齒條副、齒輪齒條副等；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、軸承等。 數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求 減少摩擦阻力 提高傳動(dòng)精度和剛度 消除傳動(dòng)間隙 減小運(yùn)動(dòng)件的慣量,進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)裝置,進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)裝置,對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)裝置的要求： 由于機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的剛性、制造精度、摩擦阻尼特性等，對(duì)執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)特性和運(yùn)動(dòng)精度有重要影響，

12、因此進(jìn)給伺服系統(tǒng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提出了較高的要求，主要有： 摩擦力小，尤其是動(dòng)靜摩擦系數(shù)之差要小，故廣泛采用如滾動(dòng)摩擦等摩擦力較小的傳動(dòng)件及導(dǎo)軌； 傳動(dòng)精度和剛度要高，要求消除傳動(dòng)間隙，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)緊。以增加傳動(dòng)系統(tǒng)剛度； 運(yùn)動(dòng)慣量要小，盡可能減小運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量，以提高響應(yīng)速度。,進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)裝置,齒輪傳動(dòng)及齒輪消隙齒輪傳動(dòng)在伺服進(jìn)給系統(tǒng)中的作用是：改變運(yùn)動(dòng)方向、降速、增大扭矩、適應(yīng)不同絲杠螺距和不同脈沖當(dāng)量的配比等。當(dāng)在伺服電機(jī)和絲杠之間安裝齒輪（直齒、斜齒、錐齒等）時(shí)，必然產(chǎn)生齒側(cè)間隙，造成反向運(yùn)動(dòng)的死區(qū)，必須設(shè)法消除。目前消除齒側(cè)間隙普遍采用雙片齒輪結(jié)構(gòu)，如下圖（a），將一對(duì)齒輪中的大齒輪

13、分成1、2兩部分，并分別與螺釘3、8固定，再將彈簧4與3、8聯(lián)接起來，這樣齒輪的1、2兩部分的齒輪自然錯(cuò)開，達(dá)到自動(dòng)消除齒側(cè)間隙的目的。圖（b）為斜齒輪傳動(dòng)消隙結(jié)構(gòu)。它是將一個(gè)斜齒輪分成兩個(gè)薄片3、4，且在其中加一墊片2，改變墊片2的厚度，薄片3、4的螺旋線就會(huì)錯(cuò)位，分別與寬齒輪1的齒槽左、右側(cè)面貼緊，消除了間隙。,鍵聯(lián)接消隙,當(dāng)齒輪與軸聯(lián)接時(shí)，鍵兩側(cè)的間隙也必須設(shè)法消除，其措施如下圖。圖（a）為雙鍵消除間隙，用緊定螺釘頂緊。圖（b）將其中一個(gè)鍵灌環(huán)氧樹酯，但不易拆卸維修。,聯(lián)軸節(jié),由于伺服電機(jī)性能的提高，目前許多場(chǎng)合都采用伺服電機(jī)與絲杠直接相聯(lián)，由于伺服系統(tǒng)對(duì)傳動(dòng)精度要求較高，因而對(duì)聯(lián)軸節(jié)也

14、提出了較高的要求，主要有無間隙、傳動(dòng)中彈性變形小、高速傳動(dòng)平穩(wěn)、穩(wěn)定可靠等。圖是較典型的聯(lián)軸節(jié)的結(jié)構(gòu)形式。圖（a）用錐銷聯(lián)接，為防止振松，用螺母加彈簧墊圈鎖緊。圖（b）將錐銷放在側(cè)邊，故可承受較大的剪切力。圖（c）為套筒中心線上互為90的兩個(gè)錐銷。套筒聯(lián)接尺寸小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。圖（d）為十字滑塊聯(lián)軸節(jié)，接頭槽口需研配，適于負(fù)載較小的傳動(dòng)。圖（e）是現(xiàn)在廣泛采用的直接聯(lián)接電機(jī)軸和絲杠的彈性無鍵聯(lián)軸節(jié)。這種聯(lián)軸節(jié)的工作原理是：聯(lián)軸節(jié)的左半部裝在電機(jī)軸上，當(dāng)擰緊螺釘2時(shí)，件3和件6相互靠近，擠壓內(nèi)錐環(huán)4、外錐環(huán)5，使外錐環(huán)內(nèi)徑縮小，內(nèi)錐環(huán)外徑脹大，使件6與電機(jī)軸1形成無鍵聯(lián)接。右半部也同樣形成無鍵聯(lián)接

15、。左半部通過彈性鋼片組8兩個(gè)對(duì)角孔與螺栓10、球面墊圈7、9相聯(lián)。圖中表明球面墊圈9與右半部件16沒有任何聯(lián)接關(guān)系。同樣，彈簧鋼片組8的另兩個(gè)對(duì)角孔，通過球面墊圈17、18、螺栓19與右半部的件16聯(lián)接，墊圈18與件6也沒有任何聯(lián)接關(guān)系。這樣依靠彈性鋼片組對(duì)角聯(lián)接（即彈性）傳遞扭矩，且與電機(jī)軸和絲杠都無鍵聯(lián)接。,滾珠絲杠螺母副,絲杠螺母副是運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)，其功用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線運(yùn)動(dòng)。按絲杠與螺母的摩擦性質(zhì)分類：滑動(dòng)絲杠螺母副，主要用于舊機(jī)床的數(shù)控化改造、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床等； 滾珠絲杠螺母副，廣泛用于中、高檔數(shù)控機(jī)床； 靜壓絲杠螺母副，主要用于高精度數(shù)控機(jī)床、重型機(jī)床。 工作原理絲杠（螺母）旋

16、轉(zhuǎn)，滾珠在封閉滾道內(nèi)沿滾道滾動(dòng)、迫使螺母（絲杠）軸向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線運(yùn)動(dòng)。,滾珠絲杠螺母副,滾珠循環(huán)方式 滾珠絲杠螺母副的滾珠循環(huán)方式常用的有兩種：滾珠在循環(huán)過程中有時(shí)與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱內(nèi)循環(huán)。滾珠絲杠螺母副的每個(gè)循環(huán)稱為一列，每個(gè)導(dǎo)程稱為一圈。 外循環(huán)下圖為常用的一種外循環(huán)方式，這種結(jié)構(gòu)是在螺母體上軸向相隔2.5圈或3.5圈螺紋處鉆兩個(gè)孔與螺旋槽相切，作為滾珠的進(jìn)口與出口。再用弧形銅管插入進(jìn)口和出口內(nèi)，形成滾珠返回通道，由彎管的端部來引導(dǎo)滾珠；這種彎管由兩半合成，采用沖壓件，工藝性好。外循環(huán)方式制造工藝簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛，但螺母徑向尺寸較大，因用

17、彎管端部作擋珠器，故剛性差、易磨損，噪音較大。外循環(huán)的工作圈數(shù)是2.5圈或3.5圈 ，12列。,滾珠絲杠螺母副,內(nèi)循環(huán) 圖為滾珠內(nèi)循環(huán)方式，它采用圓柱凸鍵反向器實(shí)現(xiàn)滾珠循環(huán)，反向器的圓柱部分嵌入螺母內(nèi)，端部開有反向槽2，反向槽靠圓柱外圓面及其上端的凸鍵1定位，以保持對(duì)準(zhǔn)螺紋滾道方向。在一個(gè)螺母上沿螺紋周向錯(cuò)開120，軸向錯(cuò)開 （t為導(dǎo)程），裝三個(gè)反向器，形成三圈滾珠循環(huán)。內(nèi)循環(huán)螺母結(jié)構(gòu)緊湊，定位可靠，剛性好，不易磨損，反回滾道短，不易產(chǎn)生滾珠堵塞，摩擦損失小。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造較困難。 內(nèi)循環(huán)的工作圈數(shù)是3列。,滾珠絲杠螺母副,滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn) 1。傳動(dòng)效率高達(dá)85%98%，是普通滑動(dòng)絲

18、杠的24倍，2。摩擦阻力小:靜摩擦阻力及動(dòng)靜摩擦阻力差值小，采用它是提高進(jìn)給系統(tǒng)靈敏度、定位精度和防止爬行的有效措施之一；3。傳動(dòng)精度高，可消除傳動(dòng)間隙，實(shí)現(xiàn)無間隙傳動(dòng)；4。由于效率高，無自鎖能力，故對(duì)于垂直使用的情況，應(yīng)增加自鎖裝置。,滾珠絲杠副的選用,選用要點(diǎn)應(yīng)該根據(jù)機(jī)床的精度要求來選用滾珠絲杠副的精度，根據(jù)機(jī)床的載荷來選定絲杠的直徑，并且要驗(yàn)算絲杠扭轉(zhuǎn)剛度、壓曲剛度、臨界轉(zhuǎn)速與工作壽命等。 精度等級(jí)的選擇滾珠絲杠副的精度將直接影響數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的定位精度。普通精度的數(shù)控機(jī)床，一般可選用D級(jí)，精密級(jí)數(shù)控機(jī)床選用C級(jí)精度的滾珠絲杠副。絲杠精度中的導(dǎo)程誤差對(duì)機(jī)床定位精度影響最明顯。而絲杠在運(yùn)

19、轉(zhuǎn)中由于溫升引起的絲杠伸長(zhǎng)，將直接影響機(jī)床的定位精度。通常需要計(jì)算出絲杠由于溫升產(chǎn)生的伸長(zhǎng)量，該伸長(zhǎng)量稱為絲杠的方向目標(biāo)。用戶在定購(gòu)滾珠絲杠時(shí)，必須給出滾珠絲杠的方向目標(biāo)值。,滾珠絲杠副的選用,結(jié)構(gòu)尺寸的選擇滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)尺寸主要有：絲杠的名義直徑D0、螺距t、長(zhǎng)度L、滾珠直徑d0等，尤其是名義直徑與剛度直接相關(guān)，直徑大、承載能力和剛度越大，但直徑大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也隨之增加，使系統(tǒng)的靈敏度降低。所以，一般是在兼顧二者的情況下選取最佳直徑。 有關(guān)資料推薦： 名義直徑D0對(duì)于小型加工中心采用32、40（mm），中型加工中心選用40、50(mm)，大型加工中心采用50、63(mm)的滾珠絲杠，但通常應(yīng)大

20、于L/30--L/35； 螺距t： t越小，螺旋升角小，摩擦力矩小，分辨率高，但傳動(dòng)效率低，承載能力低，應(yīng)折中考慮； 絲桿長(zhǎng)度L：一般為工作行程+螺母長(zhǎng)度+（510）；滾珠直徑d0越大，承載能力越高，盡量取大值。一般取d0 =0.6t； 滾珠的工作圈數(shù)、列數(shù)和工作滾珠總數(shù)對(duì)絲桿工作特性影響較大；當(dāng)前面三項(xiàng)確定后，后兩項(xiàng)也確定了，一般不用用戶考慮。,滾珠絲杠副的選用,驗(yàn)算當(dāng)有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)選定后，還應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度、臨界轉(zhuǎn)速和壽命的驗(yàn)算校核： 剛度驗(yàn)算絲杠屬細(xì)長(zhǎng)桿，受扭矩會(huì)引起扭轉(zhuǎn)變形，從而“吃掉”若干輸入的位置指令，致使執(zhí)行間的輸出不到位，這些被“吃掉”的輸入稱為失動(dòng)量。剛度驗(yàn)算就是校驗(yàn)

21、絲杠在額定軸向（扭轉(zhuǎn)）載荷作用下，執(zhí)行件的失動(dòng)量。失動(dòng)量的計(jì)算方法如下：,滾珠絲杠副的選用,臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)算 對(duì)于數(shù)控機(jī)床來說，滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速是指快速移動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速。因此，只要此時(shí)的轉(zhuǎn)速不超過臨界轉(zhuǎn)速就可以了。應(yīng)校核絲杠軸的轉(zhuǎn)速與絲杠自身的自振頻率是否接近，如果很接近，會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)迫共振，影響機(jī)床正常工作。應(yīng)根據(jù)有關(guān)計(jì)算公式進(jìn)行的校核。 壽命驗(yàn)算滾珠絲杠副的壽命，主要是指疲勞壽命。在工程計(jì)算中，采用額定疲勞壽命這一概念，它指一批尺寸、規(guī)格、精度相同的滾珠絲杠，在相同條件下回轉(zhuǎn)時(shí)，其中90%不發(fā)生疲勞剝落的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)。也可用總回轉(zhuǎn)時(shí)間或總走行距離來表示?？筛鶕?jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式校核，應(yīng)保證總時(shí)間壽命

22、Lt20 000(h)。如果不能滿足這一條件，而且軸向載荷已由工作要求所決定不能減小，則只有選取直徑較大，即額定動(dòng)載荷較大的絲杠，以保證Lt20000(h)。,滾珠絲杠的支承結(jié)構(gòu),滾珠絲杠的主要載荷是軸向載荷，徑向載荷主要來自于臥式絲杠的自重。由于滾珠絲杠的軸向剛度對(duì)位移精度的影響很大，因此，如何從利用支撐結(jié)構(gòu)來提高滾珠絲桿的軸向剛度是至關(guān)重要的。美國(guó)CINCINNATI 10HC臥式加工中心的Z坐標(biāo)（立柱水平方向移動(dòng)）的滾珠絲杠支承采用一端固定，一端自由的結(jié)構(gòu)形式如圖5-19（a），固定端采用四個(gè)接觸角為60的推力角接觸球軸承，兩個(gè)同向、面對(duì)面安裝，加上預(yù)緊，軸向剛度和承載能力都很高。該固定

23、端連同伺服電機(jī)都安裝在支架2上。絲杠的另一端自由懸伸，滾珠絲杠螺母4固定在底座3上?？梢暈橐环N輔助支承。工作時(shí)，伺服電機(jī)12帶動(dòng)滾珠絲杠5旋轉(zhuǎn)，并推動(dòng)支架和重達(dá)5噸的立柱1（包括主軸箱和刀庫）沿Z 方向運(yùn)動(dòng)。,滾珠絲杠的制動(dòng),滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率高但不能自鎖，用在垂直傳動(dòng)或高速大慣量場(chǎng)合時(shí)需要制動(dòng)裝置。目前常見的有機(jī)械式和電氣式兩種。電氣方式制動(dòng)是采用電磁制動(dòng)器，而且這種制動(dòng)器就做在電機(jī)內(nèi)部。圖為FANUC公司伺服電機(jī)帶制動(dòng)器的示意圖。機(jī)床工作時(shí)，在制動(dòng)器線圈7電磁力的作用下，使齒輪8與內(nèi)齒輪9脫開，彈簧受壓縮，當(dāng)停機(jī)或停電時(shí)，電磁鐵失電，在彈簧恢復(fù)力作用下，齒輪8、9嚙合，齒輪9與電機(jī)端蓋為

24、一體，故與電機(jī)軸聯(lián)接的絲杠得到制動(dòng)，這種電磁制動(dòng)器裝在電機(jī)殼內(nèi)，與電機(jī)形成一體化的結(jié)構(gòu)。,滾珠絲杠螺母副,滾珠絲杠螺母副的安裝 一般要求滾珠絲杠螺母副在安裝時(shí)首先應(yīng)滿足以下要求： 滾珠絲杠螺母副相對(duì)工作臺(tái)不能有軸向竄動(dòng)； 螺母座孔中心應(yīng)與絲杠安裝軸線同心； 滾珠絲杠螺母副中心線應(yīng)平行于相應(yīng)的導(dǎo)軌; 能方便地進(jìn)行間隙調(diào)整、預(yù)緊和預(yù)拉伸。 預(yù)緊 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊是使兩個(gè)螺母產(chǎn)生軸向位移（相離或靠近），以消除它們之間的間隙并施加預(yù)緊力，預(yù)緊目的是消除運(yùn)動(dòng)間隙,提高運(yùn)動(dòng)精度及傳動(dòng)剛度。,滾珠絲杠副的軸向間隙的消除和預(yù)緊,軸向間隙：指絲杠和螺母無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母之間最大軸向竄動(dòng)。除了

25、結(jié)構(gòu)本身的游隙之外，還包括在施加軸向載荷之后彈性變形所造成的竄動(dòng)。 預(yù)緊消隙的方法： 1 修磨墊片厚度 2 用鎖緊螺母消隙 3 齒差式調(diào)整,雙螺母消隙特點(diǎn)：調(diào)整方便，不能精確調(diào)整,修磨墊片消隙,齒差式調(diào)整螺距P左螺母齒數(shù)Z1右螺母齒數(shù)Z2同向各轉(zhuǎn)一個(gè)齒調(diào)整量為：=P（1/Z1-1/Z2）特點(diǎn)：能精確調(diào)整間隙,數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌,對(duì)數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的要求： 摩擦系數(shù)小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、傳動(dòng)靈活、精度高 常用導(dǎo)軌類型： 滾動(dòng)導(dǎo)軌：滾動(dòng)導(dǎo)軌塊 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)軌： 滑動(dòng)導(dǎo)軌：貼塑導(dǎo)軌,數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌,直線滾動(dòng)導(dǎo)軌,數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌,貼塑導(dǎo)

26、軌：,數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌,靜壓導(dǎo)軌,第四節(jié) 刀具、刀庫及自動(dòng)換刀裝置,數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求 數(shù)控機(jī)床所用刀具的材料及其選擇 數(shù)控機(jī)床用刀具類型 自動(dòng)換刀系統(tǒng)的組成原理 刀庫與刀具管理 刀具交換裝置,數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求,適應(yīng)高速切削要求。高速度、大進(jìn)給是數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床的刀具必須具有良好的切削性能。 高的可靠性 較高的尺寸耐用度。刀具在兩次調(diào)整之間所能加工出合格零件的數(shù)量，稱為刀具的尺寸耐用度。 高精度。為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工的高精度和自動(dòng)換刀的要求，刀具及其裝夾結(jié)構(gòu)也必須有很高的精度，以保證它在機(jī)床上的安裝精度和重復(fù)定位精度。 可靠的斷屑及排屑措施 刀具的調(diào)整、更換方便、快速而且精確 符合標(biāo)

27、準(zhǔn)化、模塊化、通用化及復(fù)合化,數(shù)控機(jī)床刀具材料的性能、種類,刀具材料的性能 較高的硬度和耐磨性。刀具切削部分的硬度必須高于工件材料的硬度，刀具材料的硬度越高耐磨性就越好。 足夠的強(qiáng)度和韌性。以抵抗切削過程中的沖擊和振動(dòng) 較高的耐熱性。是指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性和強(qiáng)度及韌性的性能，是衡量刀具材料切削性能的主要標(biāo)志 較好的導(dǎo)熱性 刀具材料的種類 高速鋼：通用型高速鋼、高性能高速鋼、粉末冶金高速鋼 硬質(zhì)合金：硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性都很高，其切削性能比高速鋼高得多，刀具耐用度可提高幾倍到幾十倍；但抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性較差。 涂層刀具：涂層刀具是在韌性較好的硬質(zhì)合金刀具基體上，涂覆一薄層耐磨性高

28、的難熔金屬化合物。 陶瓷刀具：陶瓷刀具材料是在陶瓷基體上重添加各種碳化物、氮化物、硼化物和氧、氮化物等并按一定生產(chǎn)工藝制成的。它具有很高的硬度、耐磨性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性等獨(dú)特的優(yōu)越性，在高速切削范圍以及加工某些難加工材料，特別是加熱切削法方面，包括涂層刀具在內(nèi)的任何高速鋼和硬質(zhì)合金刀具都無法與之相比。,數(shù)控車床所用刀具,數(shù)控車床所用刀具,,數(shù)控鏜銑床所用刀具,自動(dòng)換刀裝置,概述 自動(dòng)換刀系統(tǒng)應(yīng)該滿足換刀時(shí)間短，刀具重復(fù)定位精度高，刀具儲(chǔ)存數(shù)量足夠，結(jié)構(gòu)緊湊，便于制造、維修、調(diào)整，應(yīng)有防屑、防塵裝置，布局應(yīng)合理等要求。同時(shí)也應(yīng)具有較好的剛性，沖擊、振動(dòng)及噪聲小，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠等特點(diǎn)。 組成：自

29、動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫、選刀機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)(如機(jī)械手)、刀具在主軸上的自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)等部分組成。,換刀方式：分為兩大類由刀庫和主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換。用這種形式交換刀具時(shí)，主軸上用過的刀具送回刀庫和從刀庫中取出新刀，這兩個(gè)動(dòng)作不能同時(shí)進(jìn)行，選刀和換刀由數(shù)控定位系統(tǒng)來完成，因此換刀時(shí)間長(zhǎng)，換刀動(dòng)作也較多。,由機(jī)械手進(jìn)行刀具交換。 由于刀庫及刀具交換方式的不同，換刀機(jī)械手也有多種形式。,刀具必須裝在標(biāo)準(zhǔn)的刀柄內(nèi)，我國(guó)TSG刀具系統(tǒng)規(guī)定了刀柄標(biāo)準(zhǔn)，有直柄及724錐度的錐柄兩類。分別用于圓柱形主軸孔及圓錐形主軸孔其結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖中3為刀柄定位及夾持部位，2為機(jī)械手抓取部位，1為鍵槽 ，用于傳

30、遞切削扭矩，4為螺孔，用以安裝可調(diào)節(jié)拉桿，供拉緊刀柄用。刀具的軸向尺寸和徑向尺寸應(yīng)先在調(diào)刀儀上調(diào)整好，才可裝入刀庫中。絲錐、鉸刀要先裝在浮動(dòng)夾具內(nèi)，再裝入標(biāo)準(zhǔn)刀柄內(nèi)。圓柱形刀柄在使用時(shí)需在軸向和徑向夾緊，因而主軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，圓柱柄安裝精度高，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償。 而錐柄稍有磨損也不會(huì)過分影響刀具的安裝精度。在換刀過程中，由于機(jī)械手抓住刀柄要作快速回轉(zhuǎn)，拔、插刀具的動(dòng)作，還要保證刀柄鍵槽的角度位置對(duì)準(zhǔn)主軸上的驅(qū)動(dòng)鍵。因此，機(jī)械手的夾持部分要十分可靠，并保證有適當(dāng)?shù)膴A緊力，其活動(dòng)爪要有鎖緊裝置，以防止刀具在換刀過程中轉(zhuǎn)動(dòng)或脫落。,柄式夾持：刀柄前端有V形槽，供機(jī)械手夾持用，目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床較多采用

31、這種夾持方式。如圖所示為機(jī)械手手掌結(jié)構(gòu)示意圖。由固定爪7及活動(dòng)爪1組成，活動(dòng)爪1可繞軸2回轉(zhuǎn)，其一端在彈簧柱塞6的作用下，支靠在擋銷3上，調(diào)整螺栓5以保持手掌適當(dāng)?shù)膴A緊力，鎖緊銷4使活動(dòng)爪1牢固夾持刀柄，防止刀具在交換過程中松脫。鎖緊銷4要軸向壓進(jìn)，放松活動(dòng)爪1，以便抓刀或松刀時(shí)手爪從刀柄V形槽中退出。,法蘭盤式夾持法蘭盤式夾持，也稱徑向夾持或碟式夾持，如圖所示在刀柄的前端有供機(jī)械手夾持用的法蘭盤，圖中所示為采用帶洼形肩面的法蘭盤供機(jī)械手夾持用。圖（a）上圖為松開狀態(tài)，下圖為夾持狀態(tài)。采用法蘭盤式夾持的突出優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)采用中間搬運(yùn)裝置時(shí)，可以很方便地從一個(gè)機(jī)械手過渡到另一個(gè)輔助機(jī)械手上去，如圖（

32、b）所示。法蘭盤式夾持方式、換刀動(dòng)作較多，不如柄式夾持方式應(yīng)用廣泛。,以EV-810A立式加工中心為例，來說明自動(dòng)換刀系統(tǒng)的工作原理。 該自動(dòng)換刀系統(tǒng)由盤式刀庫和刀具交換裝置組成。刀庫安裝在機(jī)床立柱的左側(cè)，刀庫容量為24把刀具，換刀機(jī)械手安裝在刀庫和主軸之間。機(jī)械手將刀具從刀庫中取出送至機(jī)床主軸上，然后將用過的刀具送回刀庫。其自動(dòng)換刀動(dòng)作過程簡(jiǎn)述如下：刀套下轉(zhuǎn)90：如圖所示，刀庫位于立柱左側(cè)，刀具軸線在刀庫中的安裝方向在換刀前與主軸垂直，刀庫將待換刀具5送到換刀位置，刀套4連同刀具5向下翻轉(zhuǎn)90，使刀具軸線與主軸軸線平行。機(jī)械手轉(zhuǎn)75：下圖所示K向視圖為機(jī)械手的原始位置，換刀時(shí)機(jī)械手順時(shí)針轉(zhuǎn)7

33、5，兩手爪分別抓住刀庫上和主軸3上的刀柄。機(jī)械手拔刀：待主軸上自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)松開刀具后，機(jī)械手下降，同時(shí)拔出主軸上和刀庫上的刀具。刀具位置交換：機(jī)械手順時(shí)針轉(zhuǎn)180，使主軸刀具與刀庫刀具交換位置。機(jī)械手插刀：機(jī)械手上升，分別將刀具插入主軸錐孔和刀庫刀套中。機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)75：待主軸上自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊刀具后，機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)75，回到原始位置。刀套上轉(zhuǎn)90：刀套帶著換回的舊刀具向上翻轉(zhuǎn)90，準(zhǔn)備下一次選刀。該機(jī)床使用回轉(zhuǎn)式單臂雙手機(jī)械手換刀。在自動(dòng)換刀過程中，機(jī)械手要完成抓刀、拔刀、交換主軸上和刀庫上的刀具、插刀和復(fù)位等動(dòng)作，這些動(dòng)作由氣壓系統(tǒng)來控制完成。這種自動(dòng)換刀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換刀可靠，換刀動(dòng)作

34、也少，得到了廣泛應(yīng)用。,刀套下轉(zhuǎn)90,機(jī)械手轉(zhuǎn)75,機(jī)械手拔刀,刀具位置交換,機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)75,刀套上轉(zhuǎn)90,主軸Z向定位、準(zhǔn)停,,,,,,,刀臂式換刀動(dòng)作流程,刀庫和刀具管理刀庫類型：數(shù)控機(jī)床上普遍采用盤式刀庫和鏈?zhǔn)降稁?。密集型的鼓刀庫或格子式刀庫雖然占地面積小，但由于結(jié)構(gòu)的限制，很少用于單機(jī)加工中心。密集型的固定刀庫目前多用于FMS中的集中供刀系統(tǒng)。盤式刀庫：盤式刀庫一般用于刀具容量較少的刀庫鏈?zhǔn)降稁欤阂话愕毒邤?shù)量在30120把時(shí)，多采用鏈?zhǔn)降稁?盤式刀庫,鏈?zhǔn)降稁?自動(dòng)換刀的選刀方式,順序選刀 將刀具按預(yù)定工序的先后順序插入刀庫的刀座中，使用時(shí)按順序轉(zhuǎn)到取刀位置。用過的刀具放回原

35、來的刀座內(nèi)，也可以按加工順序放入下一個(gè)刀座內(nèi)。 特點(diǎn)：不需要刀具識(shí)別裝置，驅(qū)動(dòng)控制也較簡(jiǎn)單，工作可靠。但刀庫中每一把刀具在不同的工序中不能重復(fù)使用，為了滿足加工需要只有增加刀具的數(shù)量和刀庫的容量，這就降低了刀具和刀庫的利用率。此外，裝刀時(shí)必須十分謹(jǐn)慎，如果刀具不按順序裝在刀庫中，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。這種方式現(xiàn)在已很少采用。 刀具編碼方式：采用特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，對(duì)每把刀進(jìn)行編碼 刀座編碼方式：永久性編碼、臨時(shí)性編碼（鑰匙編碼）方式 任意選刀：軟件選刀,軟件選刀方式ATC（自動(dòng)換刀）控制和刀號(hào)數(shù)據(jù)表,刀具識(shí)別與換刀1。刀具在刀庫中任意放置，刀具編號(hào)可任意設(shè)定2。刀具表中刀具號(hào)與刀套號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)始

36、終與刀具在刀庫中的實(shí)際位置對(duì)應(yīng)3。計(jì)算機(jī)通過查刀具表識(shí)別刀具4。換刀時(shí)，通過軟件修改刀具表，使相應(yīng)刀具表中的刀號(hào)與交換后的刀號(hào)一致。,刀具交換裝置的形式,回轉(zhuǎn)刀架換刀 回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置，常用于數(shù)控車床?？稍O(shè)計(jì)成四方、六方刀架或圓盤式軸向裝刀刀架，并相應(yīng)地安裝四把、六把或更多的刀具。 換刀流程如下： 更換主軸換刀 更換主軸箱換刀 更換刀庫換刀 帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng),刀架抬起,刀架轉(zhuǎn)位,刀架壓緊,轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位,,,,更換主軸換刀特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主軸剛性差，適應(yīng)切削力不大的場(chǎng)合。,更換主軸箱換刀,更換刀庫換刀,帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng) 這類換刀裝置由刀庫、選刀機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)及刀具在主軸

37、上的自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)等四部分組成，應(yīng)用最廣泛。 刀庫可裝在機(jī)床的工作臺(tái)上、立柱上或主軸箱上，也可作為一個(gè)獨(dú)立部件裝在機(jī)床之外。特點(diǎn)：帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)，整個(gè)換刀過程比較復(fù)雜。換刀時(shí)，根據(jù)選刀指令先在刀庫上選刀，由刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具，進(jìn)行刀具交換。這種換刀裝置和轉(zhuǎn)塔主軸頭相比，由于機(jī)床主軸箱內(nèi)只有一根主軸，在結(jié)構(gòu)上可以增強(qiáng)主軸的剛性，有利于精密加工和重切削加工；可采用大容量的刀庫，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的多工序加工，從而提高了機(jī)床的適應(yīng)性和加工效率。但換刀過程的動(dòng)作較多，換刀時(shí)間較長(zhǎng)。,工作臺(tái)快速向右移動(dòng),刀庫空刀座對(duì)準(zhǔn)主軸,主軸箱下降、主軸松刀,主軸箱上升、刀庫回轉(zhuǎn),主軸箱下降，主軸

38、插刀,主軸箱上升,機(jī)床工作臺(tái)快速向左返回,工件復(fù)位,,,,,,,,1。刀庫裝在工作臺(tái)上,2。刀庫裝在立柱上 工件上某一工序加工完，主軸準(zhǔn)停，主軸箱返回?fù)Q刀點(diǎn)準(zhǔn)備換刀，刀庫上的“新刀”按預(yù)定指令轉(zhuǎn)到換刀位置上。 機(jī)械手由圖 (a)的原始位置逆時(shí)針回轉(zhuǎn)90，到圖（b）的位置，機(jī)械手的兩卡爪同時(shí)抓住刀庫中的“新刀”4與主軸中的“舊刀”3。 機(jī)械手沿軸向同時(shí)將刀具從主軸與刀庫中拔出，圖（c）。 機(jī)械手順時(shí)針回轉(zhuǎn)180,把新刀轉(zhuǎn)到主軸處，舊刀轉(zhuǎn)到刀庫的換刀位置，圖（d）。 機(jī)械手沿軸向?qū)⒌毒咄瑫r(shí)裝入主軸及刀庫中，圖（e）。 機(jī)械手順時(shí)針回轉(zhuǎn)90，恢復(fù)原始水平位置，圖（f）。 這種換刀裝置換刀時(shí)間較短

39、，刀庫可儲(chǔ)存較多的刀具，適用于加工較復(fù)雜的工件。,3。刀庫裝在主軸箱上如圖所示為刀庫2裝在主軸箱上方，刀庫中刀具軸線與機(jī)床主軸軸線相差90，不能用一個(gè)機(jī)械手1直接換刀。需通過刀具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3先將刀具翻轉(zhuǎn)90，使其軸線與主軸軸線平行，再由機(jī)械手一端卡爪抓取回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的刀具，另一端卡爪抓取主軸4上的刀具5，實(shí)現(xiàn)刀具的相互交換，從主軸上卸下的刀具只能由機(jī)械手送至刀具的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，然后反轉(zhuǎn)90送回刀庫。,4。刀庫獨(dú)立裝在機(jī)床之外 刀庫的容量大、刀具較重或機(jī)床總體布局等原因，刀庫也可作為一個(gè)獨(dú)立部件，裝在機(jī)床之外。如圖所示，鏈?zhǔn)降稁熘糜跈C(jī)床左側(cè)，通過機(jī)械手實(shí)現(xiàn)刀具的交換。,刀庫遠(yuǎn)離機(jī)床 這種換刀系統(tǒng)常常要附加運(yùn)輸裝置，來完成刀庫與主軸之間刀具的運(yùn)輸。機(jī)床左側(cè)的鏈?zhǔn)降稁煊伤呐诺舵溄M成，雙臂式交叉機(jī)械手要在四排刀鏈的任一排刀鏈上選擇所需的刀具，所以機(jī)械手必需上下移動(dòng)，并可停在四個(gè)換刀位置上取刀。為了能在刀庫及主軸上裝卸刀具，機(jī)械手回轉(zhuǎn)架可回轉(zhuǎn)180，裝刀手與卸刀手還必沿本身導(dǎo)軌作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以裝卸刀具。,