第二章機械制造系統(tǒng)自動化-1

1、12本課程的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容第一章第一章 機械制造自動化技術概述機械制造自動化技術概述第二章第二章機械制造系統(tǒng)自動化機械制造系統(tǒng)自動化第三章第三章制造過程自動化控制系統(tǒng)制造過程自動化控制系統(tǒng)第四章第四章 物料傳輸自動化物料傳輸自動化第五章第五章 自動化檢測與監(jiān)控系統(tǒng)自動化檢測與監(jiān)控系統(tǒng)第六章第六章 裝配自動化裝配自動化第七章第七章 轎車換擋器半自動裝配系統(tǒng)的設計實例轎車換擋器半自動裝配系統(tǒng)的設計實例3機械制造設備自動化概述 切削加工自動化金屬板材成形加工自動化機械制造自動線第二章第二章 機械制造系統(tǒng)自動化機械制造系統(tǒng)自動化42.1制造設備自動化制造設備自動化意義、方法與分類意義、方法與

2、分類 制造設備自動化的概念： 是指在加工過程中所用的加工設備能夠高效、精密、可靠地自動進行加工，此外還應能進一步集中工序和具有一定的柔性。 高效：生產(chǎn)率要達到一定高的水平； 精密：加工精度高（精度穩(wěn)定性高），成品可以達到完全互裝配，不必再分組選配； 可靠：設備故障率低，除班間休息之外可以達到常年不停生產(chǎn)，利用班間休息時間計劃換刀； 集中工序：在一臺設備或一個自動化加工系統(tǒng)中完成一個工件由毛坯到總裝前的全部工序； 柔性：適應產(chǎn)品的更換。 52.1制造設備自動化意義與分類制造設備自動化意義與分類制造設備的加工過程自動化輔助時間生產(chǎn)率改善工人的勞動條件減輕工人的勞動強度。1、制造設備自動化的意義6l

3、制造設備的自動化制造設備的自動化是是零件整個機械零件整個機械加工工藝過程自動化加工工藝過程自動化的基本問題之一，的基本問題之一，是機械制造廠實現(xiàn)是機械制造廠實現(xiàn)零件加工自動化的基礎零件加工自動化的基礎。 單臺制造設備的自動化能較好地滿足零件加工過程中某個或幾個工序單臺制造設備的自動化能較好地滿足零件加工過程中某個或幾個工序的加工半自動化和自動化的需要，為多機床管理創(chuàng)造了條件，的加工半自動化和自動化的需要，為多機床管理創(chuàng)造了條件，是建立自是建立自動生產(chǎn)線和過渡到全盤自動化的必要前提，是機械制造業(yè)更進一步向前動生產(chǎn)線和過渡到全盤自動化的必要前提，是機械制造業(yè)更進一步向前發(fā)展的基礎。發(fā)展的基礎。72

4、-2- 意義、方法和分類意義、方法和分類2、制造設備自動化的方法制造設備自動化裝卸工件自動化加工過程自動化機床加工循環(huán)自動化其它一些輔助動作自動化8實現(xiàn)制造設備自動化的途徑主要有： 對于現(xiàn)有設備（通用）進行自動化改裝，以實現(xiàn)單機自動化條件： 被改造的機床必須具有足夠的精度和剛度 自動化機構和控制系統(tǒng)必須穩(wěn)定可靠 改裝工作量小 設計、制造、采用專用或?qū)ｉT的自動化加工設備 采用數(shù)控加工設備92-2- 意義、方法和分類意義、方法和分類1.全（半）自動單機2.組合機床3.自動線4.CNC（計算機數(shù)控機床）5.FMC（柔性制造單元）3、自動化加工設備分類102-2單機工作自動化實現(xiàn)單機自動化的方法采用通

5、用自動化或半自動化機床實現(xiàn)單機自動化采用組合機床實現(xiàn)單機自動化采用通用機床進行自動化改裝實現(xiàn)單機自動化11 普通機床普通機床的的工作行程運動工作行程運動是由是由機床來完機床來完成成的，但的，但空行程運動空行程運動的全部或大部分則的全部或大部分則必必須由工人來操作須由工人來操作，此外工人還需根據(jù)工件，此外工人還需根據(jù)工件加工工藝加工工藝的要求，發(fā)出相應的操作指令，的要求，發(fā)出相應的操作指令，加工出所需加工出所需形狀和尺寸形狀和尺寸的工件，這類機床的工件，這類機床必須在必須在工人看管操作下才能完成加工過程工人看管操作下才能完成加工過程。 12 如機床能自動完成所有工作行程和空行程運動，并能根據(jù)加工

6、工藝要求，自動地控制各運動的先后順序，以及控制各運動部件的位移量或運動軌跡，即在沒有工人直接參與的情況下，自動地按規(guī)定的程序進行動作，完成整個加工循環(huán)，這樣的機床，稱為自動化機床。flash132.2.1實現(xiàn)單機自動化的方法實現(xiàn)單機自動化的方法l采用采用通用自動化通用自動化或或半自動化半自動化機床機床實現(xiàn)單機實現(xiàn)單機自動化自動化l采用采用組合機床組合機床實現(xiàn)單機自動化實現(xiàn)單機自動化l采用采用專用機床專用機床實現(xiàn)單機自動化實現(xiàn)單機自動化l采用采用通用機床通用機床進行自動化改裝進行自動化改裝實現(xiàn)單機自實現(xiàn)單機自動化動化14自動化機床有自動化機床有自動自動和和半自動半自動之分。之分。兩者的區(qū)別在于：

7、兩者的區(qū)別在于： 自動機床自動機床在一個在一個工作循環(huán)結束后工作循環(huán)結束后，能，能自動卸下自動卸下加工完的工件，加工完的工件，裝裝上上待加工的坯件，并繼續(xù)進行同樣的工作循環(huán)，直至裝在機床上的待加工的坯件，并繼續(xù)進行同樣的工作循環(huán)，直至裝在機床上的一批一批坯件坯件加工完為止；加工完為止； 半自動機床半自動機床能自動地完成能自動地完成除上料和卸工件以外除上料和卸工件以外的一切的一切切削和輔助運切削和輔助運動動的機床。的機床。需人工裝卸自動循環(huán)的實現(xiàn)；需人工裝卸自動循環(huán)的實現(xiàn)；2.2.2 采用通用自動化或半自動化機床實現(xiàn)單機自動化15p特點：特點：提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，而且還可保證工件

8、提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，而且還可保證工件質(zhì)量穩(wěn)定，精度一致性好。此外，機床自動化還能減少設備數(shù)量，縮減質(zhì)量穩(wěn)定，精度一致性好。此外，機床自動化還能減少設備數(shù)量，縮減生產(chǎn)面積，減少在制品數(shù)量。生產(chǎn)面積，減少在制品數(shù)量。p自動化機床所需自動化機床所需機構機構： 它具有能代替它具有能代替手工操作手工操作的各種的各種自動化空行程自動化空行程機構機構； 它具有能代替它具有能代替工人控制機床工人控制機床工作過程的工作過程的自動自動控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)。16自動化單機的控制方式及適用范圍自動化單機的控制方式及適用范圍1.凸輪式l 特點：用專門設計制造的凸輪或靠?？刂频毒叩倪\動軌跡，并利用凸輪軸使多個

9、不同運動能協(xié)同動作。l 適用范圍：少品種，大批量l 應用機床：單軸縱切自動車床、仿形車床l 品種變換程度：每月一次到數(shù)次17自動化單機的控制方式及適用范圍自動化單機的控制方式及適用范圍2.非凸輪式l 特點：用電氣、電氣伺服、液壓、絲杠副等非凸輪機構控制刀具的運動軌跡及多個不同運動的協(xié)同動作。l 適用范圍：多品種，中批量l 應用機床：臥式多軸自動車床、單軸轉(zhuǎn)塔自動車床、立式多軸半自動車床、多刀半自動車床l 品種變換程度：一日一次18自動化單機的控制方式及適用范圍自動化單機的控制方式及適用范圍3.數(shù)字控制式l 特點：用數(shù)字形式控制刀具或機構的運動軌跡及多個數(shù)控坐標軸之間的必要聯(lián)動。l 適用范圍：多

10、品種，中小批量l 應用機床：各種數(shù)控機床l 品種變換程度：一日數(shù)次19車削自動化設備分類車削自動化設備分類1.自動化程度：自動加工棒料毛坯半自動加工件料毛坯2.主軸數(shù)目：多軸多個主軸同時夾持多個工件旋轉(zhuǎn)，多把刀具同時加工，生產(chǎn)效率高，但主軸轉(zhuǎn)位時存在定位誤差單軸單根主軸 20車削自動化設備分類車削自動化設備分類3.主軸放置形式：臥式加工棒料毛坯立式加工直徑大而重的件料毛坯4.工藝方法：橫切刀具只作橫向進給，加工形狀簡單、尺寸較小的銷軸類零件縱切加工盤套類和細長的階梯軸類零件 21車削自動化設備分類車削自動化設備分類5.加工方式：平行多把刀具同時加工，加工表面形狀比較簡單的零件順序加工形狀復雜、

11、需要多把刀具輪流進行加工的零件（大多具有內(nèi)孔或螺紋）22(1)機床的用途、總布局與工作循環(huán)機床的用途、總布局與工作循環(huán)） 用途：用途： 主要用于主要用于大批大量生產(chǎn)中大批大量生產(chǎn)中，加工，加工形狀比較復雜形狀比較復雜、需用多把、需用多把刀具順序地進行加工的工件刀具順序地進行加工的工件?？蛇M行。可進行車削工作，鉆、擴、鉸孔，攻、車削工作，鉆、擴、鉸孔，攻、套內(nèi)外螺紋以及切斷套內(nèi)外螺紋以及切斷等。還可通過安裝各種特殊附件，以進行等。還可通過安裝各種特殊附件，以進行車螺車螺紋、銑槽和鉆橫孔紋、銑槽和鉆橫孔等工作。一般只能加工冷撥等工作。一般只能加工冷撥棒料棒料。2、單軸轉(zhuǎn)塔自動車床23） 總布局：總

12、布局：l 前刀架：前刀架：用于成形車削和滾花等；用于成形車削和滾花等；l 后刀架：后刀架：用于切槽、倒角等；用于切槽、倒角等；l 上刀架：上刀架：用于切斷等；用于切斷等；l 轉(zhuǎn)塔刀架：轉(zhuǎn)塔刀架：用于完成檔料、車內(nèi)外圓、鉆孔、擴孔、鉸孔、攻內(nèi)螺紋、用于完成檔料、車內(nèi)外圓、鉆孔、擴孔、鉸孔、攻內(nèi)螺紋、套外螺絲等。套外螺絲等。24）工作循環(huán)：）工作循環(huán)： 送料和夾料送料和夾料 各刀架順序工作，按加工工藝要求依次加工工件各表面。各刀架順序工作，按加工工藝要求依次加工工件各表面。 p轉(zhuǎn)塔刀架的運動循環(huán)：轉(zhuǎn)塔刀架的運動循環(huán)： 快速趨近工件（快進）快速趨近工件（快進）工作進給（工進）工作進給（工進）快速退快

13、速退回（快退）回（快退）轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位；其在一個自動工作循環(huán)中，轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位；其在一個自動工作循環(huán)中，轉(zhuǎn)塔刀架可完成六次工作循環(huán)。刀架可完成六次工作循環(huán)。p前、后、上刀架的工作循環(huán)：前、后、上刀架的工作循環(huán)：快進快進工進工進快退；加工一個工快退；加工一個工件，它們只能完成一次工作循環(huán)。件，它們只能完成一次工作循環(huán)。 切斷和接料切斷和接料25）所需運動）所需運動l工作行程運動工作行程運動主軸旋轉(zhuǎn)主運動，前、后、上刀架橫向進給運動，轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)主運動，前、后、上刀架橫向進給運動，轉(zhuǎn)塔刀架縱向進給運動；塔刀架縱向進給運動；l空行程運動空行程運動前、后、上刀架橫向前、后、上刀架橫向快進和快退運動快進和快退運動

14、，轉(zhuǎn)塔刀架縱向，轉(zhuǎn)塔刀架縱向快快進、快退運動進、快退運動，送料和夾料運動，接料運動，以及操縱控制運動等。，送料和夾料運動，接料運動，以及操縱控制運動等。262.2.3采用采用組合機床組合機床 實現(xiàn)單機自動化實現(xiàn)單機自動化 組合機床組合機床是以是以已經(jīng)已經(jīng)系列化系列化、標準化標準化的的通用部通用部件件為基礎，配以為基礎，配以按工件特定形狀和加工工藝按工件特定形狀和加工工藝設計的設計的專用部件和專用部件和夾具夾具，組成的，組成的半自動半自動或或自動專用機床自動專用機床。 組合機床既保留專用機床的結構簡單、生產(chǎn)效率高等優(yōu)組合機床既保留專用機床的結構簡單、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，又像通用機床那樣具有部件通用

15、化、可調(diào)整改裝以適應點，又像通用機床那樣具有部件通用化、可調(diào)整改裝以適應不同結構尺寸的工件加工等特點。不同結構尺寸的工件加工等特點。27p組合機床的組成組合機床的組成 組合機床的通用部件按其所起作用的不同一般分為下面五類：組合機床的通用部件按其所起作用的不同一般分為下面五類：（1 1）動力部件）動力部件 是用于傳遞動力是用于傳遞動力 實現(xiàn)工作運動、為刀具提供主運動和進給實現(xiàn)工作運動、為刀具提供主運動和進給運動運動 。如各種類型的切削頭、滑臺和動力箱等。如各種類型的切削頭、滑臺和動力箱等。（2 2）支承部件）支承部件 如底座、立柱等。如底座、立柱等。（3 3）輸送部件）輸送部件 如多工位的工作臺

16、、回轉(zhuǎn)工作臺和回轉(zhuǎn)鼓輪等。如多工位的工作臺、回轉(zhuǎn)工作臺和回轉(zhuǎn)鼓輪等。（4 4）控制部件）控制部件 如液壓元件、控制擋鐵、行程開關、操縱臺等。如液壓元件、控制擋鐵、行程開關、操縱臺等。（5 5）輔助部件）輔助部件 如冷卻潤滑裝置、排屑裝置、機械板手等。如冷卻潤滑裝置、排屑裝置、機械板手等。28 根據(jù)加工零件形狀及工藝要求，組合機床根據(jù)加工零件形狀及工藝要求，組合機床還需采用少量的專用部件，如根據(jù)工件孔位、還需采用少量的專用部件，如根據(jù)工件孔位、孔距、孔數(shù)不同而設計制造的孔距、孔數(shù)不同而設計制造的多軸箱多軸箱，以及，以及根據(jù)工件的具體結構和定位基準不同而設計根據(jù)工件的具體結構和定位基準不同而設計制

17、造的制造的夾具夾具等。等。29 組合機床的組成 側底座立柱底座立柱多軸箱動力箱滑臺中間底座夾具30p組合機床加工方式組合機床加工方式 組合機床組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式加工的方式。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線并可用以組成自動生產(chǎn)線。

18、組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不工件一般不旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。面等。31p組合機床的配置型式組合機床的配置型式 1. 1.單工位組合機床單工位組合機床 這類組合機床的特點是工件僅在一個工作位置上加工。這類組合機床的特點是工件僅在一個工作位置上加工。 2. 2. 多工位組合機床多工位組合

19、機床 這類組合機床的特點是工件能在幾個工位上進行加工。這類組合機床的特點是工件能在幾個工位上進行加工。32p組合機床的特點及應用范圍組合機床的特點及應用范圍 1. 1. 組合機床的特點組合機床的特點 組合機床與組合機床與通用機床或一般專用機床通用機床或一般專用機床相比，主要有如下相比，主要有如下優(yōu)點優(yōu)點： 1) 設計和制造的周期短。設計和制造的周期短。 2) 對產(chǎn)品變化或更新有較強的適應性。對產(chǎn)品變化或更新有較強的適應性。 3) 具有較高的工作可靠性。具有較高的工作可靠性。 4) 工序集中，生產(chǎn)效率高。工序集中，生產(chǎn)效率高。 5) 機床的維護和修理都比較方便。機床的維護和修理都比較方便。33組

20、合機床的缺點：組合機床的缺點： 1）在機床改裝時，少量）在機床改裝時，少量專用部件和零件專用部件和零件不能重復利用，因此有一定不能重復利用，因此有一定的損失。的損失。 2）在組成各種類型的組合機床時，所選用的通用部件不一定完全適用。）在組成各種類型的組合機床時，所選用的通用部件不一定完全適用。 2. 2. 組合機床的應用范圍組合機床的應用范圍 組合機床最適于箱體類零件（如各種變速箱的箱體、氣缸體、電機座、組合機床最適于箱體類零件（如各種變速箱的箱體、氣缸體、電機座、儀器儀表殼體等儀器儀表殼體等 ）的加工。近年來，軸類、盤套類、叉類等零件也越來）的加工。近年來，軸類、盤套類、叉類等零件也越來越多

21、地采用組合機床加工。越多地采用組合機床加工。 34組合機床未來的發(fā)展組合機床未來的發(fā)展：l采用調(diào)速電動機采用調(diào)速電動機和和滾珠絲杠滾珠絲杠等傳動，以簡化結構、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；等傳動，以簡化結構、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；l采用采用數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)和和 可換主軸箱可換主軸箱 或轉(zhuǎn)塔式主軸箱或轉(zhuǎn)塔式主軸箱 、夾具、夾具自動更換系統(tǒng)自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以提高工藝可調(diào)性；l 納入柔性制造系統(tǒng)等。納入柔性制造系統(tǒng)等。 35主要用來帶動各種主軸部件進給，也可以帶動夾具和工件，作移動工作臺用。 1滑臺 2動力箱 3多軸箱 4銑削頭 5鏜車頭 6鉆削頭 組合機床的幾種通用部件（一）動力滑臺 1. 動力滑

22、臺的功用362.滑臺的典型工作循環(huán)滑臺的典型工作循環(huán)SQ 快進 SW 工進 SR 快退 a) 一次工作進給循環(huán)b) 二次工作進給循環(huán)372.滑臺的典型工作循環(huán)滑臺的典型工作循環(huán)c) 超越工作進給循環(huán) d) 雙向工作進給循環(huán) 382.滑臺的典型工作循環(huán)滑臺的典型工作循環(huán) e) 分級工作進給循環(huán) 39 組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng) 液壓動力滑臺由液壓缸驅(qū)動，在電氣和機械裝置的配合下可以完成各種自動工作循環(huán)。組合機床液壓動力滑臺可以實現(xiàn)多種不同的工作循環(huán)，其中一種比較典型的工作循環(huán)是：快進 一工進二工進死擋鐵停留快退停止。40 （二）動力箱齒輪傳動動力箱的結構 1動力箱箱體 2驅(qū)動軸 3齒輪 動力箱是為

23、主軸箱的刀具提供切削主運動的驅(qū)動裝置,與動力滑臺和主軸箱配套使用由動力滑臺實現(xiàn)進給運動。 41 （三）單軸頭 頂置式主運動傳動裝置與各種單軸頭頭體配套的情況 a) 鉆削頭 b) 攻螺紋頭 c) 鏜削頭 d) 鏜車頭 e)銑削頭 f) 多軸可調(diào)頭 b) 1主運動傳動裝置 2單軸頭頭體 42 （四）回轉(zhuǎn)工作臺 回轉(zhuǎn)工作臺是組合機床的一種輸送部件，用于多工位組合機床。 齒盤定位式液壓回轉(zhuǎn)工作臺的結構原理 a)結構示意 b)液壓傳動原理 1臺面 2上齒盤 3下齒盤 4底座 5壓緊液壓缸 6牙嵌離合器 7齒輪 8齒條液壓缸 9、10電磁閥 43 組合機床自動線某一組合機床自動線的組成示意圖。圖19-12

24、 組合機床自動線 1中央操縱臺 2工件輸送裝置 3轉(zhuǎn)位臺 4翻轉(zhuǎn)臺 5液壓站 6排屑裝置 44數(shù)控機床運動系統(tǒng)： 主運動系統(tǒng)實現(xiàn)機床主軸運動； 進給運動系統(tǒng)實現(xiàn)機床工作臺的直線運動與轉(zhuǎn)動； 換刀運動實現(xiàn)加工中心更換刀具連續(xù)加工所需的運動。2.3數(shù)控機床及加工中心數(shù)控機床及加工中心452.3.1數(shù)控機床主運動系統(tǒng)數(shù)控機床主運動系統(tǒng)功用：功用： 傳遞動力：傳遞動力：傳遞切削加工所需要的動力傳遞切削加工所需要的動力 傳遞運動：傳遞運動：傳遞切削加工所需要的運動傳遞切削加工所需要的運動 運動控制：運動控制：控制主運動的大小方向開?？刂浦鬟\動的大小方向開停 組成：組成： 動力源：動力源：電機電機 傳動系

25、統(tǒng)：傳動系統(tǒng)：定比傳動機構、變速裝置定比傳動機構、變速裝置 運動控制裝置運動控制裝置: 離合器、制動器等離合器、制動器等 執(zhí)行件：執(zhí)行件：主軸主軸 46 主軸轉(zhuǎn)速更高； 變速范圍更寬；10010000 提供的動力更強。 一般NC 機床的主軸驅(qū)動功率在 3.7 kw250kw 之 間。 1. 數(shù)控機床的主運動系統(tǒng)性能要求： 主運動的自動變速、準停； C軸控制； 同步速度控制。2.數(shù)控機床的主運動系統(tǒng)功能：2.3.1數(shù)控機床主運動系統(tǒng)數(shù)控機床主運動系統(tǒng)47與普通機床相比較，數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)具有如下特點：與普通機床相比較，數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)具有如下特點：(1)(1)采用直流或交流主軸電動機采用

26、直流或交流主軸電動機 現(xiàn)代數(shù)控機床的主傳動電動機一般采用現(xiàn)代數(shù)控機床的主傳動電動機一般采用直流或交流主軸電動機直流或交流主軸電動機。這種。這種電動機調(diào)速范圍廣，電動機調(diào)速范圍廣，可實現(xiàn)可實現(xiàn)無級調(diào)速無級調(diào)速，因此，因此主軸箱結構簡化。主軸箱結構簡化。 （2 2）轉(zhuǎn)速高、功率大、變速范圍廣）轉(zhuǎn)速高、功率大、變速范圍廣 數(shù)控機床適應性強，適合加工單件、小批量和形狀復雜工件，為了數(shù)控機床適應性強，適合加工單件、小批量和形狀復雜工件，為了適應各種不同材料的加工以及各種不同的加工方法，數(shù)控機床的主傳動適應各種不同材料的加工以及各種不同的加工方法，數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)要有較寬的系統(tǒng)要有較寬的轉(zhuǎn)速范圍轉(zhuǎn)速范

27、圍及相應的及相應的輸出力矩輸出力矩，以保證加工時能選用合理，以保證加工時能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。 （3 3）主軸變速迅速可靠）主軸變速迅速可靠 數(shù)控機床的變速是按照控制指令自動進行的，因此數(shù)控機床的變速是按照控制指令自動進行的，因此變速機構必須變速機構必須適應自動操作的要求適應自動操作的要求。由于數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)采用了可實現(xiàn)無級調(diào)。由于數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)采用了可實現(xiàn)無級調(diào)速的電動機，速的電動機，機械變檔一般又采用液壓缸機械變檔一般又采用液壓缸推動滑移齒輪實現(xiàn)，因此變推動滑移齒輪實現(xiàn)，因此變速穩(wěn)定可靠

28、。速穩(wěn)定可靠。 （4 4）主軸部件性能好）主軸部件性能好 主軸部件直接裝夾刀具對工件進行切削加工，對加工質(zhì)量及刀具壽主軸部件直接裝夾刀具對工件進行切削加工，對加工質(zhì)量及刀具壽命有很大影響，并且在加工過程中不進行人工調(diào)整，因此命有很大影響，并且在加工過程中不進行人工調(diào)整，因此主軸部件必主軸部件必須具有良好的回轉(zhuǎn)精度、結構剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性、耐磨性。須具有良好的回轉(zhuǎn)精度、結構剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性、耐磨性。 3、數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的特點數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的特點481)帶有變速齒輪的主傳動系統(tǒng)帶有變速齒輪的主傳動系統(tǒng)（分段無級變速）（分段無級變速） 數(shù)控機床在實際生產(chǎn)中，并不需要在整個變速范圍內(nèi)

29、均為恒功率。數(shù)控機床在實際生產(chǎn)中，并不需要在整個變速范圍內(nèi)均為恒功率。 一般要求在中、一般要求在中、高速段為恒功率傳動，高速段為恒功率傳動，在低速段為恒轉(zhuǎn)矩傳動在低速段為恒轉(zhuǎn)矩傳動。 為了確保數(shù)控機床主軸低速時有較大的轉(zhuǎn)矩和主軸的變速范圍盡可能為了確保數(shù)控機床主軸低速時有較大的轉(zhuǎn)矩和主軸的變速范圍盡可能大，有的數(shù)控機床大，有的數(shù)控機床在交流或直流電動機無級變速的基礎上配以齒輪變速在交流或直流電動機無級變速的基礎上配以齒輪變速，即解決電機驅(qū)動和主軸傳動功率的匹配問題，使之成為即解決電機驅(qū)動和主軸傳動功率的匹配問題，使之成為分段無級變速分段無級變速。 主傳動系統(tǒng)的配置方式根據(jù)數(shù)控機

30、床的類型與大小，其主傳動主要有以下四種形式。494、主傳動系統(tǒng)的配置方式、主傳動系統(tǒng)的配置方式l這種傳動主要應用在這種傳動主要應用在大、中型數(shù)控機床大、中型數(shù)控機床l通過使用雙聯(lián)滑移齒輪實現(xiàn)二級變速。通過使用雙聯(lián)滑移齒輪實現(xiàn)二級變速。常用的變速操縱方式： 液壓撥叉 電磁離合器 50例：例：TND360型數(shù)控車床型數(shù)控車床作用：作用：慢速對刀和慢速對刀和手動調(diào)整機床手動調(diào)整機床51電磁離合器變速電磁離合器變速電磁離合器能簡化變速機構，便于實現(xiàn)自動化操作，它是通過安裝在傳動軸上的離合器的吸合和分離的不同組合來改變齒輪的傳動路線，實現(xiàn)主軸變速的。52電磁離合器種類：電磁離合器種類： 摩擦片式摩擦片式

31、 牙嵌式兩種牙嵌式兩種l無滑環(huán)摩擦片式電磁離合器無滑環(huán)摩擦片式電磁離合器特點：特點：可在運轉(zhuǎn)中變速、具有可在運轉(zhuǎn)中變速、具有過載保護功能，但尺寸大、過載保護功能，但尺寸大、摩擦發(fā)熱大。摩擦發(fā)熱大。53牙嵌式電磁離合器牙嵌式電磁離合器特點：特點：傳遞扭矩大、尺寸小，傳遞扭矩大、尺寸小，傳動比準確，可用于內(nèi)聯(lián)傳動比準確，可用于內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中。系傳動鏈中。542)帶有定比傳動的主傳動系統(tǒng)帶有定比傳動的主傳動系統(tǒng) 主軸電動機經(jīng)過定比傳動傳遞給主軸。主軸電動機經(jīng)過定比傳動傳遞給主軸。 定比傳動多定比傳動多采用帶（同步齒形帶和三角帶）傳動采用帶（同步齒形帶和三角帶）傳動，也有采用齒輪傳動，也有采用齒輪傳動

32、的。的。適用于高速、低轉(zhuǎn)距特性的主軸適用于高速、低轉(zhuǎn)距特性的主軸，電動機本身的調(diào)速就能夠滿足要求，電動機本身的調(diào)速就能夠滿足要求，且?guī)鲃悠椒€(wěn)，且?guī)鲃悠椒€(wěn)，可可避免避免齒輪傳動時引起的齒輪傳動時引起的振動與噪聲振動與噪聲。這種傳動主要應用在這種傳動主要應用在轉(zhuǎn)速高、變速范圍不大轉(zhuǎn)速高、變速范圍不大的的數(shù)控車床和中、小型加數(shù)控車床和中、小型加工中心。工中心。 55多楔帶：多楔帶：兼有兼有v帶和平帶的優(yōu)點，既有平帶柔軟、帶和平帶的優(yōu)點，既有平帶柔軟、強韌的特點，又有強韌的特點，又有v帶緊湊、高效等優(yōu)點。帶緊湊、高效等優(yōu)點。56同步帶同步帶是是利用利用帶齒帶齒與與帶輪帶輪的嚙合同步傳動力的嚙合同步

33、傳動力的一種新的一種新型傳動帶。型傳動帶。不僅具有帶傳動的特點，適用于大中心距不僅具有帶傳動的特點，適用于大中心距傳遞，傳遞，而且又而且又具有齒輪傳動和鏈傳動的特點具有齒輪傳動和鏈傳動的特點，能夠能夠保保證準確的傳動比證準確的傳動比。57 用兩個電動機分別驅(qū)動的主傳動系統(tǒng)用兩個電動機分別驅(qū)動的主傳動系統(tǒng) l高速時電動機通過帶傳動使主軸旋轉(zhuǎn)，傳動平穩(wěn)。高速時電動機通過帶傳動使主軸旋轉(zhuǎn)，傳動平穩(wěn)。l 低速時，另一個電動機通過二級齒輪降速，擴大變速范圍，使恒功低速時，另一個電動機通過二級齒輪降速，擴大變速范圍，使恒功率區(qū)增大，率區(qū)增大，克服了低速時轉(zhuǎn)距不夠且電動機功率不能充分利用的缺陷，克服了低速時

34、轉(zhuǎn)距不夠且電動機功率不能充分利用的缺陷，但結構較為復雜。但結構較為復雜。 58593)調(diào)速電機直接驅(qū)動主軸傳動調(diào)速電機直接驅(qū)動主軸傳動 數(shù)控機床數(shù)控機床 采用采用直流或交流主軸伺服電動機直流或交流主軸伺服電動機直接驅(qū)動主軸實現(xiàn)無級變速直接驅(qū)動主軸實現(xiàn)無級變速。 電動機與主軸通過聯(lián)軸器連接。電動機與主軸通過聯(lián)軸器連接。交流主軸電動機及交流變頻驅(qū)動裝置（籠型感應交流電動機配置矢量變換交流主軸電動機及交流變頻驅(qū)動裝置（籠型感應交流電動機配置矢量變換變頻調(diào)速系統(tǒng)），由于沒有電刷不產(chǎn)生火花，所以使用壽命長，且性能變頻調(diào)速系統(tǒng)），由于沒有電刷不產(chǎn)生火花，所以使用壽命長，且性能已達到直流驅(qū)動系統(tǒng)的水平，甚至

35、在噪聲方面還有所降低。因此，目前已達到直流驅(qū)動系統(tǒng)的水平，甚至在噪聲方面還有所降低。因此，目前應用較為廣泛。應用較為廣泛。60 精密聯(lián)軸器連接：精密聯(lián)軸器連接：結構緊湊、傳動效率高，但主軸的轉(zhuǎn)速和扭矩與結構緊湊、傳動效率高，但主軸的轉(zhuǎn)速和扭矩與電機完全一致，低速性能的改善是其廣泛應用的關鍵。電機完全一致，低速性能的改善是其廣泛應用的關鍵。614)、電主軸電主軸 主軸與電機制成一體，主軸與電機制成一體，電動機轉(zhuǎn)子軸即為機床主軸電動機轉(zhuǎn)子軸即為機床主軸 。電主軸組成：電主軸組成：空心軸轉(zhuǎn)子、帶繞組的定子、空心軸轉(zhuǎn)子、帶繞組的定子、 速度檢測元件。速度檢測元件。62優(yōu)點：優(yōu)點：主軸部件結構緊湊、重量

36、輕、慣量小，可提主軸部件結構緊湊、重量輕、慣量小，可提高啟動、停止響應特性，利于控制振動和噪聲。大高啟動、停止響應特性，利于控制振動和噪聲。大大簡化了主運動系統(tǒng)結構，實現(xiàn)了所謂大簡化了主運動系統(tǒng)結構，實現(xiàn)了所謂 “零傳動零傳動”，使傳動精度大大提高，在高速數(shù)控機床大量采用。使傳動精度大大提高，在高速數(shù)控機床大量采用。缺點缺點: :電機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動和熱量將直接影響到主電機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動和熱量將直接影響到主軸，因此，主軸組件的整機軸，因此，主軸組件的整機平衡平衡、溫度控制和、溫度控制和冷卻冷卻是內(nèi)裝式主軸電機的關鍵問題。是內(nèi)裝式主軸電機的關鍵問題。63機床主軸的幾種結構形式機床主軸的幾種結構形式

37、 機床主軸的端部一般用于安裝刀具、夾持工件或夾具。在結構上，機床主軸的端部一般用于安裝刀具、夾持工件或夾具。在結構上，應能保證定位準確、安裝可靠、連接牢固、裝卸方便，并能傳遞足夠應能保證定位準確、安裝可靠、連接牢固、裝卸方便，并能傳遞足夠的扭矩。目前，主軸端部的結構形狀都已標準化。的扭矩。目前，主軸端部的結構形狀都已標準化。64機床主軸的幾種結構形式機床主軸的幾種結構形式 （a）數(shù)控車床主軸端部 （b）銑、鏜類機床主軸端部 （c）外圓磨床砂輪主軸端部 （d）內(nèi)圓磨床砂輪主軸端部 （e）鉆床與普通鏜床錘桿端部 （f）數(shù)控鏜床主軸端部65 當主軸停止時，控制其停于固定位置（定位于圓周上特定角度）稱

38、為當主軸停止時，控制其停于固定位置（定位于圓周上特定角度）稱為“主軸準停主軸準?！?、“主軸定位主軸定位”、“主軸定向主軸定向”準停指令：準停指令： M19或或M06p主軸定向的用途主軸定向的用途加工中心自動換刀加工中心自動換刀精鏜后退刀精鏜后退刀背鏜背鏜車床上工件定位車床上工件定位主軸典型控制功能主軸典型控制功能1. 主軸準停裝置66 在自動換刀的在自動換刀的數(shù)控加工中心數(shù)控加工中心上，由于刀具裝在主軸上，上，由于刀具裝在主軸上，切削時切削轉(zhuǎn)矩切削時切削轉(zhuǎn)矩不可能僅靠錐孔的摩擦力來傳遞，不可能僅靠錐孔的摩擦力來傳遞，通常是通過刀桿的端面鍵來傳遞的通常是通過刀桿的端面鍵來傳遞的，因

39、此在主軸前端設置一個端面鍵，當?shù)毒哐b入主軸時，因此在主軸前端設置一個端面鍵，當?shù)毒哐b入主軸時，刀柄上的鍵槽必刀柄上的鍵槽必須與端面鍵對準須與端面鍵對準，才能順利換刀；，才能順利換刀； 這就要求主軸具有準確定位于圓周上這就要求主軸具有準確定位于圓周上特定角度的功能。特定角度的功能。1）、為什么加工中心要有主軸準停？ 主軸準停是實現(xiàn)ATC (Auto tool changing)過程的重要環(huán)節(jié)672）加工精密坐標孔 在加工精密的坐標孔時，由于每次都能在在加工精密的坐標孔時，由于每次都能在主軸的固定圓周位置換刀，故能保證刀尖與主主軸的固定圓周位置換刀，故能保證刀尖與主軸相對位置的一致性，從而減少被加

40、工孔的尺軸相對位置的一致性，從而減少被加工孔的尺寸分散度寸分散度（提高刀具重復定位精度），這是主軸定向這是主軸定向準停裝置帶來的好處之一。準停裝置帶來的好處之一。683）、精鏜孔后退刀）、精鏜孔后退刀(Fineboring) 當加工階梯孔或精鏜孔后退刀時，為防止刀具與小階梯當加工階梯孔或精鏜孔后退刀時，為防止刀具與小階梯孔碰撞或拉毛已精加工的孔表面，必須先讓刀，再退刀。孔碰撞或拉毛已精加工的孔表面，必須先讓刀，再退刀。采用采用主軸準?？刂?，使刀尖停在一個固定位置（主軸準?？刂?，使刀尖停在一個固定位置（X軸或軸或Y軸上），軸上），以便主軸偏移一定尺寸后，使刀尖離開工件表面進行退刀。以便主軸偏移一

41、定尺寸后，使刀尖離開工件表面進行退刀。694）、背鏜）、背鏜（Counterboring） 通過小孔鏜大孔，主軸準停控制，使刀尖停在一個固定位通過小孔鏜大孔，主軸準停控制，使刀尖停在一個固定位置（置（ X軸或軸或Y軸上），以便主軸偏移一定尺寸后，使刀尖能軸上），以便主軸偏移一定尺寸后，使刀尖能通過前壁小孔進入箱體內(nèi)對大孔進行鏜削。通過前壁小孔進入箱體內(nèi)對大孔進行鏜削。705)、車床上工件定位、車床上工件定位 當在車削中心上加工工件規(guī)定部位上的當在車削中心上加工工件規(guī)定部位上的 槽、孔或要求主軸槽、孔或要求主軸定向停止后以便裝卸、檢測工件時，必須具有主軸定向停止定向停止后以便裝卸、檢測工件時，必

42、須具有主軸定向停止或或C 軸功能，即通過位置控制使主軸在不同角度上定位。軸功能，即通過位置控制使主軸在不同角度上定位。71 主軸準停控制的實現(xiàn)方式機械式準停裝置：1-無觸點開關 2-感應塊 3-凸輪定位盤（主軸）4-定位液壓缸 5-定向滾輪 6-定位活塞 M19 主軸減速無觸點開關發(fā)信號主電機停轉(zhuǎn)，慣性空轉(zhuǎn)延時繼電器延時0.20.4秒后活塞在電磁閥作用下，將滾輪推入V型槽，同時行程開關LS2發(fā)出應答信號準停結束可以進行換刀等動作。72電氣式準停裝置：1-主軸 2-同步帶 3-主軸電動機 4-永久磁鐵 5-磁傳感器磁力傳感器準停裝置 1）利用磁力傳感器檢產(chǎn)生準停信號。2）利用主軸上光電脈沖產(chǎn)生準

43、停信號。73l當主軸轉(zhuǎn)動或停止時，接收到數(shù)控裝置發(fā)來的準停開關信號當主軸轉(zhuǎn)動或停止時，接收到數(shù)控裝置發(fā)來的準停開關信號量量主軸立即減速或加速至某一準停速度。主軸立即減速或加速至某一準停速度。l主軸到達準停速度且準停位置到達時主軸到達準停速度且準停位置到達時(即磁發(fā)體與磁傳感器即磁發(fā)體與磁傳感器對準對準) 主軸立即減速至某一爬行速度。主軸立即減速至某一爬行速度。l然后當磁傳感器信號出現(xiàn)時，主軸驅(qū)動立即進入磁傳感器作然后當磁傳感器信號出現(xiàn)時，主軸驅(qū)動立即進入磁傳感器作為反饋元件的位置閉環(huán)控制為反饋元件的位置閉環(huán)控制 目標位置為準停位置。目標位置為準停位置。l準停完成后，主軸驅(qū)動裝置輸出準停完成信號

44、給數(shù)控裝置準停完成后，主軸驅(qū)動裝置輸出準停完成信號給數(shù)控裝置 從而可進行自動換刀從而可進行自動換刀(ATC)或其他動作?；蚱渌麆幼鳌４艂鞲衅鳒释２襟E為：74l編碼器準停編碼器準停裝置裝置（Electronicorientation） 利用裝在主軸上的編碼器作為檢測元件，通過它們輸出利用裝在主軸上的編碼器作為檢測元件，通過它們輸出的反饋信號，使主軸準確地停在規(guī)定的位置上。的反饋信號，使主軸準確地停在規(guī)定的位置上。7576例M03S1000/主軸以1000rmin正轉(zhuǎn)M19/主軸準停于缺省位置M19S100/主軸準停轉(zhuǎn)至100處S1000/主軸再次以1000rmin正轉(zhuǎn)M19S200/主軸準停至2

45、00處 772. C軸控制與同步速度控制對應Z軸的回轉(zhuǎn)軸（即繞主軸回轉(zhuǎn)）為C軸。 車削中心的主傳動系統(tǒng)與數(shù)控車床基本相同，只是增加了控制主軸回轉(zhuǎn)角度的C 軸坐標功能、 以實現(xiàn)主軸定向停車和圓周進給，并在數(shù)控裝置控制下實現(xiàn)C軸與進給軸（Z軸或X軸）聯(lián)動進行插補控制，可以實現(xiàn)任意曲線的加工。 如：實現(xiàn)圓柱面上或端面上任意部位的鉆削、銑削、攻絲及非圓柱或圓錐的異形回轉(zhuǎn)表面等加工。C軸控制與同步速度控制的功能：78 a）在圓柱面或端面上銑槽 b) 在圓柱面上銑螺旋槽 c） 在端面上銑螺旋槽 d) 銑直線或平面 加工這些表面需要哪些軸運動？聯(lián)動？79由進給伺服電機 控制主軸的回轉(zhuǎn)位置（轉(zhuǎn)角）； 由主軸電

46、機實現(xiàn)，此時主軸的位置（角度)由裝于主軸上（不是主軸電機）上的高分辨率編碼器檢測，主軸作為進給伺服軸工作。C軸的控制方式：80lC 軸回轉(zhuǎn)或分度：軸回轉(zhuǎn)或分度：采用可嚙合采用可嚙合和脫開的和脫開的精密蝸輪副結構精密蝸輪副結構，由伺服電機由伺服電機8驅(qū)動蝸桿驅(qū)動蝸桿4及及主軸上的蝸輪主軸上的蝸輪9實現(xiàn)分度。實現(xiàn)分度。當機床處于銑削和鉆削狀態(tài)當機床處于銑削和鉆削狀態(tài)時，時，即主軸需通過即主軸需通過C 軸回軸回轉(zhuǎn)或分度時，蝸桿與蝸輪嚙轉(zhuǎn)或分度時，蝸桿與蝸輪嚙合。合。l該蝸桿該蝸桿蝸輪副由液壓缸驅(qū)蝸輪副由液壓缸驅(qū)動完成。動完成。lC軸的分度精度軸的分度精度由一個脈沖編由一個脈沖編碼器來保證，分度精度為

47、碼器來保證，分度精度為0.01度。度。81 工作臺是數(shù)控機床的重要部件，為了提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率，擴大工作臺是數(shù)控機床的重要部件，為了提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率，擴大其工藝范圍，對于數(shù)控機床的進給運動除了沿坐標軸其工藝范圍，對于數(shù)控機床的進給運動除了沿坐標軸X、Y、Z三個方三個方向的直線進給運動之外，還常常需要有分度運動和圓周進給運動。向的直線進給運動之外，還常常需要有分度運動和圓周進給運動?；剞D(zhuǎn)工作臺作用回轉(zhuǎn)工作臺作用: 回轉(zhuǎn)工作臺可以與回轉(zhuǎn)工作臺可以與X、Y、Z三個坐標軸聯(lián)動，從而加工出各種曲面和曲三個坐標軸聯(lián)動，從而加工出各種曲面和曲線等復雜的形狀?；剞D(zhuǎn)工作臺對于自動換刀多工序的加工中心是

48、必備線等復雜的形狀。回轉(zhuǎn)工作臺對于自動換刀多工序的加工中心是必備的部件。的部件。2.3.1數(shù)控機床的回轉(zhuǎn)工作臺數(shù)控機床的回轉(zhuǎn)工作臺822.4刀具自動化刀具自動化 刀具是金屬切削加工中不可缺少的工具之一，無論是普通機床，還刀具是金屬切削加工中不可缺少的工具之一，無論是普通機床，還是先進的數(shù)控機床、加工中心機床以及柔性制造系統(tǒng)，都必須通過刀具才是先進的數(shù)控機床、加工中心機床以及柔性制造系統(tǒng)，都必須通過刀具才能完成切削加工。能完成切削加工。 刀具自動化：刀具自動化：是加工設備在切削過程中是加工設備在切削過程中自動完成自動完成選刀、換刀、對刀、走選刀、換刀、對刀、走刀刀等工作過程。等工作過程。832.

49、自動化刀具的類型及選用自動化刀具的類型及選用類型：類型：分為分為標準刀具標準刀具和和專用刀具專用刀具兩大類。兩大類。l在以在以自動生產(chǎn)線自動生產(chǎn)線為代表的為代表的剛性自動化生產(chǎn)剛性自動化生產(chǎn)中，應盡可能中，應盡可能提高刀具的專用提高刀具的專用化程度化程度，以取得最佳的效益。，以取得最佳的效益。l 在以在以數(shù)控機床、加工中心數(shù)控機床、加工中心為主體構成的為主體構成的柔性自動化加工系統(tǒng)中柔性自動化加工系統(tǒng)中，為了，為了提高加工的適應性，同時考慮到提高加工的適應性，同時考慮到加工設備的刀庫容量有限加工設備的刀庫容量有限，應，應盡量減少盡量減少使用專用刀具使用專用刀具，而，而選用通用標準刀具選用通用標

50、準刀具、刀具標準組合件或模塊式刀具刀具標準組合件或模塊式刀具。84p常用的種類：常用的種類：可轉(zhuǎn)位車刀、高速鋼麻可轉(zhuǎn)位車刀、高速鋼麻花鉆、機夾扁鉆、擴孔花鉆、機夾扁鉆、擴孔鉆、鉸刀、鏜刀、立銑鉆、鉸刀、鏜刀、立銑刀、面銑刀、絲錐和各刀、面銑刀、絲錐和各種復合刀具等種復合刀具等 85p刀具的選用要考慮的因素有：刀具的選用要考慮的因素有：l刀具的使用條件；刀具的使用條件；l被加工工件材料與尺寸；被加工工件材料與尺寸；l刀具的斷屑情況；刀具的斷屑情況；l刀具和刀片的生產(chǎn)供應；刀具和刀片的生產(chǎn)供應；l刀具的結構型式。刀具的結構型式。86p刀具的選用原則如下：刀具的選用原則如下： 1）為了）為了提高刀具

51、的耐用度和可靠性提高刀具的耐用度和可靠性，應盡量選用各種高性能、高效率、應盡量選用各種高性能、高效率、長壽命的刀具材料制成的刀具。長壽命的刀具材料制成的刀具。 2）應選用機夾可轉(zhuǎn)位刀具的結構應選用機夾可轉(zhuǎn)位刀具的結構。 3）為了集中工序，為了集中工序，提高生產(chǎn)率及保證加工精度，提高生產(chǎn)率及保證加工精度，應盡可能采用復合刀應盡可能采用復合刀具。具。 4）應盡量采用各種高效刀具。應盡量采用各種高效刀具。 87二、自動化刀具裝夾機構二、自動化刀具裝夾機構p自動化刀具裝夾機構的作用：自動化刀具裝夾機構的作用： 充分發(fā)揮自動化加工設備應有的效率，實現(xiàn)快速自動換刀。充分發(fā)揮自動化加工設備應有的效率，實現(xiàn)快

52、速自動換刀。方法：方法：必須要配備一套標準的裝夾機構，建立一套標準的必須要配備一套標準的裝夾機構，建立一套標準的工具系工具系統(tǒng)統(tǒng)。p工具系統(tǒng)：工具系統(tǒng)： 是針對數(shù)控機床要求與之配套的是針對數(shù)控機床要求與之配套的刀具必須可快換、高效切削刀具必須可快換、高效切削而發(fā)而發(fā)展起來的，是展起來的，是刀具與機床的接口刀具與機床的接口。88工具系統(tǒng)的分類：工具系統(tǒng)的分類：l 鏜銑類數(shù)控機床用工具系統(tǒng)（簡稱鏜銑類數(shù)控機床用工具系統(tǒng)（簡稱”TSG”系統(tǒng)）系統(tǒng)）l 車床類數(shù)控機床用工具系統(tǒng)（簡稱車床類數(shù)控機床用工具系統(tǒng)（簡稱“BTS”系統(tǒng)）系統(tǒng)）l可同時適應數(shù)控車削和數(shù)控鏜銑加工的工具系統(tǒng)?？赏瑫r適應數(shù)控車削和數(shù)

53、控鏜銑加工的工具系統(tǒng)。89 數(shù)控銑床、加工中心用刀具數(shù)控銑床、加工中心用刀具工具柄部工具柄部自動化刀具的組成：自動化刀具的組成：由與機床主軸孔相適應的由與機床主軸孔相適應的工具工具柄部柄部、與工具柄部、與工具柄部 相聯(lián)接的相聯(lián)接的工具裝夾部分工具裝夾部分和各種和各種刀刀具具部分組成部分組成 在數(shù)控銑床、加工中心類機床上一般都采用在數(shù)控銑床、加工中心類機床上一般都采用7:24圓錐柄工具。圓錐柄工具。 不自鎖，換刀比較方便，并且與直柄相比有較高不自鎖，換刀比較方便，并且與直柄相比有較高的定心精度和較高的剛性。的定心精度和較高的剛性。 對于有自動換刀裝置的加工中心類機床，對于有自動換刀裝置的加工中心

54、類機床，在加工在加工工件時主軸上的工具要頻繁地更換，為了達到較高工件時主軸上的工具要頻繁地更換，為了達到較高的換刀精度的換刀精度, 工具柄部必須有較高的制造精度工具柄部必須有較高的制造精度90p工具系統(tǒng)的組成：工具系統(tǒng)的組成： 主要由主要由刀具的柄部刀具的柄部（刀柄）、（刀柄）、接桿接桿（接柄）（接柄）和和夾頭夾頭等部分組成。等部分組成。 工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)中規(guī)定了中規(guī)定了刀具刀具與與裝夾工具裝夾工具的的結構、尺寸系列及其連接形式結構、尺寸系列及其連接形式。p更完善的工具系統(tǒng)更完善的工具系統(tǒng)還包括還包括自動換刀裝置自動換刀裝置、刀庫、刀具識別裝刀庫、刀具識別裝置置和和刀具自動檢測裝置刀具自動檢測

55、裝置等。等。911.數(shù)控車削加工的刀具裝夾結構數(shù)控車削加工的刀具裝夾結構p車削加工的工具系統(tǒng)的組成：車削加工的工具系統(tǒng)的組成： 由機床由機床刀架、刀架、刀夾基座刀夾基座及其及其快換刀夾快換刀夾和和預調(diào)刀頭預調(diào)刀頭等組成。等組成。 92 柄式夾持柄式夾持( (軸向夾持軸向夾持) )1-1-活動爪活動爪 2-2-軸軸 3-3-擋銷擋銷 4-4-鎖緊銷鎖緊銷 5-5-調(diào)整螺栓調(diào)整螺栓 6-6-彈簧柱塞彈簧柱塞 7-7-固定爪固定爪2數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng)數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng) 刀具的夾持刀具的夾持931-1-拉桿，拉桿，2-2-刀柄刀柄 3-3-法蘭盤法蘭盤 4-4-帶洼形肩面帶洼形肩面 法蘭盤式夾持法

56、蘭盤式夾持94ISO 7388及及DIN 69871的的A型拉釘型拉釘 ISO 7388及及DIN 69871的的B型拉釘型拉釘 MAS BT拉釘拉釘拉釘：拉釘： 帶螺紋的零件，連接在各種工具柄的尾帶螺紋的零件，連接在各種工具柄的尾端，作為鏜銑主軸拉刀固定用。端，作為鏜銑主軸拉刀固定用。952數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng)數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng)p數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng)數(shù)控鏜銑加工工具系統(tǒng)有有整體整體和和模塊模塊兩種不同的結構型式。兩種不同的結構型式。l整體式結構的特點：整體式結構的特點：是是工具的柄部工具的柄部與與夾持夾持工具工具的的工作部分工作部分連成一體；因連成一體；因此此不同品種和規(guī)格的不同品種和規(guī)格

57、的工作部分工作部分都必須加工出一個能都必須加工出一個能與機床連接與機床連接的的柄部柄部；l缺點：缺點：致使工具的規(guī)格、品種繁多，給生產(chǎn)、使用和管理都帶來不便。致使工具的規(guī)格、品種繁多，給生產(chǎn)、使用和管理都帶來不便。l用途：用途：用用于刀具裝配中于刀具裝配中裝夾不改變裝夾不改變，或，或不宜使用模塊式刀柄不宜使用模塊式刀柄的場合。的場合。96鏜銑類整體式工具系統(tǒng)組成鏜銑類整體式工具系統(tǒng)組成97 柄桿與刀具的聯(lián)接柄桿與刀具的聯(lián)接98模塊式工具系統(tǒng)的機構特點：模塊式工具系統(tǒng)的機構特點：l把把工具的柄部工具的柄部和和工作部分工作部分分割開來分割開來，制成各種，制成各種系列化的模塊系列化的模塊，然后經(jīng)過，

58、然后經(jīng)過不同規(guī)格的不同規(guī)格的中間模塊中間模塊，可組，可組裝成裝成一套套不同規(guī)格的一套套不同規(guī)格的工具工具。l 既既便于制造、使用與保管便于制造、使用與保管，又能以最，又能以最少工具庫存少工具庫存來來滿足不同零件滿足不同零件的加工的加工要求，因而它代表了工具系統(tǒng)發(fā)展的要求，因而它代表了工具系統(tǒng)發(fā)展的 總趨勢?？傏厔?。 各模塊的聯(lián)接采用短圓錐定位，中心螺釘拉緊。各模塊的聯(lián)接采用短圓錐定位，中心螺釘拉緊。 屬于這類工具系統(tǒng)的還有德國的屬于這類工具系統(tǒng)的還有德國的Komet公司的公司的ABS工具系統(tǒng)，瑞典工具系統(tǒng)，瑞典Sandvik公司的公司的Varilock工具系工具系統(tǒng)等。統(tǒng)等。 99鏜銑類模塊式

59、工具系統(tǒng)組成鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)組成100 模塊結構的工具系統(tǒng)模塊結構的工具系統(tǒng)主柄主柄聯(lián)接桿聯(lián)接桿工作頭工作頭101 通過將通過將基本刀柄基本刀柄、接桿接桿和和加長桿加長桿( (如需要如需要) )進行進行組合組合，能組成很多種類的刀柄。能組成很多種類的刀柄。102103TMG21工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)104第二節(jié)自動化換刀系統(tǒng)第二節(jié)自動化換刀系統(tǒng)為了提高數(shù)控機床的加工效率，除了要提高切削速度，為了提高數(shù)控機床的加工效率，除了要提高切削速度，減少非切削時間也非常重要，減少非切削時間也非常重要，現(xiàn)代數(shù)控機床正向著工現(xiàn)代數(shù)控機床正向著工件在一臺機床上一次裝夾可完成多道工序或全部工序件在一臺機床上一次裝夾

60、可完成多道工序或全部工序加工的方向發(fā)展，加工的方向發(fā)展，這些多工序加工的數(shù)控機床在加工這些多工序加工的數(shù)控機床在加工過程中需過程中需使用多種刀具使用多種刀具，因此必須有，因此必須有自動換刀裝置自動換刀裝置，以便以便選用不同的刀具選用不同的刀具來完成不同工序的加工。來完成不同工序的加工。能夠自動地更換加工中所用刀具的裝置稱為自動換能夠自動地更換加工中所用刀具的裝置稱為自動換刀裝置（刀裝置（Automatic Tool Changer,簡稱簡稱ATC）。）。105 一、換刀裝置的類型和組成一、換刀裝置的類型和組成 1.主軸與刀庫合為一體的自動換刀裝置主軸與刀庫合為一體的自動換刀裝置 2.主軸與刀庫