數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)課件

1、第七章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)第七章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 授課內(nèi)容1 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的組成、特點(diǎn)及要求2 數(shù)控機(jī)床的整體布局3 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌4 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置5 數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 授課內(nèi)容31 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的組成、特點(diǎn)及要求1、主傳動(dòng)系統(tǒng)2、進(jìn)給系統(tǒng)3、機(jī)床基礎(chǔ)件4、實(shí)現(xiàn)某些部件動(dòng)作和輔助功能的裝置5、實(shí)現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、分度定位的裝置和附件6、刀庫、刀架和自動(dòng)換刀裝置7、自動(dòng)托盤交換裝置（APC裝置）8、特殊功能裝置1.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要組成31 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的組成、特點(diǎn)及要求1、主傳動(dòng)系統(tǒng)1.1 數(shù)41.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、自動(dòng)化程度高2、廣泛采用高

2、效、無間隙傳動(dòng)裝置和新技術(shù)、新產(chǎn)品3、具有適應(yīng)無人化、柔性化加工的特殊部件4、對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件的要求高1.3 數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求1、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的靜剛度剛度：結(jié)構(gòu)在特定的激擾下抵抗變形的能力。靜載荷下抵抗變形的能力稱為靜剛度，動(dòng)載荷下抵抗變形的能力稱為動(dòng)剛度，即引起單位振幅所需要的動(dòng)態(tài)力。靜剛度一般用結(jié)構(gòu)的在靜載荷作用下的變形多少來衡量，動(dòng)剛度則是用結(jié)構(gòu)的固有頻率來衡量；41.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)剛度：結(jié)構(gòu)在特定的激擾下51.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、自動(dòng)化程度高2、廣泛采用高效、無間隙傳動(dòng)裝置和新技術(shù)、新產(chǎn)品3、具有適應(yīng)無人化、柔性化加工的特

3、殊部件4、對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件的要求高1.3 數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求1、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的靜剛度1)基礎(chǔ)件采用合理的截面形狀和尺寸以及筋板結(jié)構(gòu)2)采用合理布局，改善受力狀態(tài)，提高機(jī)床的靜剛度3)補(bǔ)償有關(guān)零部件的靜力變形4)提高機(jī)床各部件的接觸剛度5)采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)51.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)1) 基礎(chǔ)件采用合理的 截面形狀和尺寸 以及筋板結(jié)構(gòu)1) 基礎(chǔ)件采用合理的7數(shù)控車床的床身截面 1) 基礎(chǔ)件采用合理的 截面形狀和尺寸以及筋板結(jié)構(gòu)7數(shù)控車床的床身截面 1) 基礎(chǔ)件采用合理的 截面形狀和尺寸2)采用合理布局，改善受力狀態(tài)，提高機(jī)床的靜剛度2)采用合理布局，改善受力狀態(tài)，提高機(jī)床的靜

4、剛度3)補(bǔ)償有關(guān)零部件的靜力變形3)補(bǔ)償有關(guān)零部件的靜力變形102、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性1）基礎(chǔ)件內(nèi)充填泥芯1.3 數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求102、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性1.3 數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本112、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性1）基礎(chǔ)件內(nèi)充填泥芯1.3 數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求112、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性1.3 數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本122、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性1）基礎(chǔ)件內(nèi)充填泥芯2）表面采用阻尼涂層3）采用新材料制造基礎(chǔ)件4）充分利用接合面間的阻尼3、減小機(jī)床的熱變形1）改進(jìn)機(jī)床布局和結(jié)構(gòu) 熱對(duì)稱 預(yù)拉伸的滾珠絲杠結(jié)構(gòu) 機(jī)床布局時(shí)，盡量減小熱變形的影響2）控制升溫3）采用熱變形調(diào)

5、節(jié)件1.3 數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求122、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性1.3 數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本4、改善運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副的摩擦特性4、改善運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副的摩擦特性142 數(shù)控機(jī)床的整體布局2.1 數(shù)控車床的常見布局形式平床身 斜床身 立式床身142 數(shù)控機(jī)床的整體布局2.1 數(shù)控車床的常見布局形式152 數(shù)控機(jī)床的整體布局2.1 數(shù)控車床的常見布局形式平床身斜床身立式床身這三種布局方式各有特點(diǎn)，一般經(jīng)濟(jì)型、普及型數(shù)控車床以及數(shù)控化改造的車床，大都采用平床身；性能要求較高的中、小規(guī)格數(shù)控車床采用斜床身（有的機(jī)床是用平床身斜滑板）；大型數(shù)控車床或精密數(shù)控車床采用立式床身。152 數(shù)控機(jī)床的整體布局2.1

6、 數(shù)控車床的常見布局形式16三種布局方式各具特點(diǎn)： （1）熱穩(wěn)定性：當(dāng)主軸箱因發(fā)熱使主軸軸線產(chǎn)生熱變位時(shí)，斜床身的影響最??；斜床身、立式床身因排屑性能好，受切屑產(chǎn)生的熱量影響也小。 （2）運(yùn)動(dòng)精度：平床身布局由于刀架水平布置，不受刀架、滑板自重的影響，容易提高定位精度；立式床身受自重的影響最大，有時(shí)需要加平衡機(jī)構(gòu)消除；斜床身介于兩者之間。 （3）加工制造 ： 平床身的加工工藝性較好，部件精度較容易保證。另外，平床身機(jī)床工件重量產(chǎn)生的變形方向豎直向下，它和刀具運(yùn)動(dòng)方向垂直，對(duì)加工精度的影響較小；立式床身產(chǎn)生的變形方向正好沿著運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)精度影響最大；斜床身介于兩者之間。16三種布局方式各具特點(diǎn)：

7、17 （4）操作、防護(hù)、排屑性能 ：斜床身的觀察角度最好、工件的調(diào)整比較方便，平床身有刀架的影響，加上滑板突出前方，觀察、調(diào)整較困難。但是，在大型工件和刀具的裝卸方面，平床身因其敞開面寬，起吊容易，裝卸比較方便。立式床身因切屑可以自由落下，排屑性能最好，導(dǎo)軌防護(hù)也較容易。在防護(hù)罩的設(shè)計(jì)上，斜床身和立式床身結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，安裝也比較方便；而平床身則需要三面封閉，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高。 斜床身布局的數(shù)控車床（導(dǎo)軌傾斜角度通常選擇45、60或75），不僅可以在同等條件下，改善受力情況，而且還可通過整體封閉式截面設(shè)計(jì)，提高床身的剛度，特別是自動(dòng)換刀裝置的布置較方便。而平床身、立式床身布局的機(jī)床受結(jié)構(gòu)的

8、局限，布置比較困難，限制了機(jī)床性能。因此，斜床身布局的數(shù)控車床應(yīng)用比較廣泛。17 （4）操作、防護(hù)、排屑性能 ：斜床身的觀察角度最好182.2 加工中心常見布局形式（1）臥式加工中心的常見布局形式 臥式數(shù)控鏜銑床（臥式加工中心）的布局形式種類較多，其主要區(qū)別在于立柱的結(jié)構(gòu)形式和X、Z坐標(biāo)軸的移動(dòng)方式上（Y軸移動(dòng)方式無區(qū)別）。常用的立柱單立柱框架結(jié)構(gòu)雙立柱 Z坐標(biāo)軸的移動(dòng)方式有工作臺(tái)移動(dòng)式和立柱移動(dòng)式兩種。以上基本形式通過不同組合，還可以派生其他多種變形，如X、Z兩軸都采用立柱移動(dòng)，工作臺(tái)完全固定的結(jié)構(gòu)形式；或X軸為立柱移動(dòng)、Z軸為工作臺(tái)移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式等。182.2 加工中心常見布局形式19 圖

9、4-11a所示的結(jié)構(gòu)形式和傳統(tǒng)的臥式鏜床相同，多見于早期的數(shù)控機(jī)床或數(shù)控化改造的機(jī)床； 圖4-11b所示的采用了框架結(jié)構(gòu)雙立柱、Z軸工作臺(tái)移動(dòng)式布局，為中、小規(guī)格臥式數(shù)控機(jī)床常用的結(jié)構(gòu)形式。 圖4-11c所示的采用了T形床身、框架結(jié)構(gòu)雙立柱、立柱移動(dòng)式（Z軸）布局，為臥式數(shù)控機(jī)床典型結(jié)構(gòu)（1）臥式加工中心的常見布局形式19 圖4-11a所示的結(jié)構(gòu)形式和傳統(tǒng)的臥式鏜20（2）立式加工中心的常見布局形式 圖4-12a所示的結(jié)構(gòu)形式是常見的工作臺(tái)移動(dòng)式數(shù)控鏜銑床（立式加工中心）的布局，為中、小規(guī)格機(jī)床的常用結(jié)構(gòu)形式； 圖4-12b所示的采用了T形床身，X、Y、Z三軸都是立柱移動(dòng)式的布局； 圖4-12

10、b多見于長(zhǎng)床身（大X軸行程）或采用交換工作臺(tái)的立式數(shù)控機(jī)床。20（2）立式加工中心的常見布局形式 圖4-12a所示21 這三種布局形式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基本和臥式數(shù)控鏜銑床（臥式加工中心）的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)相同。 同樣，以上基本形式通過不同組合，還可以派生其他多種變形，如X、Z兩軸都采用立柱移動(dòng)、工作臺(tái)完全固定的結(jié)構(gòu)形式，或X軸為立柱移動(dòng)、Z軸為工作臺(tái)移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式等等。（2）立式加工中心的常見布局形式21 這三種布局形式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基本和臥式數(shù)控鏜22立式數(shù)控機(jī)床采用的固定門式立柱布局形式臥式數(shù)控機(jī)床采用的“內(nèi)外雙框架”結(jié)構(gòu)布局, 即“箱中箱”（Box in Box)結(jié)構(gòu)2.3 高速數(shù)控機(jī)床的布局形式22

11、立式數(shù)控機(jī)床采用的固定門式立柱布局形式2.3 高速數(shù)控機(jī)23 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)是以空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的方法，以軟件取代部分硬件，以電氣裝置和電子器件取代部分機(jī)械傳動(dòng)。2.4 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床的布局形式23 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)是以空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)為基3 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌3.1 數(shù)控機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的基本要求 機(jī)床上的直線運(yùn)動(dòng)部件都是沿著它的床身、立柱、橫梁等上的導(dǎo)軌進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的,導(dǎo)軌的作用概括地說是對(duì)運(yùn)動(dòng)部件起導(dǎo)向和支承作用,導(dǎo)軌的制造精度及精度保持性對(duì)機(jī)床加工精度有著重要作用的影響。基本要求主要有: 導(dǎo)向精度高;精度保持性好;足夠的剛度;良好的摩擦特性;此外,導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)工藝性要好,便于制造和裝配,便于檢

12、驗(yàn)、調(diào)整和維修,而且有合理的 導(dǎo)軌防護(hù)和潤(rùn)滑措施等。3 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌3.1 數(shù)控機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的基本要求導(dǎo)向精度高3.2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn) 導(dǎo)軌按接觸面的摩擦性質(zhì)可以分為滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三種。 滑動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)軌3.2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn) 導(dǎo)軌按滑動(dòng)導(dǎo)軌 滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點(diǎn),是機(jī)床上使用最廣泛的導(dǎo)軌形式。但普通的鑄鐵一鑄鐵、鑄鐵一淬火鋼導(dǎo)軌,存在的缺點(diǎn)是靜摩擦系數(shù)大,而且動(dòng)摩擦因數(shù)隨速度變化而變化,摩擦損失大,低速(1 60mm/min)時(shí)易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象,降低了運(yùn)動(dòng)部件的定位精度。 塑料導(dǎo)軌不僅可以滿足機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的低摩擦、耐磨、

13、無爬行、高剛度的要求,同時(shí)又具有生產(chǎn)成本低、應(yīng)用工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)。因此,在數(shù)控機(jī)床上得到了廣泛的應(yīng)用。3.2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)滑動(dòng)導(dǎo)軌 滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方3.2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)滑動(dòng)導(dǎo)軌3.2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)滑動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱、滾針等滾動(dòng)體,使導(dǎo)軌面之間的滑動(dòng)摩擦變成為滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)導(dǎo)軌與滑動(dòng)導(dǎo)軌相比的優(yōu)點(diǎn)是: 靈敏度高,且其動(dòng)摩擦與靜摩擦系數(shù)相差甚微,因而運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),低速移動(dòng)時(shí),不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。 定位精度高,重復(fù)定位精度可達(dá)0.2m。 摩擦阻力小,移動(dòng)輕便,磨損小,精度保持性好,壽命長(zhǎng)。但滾動(dòng)導(dǎo)軌的抗振性較差,對(duì)防

14、護(hù)要求較高。3.2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)滾動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾靜壓導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)軌的滑動(dòng)面之間開有油腔,將有一定的油通過節(jié)流輸入油腔,形成壓力油膜,浮起運(yùn)動(dòng)部件,使導(dǎo)軌工作表面處于純液體摩擦,不產(chǎn)生磨損,精度保持性好。同時(shí)摩擦系數(shù)也極低(0.0005) ,使驅(qū)動(dòng)功率大大降低;低速無爬行,承載能力大,剛度好；此外，油液有吸振作用,抗振性好。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,要有供油系統(tǒng),油的清潔度要求高。 靜壓導(dǎo)軌橫截面的幾何形狀一般V形和矩形兩種。采用V形便于導(dǎo)向和回油,采用矩形便于做成閉式靜壓導(dǎo)軌。另外,油腔的結(jié)構(gòu),對(duì)靜壓導(dǎo)軌性能影響很大。3.2 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)靜壓導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)軌的

15、滑動(dòng)面之間開有油腔30（1）矩形導(dǎo)軌 承載能力大，制造方便。 但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙。必須設(shè)置間隙調(diào)整裝置。3.3 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌30（1）矩形導(dǎo)軌3.3 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌31（2）三角形導(dǎo)軌 具有自動(dòng)補(bǔ)償磨損的能力，故其導(dǎo)向性好，但制造較麻煩。 頂角一般為90度，小于90度可提高導(dǎo)向精度，110120度時(shí)可提高承載能力。設(shè)計(jì)時(shí)兩斜面的比壓要基本相等。3.3 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌31（2）三角形導(dǎo)軌3.3 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌32（3）燕尾形導(dǎo)軌 結(jié)構(gòu)緊湊，高度較小，常用于多層次移動(dòng)部件中（如車床刀架）。 但制造較麻煩。不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙。 必須有消除間隙裝置。3.3 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌32（3）燕尾形導(dǎo)軌3.3 塑料滑

16、動(dòng)導(dǎo)軌33（4）圓柱形導(dǎo)軌 制造方便。 但磨損后間隙調(diào)整困難，故常用于受軸向力為主的場(chǎng)合，如拉床、鉆床的主軸和導(dǎo)向套組成的導(dǎo)軌副。3.3 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌33（4）圓柱形導(dǎo)軌3.3 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌34 數(shù)控機(jī)床所采用的滑動(dòng)導(dǎo)軌是鑄鐵-塑料或鑲鋼-塑料導(dǎo)軌。 目前導(dǎo)軌所使用的塑料常用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和環(huán)氧樹脂涂層導(dǎo)軌，它們的特點(diǎn)是摩擦特性好，能防止低速爬行，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，耐磨性好，對(duì)潤(rùn)滑油的供油量要求不高。塑料的阻尼性好，能吸收振動(dòng)。塑料導(dǎo)軌還具有良好的工藝性 鑲鋼塑料（通過在滑動(dòng)導(dǎo)軌面上鑲粘一層由多種成分復(fù)合的塑料導(dǎo)軌軟帶）導(dǎo)軌不僅可以滿足機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的 低摩擦、耐磨、無爬行、高剛度的要求，同時(shí)又具有生

17、產(chǎn)成本低、應(yīng)用工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)。3.3 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌34 數(shù)控機(jī)床所采用的滑動(dòng)導(dǎo)軌是鑄鐵-塑料或鑲鋼-3.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn) （1）滾動(dòng)導(dǎo)軌塊 滾動(dòng)導(dǎo)軌塊是由標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌塊構(gòu)成的滾動(dòng)導(dǎo)軌。滾動(dòng)體多為滾珠和滾柱。3.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)（1）滾動(dòng)導(dǎo)軌塊36（2）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌3.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn) 36（2）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌3.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理及37（2）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌3.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn) 37（2）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌3.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理及38（2）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌（安裝步驟）3.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)

18、原理及特點(diǎn) 38（2）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌（安裝步驟）3.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌393.5 靜壓導(dǎo)軌393.5 靜壓導(dǎo)軌404 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置 在數(shù)控機(jī)床上，實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)交換的裝置稱為自動(dòng)換刀裝置。作為自動(dòng)換刀裝置的功能，它必須能夠存放一定數(shù)量的刀具，即：有刀庫或刀架；并能完成刀具的自動(dòng)交換。4.4.1自動(dòng)換刀裝置的類型 自動(dòng)換刀裝置根據(jù)其組成結(jié)構(gòu)，可分為：回轉(zhuǎn)刀架式、轉(zhuǎn)塔式和帶刀庫式 404 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置 在數(shù)控機(jī)床上，41回轉(zhuǎn)刀架式 回轉(zhuǎn)刀架由驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為動(dòng)力源，通過機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀盤的放松、轉(zhuǎn)位、定位及夾緊等動(dòng)作。刀具通過壓板及斜鐵夾緊，更換刀具和對(duì)刀都較方便。41

19、回轉(zhuǎn)刀架式 回轉(zhuǎn)刀架由驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為動(dòng)力源，42轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀裝置42轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀裝置43車削中心動(dòng)力刀架43車削中心動(dòng)力刀架帶刀庫式自動(dòng)換刀裝置刀具的交換方式 刀具的交換方式通常有兩種：無機(jī)械手換刀方式和機(jī)械手換刀方式 無機(jī)械手換刀方式是通過刀庫與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，結(jié)合刀庫的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)交換的方式。 機(jī)械手換刀是利用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)主軸和刀庫間刀具交換的方式。它可以克服無機(jī)械手換刀的缺點(diǎn)，刀具交換速度快，刀具數(shù)量多，刀庫布局靈活，使用范圍廣。帶刀庫式自動(dòng)換刀裝置無機(jī)械手換刀無機(jī)械手換刀機(jī)械手換刀機(jī)械手換刀4.2刀庫的類型與容量 刀庫是自動(dòng)換刀裝置的主要部件，其容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)控

20、機(jī)床的設(shè)計(jì)有很大的影響。 刀庫的功能是儲(chǔ)存加工工序所需要的各種刀具，并按程序指令把將要用的刀具準(zhǔn)確地送到換刀位置，并接受從主軸送來的已用刀具。 根據(jù)刀庫所需要的容量和取刀的方式，可以將刀庫設(shè)計(jì)成多種形式。 加工中心目前最常用的刀庫類型有鼓輪式刀庫和鏈?zhǔn)降稁臁?.2刀庫的類型與容量48鼓輪式刀庫刀具軸線與鼓輪軸線平行式布局48鼓輪式刀庫刀具軸線與鼓輪軸線平行式布局49鼓輪式刀庫刀具軸線與鼓輪軸線傾斜式布局49鼓輪式刀庫刀具軸線與鼓輪軸線傾斜式布局50 鏈?zhǔn)降稁斓膬?yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、布局靈活、刀庫容量大，可以實(shí)現(xiàn)刀具的“預(yù)選”，換刀時(shí)間短。鏈?zhǔn)降稁?0 鏈?zhǔn)降稁斓膬?yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、布局靈活、刀庫容量大5

21、1鏈?zhǔn)降稁?1鏈?zhǔn)降稁?2鏈?zhǔn)降稁?2鏈?zhǔn)降稁?3鏈?zhǔn)降稁?3鏈?zhǔn)降稁斓稁斓娜萘?刀庫的容量首先要考慮加工工藝的分析的需要。一般情況下，并不是刀庫中的刀具越多越好，太大的容量會(huì)增加刀庫的尺寸和占地面積，使選刀過程時(shí)間增長(zhǎng)。例如，立式加工中心的主要工藝為鉆、銑。 統(tǒng)計(jì)了15000種工件，按成組技術(shù)分析，各種加工刀具所必需的刀具數(shù)的結(jié)果是：4把刀的容量就可以完成95%左右的銑削工藝，10把孔加工刀具可完成70%的鉆削工藝，因此，14把刀的容量就可完成70以上的工件鉆削工藝。如果從完成工件的全部加工所需的刀具數(shù)目統(tǒng)計(jì)，所得結(jié)果是80%的工件完成全部加工任務(wù)所需的刀具數(shù)在40種以下，所以一般的中小型立

22、式加工中心配1430把刀具的刀庫就能夠滿足70%95%的工件加工需要。刀庫的容量刀庫的容量 刀庫的容量564.3 換刀時(shí)的自動(dòng)選刀 按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫中將所需要的刀具轉(zhuǎn)換到取刀位置，稱為自動(dòng)選刀。在刀庫中，選擇刀具通常采用兩種方法。 1. 順序選刀 在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫的刀套中，順序不能不差錯(cuò)，加工時(shí)按順序調(diào)刀稱為順序選刀。 加工不同的工件時(shí)必須重新調(diào)整刀庫中的刀具順序，因而操作十分繁瑣，而且加工同一工件中各工序的刀具不能重復(fù)使用。這樣就會(huì)增加刀具的數(shù)量，而且由于刀具的尺寸誤差也容易造成加工精度的不穩(wěn)定。其優(yōu)點(diǎn)是刀庫的驅(qū)動(dòng)和控制都比較簡(jiǎn)單。因此這

23、種方式適合工件品種數(shù)量較少的中小型自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。564.3 換刀時(shí)的自動(dòng)選刀 按數(shù)控裝置的刀具選 這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫中不必按照工件的加工順序排列，可以任意存放。每把刀具都編上代碼，自動(dòng)換刀時(shí)，刀庫旋轉(zhuǎn)，每把刀具都經(jīng)過“刀具識(shí)別裝置”接受識(shí)別。當(dāng)某把刀具的代碼與數(shù)控指令的代碼相符合時(shí)，該把刀具被選中，刀庫將刀具送到換刀位置，等待機(jī)械手來抓取。任意選擇刀具法的優(yōu)點(diǎn)是刀庫中刀具的排列順序與工件加工順序無關(guān)，相同的刀甚至可重復(fù)使用。因此，刀具數(shù)量比順序選刀的刀具可以少一些，刀庫也相應(yīng)的小一些。2、任意選刀 這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀58任意

24、選刀主要有兩種方式：（1）刀具編碼方式編碼刀柄的結(jié)構(gòu)58任意選刀主要有兩種方式：編碼刀柄的結(jié)構(gòu)59任意選刀主要有兩種方式：（1）刀具編碼方式刀具識(shí)別裝置59任意選刀主要有兩種方式：刀具識(shí)別裝置60任意選刀主要有兩種方式：（1）刀具編碼方式刀具識(shí)別裝置60任意選刀主要有兩種方式：刀具識(shí)別裝置61任意選刀主要有兩種方式：（2）刀座編碼方式61任意選刀主要有兩種方式：5 數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 工作臺(tái)是數(shù)控機(jī)床的重要部件，為了提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率，擴(kuò)大其工藝范圍，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)除了沿坐標(biāo)軸X、Y、Z三個(gè)方向的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之外，還常常需要有分度運(yùn)動(dòng)和圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 定義：實(shí)現(xiàn)周向進(jìn)給和分度運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)。 分類：分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。5 數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 工作臺(tái)是數(shù)控機(jī)床5.1 分度工作臺(tái) 分度工作臺(tái)： 實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的定角度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即分度、轉(zhuǎn)位和定位工作。 工作原理：按照控制系統(tǒng)的指令自動(dòng)地進(jìn)行，每次轉(zhuǎn)位回轉(zhuǎn)一定的角度，如（ 1、5、10、15、30、45、90、180）。 在數(shù)控機(jī)床上采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的分度工作臺(tái)稱為數(shù)控分度工作臺(tái)，它可以分度的最小角度通常都較小，一般有0.5、1等，一般都采用鼠牙盤式定位。 在數(shù)控機(jī)床上有時(shí)也采用液壓或手動(dòng)分度工作臺(tái)，這種分度工作臺(tái)一般只能回轉(zhuǎn)規(guī)定的角度，如：可以每隔90、60或45進(jìn)行分度，可以采用鼠牙盤式定位或定位銷定位。5.1 分