數(shù)控機(jī)床設(shè)計 第6章-數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 學(xué)習(xí)課件

1認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點2項目訓(xùn)練73數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)5自動換刀裝置6數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺第6章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)高的剛度及良好的抗振性能熱穩(wěn)定性好運動導(dǎo)軌副的摩擦特性好傳動系統(tǒng)簡化進(jìn)給傳動無間隙6.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點

6.1.1機(jī)床剛度和抗振性1．基本概念（1）剛度是機(jī)床的基本技術(shù)性能之一，它反應(yīng)了機(jī)床結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。因機(jī)床在加工過程中，承受多種外力的作用，包括運動部件和工件的自重、切削力、驅(qū)動力、加減速時的慣性力、摩擦阻力等，各部件在這些力的作用下將產(chǎn)生變形，變形會直接或間接地引起刀具和工件之間產(chǎn)生相對位移，破壞刀具和工件原來所占有的正確位置，從而影響加工精度。

根據(jù)承受載荷性質(zhì)的不同，剛度可分為靜剛度和動剛度。機(jī)床的靜剛度是指機(jī)床在靜態(tài)力的作用下抵抗變形的能力。它與構(gòu)件的幾何參數(shù)及材料的彈性模量有關(guān)。機(jī)床的動剛度是指機(jī)床在動態(tài)力的作用下抵抗變形的能力。

由上式可知，機(jī)床的動剛度與靜剛度、激振頻率與固有頻率的比值、及阻尼比有關(guān)。當(dāng)=1時，即兩種頻率相等時，為共振狀態(tài)，動剛度最小。當(dāng)<<1時，即激振頻率遠(yuǎn)比固有頻率小時，動剛度接近與靜剛度。當(dāng)>>1時，即激振頻率遠(yuǎn)比固有頻率大時，動剛度隨著ω的加大而增加。當(dāng)在同樣的頻率比的條件下，動剛度與靜剛度成正比，動剛度與阻尼比也成正比，即阻尼比和靜剛度越大，動剛度也越大。數(shù)控機(jī)床要在高速和重負(fù)荷條件下工作，為了滿足數(shù)控機(jī)床加工的高生產(chǎn)率、高速度、高精度、高可靠性和高自動化程度的要求，與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床應(yīng)有更高的靜剛度、動剛度和更高的抗振性。

（2）抗振性高速切削是產(chǎn)生動態(tài)力的直接因素，數(shù)控機(jī)床在高速切削時容易產(chǎn)生振動。機(jī)床加工時可能產(chǎn)生兩種振動：強(qiáng)迫振動和自激振動。機(jī)床的抗振性是指抵抗這兩種振動的能力。

2．提高數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度的措施（1）合理選擇結(jié)構(gòu)形式正確選擇床身的截面形狀和尺寸、合理選擇和布置筋板、提高構(gòu)件的局部剛度和采用焊接結(jié)構(gòu)。如圖6-1所示為數(shù)控車床的床身截面，床身導(dǎo)軌的傾斜布置可有效的改善排屑條件。

截面形狀采用封閉式箱體結(jié)構(gòu)，加大了床身截面的外輪廓尺寸，使該床身具有很高的抗彎剛度和抗扭剛度。圖6-1數(shù)控車床的床身截面

（2）合理安排結(jié)構(gòu)布局

合理的結(jié)構(gòu)布局，使構(gòu)件承受的彎距和扭矩減小，從而提高機(jī)床的剛度。如圖6-2（a）～圖6-2(c)所示，臥式加工中心的主軸箱單面懸掛在立柱側(cè)面，切削力將使立柱產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形；而采用圖6-2（d）的布局，加工中心的主軸箱置于立柱對稱平面內(nèi)，切削力引起的變形將顯著減小。這就相當(dāng)于提高了機(jī)床的剛度。圖6-2數(shù)控機(jī)床的布局

（3）采用補(bǔ)償變形措施機(jī)床工作時，在外力的作用下，不可避免地存在變形，如果能采取一定措施減小變形對加工精度的影響，其結(jié)果相當(dāng)于提高了機(jī)床的剛度。對于大型的龍門銑床，當(dāng)主軸部件移動到橫梁中部時，橫梁的下凹彎曲變形最大，為此可將橫梁導(dǎo)軌加工成中部凸起的拋物線形，可以使變形得到補(bǔ)償。（4）改善構(gòu)件間的接觸剛度和機(jī)床與地基聯(lián)結(jié)處的剛度等。

3．提高機(jī)床結(jié)構(gòu)抗振性的措施（1）提高機(jī)床構(gòu)件的靜剛度可以提高構(gòu)件或系統(tǒng)的固有頻率，從而避免發(fā)生共振。（2）提高阻尼比

在大件內(nèi)腔充填泥芯和混凝土等阻尼材料，在振動時因相對摩擦力較大而耗散振動能量。采用阻尼涂層法，即在大件表面噴涂一層具有高內(nèi)阻尼和較高彈性的粘滯彈性材料，涂層厚度越大阻尼越大。采用減振焊縫，在保證焊接強(qiáng)度的前提下，在兩焊接件之間部分焊住，留有貼合而未焊死的表面，在振動過程中，兩貼合面之間產(chǎn)生的相對摩擦即為阻尼，使振動減少。

（3）采用新型材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)近年來很多高速機(jī)床的床身材料采用了聚合物混凝土，它具有剛度高、抗振好、耐腐蝕和耐熱的特點，用丙烯酸樹脂混凝土制成的床身，其動剛度比鑄鐵件的高出了6倍。用鋼板焊接構(gòu)件代替鑄鐵構(gòu)件的趨勢也不斷擴(kuò)大。采用鋼板焊接構(gòu)件的主要原因是焊接技術(shù)的發(fā)展，使抗振措施十分有效；軋鋼技術(shù)的發(fā)展，又提供了多種形式的型鋼。

6.1.2熱穩(wěn)定性機(jī)床的熱變形是影響機(jī)床加工精度的重要因素之一。數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度遠(yuǎn)高于普通機(jī)床，電動機(jī)、軸承、液壓系統(tǒng)等熱源散發(fā)的熱量，切屑及刀具與工件的相對運動的摩擦產(chǎn)生的熱量，通過傳導(dǎo)、對流、輻射傳遞給機(jī)床各個部件，引起溫升，產(chǎn)生膨脹。由于熱源分布不均，散熱性能不同，導(dǎo)致機(jī)床各部分溫升不一致，從而產(chǎn)生不均勻的熱膨脹變形，以至影響刀具和工件的正確相對位置，影響了加工精度，且熱變形對加工精度的影響操作者往往難以修正。

減少機(jī)床熱變形的措施1．改進(jìn)機(jī)床布局和結(jié)構(gòu)（1）內(nèi)部熱源的發(fā)熱是造成熱變形的主要原因，因此，在機(jī)床布局時應(yīng)減少內(nèi)部熱源，盡量考慮將電動機(jī)、液壓系統(tǒng)等置于機(jī)床主機(jī)之外。（2）采用傾斜床身和斜滑板結(jié)構(gòu)，以利于排屑，還應(yīng)設(shè)置自動排泄裝置，隨時將切屑排到機(jī)床外。同時在工作臺或?qū)к壣显O(shè)置隔熱防護(hù)罩，使切屑的熱量隔離在機(jī)床外。（3）采用熱對稱結(jié)構(gòu)例如臥式加工中心采用框式雙立柱結(jié)構(gòu)，主軸箱嵌入立柱內(nèi)，并且在立柱左右導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)定位。這樣，熱變形使主軸中心將主要產(chǎn)生垂直方向的變化，這變形量可以用垂直坐標(biāo)移動的修正量加以補(bǔ)償。

2．加強(qiáng)冷卻和潤滑為控制切削過程產(chǎn)生的熱量，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床，特別是加工中心和數(shù)控車床多采用多噴嘴、大流量冷卻系統(tǒng)直接噴射切削部位，冷卻并排除這些熾熱的切屑，并對冷卻液用大容量循環(huán)散熱和冷卻裝置制冷以控制溫升。對于機(jī)床上難以分離出去的熱源，可采取散熱、風(fēng)冷和液冷等方法來降低溫度，減少熱變形。3．控制環(huán)境溫度在安裝數(shù)控機(jī)床的區(qū)域內(nèi)應(yīng)盡量采取保持恒定環(huán)境溫度的措施,精密數(shù)控機(jī)床還不應(yīng)受到陽光的直接照射,以免引起不均勻的熱變形。4．熱位移補(bǔ)償通過預(yù)測熱變形規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型并存入CNC數(shù)控系統(tǒng)中，控制輸出值進(jìn)行實時補(bǔ)償?；蛘咴跓嶙冃蚊舾胁课话惭b傳感元件，實測變形量，經(jīng)放大后送入CNC系統(tǒng)進(jìn)行修正補(bǔ)償。

6.1.3運動導(dǎo)軌副與普通機(jī)床不同，數(shù)控機(jī)床工作臺的位移量是以脈沖當(dāng)量作為它的最小單位，它常常以極低的速度運動，并且數(shù)控機(jī)床通過數(shù)字信息來控制刀具與工件的相對運動，它同時要求在相當(dāng)大的進(jìn)給速度范圍內(nèi)都能達(dá)到較高的精度，因此運動部件應(yīng)具有較高的靈敏度，這就要求導(dǎo)軌副的摩擦特性好，高速進(jìn)給時不振動，低速進(jìn)給時不爬行，耐磨性好，靈敏度高，能在重載下長期連續(xù)工作?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上主要使用塑料滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌。

6.1.4傳動系統(tǒng)簡化和無間隙傳動裝置數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動系統(tǒng)和進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)，分別采用交、直流主軸電動機(jī)和飼服電動機(jī)驅(qū)動，這兩類電動機(jī)調(diào)速范圍大，可實現(xiàn)無級調(diào)速，因此可由電動機(jī)通過少量的齒輪、帶輪帶動主軸，或者由電動機(jī)直接帶動主軸或進(jìn)給滾珠絲杠，這就使傳動系統(tǒng)大為簡化。由于加工的需要，數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的運動都是雙向，傳動元件之間的間隙會影響機(jī)床的定位精度及重復(fù)定位精度，同時數(shù)控機(jī)床在高速進(jìn)給速度下，工作要求平穩(wěn)，因此，對進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動裝置和元件要求具有高壽命、高剛度、無間隙、高靈敏度和低摩擦阻力的特點。

6.2數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)及主軸部件6.2.1數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的特點與普通機(jī)床相比較，數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)具有如下特點：(1)采用直流或交流主軸電動機(jī)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的主傳動電動機(jī)已不再采用普通的交流異步電動機(jī)或傳統(tǒng)的直流調(diào)速電動機(jī)，一般采用直流或交流主軸電動機(jī)。這種電動機(jī)調(diào)速范圍廣，可實現(xiàn)無級調(diào)速，因此主軸箱結(jié)構(gòu)簡化。

（2）轉(zhuǎn)速高、功率大、變速范圍廣數(shù)控機(jī)床適應(yīng)性強(qiáng)，適合加工單件、小批量和形狀復(fù)雜工件，為了適應(yīng)各種不同材料的加工以及各種不同的加工方法，數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)要有較寬的轉(zhuǎn)速范圍及相應(yīng)的輸出力矩，一般＞100，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。同時，數(shù)控機(jī)床還應(yīng)能夠進(jìn)行大功率切削和高速切削，以實現(xiàn)高效率加工。

（3）主軸變速迅速可靠數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動進(jìn)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的要求。由于數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)采用了可實現(xiàn)無級調(diào)速的電動機(jī)，機(jī)械變檔一般又采用液壓缸推動滑移齒輪實現(xiàn)，因此變速穩(wěn)定可靠。（4）主軸部件性能好

主軸部件直接裝夾刀具對工件進(jìn)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(jìn)行人工調(diào)整，因此主軸部件必須具有良好的回轉(zhuǎn)精度、結(jié)構(gòu)剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性、耐磨性。6.2.2主傳動系統(tǒng)的配置方式

根據(jù)數(shù)控機(jī)床的類型與大小，其主傳動主要有以下四種形式。1．帶有變速齒輪的主傳動系統(tǒng)如圖6-3（a）所示.通過使用雙聯(lián)滑移齒輪實現(xiàn)二級變速。由于現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床使用可無級調(diào)速的電動機(jī)，所以經(jīng)過齒輪變速后可實現(xiàn)分段無級變速，擴(kuò)大了調(diào)速范圍。又可以通過降速傳動擴(kuò)大輸出扭矩，滿足主軸低速時對輸出扭矩特性的要求。滑移齒輪的移位大都采用液壓缸加撥叉，或者直接由液壓缸帶動齒輪來實現(xiàn)。大、中型數(shù)控機(jī)床常采用這種形式。圖6-3數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)分類

2．帶有定比傳動的主傳動系統(tǒng)如圖6-3(b)所示，主軸電動機(jī)經(jīng)過定比傳動傳遞給主軸。目前，定比傳動多采用帶（同步齒形帶和三角帶）傳動，也有采用齒輪傳動的。適用于高速、低轉(zhuǎn)距特性的主軸，電動機(jī)本身的調(diào)速就能夠滿足要求，且?guī)鲃悠椒€(wěn)，噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便。這種傳動主要應(yīng)用在轉(zhuǎn)速高、變速范圍不大的數(shù)控機(jī)床上。

3．用兩個電動機(jī)分別驅(qū)動的主傳動系統(tǒng)

如圖6-3(c)所示，這是上述兩種方式的混合傳動，兼有上述兩種性能。高速時電動機(jī)通過帶傳動使主軸旋轉(zhuǎn)，傳動平穩(wěn)。低速時，另一個電動機(jī)通過二級齒輪降速，擴(kuò)大變速范圍，使恒功率區(qū)增大，克服了低速時轉(zhuǎn)距不夠且電動機(jī)功率不能充分利用的缺陷，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

4．由主軸電動機(jī)直接驅(qū)動的主傳動系統(tǒng)

如圖6-3(d)所示，電動機(jī)與主軸通過聯(lián)軸器連接，或者采用內(nèi)裝電動機(jī)，即主軸與電動機(jī)轉(zhuǎn)子合二為一。這種方式大大簡化了主軸結(jié)構(gòu)，有效的提高了主軸剛度，但主軸輸出扭矩小，電動機(jī)的發(fā)熱對主軸精度影響較大，因此使用受到限制。

例：分析圖6-4所示的TND360型數(shù)控車床主軸箱傳動系統(tǒng)圖6-4TND360型數(shù)控車床主軸箱傳動系統(tǒng)

6.2.3車削中心圖6-7為CH6144車削中心的C軸傳動系統(tǒng)簡圖。主傳動系統(tǒng)車削中心的主傳動系統(tǒng)與數(shù)控車床基本相同，只是增加了主軸的C軸的坐標(biāo)功能，以實現(xiàn)主軸的定向停車和圓周進(jìn)給，并在數(shù)控裝置控制下實現(xiàn)C軸、Z軸聯(lián)動插補(bǔ)，或C軸、X軸聯(lián)動插補(bǔ)，以進(jìn)行圓柱面上或端面上任意部位的鉆削、銑削、攻螺紋及曲面的加工，如圖6-5所示。(a)讓C軸分度定位在圓柱面或端面上銑直槽；(b)讓C軸、Z軸插補(bǔ)進(jìn)給在圓柱面上銑螺旋槽；（c）讓C軸、X軸插補(bǔ)進(jìn)給在端面上銑螺旋槽；（d）讓C軸、X軸插補(bǔ)進(jìn)給在在圓柱面或端面上銑直線和平面

圖6-5C軸的功能簡介圖

C軸傳動系統(tǒng)示例示例1：MOC200MS3車削柔性加工單元的主軸傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和C軸傳動及主傳動系統(tǒng)如圖6-6所示。C軸分度采用可嚙合和脫開的精密蝸輪蝸桿副結(jié)構(gòu)，由伺服電動機(jī)驅(qū)動蝸桿1及主軸上的蝸輪3，當(dāng)機(jī)床處于銑削和鉆削狀態(tài)時，即主軸需通過C軸回轉(zhuǎn)或分度時，蝸桿與蝸輪嚙合。C軸的分度精度由脈沖編碼器7保證，分度精度為0.01°。1-蝸桿2-主軸3-蝸輪4-齒形帶6-主軸電動機(jī)6-同步帶7-脈沖編碼器8-C軸伺服電機(jī)(a)主軸結(jié)構(gòu)簡圖(b)C軸傳動及主傳動系統(tǒng)簡圖圖6-6MOC200MS3的C軸傳動系統(tǒng)

示例2：如圖6-7為CH6144車削中心的C軸傳動系統(tǒng)簡圖。該部件由主軸傳動箱和C軸兩部分組成。當(dāng)主軸處在一般工作狀態(tài)時，換位液壓缸6使滑移齒輪5與主軸齒輪7脫離嚙合，制動液壓缸10脫離制動，主軸電動機(jī)通過V型皮帶帶動齒輪11使主軸8旋轉(zhuǎn)。當(dāng)主軸需要C軸控制作分度或回轉(zhuǎn)時，主軸電動機(jī)處于停止工作狀態(tài)，齒輪5與齒輪7嚙合。在制動液壓缸為制動狀態(tài)下，C軸伺服電動機(jī)根據(jù)指令脈沖值旋轉(zhuǎn)，通過C軸變速箱變速，經(jīng)齒輪5、7使主軸分度，然后制動液壓缸工作制動主軸。進(jìn)行銑削時，除制動液壓缸不制動主軸外，其他運行與上述相同，此時主軸按指令作緩慢地連續(xù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運動。

圖6-7CH6144車削中心C軸傳動系統(tǒng)簡圖1、2、3-傳動齒輪；6-滑移齒輪；6-換位液壓缸；7-主軸齒輪；8-主軸；9-主軸箱；10-制動液壓缸；11-V帶輪；12-主軸制動盤；13-同步帶輪；14-脈沖編碼器；16-C軸伺服電機(jī)；16-C軸控制箱

6.2.4主軸部件結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的主軸部件，既要滿足精加工時精度較高的要求，又要具備粗加工時高效切削的能力，因此應(yīng)有更高的動、靜剛度和抵抗變形的能力。主軸部件主要包括主軸、軸承、傳動件和密封件，對于具有自動換刀能力的數(shù)控機(jī)床，主軸部件還應(yīng)有刀具自動裝卸裝置、主軸準(zhǔn)停裝置和吹屑裝置等。

1．主軸的支承

數(shù)控機(jī)床主軸支承可以有多種配置形式。圖6-8所示為TND360型車床主軸部件。因為主軸在切削時要承受較大的切削力，所以軸徑較大，剛性好。在主軸端部，卡盤靠前端的短圓錐面和凸緣端面定位，用撥銷傳遞扭矩。主軸為空心軸，通過棒料的直徑可達(dá)60mm。前軸承為三個推力角接觸球軸承，前面兩個軸承大口朝向主軸前端，接觸角為25°，以承受軸向切削力；后面軸承大口朝向主軸后端，接觸角為14°，三個軸承的內(nèi)外圈軸向由軸肩和箱體孔的臺階固定，以承受軸向負(fù)荷。后支承由一對背靠背的推力角接觸球軸承組成，只承受徑向載荷，并由后壓套進(jìn)行預(yù)緊.圖6-8TND360型車床主軸結(jié)構(gòu)1、2-后軸承3-軸承4、6-前軸承

2．動力卡盤為了減少輔助時間和勞動強(qiáng)度，并適應(yīng)自動化和半自動化加工的需要，數(shù)控車床多采用動力卡盤裝夾工件，目前使用較多的是自動定心液壓動力卡盤。該卡盤主要由引油導(dǎo)套、液壓缸和卡盤三部分組成。圖6-9為液壓動力卡盤液壓缸的結(jié)構(gòu)圖。液壓缸體2通過法蘭盤4及連接件固定在主軸尾部，隨主軸一起旋轉(zhuǎn)。引油導(dǎo)套1固定在動力卡盤的殼體上，通過前后滾珠軸承支承液壓缸轉(zhuǎn)動。當(dāng)程序段指令發(fā)出夾緊或松開控制信息后，通過液壓系統(tǒng)控制活塞產(chǎn)生軸向位移，再通過拉桿使主軸前端動力卡盤的卡爪夾緊或松開。

圖6-9動力卡盤液壓缸結(jié)構(gòu)圖

1-引油導(dǎo)套2-液壓缸體3-活塞4-法蘭盤

動力卡盤的結(jié)構(gòu)如圖6-10，卡盤通過過渡法蘭安裝在機(jī)床主軸上，滑體3通過拉桿2與液壓缸活塞桿相連，卡爪滑座4和滑體3是以斜楔接觸，當(dāng)滑體3軸向移動時，卡爪滑座4可在盤體1上的三個T形槽內(nèi)作徑向移動?？ㄗ?用螺釘與T形滑塊5緊固在卡爪滑座4的齒面上，與卡爪滑座構(gòu)成一個整體。當(dāng)卡爪滑座作徑向移動時，卡爪6將工件夾緊或松開。根據(jù)需要夾緊工件的直徑大小，改變卡爪6在齒面上的位置，即可完成夾緊調(diào)整。這種液壓動力卡盤夾緊力較大，性能穩(wěn)定，適用于強(qiáng)力切削和高速切削，其夾緊力可以通過液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，適合于薄壁零件在內(nèi)的各類零件的夾緊。圖6-10動力卡盤結(jié)構(gòu)圖1-盤體2-拉桿3-滑體4-卡爪滑座6-T型滑塊6-卡爪

3．自動夾緊裝置在帶有刀庫的數(shù)控機(jī)床中，為了實現(xiàn)刀具在的自動裝卸，主軸內(nèi)設(shè)有刀具自動夾緊裝置。圖6-11所示為自動換刀數(shù)控銑鏜床的主軸部件，其主軸前端的7：24錐最孔用于裝夾錐柄刀具或刀桿。主軸的端面鍵可用于傳遞刀具的扭矩，也可用于刀具的周向定位。刀具夾緊時，蝶形彈簧11通過拉桿7，雙瓣卡爪5，在套筒14的作用下，將刀柄的尾端拉緊。當(dāng)換刀時，在主軸上端油缸的上腔A通入壓力油，活塞12的端部推動拉桿7向下移動，同時壓縮蝶形彈簧11，當(dāng)拉桿7下移到使雙瓣卡爪5的下端移出套筒14時，在彈簧6的作用下，卡爪張開，噴氣頭13將刀柄頂松，刀具即可由機(jī)械手拔除。待機(jī)械手將新刀裝入后，油缸10的下腔通入壓力油，活塞12向上移，蝶形彈簧伸長將拉桿7和雙瓣卡爪5拉著向上，雙瓣卡爪5重新進(jìn)入套筒14，將刀柄拉緊?；钊?2移動的二個極限位置都有相應(yīng)的行程開關(guān)（LS1，LS2）作用，作為刀具松開和夾緊的回答信號。圖6-11數(shù)控銑鏜床的主軸部件1-調(diào)整半環(huán)；2-3182120型錐孔雙列圓柱滾子軸承；3-2268120型雙向向心球軸承；4、9-調(diào)整環(huán)；6-雙瓣卡爪；6-彈簧；7-拉桿；8-46115型向心推力球軸承；10-油缸；11-碟型彈簧；12-活塞；13-噴氣頭；14-套筒

刀桿尾部的拉緊結(jié)構(gòu)，除圖6-11的卡爪式以外，還有圖6-12(a)所示的彈簧夾頭結(jié)構(gòu)，他有拉力放大作用，可用較小的液壓推力產(chǎn)生較大的拉緊力。圖6-12(b)所示為鋼球拉緊結(jié)構(gòu)。圖6-12刀桿尾部拉緊結(jié)構(gòu)

4．主軸準(zhǔn)停裝置

主軸準(zhǔn)停功能又稱主軸定位功能，即主軸停止時，控制其停在固定的位置。這是換刀所必需的功能，因為每次換刀時都要保證刀具錐柄處的鍵槽對準(zhǔn)主軸上的端面鍵，也要保證在精鏜孔完畢退刀時不會劃傷已加工表面。準(zhǔn)停裝置分為機(jī)械式和電氣式兩種?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床一般都采用電氣式主軸準(zhǔn)停裝置，只要數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令信號主軸就可以準(zhǔn)確的定向。

較常用的電氣方式有兩種，一種是利用主軸上光電脈沖發(fā)生器的同步脈沖信號；另一種是利用磁力傳感器檢測定向。圖6-13所示為利用磁力傳感器檢測定向的工作原理，在主軸上安裝有一個永久磁鐵4與主軸一起旋轉(zhuǎn)，在距離永久磁鐵4旋轉(zhuǎn)軌跡外1-2mm處，固定有一個磁傳感器5，當(dāng)機(jī)床主軸需要停車換刀時，數(shù)控裝置發(fā)出主軸停轉(zhuǎn)的指令，主軸電動機(jī)3立即降速，使主軸以很低的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，當(dāng)永久磁鐵4對準(zhǔn)磁傳感器5時，磁傳感器發(fā)出準(zhǔn)停信號，此信號經(jīng)過放大后，由定向電路使電動機(jī)準(zhǔn)確地停止在規(guī)定的周向位置上。這種準(zhǔn)停裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)磁體與磁傳感器間沒有接觸摩擦，準(zhǔn)停的定位精度可達(dá)±1°，能滿足一般換刀要求。而且定向時間短，可靠性較高。

圖6-13磁力傳感器定向裝置

1-主軸；2-皮帶；3主軸電機(jī)；

4-永久磁鐵；6-磁傳感器

6.高速切削主軸高速切削是70年代后期發(fā)展起來的一種新工藝。切削速度比常規(guī)的要高幾倍至十多倍，如高速銑削鋁件的最佳切削速度可達(dá)2500-4500m/min；加工鋼件為400-1600min；加工鑄鐵為800-2000m/min，進(jìn)給速度也相應(yīng)提高很多倍。這種加工工藝不僅切削效率高，而且具有加工表面質(zhì)量好、切削溫度低和刀具壽命長等優(yōu)點。高速主軸部件是高速切削機(jī)床最重要的部件，要求有精密機(jī)床那樣高的精度和剛度。為此，主軸零件應(yīng)精確制造和進(jìn)行動平衡校驗。另外，還應(yīng)重視主軸驅(qū)動、冷卻、支承、潤滑、刀具夾緊和安全等的精心設(shè)計。高速主軸的驅(qū)動多采用內(nèi)裝電動機(jī)式主軸，這種主軸結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕和慣性小，有利于提高主軸啟動或停止時響應(yīng)特性。高速主軸選用的軸承主要是高速球軸承和磁力軸承。磁力軸承是利用電磁力使主軸懸浮在磁場中，使其具有無摩擦、無磨損、無需潤滑、發(fā)熱少、剛度高、工作時無噪聲等優(yōu)點。主軸的位置用非接觸傳感器測量，信號處理器則根據(jù)測量值以每秒10000次的速度計算出校正主軸位置的電流值。圖6-14所示為瑞士IBAG公司開發(fā)的內(nèi)裝高頻電動機(jī)的主軸部件，它采用的是激磁式磁力軸承。

圖6-14用磁力軸承的高速主軸部件1-刀具系統(tǒng)2、9-軸承3、8-傳感器4、7-徑向軸承6-軸向止推軸承6-高頻電動機(jī)10-冷卻水管路11-氣液壓力放大器6.3數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)及部件

6.3.1數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動的特點1.傳動精度和剛度高

傳動精度是指伺服系統(tǒng)的輸入量與驅(qū)動裝置實際位移量的精確程度。其精度和剛度，從機(jī)械方面考慮主要取決于傳動間隙、傳動裝置及其支承結(jié)構(gòu)的精度和剛度。因此，進(jìn)給系統(tǒng)采取施加預(yù)緊力或其它消除間隙的措施和通過提高各個零件的精度、剛度以及對絲杠螺母副、支承部件施加預(yù)緊力來提高傳動精度和剛度。2．靈敏度高靈敏度即動態(tài)響應(yīng)特性，是指系統(tǒng)的響應(yīng)時間以及驅(qū)動裝置的加速能力。在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中，普遍采用滾珠絲杠螺母副、靜壓絲杠螺母副、減摩滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌及靜壓導(dǎo)軌來減少運動件間的摩擦阻力和動、靜摩擦力之差，從而提高系統(tǒng)的靈敏度。

3．穩(wěn)定性好系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在起動狀態(tài)或受外界干擾作用下，經(jīng)過幾次衰減振蕩后，能迅速地穩(wěn)定在新的或原來的平衡狀態(tài)的能力。穩(wěn)定性與系統(tǒng)的慣性、剛性、阻尼等有關(guān)。進(jìn)給系統(tǒng)中每個零件的慣量對伺服系統(tǒng)的啟動和制動特性都有直接影響，特別是高速運動的零件，在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，應(yīng)盡可能減小執(zhí)行部件的質(zhì)量，減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和質(zhì)量，合理的配置各元件，以減少運動部件的慣量。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)要由適度阻尼，阻尼雖然會降低系統(tǒng)的靈敏度，但可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，適度的阻尼可保證運動部件抗干擾的能力。

6.3.2滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，它是利用螺旋面的升角使旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，是數(shù)控機(jī)床的絲杠螺母副最常見的一種形式。它的結(jié)構(gòu)特點是在具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠，作為中間傳動元件，以減少摩擦。工作原理如圖6-15所示。在絲杠和螺母1上都加工有半圓弧形的螺旋槽，把它們套裝在一起邊形成了滾珠的螺旋滾道。螺母上有滾珠回路管道b，將螺旋滾道的兩端連接在一起構(gòu)成封閉的循環(huán)滾道，在滾道內(nèi)裝滿滾珠。當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時，滾珠在滾道內(nèi)既自傳又沿滾道循環(huán)轉(zhuǎn)動，從而迫使螺母（或絲杠）軸向移動。

圖6-15滾珠絲杠副的原理圖

滾珠絲杠螺母副是滾動摩擦，它的特點是：摩擦因數(shù)小，傳動效率高，所需傳動轉(zhuǎn)矩??；磨損小，壽命長，精度保持性好；靈敏度高，傳動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生爬行；絲杠和螺母之間可通過預(yù)緊和間隙消除措施提高軸向剛度和反向精度；運動具有可逆性，既可將旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動，又可將直線運動變成旋轉(zhuǎn)運動；制造工藝復(fù)雜，成本高；在垂直安裝時不能自鎖，需附加制動機(jī)構(gòu)，常用的制動方法有超越離合器，電磁摩擦離合器或者使用具有制動裝置的伺服驅(qū)動電機(jī)。

1．滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)滾珠絲杠副滾珠的循環(huán)方式分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種。滾珠在返回過程中與絲杠脫離接觸的為外循環(huán)；滾珠在循環(huán)過程中與絲杠始終接觸的為內(nèi)循環(huán)。循環(huán)中的滾珠叫做工作滾珠，工作滾珠所走過的滾道圈數(shù)叫工作圈數(shù)。外循環(huán)常見的有插管式和螺旋槽式。圖6-16外循環(huán)滾珠絲杠(a)插管式(b)螺旋槽式

內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)如圖6-17所示。在螺母的側(cè)孔中裝有圓柱凸鍵反向器，反向器上銑有S形回珠槽，將相鄰螺紋滾道聯(lián)結(jié)起來，滾珠從螺紋滾道進(jìn)入反向器，借助反向器迫使?jié)L珠越過絲杠牙頂進(jìn)入相鄰滾道，實現(xiàn)循環(huán)。一般一個螺母上裝有2~4個反向器，反向器沿螺母圓周均布。這種結(jié)構(gòu)徑向尺寸緊湊，剛性好，且不易磨損，因返程滾道短，不易發(fā)生滾珠堵塞，摩擦損失小。但反向器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，且不能用于多頭螺紋傳動。圖6-17內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠

2．滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整滾珠絲杠的傳動間隙是軸向間隙。軸向間隙通常是指絲杠和螺母無相對轉(zhuǎn)動時，絲杠和螺母之間的最大軸向竄動量。除了結(jié)構(gòu)本身所有的游隙之外，還包括施加軸向載荷后產(chǎn)生彈性變形所造成的軸向竄動量。為了保證反向傳動精度和軸向剛度，必須消除軸向間隙。用預(yù)緊方法消除間隙時應(yīng)注意，預(yù)加載荷能夠有效地減少彈性變形所帶來的軸向位移，但預(yù)緊力不易過大，過大的預(yù)緊載荷將增加摩擦力，使傳動效率降低，縮短絲杠的使用壽命。所以，一般需要經(jīng)過多次調(diào)整才能保證機(jī)床在適當(dāng)?shù)妮S向載荷下既消除了間隙又能靈活轉(zhuǎn)動。消除間隙的方法常采用雙螺母結(jié)構(gòu)，利用兩個螺母的相對軸向位移，使兩個滾珠螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋滾道的兩個相反的側(cè)面上。

常用的雙螺母絲杠消除間隙的方法有：（1）墊片調(diào)隙在螺母處放入一墊片，調(diào)整墊片厚度使左右兩個螺母產(chǎn)生方向相反的位移，則兩個螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋滾道的兩個相反的側(cè)面上，即可消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力。這種方法結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，但調(diào)整不便，滾道有磨損時不能隨時消除間隙和進(jìn)行預(yù)緊，調(diào)整精度不高，僅適用于一般精度的數(shù)控機(jī)床。圖6-18墊片調(diào)隙式

（2）螺紋調(diào)隙式左螺母外端有凸緣，右螺母右端加工有螺紋，用兩個圓螺母1、2把墊片壓在螺母座上，左右螺母通過平鍵和螺母座連接，使螺母在螺母座內(nèi)可以軸向滑移而不能相對轉(zhuǎn)動。調(diào)整時，擰緊圓螺母1使右螺母向右滑動，就改變了兩螺母的間距，即可消除間隙并產(chǎn)生預(yù)緊力，然后用螺母2鎖緊。這種調(diào)整方法結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，應(yīng)用較廣，但調(diào)整預(yù)緊量不能控制。圖6-19螺紋調(diào)隙式

（3）齒差調(diào)隙式

設(shè)滾珠絲杠的導(dǎo)程為t,兩個螺母相對于螺母座同方向轉(zhuǎn)動一個齒后，其軸向位移量為：圖6-20齒差調(diào)隙式

例如，Z1=99，Z2=100，滾珠絲杠的導(dǎo)程t=10mm時，則S=10/9900≈0.001mm，若間隙量為0.002mm,則相應(yīng)的兩螺母沿同方向轉(zhuǎn)過兩個齒即可消除間隙。齒差調(diào)隙式的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，尺寸較大，但是調(diào)整方便，可獲得精確的調(diào)整量，預(yù)緊可靠不會松動，適用于高精度傳動。

3．滾珠絲杠的支承方式數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)要獲得較高的傳動剛度，除了加強(qiáng)滾珠絲杠副本身的剛度外，滾珠絲杠的正確安裝及支承結(jié)構(gòu)的剛度也是非常重要的因素。如為了減少受力后的變形，螺母座應(yīng)有加強(qiáng)肋，增大螺母座與機(jī)床的接觸面積，并要聯(lián)結(jié)可靠。由于滾珠絲杠所承受的主要是軸向載荷，它的徑向載荷主要是臥式絲杠的自重，常采用高剛度的推力軸承以提高滾珠絲杠的軸向承載能力。常用的滾珠絲杠的支承方式如圖6-21所示.

圖6-21滾珠絲杠在機(jī)床上的支承方式

（1）一端裝推力軸承（2）一端裝推力軸承，另一端裝向心球軸承（3）兩端裝推力軸承（4）兩端裝推力軸承及向心球軸承

圖6-22滾珠絲杠專用軸承另外有一種滾珠絲杠專用軸承，如圖6-22所示。這是一種特殊的向心推力滾珠軸承，它的軸向承載能力很大，其接觸角加大到60o，增加了滾珠數(shù)目并相應(yīng)減小了滾珠直徑，它的軸向剛度比一般推力軸承提高兩倍以上，啟動力矩也小，使用也很方便，裝配時只要用螺母和端蓋將內(nèi)外環(huán)壓緊，就能獲得出廠時已經(jīng)調(diào)好的預(yù)緊力。

4．滾珠絲杠的防護(hù)滾珠絲杠副用潤滑劑來提高耐磨性及傳動效率，潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂，潤滑油一般為機(jī)械油或140號主軸油，經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)；潤滑脂常采用鋰基潤滑脂，一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體的空間內(nèi)，滾珠絲杠副如果在滾道上落入了灰塵、切屑，或者使用了不凈的潤滑油，不僅會妨礙滾珠的正常運轉(zhuǎn)，還會使磨損急劇增加，因此必須有防護(hù)裝置。通常采用密封圈對螺母進(jìn)行防護(hù)。密封圈裝在滾珠螺母的兩端，分為接觸式的和非接觸式的兩種。接觸式的彈性密封圈用耐油橡膠或尼龍制成，其內(nèi)孔做成與絲杠螺紋滾道相配合的形狀，與絲杠緊密接觸，它的防塵效果好，但也增加了滾珠絲杠的摩擦阻力距。非接觸式的密封圈又稱迷宮式密封圈，用硬質(zhì)塑料制成，其內(nèi)孔與絲杠螺紋的形狀相反，并稍有間隙，避免了摩擦阻力矩，但防塵效果差。對于在機(jī)床上外露的滾珠絲杠副，應(yīng)采取封閉的防護(hù)罩，一般采用螺旋彈簧鋼帶套管、錐形套管以及折疊式套管等。安裝時將防護(hù)罩的一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。

6.3.3靜壓蝸桿-蝸輪副和齒輪齒條副在大型數(shù)控機(jī)床中，工作臺的行程很長，它的進(jìn)給運動不宜采用絲杠傳動，因為長絲杠制造困難，又容易彎曲下垂，軸向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度也較低。一般大型數(shù)控機(jī)床常采用靜壓蝸桿蝸輪副和齒輪齒條副。1.靜壓蝸桿-蝸輪條傳動蝸桿-蝸輪機(jī)構(gòu)是絲杠螺母機(jī)構(gòu)的一種特殊形式。它的結(jié)構(gòu)如圖6-23所示。

圖6-23蝸桿—蝸輪條傳動機(jī)構(gòu)蝸輪條1相當(dāng)于長螺母沿軸向剖開后的一部分，蝸桿2可看作是長度很短的絲杠，蝸桿旋轉(zhuǎn)與蝸輪條的接觸區(qū)在120o左右。

圖6-24靜壓蝸桿—蝸輪條傳動機(jī)構(gòu)工作原理靜壓蝸桿-蝸輪條機(jī)構(gòu)在靜壓蝸桿蝸輪條的嚙合面間注入壓力油，以形成一定厚度的油膜，使兩嚙合面之間成為液體摩擦，其工作原理如圖6-24所示。油腔開在蝸輪上，用毛細(xì)管節(jié)流的定壓供油方式給靜壓蝸桿蝸輪條供壓力油。從液壓泵輸出的壓力油，經(jīng)過蝸杠螺紋內(nèi)的毛細(xì)管節(jié)流器10，分別進(jìn)入蝸輪條齒的兩側(cè)面油腔內(nèi)，再經(jīng)過嚙合面之間的間隙進(jìn)入齒頂與齒根之間的間隙，此時壓力將為零，流回油箱。

靜壓蝸桿-蝸輪條傳動既有純液體摩擦的特點，又有蝸桿蝸輪條機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的特點，因此特別適合在重型機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)上應(yīng)用。優(yōu)點是：（1）摩擦阻力小，功率消耗少，傳動效率高，低速運動平穩(wěn)；（2）齒面不直接接觸，不易磨損，使用壽命長，能長期保持精度；（3）由腔內(nèi)的壓力油層有良好的吸振能力，抗振性能好；（4）軸向剛度大；（5）蝸輪條能無限接長，運動部件的行程可以很長。

2．齒輪齒條副齒輪齒條傳動常應(yīng)用于行程較長的大型機(jī)床上，傳動比大，剛度和效率也比較高，從動件易獲得較高的移動速度。但它的位移精度和傳動平穩(wěn)性較差，而且還不能自鎖。數(shù)控機(jī)床上采用齒輪齒條副時，除了提高它本身的精度或采取精度補(bǔ)償措施外還應(yīng)采取措施消除傳動間隙。當(dāng)傳動負(fù)載小時，可采用雙片薄齒輪調(diào)整法，分別與齒條齒槽的左、右兩側(cè)貼緊，從而消除齒側(cè)間隙。對于傳動負(fù)載大的重型數(shù)控機(jī)床，常采用預(yù)加負(fù)載雙齒輪-齒條無間隙傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)無間隙傳動如圖6-25所示。

圖6-25預(yù)加負(fù)載雙齒輪—齒條無間隙傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)給電動機(jī)的運動傳遞給軸2，軸2上有兩個斜齒輪且螺旋方向相反，軸2的運動又分別傳至軸1和軸3，軸1上的齒輪4和軸3上的齒輪5都和床身齒條嚙合。對軸2施加軸向力（可在端部設(shè)有加載彈簧，通過調(diào)整螺母施加軸向力，也可靠液壓加負(fù)載），使軸2上的斜齒輪產(chǎn)生微量的軸向移動，由于軸2上的兩個斜齒輪的螺旋方向相反，因此軸1和軸3便以相反的方向轉(zhuǎn)過微小角度，使齒輪4和5分別與齒條齒槽的左右側(cè)面貼緊而消除了間隙。751、對導(dǎo)軌的要求

4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌1）高的導(dǎo)向精度。

2）良好的耐磨性。

3）足夠的剛度。

4）具有低速運動的平穩(wěn)性。76數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌（2）滾動導(dǎo)軌塊滾動導(dǎo)軌塊多用于中等負(fù)荷導(dǎo)軌。使用時導(dǎo)軌塊裝在運動部件上，每一導(dǎo)軌應(yīng)至少用兩塊或更多塊，導(dǎo)軌塊的數(shù)目取決于導(dǎo)軌的長度和負(fù)載的大小。與之相對的導(dǎo)軌多用鑲鋼淬火導(dǎo)軌。

77滾柱式滾動導(dǎo)軌塊(a)單元滾動塊;(b)在加工中心上的應(yīng)用

78（3）滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊

為了提高滾動導(dǎo)軌的剛度，應(yīng)對滾動導(dǎo)軌進(jìn)行預(yù)緊。預(yù)緊可提高接觸剛度，消除間隙；在立式滾動導(dǎo)軌上，預(yù)緊可防止?jié)L動體脫落和歪斜。常見的預(yù)緊方法：①采用過盈配合。②調(diào)整法。調(diào)整螺釘、斜塊或偏心輪來進(jìn)行預(yù)緊。4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌79鑲粘塑料—金屬導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)

4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌3、滑動導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌常見的截面形狀(a)矩形導(dǎo)軌；(b)三角形導(dǎo)軌；(c)燕尾槽導(dǎo)軌；(d)圓柱形導(dǎo)軌

在矩形和三角形導(dǎo)軌中，M面主要起支撐作用，N面是保證直線移動精度的導(dǎo)向面，J面是防止運動部件抬起的壓板面；而在燕尾形導(dǎo)軌中，M面起導(dǎo)向和壓板作用，J面起支撐作用。在數(shù)控機(jī)床上，滑動導(dǎo)軌的組合形式主要是三角形配矩形式和矩形配矩形式。只有少部分結(jié)構(gòu)采用燕尾式。

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4、靜壓導(dǎo)軌

在兩個相對運動的導(dǎo)軌面間通以壓力油，將運動件浮起，使導(dǎo)軌面間處于純液體摩擦狀態(tài)。導(dǎo)軌不會磨損，精度保持性好，壽命長，而且導(dǎo)軌摩擦系數(shù)極小(約為0.0005)，功率消耗少。油膜承載能力大，剛度高，吸振性好，導(dǎo)軌運行平穩(wěn)，既無爬行，也不會產(chǎn)生振動。靜壓導(dǎo)軌較多應(yīng)用在大型、重型數(shù)控機(jī)床上。

4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌82閉式靜壓導(dǎo)軌恒壓供油原理

由于承載的要求不同，靜壓導(dǎo)軌分為開式和閉式兩種。

開式靜壓導(dǎo)軌只能承受垂直方向的負(fù)載，承受顛覆力矩的能力差。而閉式靜壓導(dǎo)軌能承受較大的顛覆力矩，導(dǎo)軌剛度也較高。數(shù)控機(jī)床自動換刀裝置車削中心動力轉(zhuǎn)塔刀架下圖為意大利生產(chǎn)的適用于全功能型數(shù)控車床及車削中心的動力轉(zhuǎn)塔刀架。刀盤上既可以安裝各種非動力輔助刀夾夾持刀具進(jìn)行加工，還可以安裝動力刀夾進(jìn)行主動切削，配合主機(jī)完成車、銑、鏜等各種復(fù)雜工序，實現(xiàn)加工程序自動化、高效化。刀庫式自動換刀裝置主要用于加工中心上。加工中心是一種備有刀庫并能自動更換刀具對工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。工件經(jīng)一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床連續(xù)完成多工步的加工，工序高度集中。自動換刀裝置是加工中心的很重要組成部分，主要包括刀庫、刀具交換裝置（三）、刀庫式自動換刀裝置1、刀庫刀庫是存放加工過程中所使用的全部刀具的裝置。它的容量從幾把到上百把刀具。加工中心刀庫的形式很多，結(jié)構(gòu)也各不相同，常用的有鼓盤式刀庫鏈?zhǔn)降稁旄褡雍惺降稁欤?）鼓盤式刀庫鼓盤式刀庫結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，在鉆削中心上應(yīng)用較多。一般存放刀具數(shù)目不超過32把。刀具軸線與鼓盤軸線平行布置的刀庫刀具軸線與鼓盤軸線成一定角度布置的刀庫（2）鏈?zhǔn)降稁欤?）格子盒式刀庫這種刀庫排列密集，空間利用率高，刀庫容量大。2、刀具的選擇按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫中挑選各工序所需要的刀具操作稱為自動選刀。常用的選刀方式有順序選刀和任意選刀。（1）順序選刀刀具的順序選刀是將刀具按加工工序的順序，一次放入刀庫的每一個刀座內(nèi)，刀具不能搞錯。當(dāng)加工工件改變時，刀具在刀庫上的排列順序也要改變。缺點：同一工件上的相同刀具不能重復(fù)使用，因此刀具的數(shù)量增加，降低了刀具和刀庫的利用率。優(yōu)點：它的控制以及刀具的運動等比較簡單。（2）任意選刀任意選刀方式是預(yù)先把刀庫中每把刀具（或刀座）都編上代碼，按照編碼選刀，刀具在刀庫中不必按照工件的加工順序排列。任意選刀有四種方式：刀具編碼式、刀座編碼式、附件編碼式及計算機(jī)記憶式

刀具編