【正文】 a）刀具插滿圓盤的半個圓 （b）三把最重的刀具插在一起圖41 刀庫負載轉(zhuǎn)矩計算方法（3） 驅(qū)動電動機輸出扭矩計算驅(qū)動電動機的輸出扭矩應同時滿足刀庫負載扭矩和加速扭矩之和，將以上計算的刀庫負載扭矩和加速扭矩轉(zhuǎn)換為驅(qū)動電動機軸上的輸出扭矩的公式為式中i電動機軸至刀庫軸的速比；傳動效率。蝸桿軸向齒距積累誤差=蝸桿軸向齒距極限偏差=177。由于主軸是立式的，故應將處于刀庫刀盤最下位置的刀套旋轉(zhuǎn)90176。刀套頂部的滾子用以在刀套處于水平位置時支撐刀套。手爪6上握刀的圓弧部分有一個錐銷4，機械手抓刀時，該錐銷插入刀柄的鍵槽中。后，壓下行程開關(guān)，發(fā)出機械手抓刀信號。這時轉(zhuǎn)位液壓缸20的右腔通壓力油，活塞桿推動齒條19向左移動，帶動齒輪和連接盤5轉(zhuǎn)動，通過銷子8，由傳動盤帶動機械手轉(zhuǎn)180176。注：圖52中的氣缸1機械手臂軸1齒輪1齒條1銷子、擋環(huán)2分別相當于圖53中的氣缸3機械手臂軸齒輪4齒條3銷子4擋環(huán)51。第五， 見圖54（f），機械手沿軸向?qū)⒌毒咄瑫r裝入主軸及刀庫。主軸準停裝置分機械控制和電氣控制兩種形式。主軸周向定位機構(gòu)的原理見圖55。37第6章 聯(lián)軸器的選用及計算 第6章 聯(lián)軸器的選用及計算聯(lián)軸器是連接兩軸或軸的回轉(zhuǎn)件，在傳遞運動和動力過程中一同回轉(zhuǎn)而不脫開的一種裝置。原動機的類型不同，其輸出功率和轉(zhuǎn)速，有的是平穩(wěn)恒定的，有的是波動不均勻的。(4)聯(lián)軸器的對中和對中保持程度，保持良好的對中是使運轉(zhuǎn)正常的前提，防止產(chǎn)生過大附加載荷及其他不良工況。對環(huán)境有清潔要求時就應盡量不用油潤滑的聯(lián)軸器。該機床暫選定聯(lián)軸器為撓性聯(lián)軸器，而所選撓性聯(lián)軸器=25，滿足使用條件。這是因為脹套能把較大配合間隙的軸和傳動件聯(lián)接起來，拆卸時，將螺釘擰松，即可使被連接件很容易拆開。本章主要介紹了聯(lián)軸器的分類，各聯(lián)軸器的適用范圍，從而對本次畢業(yè)設(shè)計刀庫設(shè)計中的典型零件——聯(lián)軸器進行選用計算。本文中采用的是在刀套上設(shè)計一個滾子，通過氣缸與撥叉帶動刀套滾子上下作用使得刀套旋轉(zhuǎn)。在此，我還要感謝在班級同學和朋友，感謝你們在我遇到困難的時候幫助我，給我支持和鼓勵，感謝你們。未來加工中心的發(fā)展動向是高速化、進一步提高精度和愈發(fā)完善的機能。刀庫的形式和容量主要是為滿足機床的工藝范圍，目前常見的刀庫類型如下：（5） 盤式刀庫 此刀庫結(jié)構(gòu)簡單，應用較多。③回轉(zhuǎn)式單臂雙手機械手 這類機械手可以同時抓住和拔、插位于主軸和刀庫里的刀具。刀庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計刀庫的作用是儲備一定數(shù)量的刀具，通過機械手實現(xiàn)與主軸刀具的交換。相比之下，槽輪機構(gòu)具有沖擊小，工作平穩(wěn)性高，機械效率高，可在較高轉(zhuǎn)速下工作，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，但定位精度不夠高。②機械手轉(zhuǎn)75176。主要機種為立式加工中心，年產(chǎn)量約5,000～6,000臺，而且不斷研發(fā)高速、高精密、五面加工、五軸聯(lián)動加工等技術(shù)，滿足特殊與復雜曲面加工工件的要求，日本生產(chǎn)加工中心的廠家有MAZAK、大隈、莊田、三菱等公司。未來加工中心的生產(chǎn)基地則有可能是大陸，特別是日本、美國、德國、中國臺灣、韓國已競相到大陸設(shè)廠生產(chǎn)加工中心，再加上大陸本身的企業(yè)研發(fā)與制造，未來技術(shù)成熟、品質(zhì)穩(wěn)定、成本降低后，必將會成為全球重要供應基地之一。二、 研究主要成果90年代以來，國外一些機床廠家先后開發(fā)出一批高速加工中心，其主要技術(shù)參數(shù)為： 主軸最高轉(zhuǎn)速：一般為12000～15000r/min，有的高達40000～60000r/min。為市場提供的產(chǎn)品主要是立式加工中心。自動換刀裝置分有機械手換刀和無機械手換刀兩種，其中機械手的種類大概有單臂單手式機械手、雙手式機械手、回轉(zhuǎn)式單臂雙手機械手、多手式機械手等形式。5μm ；精密級加工中心的加工精度則從177。(2) 產(chǎn)品開發(fā)能力上，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)缺乏對產(chǎn)品競爭前的數(shù)控技術(shù)的深入研究與開發(fā)，特別是對加工中心應用領(lǐng)域的拓展力度不強。在這個文章中，介紹了一種數(shù)控臥式加工中心上自動換刀裝置的設(shè)計，該自動換刀裝置的設(shè)計是一個數(shù)控機床制造商要求。因此，一個特定的數(shù)控機床制造商已開始對新的數(shù)控臥式加工中心的設(shè)計與生產(chǎn)進行研究和改進。購買新技術(shù)是一項昂貴的選擇，并且它一般不容許作任何修改和在購買到的系統(tǒng)上進行改進。(7) 至于外觀粗糙，漏油、漏水、漏氣等老問題仍然不同程度的存在。當前，國外先進數(shù)控系統(tǒng)的MTBF 值已達8萬小時以上。當前，在機械加工高精度的要求下，普通級數(shù)控機床的加工精度已由177。國產(chǎn)加工中心大多數(shù)產(chǎn)品的檔次屬于此范疇。 Lewis公司RAM500型、RAM630型臥式加工中心和美國Ingersoll銑床公司HVM600型臥式加工中心等等。除此以外，還有整機防護與密封、外觀粗糙、整體造型不盡如意等缺陷，在一定程度上影響了國產(chǎn)加工中心的市場競爭力。韓國是全球加工中心主要生產(chǎn)國家之一。目前全球加工中心年生產(chǎn)量為50,000～55,000臺左右，并且以日本、歐盟、美國及中國臺灣、韓國等為最具代表性的生產(chǎn)基地。如下圖所示：把如上計算的負載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為電動機軸上的轉(zhuǎn)矩的公式為：=/（）式中i—傳動比 —傳動效率考慮到實際情況比計算時所設(shè)定條件復雜，～，亦即 2）按加速時的最大轉(zhuǎn)矩選 加速時的最大轉(zhuǎn)矩T包括加速轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩，即+，加速轉(zhuǎn)矩按下式計算：（Nm）式中n—刀庫選刀時電動機轉(zhuǎn)速（r/min）—加速時間，通常取150~200ms—電動機轉(zhuǎn)子慣量，可從樣本中查到（）—負載慣量折算到電機軸上的慣量加速時的最大轉(zhuǎn)矩T應小于電機的最大轉(zhuǎn)矩，即T3)校驗 檢驗計算結(jié)果是否滿足下列關(guān)系式，選用能滿足上述三項條件的伺服電機。機械手臂的不同回轉(zhuǎn)角度，是由活塞的可調(diào)行程來保證。研究所考慮的設(shè)計基本原則是：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、容易制造，拆卸、裝配、維修方便，配件容易得到等。目前常見的換刀機械手類型有：①單臂單手式機械手 結(jié)構(gòu)較簡單，換刀各動作均需順序進行，時間不能重合，故換刀時間較長。它是加工中心的象征，又是加工中心成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該產(chǎn)品出現(xiàn)后，銷路驚人，引起了日、德、美、英、法、意等先進工業(yè)國家的高度重視，競相開發(fā)生產(chǎn)，不斷擴大和完善機床的功能，成為數(shù)控機床中發(fā)展最快、需求量最大的商品之一。參考文獻 參考文獻[1] （第三冊）.北京：機械工業(yè)出版社，1986[2] ：國防工業(yè)出版社，2003[3] 林宋，：化學工業(yè)出版社，2003[4] 、：機械工業(yè)出版社，2003[5] 廉元國，：機械工業(yè)出版社，1995[6] ，2006[7] 陳芳，2007[8] 黃澤正，劉沖，2007[9] 曹秋霞，2005[10] 依蘭歐克拉，2000[11] ：同濟大學出版社，2004[12] ：機械工業(yè)出版社，1997[13] ：清華大學出版社，2002[14] [M].北京:機械工業(yè)出版社,2000[15] [M].遼寧: 遼寧科學技術(shù)出版社,1999[16] of automatic tool changer for CNC . thesis,Mechanical EngineeringDepartmet, METU, Ankara, Turkey 1995[17] . 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International Journal of Machine Tools amp。另外刀庫裝在加工中心的立柱的側(cè)面，因此機械手在進行換刀時，刀套必須向下旋轉(zhuǎn)90176。脹套在脹緊后，接觸面緊密貼合，不易產(chǎn)生銹蝕。并且調(diào)整方便，可以將傳動件很方便地調(diào)整到所需位置。由于傳動軸系載荷變化性質(zhì)不同以及聯(lián)軸器本身的結(jié)構(gòu)特點和性能不同，聯(lián)軸器實際傳遞的轉(zhuǎn)矩不等于傳動軸系理論上需傳遞的轉(zhuǎn)矩T，通常式中T——理論轉(zhuǎn)矩（），在有制動器的傳動系統(tǒng)，當制動器的理論轉(zhuǎn)矩大于動力機的理論轉(zhuǎn)矩時，應按前者計算聯(lián)軸器；、n——分別為驅(qū)動功率（kw）和轉(zhuǎn)速（r/min）；K——工作情況系數(shù)；——動力機系數(shù)；——啟動系數(shù)；——溫度系數(shù)。高溫和有油類、酸堿及其他腐蝕性介質(zhì)的場所、或有光輻射存在應盡量不用含有橡膠彈性元件的聯(lián)軸器。(3)工作機的轉(zhuǎn)速高低，對于需高速運轉(zhuǎn)的兩軸聯(lián)接，應考慮選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)具有高平衡精度特性，以消除離心力而產(chǎn)生的振動和噪聲，增加相關(guān)元件的磨損和發(fā)熱而降低傳動質(zhì)量和使用壽命。聯(lián)軸器的類型應根據(jù)使用要求和工作條件，如承載能力、轉(zhuǎn)速、兩軸相對位移、緩沖吸震以及裝拆、維修更換易損元件等綜合分析來確定。這種裝置的機械結(jié)構(gòu)簡單，定位迅速而準確。自動換刀時，必須保證端面鍵對準缺口。為此，主軸每次停轉(zhuǎn)必須準確地停在某一固定位置上。第四， 見圖54（e），機械手順時針旋轉(zhuǎn)180176。機械手復位后，齒條17上的擋環(huán)壓下行程開關(guān)13，發(fā)出換刀完成信號，使刀套向上翻轉(zhuǎn)90176。在軸16下降時，傳動盤10隨之下降，其下端的銷子8插入連接盤5的銷孔中，連接盤5和其下面的齒輪4也是用螺栓連接的，它們空套在軸16上。復位。在自動換刀過程中，機械手要完成抓刀、拔刀、交換主軸上和刀庫上的刀具位置、插刀、復位等動作。圖42圖43刀套的構(gòu)造如圖44所示，由圖中可以看到錐孔尾部有兩個球頭銷釘，后有彈簧用以夾住刀具，故當?shù)短仔D(zhuǎn)90176。刀座以鉸鏈形式與支撐板相連。蝸輪材料選用ZCuAl10Fe3，表面淬火硬度45~55HRC,表面粗糙度Ra≤。第二，把三把最重的刀具放在一起，如圖41（b）所示。另外介紹了本次畢業(yè)設(shè)計所給的參數(shù)，確定了該加工中心刀庫基本的傳動原理以及所選機械手的形式。表22 換刀機械手的結(jié)構(gòu)及特點類型形式應用特點單臂單手式機械手作往復直線運動用于刀具主軸與刀庫刀座軸線平行的場合結(jié)構(gòu)較簡單，換刀時間較長機械手擺動，其軸線與刀具主軸平行用于刀庫刀座軸線與主軸軸線平行的場合機械手擺動，其軸線與刀具主軸垂直用于刀庫刀座軸線與主軸軸線垂直的場合單臂雙手式固定雙手式用于刀庫刀座軸線與主軸軸線平行的場合，廣泛用于加工中心可同時抓住主軸和刀庫中的刀具，并進行拔出、插入，換刀時間短可伸縮雙手式剪式雙手式雙手不成180176。它適用采用40號以下刀柄的小型加工中心或換刀次數(shù)少的用重型刀具的重型機床。識別刀具的PC程序流程團如圖211所示。由于刀號數(shù)據(jù)表實際上是刀庫中存放刀具位置的一種映像，所以刀號表與刀庫中刀具的位置應始終保持一致。這種方法主要由軟件完成選刀，從而消除了內(nèi)于識刀裝置的穩(wěn)定性、可靠性所帶來的選刀失誤。因此，這種識別方法很有發(fā)展前途。每讀完一次編碼，延時清零電路經(jīng)一定延時發(fā)出一次消零信號，使刀號寄存器清零復位，以便寄存下一個刀號。在檢測線圈6的一次線圈5中輸入交流電壓時，如編碼環(huán)為導磁材料，則磁感應較強，在二次線圈7中產(chǎn)生較大的感應電壓。當各繼電器讀出的數(shù)碼與所需刀具的編碼一致時，由控制裝置發(fā)出信號，使刀庫停轉(zhuǎn)，等待換刀。④計算機記憶式 高檔的數(shù)控加工中心，可將刀具號和刀庫上存刀地址對應地記憶在計算機存儲器內(nèi)或可編程控制器內(nèi)。避免了因刀具存放在刀庫中的順序差錯而造成的事故；同時也縮短了刀庫的運轉(zhuǎn)時間，簡化了自動換刀控制線路。這樣就把鑰匙的號碼轉(zhuǎn)記到刀座中，給刀座編上了號碼。（2）任意選擇刀具方式 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，可任意存放。如圖24所示。此換刀裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，換刀可靠性較好，缺點是換刀時間長，適用于刀庫容量較小的加工中心上采用。7第2章 加工中心自動換刀裝置概述 第2章 加工中心自動換刀裝置概述（ATC）形式、特點及各自應用范圍由刀庫和機械手組成的自動換刀裝置(Automatic Tool Changer,ATC)是加工中心的重要組成部分。固定立柱式的臥式加工中心的立柱不動，其主軸箱在立柱上做上下移動，而工作臺可在兩個水平方向移動；固定工作臺式的臥式加工中心的三個坐標方向的運動由立柱和主軸箱的移動來定位，安裝工件的工作臺是固定不動的(指直線運動)。1～ ，甚至更高。是進入新世紀以來國內(nèi)外機床技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。(2) 產(chǎn)品開發(fā)能力上，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)缺乏對產(chǎn)品競爭前的數(shù)控技術(shù)的深入研究與開發(fā)，特別是對加工中心應用領(lǐng)域的拓展力度不強。為市場提供的產(chǎn)品主要是立式加工中心。研究主要成果如下：90年代以來，國外一些機床廠家先后開發(fā)出一批高速加工中心，