【正文】 ......... 25 換刀機(jī)械手的安裝與調(diào)試 ............................................................................ 25 自動(dòng)換刀程序的編制 ........................................................................................... 25 第五章 自動(dòng)換刀裝置的控制原理 .......................................................................... 27 自動(dòng)換刀裝置的液壓系統(tǒng)原理圖 ....................................................................... 27 自動(dòng)換刀裝置換刀動(dòng)作的順序控制過程 ........................................................... 28 致 謝 ................................................................................................................. 29 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 31 海軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 本論文介紹的是 XK713 立式數(shù)控床身銑床自動(dòng)換刀裝置（刀庫式）的設(shè)計(jì)形式 .刀庫式的自動(dòng)換刀裝置是由刀庫和刀具交換裝置（換刀機(jī)械手）組成。一般來說，這種機(jī)械手用于刀庫刀座軸線與機(jī)床主軸軸線垂直，刀庫為徑向存取刀具形式的自動(dòng)換刀裝置，因此，在 XK713 立式數(shù)控床身銑床的自動(dòng)換刀裝置中可采用這種機(jī)械手形式。 從機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)控制的坐標(biāo)數(shù)量來看，目前 3 坐標(biāo)立式數(shù)控銑床仍占大多數(shù)。不同的機(jī)床其變速功能與范圍也不同。數(shù)控銑床的主要加工對(duì)象有：平面類零件；變斜角類零件；曲面類（立體類）零件?；剞D(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須有良好的強(qiáng)度和剛性，以及合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每一次轉(zhuǎn)位之后具有盡可能高的重復(fù)定位精度。 自動(dòng)換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求 1）刀具換刀時(shí)間短。 機(jī)床配有全封閉防護(hù)罩及刀具自動(dòng)冷卻系統(tǒng)。 海軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 7)半自動(dòng)的裝卸刀機(jī)構(gòu) ,安裝在銑頭的上方，通過兩個(gè)按鈕分別控制裝刀和卸刀，方便而安全，即使主軸向外伸出，也不會(huì)影響刀具的裝卸。 確定刀庫容量 決定刀庫容量時(shí)，首先要考慮加工工藝的需要，同時(shí)還要調(diào)查分析同類型 、相近規(guī)格的自動(dòng)換刀機(jī)床的刀庫容量及其發(fā)展趨勢(shì)。 采用型號(hào)為 90SZ03的 SZ系列電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)，其基本參數(shù)為：功率 ，轉(zhuǎn)速 3000R/MIN（《袖珍機(jī)械師設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P1275）；降速傳動(dòng)裝置型號(hào)為 XB350100A 的扁平式諧波傳動(dòng)減速器，其基本參數(shù)為：輸入功率 ，輸出 轉(zhuǎn)矩 18N該海軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 法不需要刀具識(shí)別裝置，驅(qū)動(dòng)控制也比較簡(jiǎn)單，工作可靠。 第四章 刀具交換裝置的設(shè)計(jì)形式 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置中 ,實(shí)現(xiàn)刀庫與機(jī)床主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為刀具交換裝置。 該機(jī)械手安裝在主軸的左側(cè)面，隨同主軸箱一起運(yùn)動(dòng)。 換刀動(dòng)作的大致過程為： 1)主軸箱回到最高處（ z 坐標(biāo)零點(diǎn)），同時(shí)實(shí)現(xiàn)“主軸準(zhǔn)?！?。 換刀機(jī)械手的安裝與調(diào)試 1)換刀機(jī)械手安裝在主軸箱的左側(cè)面，加工零件時(shí)，換刀機(jī)械手隨主軸箱一起上下運(yùn)動(dòng)。刀庫自動(dòng)換 刀時(shí)，由一個(gè) 3位 4通電磁閥 YV1 控制，當(dāng) YV1 在右位接通時(shí)，換刀松開，而當(dāng) YV1在左位接通時(shí)，則實(shí)現(xiàn)換刀鎖緊動(dòng)作。經(jīng)過這一階段的學(xué)習(xí)，我對(duì)數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)換刀裝置的類別、工作原理及其電液控制方面有了大體的認(rèn)識(shí)，這為接下來最主要的具體設(shè)計(jì)階段打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)過程也如我所料，遇到不少的問題。 自動(dòng)換刀裝置換刀動(dòng)作的順序控制過程 在自動(dòng)換刀裝置的整個(gè)換刀過程中，換刀動(dòng)作的控制由刀庫控制部分、換刀機(jī)械手控制部分以及主軸相控制部分三部分組成，它們組成是一個(gè)互相聯(lián)系的系統(tǒng)，以下根據(jù)該自動(dòng)換刀裝置的液壓系統(tǒng)原理圖對(duì)其控制程作一下簡(jiǎn)要說明。 XK713 立式數(shù)控銑床的自動(dòng)換刀裝置，在每次自動(dòng)裝卸刀具時(shí)，都必須要求主軸準(zhǔn)確地停止在 固定的周向位置上。 機(jī)械手的 自動(dòng)換刀過程的動(dòng)作順序 海軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 （ a） （ b） （ c） （ d） 圖 46 換刀機(jī)械手的換刀過程 自動(dòng)換刀裝置的換刀過程由選刀和換刀兩部 分組成。 一般來說，這種機(jī)械手用于刀庫刀座軸線與機(jī)床主軸軸線垂直，刀庫為徑海軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 向存取刀具形式的自 動(dòng)換刀裝置，因此，在 XK713 立式數(shù)控銑床的自動(dòng)換刀裝置中可采用這種機(jī)械手形式。所以這個(gè)容量為 6 把刀的刀庫，幾乎不存在加工過程中需要重復(fù)利用刀具的情況，所以刀具的選擇方式確定為順序選擇刀具。 1)順序選擇刀具 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。 初選電動(dòng)機(jī)與降速傳動(dòng)裝置 刀庫的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中， 由于本刀庫的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，且所需轉(zhuǎn)速小，所以決定采用直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。設(shè)計(jì)增加自動(dòng)換刀裝置后的 XK713 數(shù)控立式床身銑床的外觀圖如圖 11所示。 5)潤(rùn)滑系統(tǒng) 自動(dòng)潤(rùn)滑站配以遞進(jìn)式分油器，對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌副、滾珠絲杠副及齒輪副等進(jìn)行自動(dòng)的定時(shí)定量潤(rùn)滑，每次加油量和兩次間的時(shí)間間隔都是可調(diào)的，力求保證每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的合理油量。 主軸松拉刀機(jī)構(gòu)采用臺(tái)灣打刀缸、具有響應(yīng)快、力量大、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。交換裝置的機(jī)械手形式也多樣，目前在數(shù)控機(jī)床上用得最多的是回轉(zhuǎn)式雙臂機(jī)械手。根據(jù)不同加工對(duì)象，可以設(shè)計(jì)成四方和六角刀架或其他等多種形式。如刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能、靠模加工功能、自動(dòng)變換工作臺(tái)功能、自適應(yīng)功能、數(shù)控采集功能等。因此，其加工性能非常優(yōu)越。 海軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 數(shù)控銑床的分類 立式數(shù)控銑床 立式數(shù)控銑床是數(shù)控銑床中數(shù)量最多的一種，應(yīng)用范圍也最為廣泛。所以這個(gè)容量為6 把刀的刀庫，幾乎不存在加工過程中需要重復(fù)利用刀具的情況，所以刀具的選擇方式確定為順序選擇刀具。它是多工序數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用最廣泛的換刀裝置，其整過換刀過程比較復(fù)雜。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)控銑床；自動(dòng)換刀裝置；刀庫；換刀機(jī)械手 海軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II ABSTRACT This thesis introduction is the design that the XK713 number controls the sign type working panel bed miller to change the knife device(the knife database type) knife database type automatically change the knife device is have by the knife database and the knife to exchange device(change the knife the machine hand) to is many work ordinal numbers to control the top of the tool machine to apply to change the knife device most extensively, it is whole to lead to change the knife process more process process in need to be use of all knifes have to install on the haft of the standard, pressing certain way to pack into the knife database after the tool machine carry on size to prepare to adjust in the knife database carry on choosing knife first while change the knife, is taken out knife to have from the knife database and the principal axis by the machine hand, then exchange position, insert the new knife into the principal axis, the old knife puts back a knife knife database that deposits knife to have has bigger capacity, its capacity has for six knifes, adopting the dish form structure, the left side that installs in the tool machine signs pillar up. The knife has to press to schedule to the work preface insert the knife of the knife database order of sequence, usage turn to take knife position in knife for using puts back the original knife inside, can also press to process sequence to put into the next method doesn39。一般可進(jìn)行 3 坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，但也有部分機(jī)床只能進(jìn)行 3 坐標(biāo)中的任意二個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工。有的采用變頻機(jī)組，固定幾種轉(zhuǎn)速，可自選一種編入程序，但不能在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)改變。 自動(dòng)換刀裝置（ ATC）及其形式 數(shù)控機(jī)床為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，進(jìn)一步壓縮非切削時(shí)間，現(xiàn)代的機(jī)床逐海軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 步發(fā)展為在一臺(tái)機(jī)床上在一次裝中完成多工序或全部工序的加工。如： CK7815 型數(shù)控車床采用 BA200L 刀架，其海軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 工作循環(huán)是：刀架接收數(shù)控裝置的指令一松開一 轉(zhuǎn)到指令要求的位置一夾緊一發(fā)出轉(zhuǎn)位結(jié)束的信號(hào)。 2）刀具重復(fù)定位精度高。 控制系統(tǒng)可采用成都廣泰，武漢華中，廣州廣數(shù)，日本 FANUC，德國(guó)海軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 SIEMENS，三菱 MISTUEBISH 等數(shù)控系統(tǒng)。 其主要規(guī)格及技術(shù)參數(shù) 表一 機(jī)床主要規(guī)格及技術(shù)參數(shù) 初定 其 自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì)參數(shù) 在銑削輪廓時(shí)，為了保證一次連續(xù)地加工出全部表面，應(yīng)選用半徑小于工件最小輪廓半徑的刀具，而在實(shí)際的生產(chǎn)加工中，常盡量選用直徑較大的銑刀，因?yàn)榇笾睆姐姷秳傂院?，耐用度高。由于帶自?dòng)換刀裝置的數(shù)