【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式是圓盤(pán)式刀庫(kù)和機(jī)械手換刀刀庫(kù)[2]。圓盤(pán)式刀庫(kù)應(yīng)該稱(chēng)之為固定地址換刀刀庫(kù)，即每個(gè)刀位上都有編號(hào)，一般從1編到1124等，即為刀號(hào)地址。操作者把一把刀具安裝進(jìn)某一刀位后，不管該刀具更換多少次，總是在該刀位內(nèi)。（1）制造成本低。主要部件是刀庫(kù)體及分度盤(pán)，只要這兩樣零件加工精度得到保證即可，運(yùn)動(dòng)部件中刀庫(kù)的分度使用的是非常經(jīng)典的“馬氏機(jī)構(gòu)”，前后、上下運(yùn)動(dòng)主要選用氣缸。裝配調(diào)整比較方便，維護(hù)簡(jiǎn)單。一般機(jī)床制造廠家都能自制。（2）刀號(hào)的計(jì)數(shù)原理。一般在換刀位安裝一個(gè)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，1號(hào)刀位上安裝擋板。每次機(jī)床開(kāi)機(jī)后刀庫(kù)必須“回零”，刀庫(kù)在旋轉(zhuǎn)時(shí)，只要擋板靠近（）無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，數(shù)控系統(tǒng)就默認(rèn)為1號(hào)刀。并以此為計(jì)數(shù)基準(zhǔn)，“馬氏機(jī)構(gòu)”轉(zhuǎn)過(guò)幾次，當(dāng)前就是幾號(hào)刀。只要機(jī)床不關(guān)機(jī)，當(dāng)前刀號(hào)就被記憶。刀具更換時(shí)，一般按最近距離旋轉(zhuǎn)原則，刀號(hào)編號(hào)按逆時(shí)針?lè)较?，如果刀?kù)數(shù)量是18，當(dāng)前刀號(hào)位8，要換6號(hào)刀，按最近距離換刀原則，刀庫(kù)是逆時(shí)針轉(zhuǎn)。如要換10號(hào)刀，刀庫(kù)是順時(shí)針轉(zhuǎn)。機(jī)床關(guān)機(jī)后刀具記憶清零。（3）固定地址換刀刀庫(kù)換刀時(shí)間比較長(zhǎng)國(guó)內(nèi)的機(jī)床一般要8秒以上（從一次切削到另一次切削）。（4）圓盤(pán)式刀庫(kù)的總刀具數(shù)量受限制，不宜過(guò)多，一般40刀柄的不超過(guò)24把，50的不超過(guò)20把，大型龍門(mén)機(jī)床也有把圓盤(pán)轉(zhuǎn)變?yōu)殒準(zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，刀具數(shù)量多達(dá)60把。機(jī)械手刀庫(kù)換刀是隨機(jī)地址換刀。每個(gè)刀套上無(wú)編號(hào)，它最大的優(yōu)點(diǎn)是換刀迅速、可靠。（1）制造成本高。刀庫(kù)有一個(gè)個(gè)刀套鏈?zhǔn)浇M合起來(lái)，機(jī)械手換刀的動(dòng)作有凸輪機(jī)構(gòu)控制，零件的加工比較復(fù)雜。裝配調(diào)試也比較復(fù)雜，一般由專(zhuān)業(yè)廠家生產(chǎn)，機(jī)床制造商一般不自制。（2）刀號(hào)的計(jì)數(shù)原理。與固定地址選刀一樣，它也有基準(zhǔn)刀號(hào)：1號(hào)刀。但我們只能理解為1號(hào)刀套，而不是零件程序中的1號(hào)刀：T1。系統(tǒng)中有一張刀具表。它有兩欄。一欄是刀套號(hào)，一欄是對(duì)應(yīng)刀套號(hào)的當(dāng)前程序刀號(hào)。假如我們編一個(gè)三把刀具的加工程序，刀具的放置起始是1號(hào)刀套裝T1（1號(hào)刀），2號(hào)刀套裝T2，3號(hào)刀套裝T3，我們知道當(dāng)主軸上T1在加工時(shí)，T2刀即準(zhǔn)備好，換刀后，T1換進(jìn)2號(hào)刀套，同理，在T3加工時(shí)，T2就裝在3號(hào)刀套里。一個(gè)循環(huán)后，前一把刀具就安裝到后一把刀具的刀套里。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀套號(hào)及刀具號(hào)的記憶是永久的，關(guān)機(jī)后再開(kāi)機(jī)刀庫(kù)不用“回零”即可恢復(fù)關(guān)機(jī)前的狀態(tài)。如果“回零”，那必須在刀具表中修改刀套號(hào)中相對(duì)應(yīng)的刀具號(hào)。（3）機(jī)械手刀庫(kù)換刀時(shí)間一般為4秒（從一次切削到另一次切削）。（4）刀具數(shù)量一般比圓盤(pán)刀庫(kù)多，常規(guī)有160等（5）刀庫(kù)的凸輪箱要定期更換起潤(rùn)滑、冷卻作用的齒輪油[813]。換刀裝置的形式有回轉(zhuǎn)刀架換刀、更換主軸換刀、更換主軸箱換刀、帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)[1]。第二章 總體方案的確定 刀庫(kù)主要參數(shù)載刀量：24把主軸鼻端：刀具形式BT40刀具直徑：80mm平均重量：7Kg初選刀庫(kù)直徑：660mm刀盤(pán)最低轉(zhuǎn)速：60r/min由于刀具形式為BT40，其刀具直徑為80mm，按初選的刀庫(kù)直徑660mm來(lái)排列可知每把刀之間的間隔約為6mm，符合安裝要求。刀庫(kù)的系統(tǒng)傳動(dòng)部分的簡(jiǎn)圖如下圖21所示。圖21系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 電動(dòng)機(jī)的初選（1） 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型按工作要求和條件，選用三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V，Y型。（2） 選擇電動(dòng)機(jī)的容量初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y2—712—2，其主要參數(shù)如下表21：表21 型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量Y2－712－22820電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：9550 Nm = 9550 Nm = Nm在此論文中、分別為軸承、齒輪傳動(dòng)（包括蝸輪蝸桿）的傳動(dòng)效率。取=(滾子軸承), =(齒輪精度為8級(jí),不包括軸承效率)。 （3） 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速刀庫(kù)工作刀庫(kù)轉(zhuǎn)盤(pán)所必需滿足的轉(zhuǎn)速最低為： n = 60根據(jù)傳動(dòng)比合理取值，取一級(jí)齒輪的傳動(dòng)比i2,二級(jí)渦輪蝸桿減速器傳動(dòng)比i20，則總傳動(dòng)比合理范圍為i40，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速約為 n= in=40=2400 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比由選定電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n,可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為 （21） 總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比,、的乘積，即電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y2－712－2，滿載轉(zhuǎn)速n=2820。（1） 總傳動(dòng)比 由式(1) =47（2） 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比 按展開(kāi)式布置?？紤]潤(rùn)滑條件，得2，=則此時(shí)的輸出轉(zhuǎn)速為n= 確定各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率（1） 各軸轉(zhuǎn)速 （22）式中：——電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速；——電動(dòng)機(jī)至軸的傳動(dòng)比。以及 = （23） （24）由式（23）~（25）得I軸 ==1410 II軸 = = 1410 III軸 = = （2） 各軸輸入功率 kW （25） kW , （26） kW, （27）式中、分別為軸承、齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率。由式（5）~（7）得I軸 = =II軸 = = = III軸 kWI—,其余類(lèi)推。（3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 Nm （28）其中為電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，按下式計(jì)算：9550 Nm （29）所以 = 9550 Nm （210）= 9550 Nm （211） = 9550 Nm （212） = 9550 Nm （213）由式（8）~（13） 電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩 9550=9550= NmI—III軸的輸入轉(zhuǎn)矩I軸 = 9550 = 2 = II軸 === NmIII軸 == = NmI~,= Nm,其余類(lèi)推。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果如下表22： 表22軸名轉(zhuǎn)矩T/Nm功率P/kW轉(zhuǎn)n傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸28202I軸14101II軸1410III軸 電動(dòng)機(jī)的校核加載在刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸上的重力為刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)刀架的重力，其中刀架厚度為15mm：G1==[4+（）+（）]10=150N 刀庫(kù)轉(zhuǎn)盤(pán)的重量，其中轉(zhuǎn)盤(pán)厚度為30mm：G2=+7024==4560N則可得刀庫(kù)作用在軸3上的轉(zhuǎn)矩T/3 =Gd3=(4560+150) Nm = Nm可得T/3,故此電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩符合刀庫(kù)的設(shè)計(jì)要求。由上述計(jì)算可知電動(dòng)機(jī)要滿足刀庫(kù)最低每分鐘60轉(zhuǎn)的要求，則此電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)不低于n= in=40=2400，而此次選的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n=2820，即n n，故此電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也滿足刀庫(kù)的轉(zhuǎn)速要求。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、轉(zhuǎn)矩、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)此電動(dòng)機(jī)比較合適。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y21122。第三章 刀庫(kù)設(shè)計(jì)與校驗(yàn) 齒輪傳動(dòng)的計(jì)算、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1） 選用直齒輪2） 加工中心為一般工作機(jī)器且輕質(zhì)載荷，故選用