數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)概述(ppt121頁)(編輯修改稿)
2025-03-18 13:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 10轉(zhuǎn)塔刀架； 12活塞 13中心液壓缸； 14操縱桿； 16頂桿； 17螺釘； 18軸承 圖 218 臥式八軸轉(zhuǎn)塔頭 自動換刀裝置 為了改善主軸結(jié)構(gòu)的裝配工藝性，整個主軸部件裝在套筒 4內(nèi)，只要卸去螺釘 17，就可以將整個部件抽出。主軸前軸承 18采用錐孔雙列圓柱滾子軸承，調(diào)整時先卸下端蓋 2，然后擰動螺母 3，使內(nèi)環(huán)做軸向移動，以便消除軸承的徑向間隙。為了便于卸出主軸錐孔內(nèi)的刀具，每根主軸都有操縱桿 14，只要按壓操縱桿，就能通過斜面推動頂出刀具。 自動換刀裝置 3. 車削中心用動力刀架如圖 219(a)所示為意大利 Baruffaldi公司生產(chǎn)的適用于全功能數(shù)控車床及車削中心的動力轉(zhuǎn)塔刀架。如圖 219(b)所示為該轉(zhuǎn)塔刀架的傳動示意圖。圖 219 動力轉(zhuǎn)塔刀架 自動換刀裝置 二、帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)自動換刀數(shù)控機(jī)床多采用刀庫式自動換刀裝置。帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)由刀庫和刀具交換機(jī)構(gòu)組成，它是多工序數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用最廣泛的換刀方法。整個換刀過程較為復(fù)雜，首先把加工過程中需要使用的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)的刀柄上，在進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)整之后，按一定的方式放入刀庫，換刀時先在刀庫中進(jìn)行選刀，并由刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具。在進(jìn)行刀具交換之后，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放入刀庫。常見的刀庫形式有 3種，即盤形刀庫，鏈?zhǔn)降稁?，格子箱刀庫等? 自動換刀裝置 1. 直接在刀庫與主軸（或刀架）之間換刀的自動換刀裝置這種換刀裝置只具備一個刀庫，刀庫中儲存著加工過程中需使用的各種刀具，利用機(jī)床本身與刀庫的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)換刀過程。如圖220所示為自動換刀數(shù)控立式車床示意圖。1工作臺； 2工件； 3立柱 4橫梁； 5刀架滑座6刀架滑枕； 7刀庫 圖 220 自動換刀數(shù)控立式車床示意圖 自動換刀裝置 機(jī)床自動換刀的過程如下：(1) 刀架快速右移，使其上的裝刀孔軸線與刀庫上空刀座的軸線重合，然后刀架滑枕向下移動，把用過的刀具插入空刀座。(2) 刀庫下降，將用過的刀具從刀架中拔出。(3) 刀庫回轉(zhuǎn)，將下一工步所需使用的新刀具軸線對準(zhǔn)刀架上裝刀孔軸線。(4) 刀庫上升，將新刀具插入刀架裝刀孔，接著由刀架中自動夾緊裝置將其夾緊在刀架上。(5) 刀架帶著換上的新刀具離開刀庫，快速移向加工位置。 自動換刀裝置 2. 用機(jī)械手在刀庫與主軸之間換刀的自動換刀裝置這是目前應(yīng)用最普遍的一種自動換刀裝置，其布局結(jié)構(gòu)多種多樣， JCS013型自動換刀數(shù)控臥式鏜銑床所用換刀裝置即為一例。換刀過程可用圖 221中 (a)~(l)的分圖所示實(shí)例加以說明。 自動換刀裝置 自動換刀裝置 圖 221 JCS013型自 動換 刀機(jī)床的自 動換 刀 過 程 自動換刀裝置 (1) 開始換刀前狀態(tài)：主軸正在用 T05號刀具進(jìn)行加工，裝刀機(jī)械手已抓住下一工步需用的 T09號刀具，機(jī)械手架處于最高位置，為換刀做好準(zhǔn)備。(2) 上一工步結(jié)束，機(jī)床立柱后退，主軸箱上升，使主軸處于換刀位置。接著下一工步開始，其第一個指令是換刀，機(jī)械手架回轉(zhuǎn) 180176。，轉(zhuǎn)向主軸。(3) 卸刀機(jī)械手前伸，抓住主軸上已用過的 T05號刀具。(4) 機(jī)械手架由滑座帶動，沿刀具軸線前移，將 T05號刀具從主軸上拔出。(5) 卸刀機(jī)械手縮回原位。(6) 裝刀機(jī)械手前伸，使 T09號刀具對準(zhǔn)主軸。 自動換刀裝置 (7) 機(jī)械手架后移，將 T09號刀具插入主軸。(8) 裝刀機(jī)械手縮回原位。(9) 機(jī)械手架回轉(zhuǎn) 180176。，使裝刀、卸刀機(jī)械手轉(zhuǎn)向刀庫。(10) 機(jī)械手架由橫梁帶動下降，找第二排刀套鏈，卸刀機(jī)械手將 T05號刀具插回 T05號刀套中。(11) 刀套鏈轉(zhuǎn)動，把在下一個工步需用的 T46號刀具送到換刀位置；機(jī)械手架下降，找第三排刀鏈，由裝刀機(jī)械手將 T46號刀具取出。(12) 刀套鏈反轉(zhuǎn)，把 T09號刀套送到換刀位置，同時機(jī)械手架上升至最高位置，為下面工步的換刀做好準(zhǔn)備。 自動換刀裝置 3. 用機(jī)械手和轉(zhuǎn)塔頭配合刀庫進(jìn)行換刀的自動換刀裝置這種自動換刀裝置實(shí)際是轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝置和刀庫換刀裝置的結(jié)合，其工作原理如圖 222所示。轉(zhuǎn)塔頭 5上有兩個刀具主軸 3和，可由機(jī)械手 2將下一工步需用的刀具換至不工作的主軸上，待上一工步加工完畢后，轉(zhuǎn)塔頭回轉(zhuǎn) 180? ，即完成換刀工作。 自動換刀裝置 1刀 庫 ； 2換 刀機(jī)械手 ； 4刀具主 軸 ；5轉(zhuǎn) 塔 頭 ； 6工件 ； 7工作臺圖 222 機(jī)械手和 轉(zhuǎn) 塔 頭 配合刀 庫換 刀的自 動換 刀 過 程 自動換刀裝置 三、刀具交換裝置數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置中，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。刀具的交換方式通常分為由刀庫與機(jī)床主軸的相對運(yùn)動實(shí)現(xiàn)刀具交換和采用機(jī)械手交換刀具兩類。 自動換刀裝置 1. 利用刀庫與機(jī)床主軸的相對運(yùn)動實(shí)現(xiàn)刀具交換的裝置此裝置在換刀時必須首先將用過的刀具送回刀庫，然后再從刀庫中取出新刀具，這兩個動作不可能同時進(jìn)行，如圖 223所示的數(shù)控立式鏜銑床就是采用這類刀具交換方式的實(shí)例。 1工件； 2刀具； 3主軸 4主軸箱； 5刀庫 圖 223 數(shù)控立式鏜銑床 自動換刀裝置 2. 刀庫 機(jī)械手的刀具交換裝置采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換應(yīng)用最為廣泛，在各種類型的機(jī)械手中，雙臂機(jī)械手集中地體現(xiàn)了以上的優(yōu)點(diǎn)。雙臂機(jī)械手中最常用機(jī)構(gòu)如圖 224所示，它們分別是鉤手（圖224(a)）、抱手（圖 224(b)）、伸縮手（圖 224(c)）和叉手（圖 224(d)）。 自動換刀裝置 圖 224 雙臂機(jī)械手常用機(jī)構(gòu) 自動換刀裝置 如圖 225所示是雙刀庫機(jī)械手換刀裝置圖 225 雙刀庫機(jī)械手換刀裝置 自動換刀裝置 根據(jù)各類機(jī)床的需要，自動換刀數(shù)控機(jī)床所使用的刀具的刀柄有圓柱形和圓錐形兩種。為了使機(jī)械手能可靠地抓取刀具，刀柄必須有合理的夾持部分，而且應(yīng)當(dāng)盡可能使刀柄標(biāo)準(zhǔn)化。如圖 226所示是常用的兩種刀柄結(jié)構(gòu)。V形槽夾持結(jié)構(gòu)（圖 226(a)）適用于圖 224的各種機(jī)械手法蘭盤夾持結(jié)構(gòu)（圖 226(b)）適用于鉗式機(jī)械手裝夾圖 226 刀柄結(jié)構(gòu) 自動換刀裝置 四、機(jī)械手機(jī)械手的形式常見的有如圖 227所示的幾種形式。圖 227 各種形式的機(jī)械手 自動換刀裝置 1. 單臂單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手這種機(jī)械手的手臂可以回轉(zhuǎn)不同的角度，進(jìn)行自動換刀，手臂上只有一個卡爪，不論在刀庫上或是在主軸上，均靠這一個卡爪來裝刀及卸刀，因此換刀時間較長，見圖 227a。 2. 單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手這種機(jī)械手的手臂上有兩個卡爪，兩個卡爪有所分工，一個卡爪只執(zhí)行從主軸上取下 “ 舊刀 ” 送回刀庫的任務(wù)。另一個卡爪則執(zhí)行由刀庫取出 “ 新刀 ” 送到主軸的任務(wù)，其換刀時間較上述單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手要少，見圖 227b。 自動換刀裝置 3. 雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手這種機(jī)械手的兩臂各有一個卡爪，兩個卡爪可同時抓取刀庫及主軸上的刀具，回轉(zhuǎn) 180o后又同時將刀具放回刀庫及裝入主軸。換刀時間較以上兩種單臂機(jī)械手均短，是最常用的一種形式。圖 227c右邊的一種機(jī)械手在抓取或?qū)⒌毒咚腿氲稁旒爸鬏S時，兩臂可伸縮。 4. 雙機(jī)械手這種機(jī)械手相當(dāng)于兩個單臂單爪機(jī)械手，互相配合起來進(jìn)行自動換刀。其中一個機(jī)械手從主軸上取下 “ 舊刀 ” 送回刀庫，另一個機(jī)械手由刀庫取出 “ 新刀 ” 裝入機(jī)床主軸，見圖 227d。 自動換刀裝置 5. 雙臂往復(fù)交叉式機(jī)械手這種機(jī)械手的兩手臂可以往復(fù)運(yùn)動，并交叉成一定角度。一個手臂從主軸上取下 “ 舊刀 ” 送回刀庫，另一個手臂由刀庫取出 “新刀 ” 裝入機(jī)床主軸。整個機(jī)械手可沿某導(dǎo)軌直線移動或繞某個轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)刀庫與主軸間的運(yùn)刀工作，見圖 227e。 6. 雙臂端面夾緊式機(jī)械手這種機(jī)械手只是在夾緊部位上與前幾種不同。前幾種機(jī)械手均靠夾緊刀柄的外圓表面以抓取刀具，這種機(jī)械手則夾緊刀柄的兩個端面，見圖 227f。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺與分度工作臺 一、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的功用有兩個：一是使工作臺進(jìn)行圓周進(jìn)給運(yùn)動，二是工作臺進(jìn)行分度運(yùn)動。 用于開環(huán)系統(tǒng)中的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是由傳動系統(tǒng)、間隙消除裝置及蝸輪夾緊裝置等組成。當(dāng)接到控制系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)指令后，首先要把蝸輪松開，然后開動電液脈沖馬達(dá)，按照指令脈沖來確定工作臺回轉(zhuǎn)的方向、速度、角度大小以及回轉(zhuǎn)過程中速度的變化等參數(shù)。當(dāng)工作臺回轉(zhuǎn)完畢后，再把蝸輪夾緊。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺與分度工作臺 1電液脈沖馬達(dá) 2偏心環(huán) 3主動齒輪 4從動齒輪 5銷釘 6鎖緊瓦 7套筒 8螺釘 9絲杠 10蝸桿 11蝸輪 1 13夾緊瓦 14液壓缸 15活塞 16彈簧 17鋼球 18底座 19光柵 21軸承 JCS013型自動換刀數(shù)控臥式鏜銑床的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺與分度工作臺 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺由電液脈沖馬達(dá) 1驅(qū)動，在它的軸上裝有主動齒輪 3（ z1=22） ,它與從動齒輪 4（ z2=66）相嚙合，
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