【正文】 排屑裝置是一種具有獨立功能的部件，它的工作可靠性和自動化程度，隨著數(shù)控機床。在數(shù)控車床和磨床上的切屑中往往混合著切削液，排屑裝置從其中分離出切屑，并將它們送入切屑收集箱（車）內(nèi)，而切削液則被回收到冷卻液箱。因此，迅速而有效地排除切屑，對數(shù)控機床加工而言是十分重要的，而排屑裝置正是完成這項工作的一種數(shù)控機床的必備附屬裝置。這些切屑堆占加工區(qū)域，如果不及時排除，必將會覆蓋或纏繞在工件和刀具上，使自動加工無法繼續(xù)進行。此外，它不能進行任意角度的分度運動。因此，目前除廣泛用于數(shù)控機床外，還用在各種加工和測量裝置中。齒盤式分度工作臺和其他分度工作臺相比，具有重復定位精度高、定位剛性好和結(jié)構簡單等優(yōu)點。外齒輪12作順時針回轉(zhuǎn)90o時，其上擋塊21又壓推桿22，微動開關C的觸頭又被壓緊，外齒輪12就停止轉(zhuǎn)動而回到原始位置。當分度工作臺下降時，推桿8受壓，使推桿9左移，于是微動開關D的觸頭被壓緊，使電磁換向閥B的電磁鐵斷電，壓力油從管道18進入分度液壓缸右腔19，齒條活塞17左移，左腔16的油液從管道15流回油箱。管道4中的節(jié)流閥用來限制工作臺的下降速度，保護齒面不受沖擊。（3）分度工作臺下降，并定位壓緊。當外齒輪12開始回轉(zhuǎn)時，其上的擋塊21就離開推桿22，微動開關C的觸頭松開，通過互鎖電路，使電磁閥的電磁鐵不準通電，始終保持工作臺處于抬升狀態(tài)。當齒條活塞17向右移動時，與它嚙合的外齒輪12便作逆時針方向回轉(zhuǎn)，由于外齒輪12與內(nèi)齒輪11已經(jīng)嚙合，分度工作臺也隨著一起回轉(zhuǎn)相應的角度。（2）工作臺回轉(zhuǎn)分度?；钊?上移時，通過推力軸承5使分度工作臺1也向上抬起，齒盤6和7脫離嚙合（上齒盤6固定在工作臺1上，下齒盤7固定在底座上）。當需要分度時，數(shù)控裝置發(fā)出分度指令（也可用手壓按鈕進行手動分度）。齒盤是保證分度精度的關鍵零件，每個齒盤的端面均加工有數(shù)目相同的三角形齒（z=120或180），兩個齒盤嚙合時，能自動確定周向和徑向的相對位置。8型轉(zhuǎn)塔式坐標臥式鉆床的齒盤分度工作臺，圖744為分度工作臺的液壓系統(tǒng)圖，圖745為分度工作臺的結(jié)構圖。3s）。齒盤分度機構的向心多齒嚙合，應用了誤差平均原理，因而能夠獲得較高的分度精度和定心精度（分度精度為177。圖743 定位銷式分度工作臺2. 齒盤式分度工作臺齒盤式分度工作臺是數(shù)控機床和其他加工設備中應用很廣的一種分度裝置。定位銷和定位孔襯套的制造精度和裝配精度都要求很高，且均需具有很高的硬度，以提高耐磨性，保證足夠的使用壽命。這種分度方式的分度精度主要由定位銷和定位孔的尺寸精度及位置精度決定，最高可達177。1. 定位銷式分度工作臺這種工作臺的定位分度主要靠定位銷和定位孔來實現(xiàn)。由于結(jié)構上的原因，通常分度工作臺的分度運動只限于某些規(guī)定的角度（如90o、60o或45o等）。因此，需要在實際測量工作臺靜態(tài)定位誤差之后，確定需要補償?shù)慕嵌任恢煤脱a償脈沖的符號（正向或反向），記憶在補償回路中，由數(shù)控裝置進行誤差補償。這種數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的驅(qū)動系統(tǒng)采用開環(huán)系統(tǒng)，其定位精度主要取決于蝸桿蝸輪副的運動精度，雖然采用高精度的五級蝸桿蝸輪副，并用雙螺距蝸桿實現(xiàn)無間隙傳動，但還不能滿足機床的定位精度（177。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺可作任意角度的回轉(zhuǎn)或分度，由光柵19進行讀數(shù)控制。回轉(zhuǎn)工作臺的導軌面由大型滾柱軸承支承，并由圓錐滾子軸承21和雙列圓柱滾子軸承20保持準確的回轉(zhuǎn)中心。當回轉(zhuǎn)工作臺需要回轉(zhuǎn)時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使液壓缸上腔油液流回油箱。蝸輪11下部的內(nèi)、外兩面均裝有加緊瓦12和13。調(diào)整完畢后，再擰緊鎖緊螺釘8，把鎖緊瓦6壓緊在絲杠9上，使其不能再作轉(zhuǎn)動。因此，可用軸向移動蝸桿的方法來消除蝸桿10和蝸輪11的齒側(cè)間隙。從動齒輪4與蝸桿10用楔形的拉緊銷釘5來連接，這種連接方式能消除軸與套的配合間隙?，F(xiàn)以JCS013型自動換刀數(shù)控臥式鏜銑床的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺為例介紹如下，見圖742。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度完全由控制系統(tǒng)決定。當接到控制系統(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，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)。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，從外形看來和通用機床的分度工作臺沒有多大差別，但在結(jié)構上則具有一系列的特點。第五節(jié) 數(shù)控機床的輔助裝置一、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的功用有兩個：一是使工作臺進行圓周進給運動，二是工作臺進行分度運動。6. 雙臂端面夾緊式機械手這種機械手只是在夾緊部位上與前幾種不同。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”裝入機床主軸。其中一個機械手從主軸上取下“舊刀”送回刀庫，另一個機械手由刀庫取出“新刀”裝入機床主軸，見圖741d。圖741c右邊的一種機械手在抓取或?qū)⒌毒咚腿氲稁旒爸鬏S時，兩臂可伸縮。3. 雙臂回轉(zhuǎn)式機械手這種機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。2. 單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機械手這種機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。法蘭盤夾持結(jié)構（740b）適用于鉗式機械手裝夾，這是由于法蘭盤的兩邊可以同時伸出鉗口，因此在使用中間輔助機械手時能夠方便的將刀具從一個機械手傳遞給另一個機械手。V形槽夾持結(jié)構（圖740a）適用于圖738的各種機械手，這是由于機械手爪的形狀和V形槽能很好的吻合。為了使機械手能可靠地抓取刀具，刀柄必須有合理的夾持部分，而且應當盡可能使刀柄標準化。還由于刀庫分設兩處使布局較為合理。由于雙臂回轉(zhuǎn)機械手（圖738a、b、c）的動作比較簡單，而且能夠同時抓取和裝卸機床主軸和刀庫中的刀具，因此換刀時間可以進一步縮短。這幾種機械手能夠完成抓刀、拔刀、回轉(zhuǎn)、插刀以及返回等全部動作。在刀庫遠離機床主軸的換刀裝置中，除了機械手以外，還帶有中間搬運裝置。圖737 利用刀庫及機床本身運動進行自動換刀的數(shù)控機床1工件 2刀具 3主軸 4主軸箱 5刀庫2. 刀庫機械手的刀具交換裝置采用機械手進行刀具交換的方式應用的最為廣泛，這是因為機械手換刀有很大的靈活性，而且可以減少換刀時間。它的選刀和換刀由三個坐標軸的數(shù)控定位系統(tǒng)來完成，因而每交換一次刀具，工作臺和主軸箱就必須沿著三個坐標軸作兩次來回的運動，因而增加了換刀時間。圖737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例。刀具的交換方式和它們的具體結(jié)構對機床生產(chǎn)率和工作可靠性有著直接的影響。圖736 機械手和轉(zhuǎn)塔頭配合刀庫換刀的自動換刀過程1刀庫 2換刀機械手 4刀具主軸 5轉(zhuǎn)塔頭 6工件 7工作臺三、刀具交換裝置數(shù)控機床的自動換刀裝置中，實現(xiàn)刀庫與機床主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為刀具交換裝置。當用一個刀具主軸上的刀具進行加工時，可由機械手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)180o，即完成了換刀工作。3. 用機械手和轉(zhuǎn)塔頭配合刀庫進行換刀的自動換刀裝置這種自動換刀裝置實際是轉(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736所示。圖735 JCS013型自動換刀機床的自動換刀過程(1) 開始換刀前狀態(tài)：主軸正在用T05號刀具進行加工，裝刀機械手已抓住下一工步需用的T09號刀具，機械手架處于最高位置，為換刀做好了準備；(2) 上一工步結(jié)束，機床立柱后退，主軸箱上升，使主軸處于換刀位置。換刀過程可用圖735中a~i的分圖所示實例加以說明。2. 用機械手在刀庫與主軸之間換刀的自動換刀裝置這是目前用的最普遍的一種自動換刀裝置，其布局結(jié)構多種多樣，JCS013型自動換刀數(shù)控臥式鏜銑床所用換刀裝置即為一例。例如，圖734為自動換刀數(shù)控立式車床的示意圖，刀庫7固定在橫梁4的右端，它可作回轉(zhuǎn)以及上下方向的插刀和拔刀運動。所以帶刀庫的自動換刀裝置特別適用于數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜銑床和加工中心，其換刀形式很多，以下介紹幾種典型換刀方式。因而能夠滿足精密加工的要求。常見的刀庫形式有三種：①盤形刀庫，②鏈式刀庫，③格子箱刀庫。在進行刀具交換之后，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放入刀庫。帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)由刀庫和刀具交換機構組成，它是多工序數(shù)控機床上應用最廣泛的換刀方法。圖733 動力刀架二、帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)由于回轉(zhuǎn)刀架、轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝置容納的刀具數(shù)量不能太多，滿足不了復雜零件的加工需要。刀架采用端齒盤作為分度定位元件，刀架轉(zhuǎn)位由三相異步電機驅(qū)動，電機內(nèi)部帶有制動機構，刀位由二進制絕對編碼器識別，并可雙向轉(zhuǎn)位和任意刀位就近選刀。刀盤上既可以安裝各種非動力輔助刀夾（車刀夾、鏜刀夾、彈簧夾頭、莫氏刀柄），夾持刀具進行加工，還可安裝動力刀夾進行主動切削，配合主機完成車、銑、鉆、鏜等各種復雜工序，實現(xiàn)加工程序自動化、高效化。為了保證主軸的剛度，主軸的數(shù)目必須加以限制，否則將會使尺寸大為增加。但因為在轉(zhuǎn)塔上分布著許多回轉(zhuǎn)主軸部件，使結(jié)構更為復雜。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。為了改善主軸結(jié)構的裝配工藝性，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。在壓力油的作用下，轉(zhuǎn)塔頭被壓緊，轉(zhuǎn)位液壓缸退回原位。然后壓力油進入轉(zhuǎn)位液壓缸，推動活塞齒條，再經(jīng)過中間齒輪使大齒輪5與轉(zhuǎn)塔刀架體10一起回轉(zhuǎn)45o，將下一工序的主軸轉(zhuǎn)到工作位置。當數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令時，通過液壓撥叉（圖中未示出）將移動齒輪6與齒輪15脫離嚙合，同時在中心液壓缸13的上腔通壓力油。圖732為臥式八軸轉(zhuǎn)塔頭。在轉(zhuǎn)塔的各個主軸頭上，預先安裝有各工序所需要的旋轉(zhuǎn)刀具，當發(fā)出換刀指令時，各種主軸頭依次地轉(zhuǎn)到加工位置，并接通主運動，使相應的主軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)，而其它處于不同加工位置的主軸都與主運動脫開。2. 轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝置一般數(shù)控機床常采用轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝置。這種刀架在經(jīng)濟型數(shù)控車床及臥式車床的數(shù)控化改造中得到廣泛的應用。譯碼裝置由發(fā)信體1電刷114組成，電刷13負責發(fā)信，電刷14負責位置判斷。刀架體7轉(zhuǎn)動時帶著電刷座10轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)到程序指定的刀號時，定位銷15在彈簧的作用下進入粗定位盤6的槽中進行粗定位，同時電刷13接觸導體使電機1反轉(zhuǎn)，由于粗定位槽的限制，刀架體7不能轉(zhuǎn)動，使其在該位置垂直落下，刀架體7和刀架底座5上的端面齒嚙合實現(xiàn)精確定位。轉(zhuǎn)位套9用銷釘與蝸輪絲杠4聯(lián)接，隨蝸輪絲杠一同轉(zhuǎn)動，當端面齒完全脫開，轉(zhuǎn)位套正好轉(zhuǎn)過160176。當蝸輪開始轉(zhuǎn)動時，由于加工在刀架底座5 和刀架體7 上的端面齒處在嚙合狀態(tài)，且蝸輪絲杠軸向固定，這時刀架體7 抬起。當換刀指令發(fā)出后，小型電機1起動正轉(zhuǎn)，通過平鍵套筒聯(lián)軸器2使蝸桿軸3轉(zhuǎn)動，從而帶動蝸輪4轉(zhuǎn)動。為完成上述動作要求，要有相應的機構來實現(xiàn)，下面就以WZD4型刀架（圖731）為例說明其具體結(jié)構。由于車削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，對于數(shù)控車床來說，加工過程中刀尖位置不進行人工調(diào)整，因此更有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構，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定位精度（~）?；剞D(zhuǎn)刀架上分別安裝著四把、六把或更多的刀具，并按數(shù)控裝置的指令換刀。圖730是軸向壓簧錯齒調(diào)整法，其特點是齒側(cè)隙可以自動補償，但軸向尺寸較大，結(jié)構不緊湊。墊片厚度的增減量Δt可以用下式計算： Δt＝Δcosβ式中 Δ——齒側(cè)間隙； β——斜齒輪的螺旋角。裝配時，將墊片厚度增加或減少Δt，然后再用螺母擰緊。圖729是墊片錯齒調(diào)整法，薄片齒輪由平鍵和軸連接，互相不能相對回轉(zhuǎn)。彈簧的拉力使薄片齒輪錯位，即兩個薄片齒輪的左右齒面分別緊貼在寬齒輪齒槽的左右齒面上，從而消除了齒側(cè)間隙。齒輪1的端面還有另外四個通孔，凸耳8可以在其中穿過。圖728為圓柱薄片齒輪可調(diào)拉簧錯齒調(diào)整結(jié)構。(3) 雙向薄齒輪錯齒調(diào)整法采用這種消除齒側(cè)隙的一對嚙合齒輪中，其中一個是寬齒輪，另一個由兩相同齒數(shù)的薄片齒輪套裝而成，兩薄片齒輪可相對回轉(zhuǎn)。但如增大圓錐面的角度，則將使嚙合條件惡化。在加工齒輪1和2時，將假想的分度圓柱面改變成帶有小錐度的圓錐面，使其齒厚在齒輪的軸向稍有變化（其外形類似于插齒刀）。電機1是通過偏心軸套2裝到殼體上，通過轉(zhuǎn)動偏心軸套的轉(zhuǎn)角，就能夠方便地調(diào)整兩嚙合齒輪的中心距，從而消除了圓柱齒輪正、反轉(zhuǎn)時的齒側(cè)隙。以下介紹的幾種消除齒輪傳動中側(cè)隙的措施，都是在實踐中行之有效的。因此必須采取措施消除齒輪傳動中的間隙，以提高數(shù)控機床進給系統(tǒng)的驅(qū)動精度。防護罩的形式有錐形套管、伸縮套管、也有折迭式（手風琴式）的塑料或人造革防護罩，也有用螺旋式彈簧鋼帶制成的防護罩連接在滾珠絲杠的支承座及滾珠螺母的端部，防護罩的材料必須具有防腐蝕及耐油的性能。非接觸式的密封圈系用聚氯乙烯等塑料制成，其內(nèi)孔形狀與絲杠螺紋滾道相反，并略有間隙，非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈。接觸式的彈性密封圈系用耐油橡皮或尼龍等材料制成，其內(nèi)孔制成與絲杠螺紋滾道相配合的形狀。滾珠絲杠副常用防塵密封圈和防護罩。潤滑脂可采用鋰基油脂。潤滑劑可分為潤滑油及潤滑脂兩大類。超越離合器有時也用作滾珠絲杠的制動裝置。此時步進電機接受控制機的指令脈沖后，將旋轉(zhuǎn)運動通過液壓扭矩放大器及減速齒輪傳動，帶動滾珠絲杠副轉(zhuǎn)換為主軸箱的立向（垂直）移動。圖725 數(shù)控臥式銑鏜主軸箱進給絲杠的制動裝置示意圖圖725所示為數(shù)控臥式銑鏜床主軸箱進給絲杠的制動裝置示意圖。這種結(jié)構方式可使絲杠的溫度變形轉(zhuǎn)化為推力軸承的預緊力，但設計時要求提高推力軸承的承載能力和支架剛度。④ 兩端裝推力軸承及深溝球軸承，見圖724d。③兩端裝推力軸承，見圖724c。當滾珠絲杠較長時，一端裝推力軸承固定外，另一自由端裝深溝球軸承。這種安裝方式只適用于短絲杠，它的承載能力小、軸向剛度低，一般用于數(shù)控機床的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)或升降臺式數(shù)控機床的立向（垂直）坐標中。因此，螺母座應有加強肋，以減少受力后的變形，螺母座與床身的接觸面積宜大，其連接螺釘?shù)膭偠纫矐撸ㄎ讳N要緊密配合，不能松動?！癎Q”為滾珠絲