【正文】 m 聯(lián)軸器的施用轉(zhuǎn)矩 N178。 m 由于本刀庫的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩小且所需轉(zhuǎn)速小所以決定采用較普通的套筒聯(lián)軸器查參考資料 12 表 164 選用 d 16mmⅡ型套筒聯(lián)軸器如圖 31 所示其主要參數(shù)為 28N178。的回轉(zhuǎn)動作接著是插刀動作最后是機(jī)械手的手爪退出換刀位置 完成整個換刀過程機(jī)械手拔刀插刀動作是由一個 3位 4通電磁閥 YV5控制當(dāng) YV5在右位接通時進(jìn)行插刀動作而當(dāng) YV5在左位接通時則實(shí)現(xiàn)拔刀動作機(jī)械手的 180176。角安裝在殼體 3上 5為手臂托可由液壓缸帶動圖中未標(biāo)出機(jī)械手有伸縮回轉(zhuǎn)抓刀松刀等動作 伸縮動作液壓缸圖中未標(biāo)出帶動手臂托架 5 沿主軸軸向移動 回轉(zhuǎn)動作液壓缸 2中的齒條輪通過齒輪帶動回轉(zhuǎn)軸 4轉(zhuǎn)動從而實(shí)現(xiàn)手臂正向和反向 180176。指令后立即自動選刀并使選中的刀具處于換刀位置接到 M06 指令后機(jī)械手動作一方面將主軸上的刀具取下送回刀庫另一方面又將換刀位置的刀具取出裝到主軸上實(shí)現(xiàn)換刀 7 換刀程序編制方法 a 主軸返回參考點(diǎn)和刀庫選刀同時進(jìn)行選好刀具后進(jìn)行換刀 N02 G28 Z0 T02 Z 軸回零選 T02 號刀 N03 M06 換上 T02 號刀 缺點(diǎn)選刀時間大于回零時間時需要占機(jī)選刀 b 在 Z 軸回零換刀前就選好刀 N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直線插補(bǔ)選 T02 號刀 N11 G28 Z0 M06 Z 軸回零換 T02 號刀 N20 G01 Z_ F_ T03 直線插補(bǔ)選 T03 號刀 N30 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 順圓弧插補(bǔ) c 有的加工中心 TH5632 換刀程序與上略不同 N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直線插補(bǔ)選 T02 號刀 N30 G28 Z0 T03 M06 Z 軸回零換 T02 號刀選 T03 號刀 N40 G00 Z1 N50 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 圓弧插補(bǔ) 注對臥式加工中心上面程序的 G28 Z0 應(yīng)為 G28 Y0 刀裝置的控制原理 下面是以在 XKA5032AC 數(shù)控立式升降臺銑床的自動換刀裝置中采用這種上機(jī)械手換刀的工作原理 該機(jī)械手安裝在主軸的左側(cè)面隨同主軸箱一起運(yùn)動機(jī)械手由機(jī)械手臂與45176。換刀 M06 2 選刀和換刀通常分開進(jìn)行 3 為提高機(jī)床利用率選刀動作與機(jī)床加工動作重合 4 換刀指令 M06 必須在用新刀具進(jìn)行切削加工的程序段之前而下一個選刀指令 T 常緊跟在這次換刀指令之后 5 換刀點(diǎn)多數(shù)加工中心規(guī)定在機(jī)床 Z 軸 零點(diǎn) Z0 要求在換刀前用準(zhǔn)備功能指令 G28 使主軸自動返回 Z0 點(diǎn) 6 換刀過程接到 T179。交換刀具位置 6 將更換后的刀具裝入主軸和刀庫 7 分別夾緊主軸和刀庫上的刀具 8 機(jī)械手松開主軸和刀庫上的刀具 9 當(dāng)機(jī)械手松開具后限位開關(guān)發(fā)出換刀完畢的信號主軸自由可以開始加工或其他程序動作 在自動換刀的整個過程中各項(xiàng)運(yùn)動均由限位開關(guān)控制只有前一個動作完成后才能進(jìn)行下一個動作從而保證了運(yùn)動的可靠性 回轉(zhuǎn)軸 4 上的齒輪齒條設(shè)計(jì) 1 回轉(zhuǎn)軸上齒輪采用漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪形式 2 取模數(shù) M 15 初取齒數(shù) z 30 3 下表為齒輪幾何尺寸設(shè)計(jì)的基本參數(shù) 名稱 代號 計(jì)算公式 模數(shù) m 壓力角 分度圓直徑 d D mz 1530 45 齒頂高 齒根高 齒全高 h 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒距 p 齒厚 s 頂隙 c 4 齒條的基本尺寸按外齒輪幾何尺寸的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算 29 自動換刀裝置的相關(guān)技術(shù)要求 停裝置 為了傳遞扭矩在主軸的前端裝有端鍵當(dāng)?shù)毒叩侗b 入錐孔時刀柄上的鍵槽位置必須與該鍵對準(zhǔn)才能裝入當(dāng)機(jī)械手從刀庫取刀時為了確保刀具其后能順利地裝入主軸錐孔中必須使主軸準(zhǔn)確地停在刀具交換位置上同時由于工藝上的需要也必須使主軸準(zhǔn)停在固定位置上這種使主軸端在定位鍵停在固定位置的技術(shù)要求稱為主軸準(zhǔn)停 XKA5032AC 數(shù)控立式升降臺銑床的自動換刀裝置在每次自動裝卸刀具時都必須要求主軸準(zhǔn)確地停止在固定的周向位置上因此可在主軸上安裝電氣控制的主軸準(zhǔn)停裝置以實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)停功能 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)面加工零件時換刀機(jī)械手隨主軸箱一起上下運(yùn)動 2 當(dāng)初裝上換刀機(jī)械手后必須進(jìn)行調(diào)試用手動操縱主式調(diào)整換刀機(jī)械手相對于主軸的位置使用調(diào)整心棒有誤差時可調(diào)整機(jī)械手行程刀庫位置機(jī)械手支座修正主軸坐標(biāo)原點(diǎn)等安裝最大重量刀具時要進(jìn)行多次刀庫到主軸位置的自動交換使機(jī)械手換刀時做到準(zhǔn)確無誤無撞擊 刀程序的編制 1 換刀動作指令選刀 T179。角安裝在殼體 3上 5為手臂托可由液壓缸帶動圖中未標(biāo)出機(jī)械手有伸縮回轉(zhuǎn)抓刀松刀等動作 伸縮動作液壓缸圖中未標(biāo)出帶動手臂托架 5 沿主軸軸向移動 回轉(zhuǎn)動作液壓缸 2中的齒條輪通過齒輪帶動回轉(zhuǎn)軸 4轉(zhuǎn)動從而實(shí)現(xiàn)手臂正向和反向 180176。的回轉(zhuǎn)式單臂雙手機(jī)械手 圖 27 機(jī)械手臂和手爪 2 兩手互相垂直的回轉(zhuǎn)式單臂雙手機(jī)械手 圖 28 單臂雙手機(jī)械手 3 兩手平行的回轉(zhuǎn)式單臂雙手機(jī)械手 4 雙手交叉式機(jī)械手 由于不同的數(shù)控機(jī)床加工中心的刀庫與主軸的相對位置不同所以 各種數(shù)控機(jī)床所使用的換刀機(jī)械手也不盡相同 上圖是兩手互相垂直的回轉(zhuǎn)式單臂雙手機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖 這種機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)是換刀動作可靠換好時間短缺點(diǎn)是刀柄精度要求高結(jié)構(gòu)復(fù)雜聯(lián)機(jī)調(diào)整的相關(guān)精度要求高機(jī)械手離加工區(qū)較近 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換刀裝置因此在 XKA5032AC 數(shù)控立式升降銑床的自動換刀裝置中可采用這種機(jī)械手形式 械手的工作原理 下面是以在 XKA5032AC 數(shù)控立式升降臺銑床的自動換刀裝置中采用這種上機(jī)械手換刀的工作原理 該機(jī)械手安裝在主軸的左 側(cè)面隨同主軸箱一起運(yùn)動機(jī)械手由機(jī)械手臂與45176。 m 12031000N178。 m 其中 09 為外花鍵帶動刀盤回轉(zhuǎn)的傳動效率由于 T＞ [p]MPa 式中 T 轉(zhuǎn)距 N178。 1120 0766 g 許用彎曲應(yīng)力 700542 3794 MPa h 計(jì)算彎曲應(yīng)力 22132 由于 故滿足蝸輪輪齒強(qiáng)度條件 7 計(jì)算蝸桿蝸輪的主要參數(shù) a 分度圓直徑 355 m 31536 1134mm b 中心距 a a 2m 2 [35511342 01349 315]2 74 mm c 蝸桿導(dǎo)程角 8 計(jì)算其他尺寸 a 蝸桿齒頂圓直徑 2 3552315 418 mm 其中為蝸桿齒頂高且 m 315 mm b 蝸輪喉圓直徑 2 1134 11885 mm 其中為蝸輪齒頂高且 101349 08651 mm c 蝸輪外圓直徑 m 11885315 122 mm d 蝸桿齒寬 由于 6 故按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取 64 mm e 蝸輪齒寬 067 28006mm 取 28 mm f 蝸輪齒頂圓弧半徑 m 315 146 mm g 蝸輪齒根圓弧半徑 c 02m 2153 mm h 蝸桿軸向齒厚 2 3152 4948 mm 其中為蝸桿軸向齒距 i 蝸桿法向齒厚 4948 4368 mm j 蝸輪分度圓齒厚 05 4948 mm 9 熱平衡計(jì)算 蝸桿傳動由于效率低所以工作時發(fā)熱量大在閉式傳動中如果產(chǎn)生的熱量不能及時地散逸將因油溫不斷升高而使?jié)櫥拖♂審亩龃竽ゲ翐p失甚至發(fā)生膠合所以必須根據(jù)單位時間內(nèi)的發(fā)熱量等于同時間內(nèi)的散熱量的條件進(jìn)行熱功平衡計(jì)算以保證油溫穩(wěn)定牌規(guī)定的范圍內(nèi) 由于摩擦損耗的功率 1kW 則產(chǎn)生的熱流量單位為 1W 1js 10001W 式中為蝸桿傳遞的功率單位 kW 以自然冷卻方式從箱體外壁散發(fā)到周圍空氣中去的熱流量為 kA W 式中 k 熱導(dǎo)率一般取 k 87～ 環(huán)境空氣流通較差時取較小值否則取較大值 A 傳動 裝置散熱的計(jì)算面積即內(nèi)面被沒浸濺的而外面又被空氣所能冷卻的的箱殼面積 潤滑油的工作溫度一般限制在 60～最高不能超過 80 周圍環(huán)境溫度一般取室溫 20 按熱平衡條件 可求得在既定工作條件下的沒溫為 在繪制傳動裝置結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行熱平衡計(jì)算 009280 00736 kW 取 20 095 k 10 并估算 A 0 006 則 20 8133＞ 由于＞超過最高工作溫度所以必須采取一些散熱措施以提高散熱能力如在傳動箱內(nèi)裝循環(huán)冷卻管路 27 刀庫驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的校核 蝸輪轉(zhuǎn)速 5rmin 所能傳遞的功率為 P 007 Kw 此時刀庫的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為 T 1203N178。105179。 8 36179。 5179。148 29304 MPa 式中 220 MPa 估計(jì)滑動速度 5ms用浸沒潤滑則由 參考文獻(xiàn) 11 P972圖 182 查得滑動速度影響系數(shù) 09 148 其中 60at 60ⅹ 1179。m 其中 n1 3000100 30 rmin b 載荷系數(shù) K 105 c 許用接觸應(yīng)力 220179。 6 36 4 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) m2d1KT2 mm3 a 計(jì)算蝸輪軸轉(zhuǎn)矩 T2 初估傳動效率η 095 則 T2 9549 9549η 9549179。 m 26 刀庫轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的普通圓柱蝸桿傳動的設(shè)計(jì) 刀庫的主運(yùn)動是圓周回轉(zhuǎn)運(yùn)動如圖 25所示直流伺服電動機(jī) 1通過彈性柱銷聯(lián)軸器與諧波傳動減速器 2聯(lián)接減速后驅(qū)動蝸桿 3設(shè)計(jì)刀庫轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的普通圓柱蝸桿傳動 由刀庫轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 己知直流伺服電動機(jī) 1 的功率為 0092KW 轉(zhuǎn)速為 3000RMIN 諧波傳動減速器 2的傳動比為 100傳動效率為 801經(jīng) 2減速后驅(qū)動蝸桿 3蝸桿為主動蝸輪為從動要求傳動此為 6 單向旋轉(zhuǎn)單 班工作制預(yù)計(jì)壽命為 5 年 圖 25 刀庫轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)傳動圖 1 選擇蝸桿傳動類型 根據(jù) GB1008588 的推薦采用漸開線蝸桿 ZI 2 選擇材料 蝸桿采用 45 鋼齒面淬火硬度為 45～ 220 MPa 220 MPa 3 確定主要參數(shù) 蝸桿蝸輪傳動以蝸桿為主動蝸輪為從動為了提高傳動效率取 Z1 6 傳動比取6 單向旋轉(zhuǎn)單工作制預(yù)計(jì)壽命為 5 年則 Z2 Z1179。 m《袖珍機(jī)械師設(shè)計(jì)手冊》 P10781079 庫驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 由于刀庫容量 6下面就以 THK6363型自動換刀數(shù)控鏜銑床的刀庫為設(shè)計(jì)參考查參考資料 14 采用經(jīng)驗(yàn)法初估回轉(zhuǎn)所需轉(zhuǎn)矩 THK6363 型自動換刀數(shù)控鏜銑床的刀庫也是采用軸向放置的鼓盤式刀庫形式其容量為 36 把刀具最大刀具重達(dá) 10kgf 刀庫回轉(zhuǎn)由最大扭矩為 25N178。 2055179。寬179。 主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) 18 主軸轉(zhuǎn)速范圍 rmin 30～ 1500 工作臺進(jìn)給級數(shù) 無級 縱 橫 向 進(jìn) 給 范 圍 mmmin 6～ 3200 垂向進(jìn)給范圍 mmmin 3～ 1600 縱橫向快進(jìn)速度 mmmin 6000 垂向快進(jìn)速度 mmmin 3000 主傳動電動機(jī)功率 kw 75 主傳動電動機(jī)轉(zhuǎn)速 rmin 1440 工作臺最大承載重量 kg 320 主軸最大扭矩 N178。 0015177。寬 mm 320179。XKA5032AC 數(shù)控立式升降臺銑床自動換