【正文】 壓缸； 15交流伺服電機； 16換擋齒輪圖 23ZHSK63加工中心主軸內(nèi)部刀具夾緊機構(gòu) 數(shù)控機床的進給系統(tǒng)一、數(shù)控機床對進給系統(tǒng)的要求為確保數(shù)控機床進給系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性，在設(shè)計機械傳動裝置時，應(yīng)滿足如下要求。 數(shù)控機床的進給系統(tǒng)圖 24 滾珠絲杠螺母副2. 滾珠絲杠螺母副的特點（ 1）傳動效率高，摩擦損失小。因此，功率消耗只相當于常規(guī)絲杠螺母副的 1/4～ 1/3。（ 3）運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高。（ 5）磨損小，使用壽命長。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求也高，故制造成本高。 數(shù)控機床的進給系統(tǒng) 數(shù)控機床的進給系統(tǒng)3. 滾珠絲杠螺母副的參數(shù)。滾珠與螺紋滾道在理論接觸狀態(tài)時，包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑，它是滾珠絲杠螺母副的特征尺寸。在螺紋滾道法向剖面內(nèi)，滾珠球心與滾道接觸點的連線和螺紋軸線的垂直線間的夾角 .此外還有絲杠螺紋大徑 d、絲杠螺紋小徑 d滾珠直徑 db、螺母螺紋大徑 D、螺母螺紋小徑 D滾道圓弧偏心距 e以及滾道圓弧半徑 R等參數(shù)。（ 1） 螺紋滾道型面的形狀及其主要尺寸。在圖 26中，滾珠與滾道型面接觸點法線與絲杠軸線的垂直線間夾角稱為接觸角 β。如圖 26(a)所示。如圖 26(b)所示。目前國內(nèi)外生產(chǎn)的滾珠絲杠螺母副，可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩類。 數(shù)控機床的進給系統(tǒng) 數(shù)控機床的進給系統(tǒng) 數(shù)控機床的進給系統(tǒng)（ 3）滾珠絲杠螺母副軸向間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力的方法。應(yīng)用這一方法來消除軸向間隙時需要注意以下兩點：① 通過預(yù)緊力產(chǎn)生預(yù)拉變形，以減小彈性變形所引起的位移，該預(yù)緊力不能過大，否則會引起驅(qū)動力矩增大、傳動效率降低和使用壽命縮短。 數(shù)控機床的進給系統(tǒng)常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有以下 3種。 4內(nèi)齒圈； 3單螺母 圖 211 齒差調(diào)隙式 數(shù)控機床的進給系統(tǒng)各種滾珠絲杠螺母副預(yù)緊方式及其特點，見表 22。滾珠絲杠螺母副的精度等級為 10級精度，代號分別為 10。滾珠絲杠副的精度包括各元件的精度和裝配后的綜合精度，其中包括導(dǎo)程誤差、絲杠大徑對螺紋軸線的徑向圓跳動、絲杠和螺母表面粗糙度、有預(yù)加載荷時螺母安裝端面對絲杠螺紋軸線的圓跳動、有預(yù)加載荷時螺母安裝直徑對絲杠螺紋軸線的徑向圓跳動以及滾珠絲杠名義直徑尺寸變動量等。 數(shù)控機床的進給系統(tǒng) (5) 滾珠絲杠副的標注方法 滾珠絲杠副的型號根據(jù)其結(jié)構(gòu)、規(guī)格、精度和螺紋旋向等特征按下列格式編寫。循環(huán)方式代號見表 21，預(yù)緊方式代號見表 22。螺旋旋向為左、右旋，只標左旋代號為 LH，右旋不標。 數(shù)控機床的進給系統(tǒng)滾珠絲杠及螺母零件圖上螺紋尺寸的標注方法見圖 213。 (a)滾珠螺母尺寸的標注 (b)滾珠絲杠尺寸的標注 圖 213 滾珠絲杠副尺寸的標注 (6) 滾珠絲杠副在機床上的安裝方式 (1)支承方式 滾珠絲杠的支承方式有以下幾種：① 一端裝推力 軸 承， 見圖 214a。 ② 一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承，見圖 214b。 ④ 兩端裝推力軸承及深溝球軸承，見圖 214d。潤滑劑可分為潤滑油及潤滑脂兩大類。潤滑脂可采用鋰基油脂。(1)密封圈密封圈裝在滾珠螺母的兩端。(2)防護罩防護罩能防止塵土及硬性雜質(zhì)等進入滾珠絲杠。 數(shù)控機床的進給系統(tǒng) 數(shù)控機床用導(dǎo)軌 導(dǎo)軌按運動軌跡可分為直線運動導(dǎo)軌和圓周運動導(dǎo)軌；按工作性質(zhì)又分為主運動導(dǎo)軌、進給運動導(dǎo)軌和調(diào)整導(dǎo)軌；按受力情況又分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。數(shù)控機床常用的導(dǎo)軌按其接觸面間摩擦性質(zhì)的不同可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。在數(shù)控機床上常用的滑動導(dǎo)軌有液體靜壓導(dǎo)軌、氣體靜壓導(dǎo)軌和貼塑導(dǎo)軌。在兩導(dǎo)軌工作面間通入具有一定壓力的潤滑油，形成靜壓油膜，使導(dǎo)軌工作面間處于純液態(tài)摩擦狀態(tài)，摩擦系數(shù)極低。在兩導(dǎo)軌工作面間通入具有恒定壓力的氣體，使兩導(dǎo)軌面形成均勻分離，以得到高精度的運動。在動導(dǎo)軌的摩擦表面上貼上一層由塑料等其他化學(xué)材料組成的塑料薄膜軟帶。滾動導(dǎo)軌的最大優(yōu)點是摩擦系數(shù)小，一般為～ 近年來數(shù)控機床愈來愈多地采用由專業(yè)廠家生產(chǎn)的直線滾動導(dǎo)軌副或滾動導(dǎo)軌塊。 數(shù)控機床用導(dǎo)軌 如圖 216所示為一種滾動導(dǎo)軌塊組件，其特點是剛度高、承載能力大、導(dǎo)軌行程不受限制。每一導(dǎo)軌上使用導(dǎo)軌塊的數(shù)量可根據(jù)導(dǎo)軌的長度和負載的大小確定。數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架動作的要求是刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位和刀架夾緊。1－活塞 2－刀架體 7－齒輪 4－齒圈 5－空套齒輪 6－活塞 8－齒條 9－固定插銷 10－活動插銷 11－推桿 12－觸頭 圖 217 數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架 自動換刀裝置 回轉(zhuǎn)刀架的全部動作由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進行控制，它的動作分為 4個步驟：(1) 刀架抬起。同時，活塞桿下端的端齒離合器與空套齒輪 5結(jié)合。當?shù)都芴鸷?，壓力油?c孔進入轉(zhuǎn)位液壓缸左腔，活塞 6向右移動，通過連接板帶動齒條 8移動，使空套齒輪 5作逆時針方向轉(zhuǎn)動?；钊男谐虘?yīng)等于齒輪 5分度圓周長的 1/6，并由限位開關(guān)控制。刀架轉(zhuǎn)位之后，壓力油從 b孔進入壓緊液壓缸上腔，活塞 1帶動刀架體 2下降。刀架體 2下降時，定位活動插銷 10與另一個固定插銷 9卡緊，同時齒輪 3與齒圈 4的錐面接觸，刀架在新的位置定位并夾緊。 (4) 轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位。 如果定位和夾緊動作正常，推桿 11與相應(yīng)的觸頭 12接觸，發(fā)出信號表示換刀過程已經(jīng)結(jié)束，可以繼續(xù)進行切削加工。在轉(zhuǎn)塔的各個主軸頭上，預(yù)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，各種主軸頭依次轉(zhuǎn)到加工位置，并接通主運動，使相應(yīng)的主軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)，而其他處于不同加工位置的主軸都與主運動脫開。轉(zhuǎn)塔頭上徑向分布著八根結(jié)構(gòu)完全相同的主軸 1，主軸的回轉(zhuǎn)運動由齒輪 15輸入。由于活塞桿和活塞口固定在底座上，因此中心液壓缸 13帶著由兩個推力軸承 9和 11支承的轉(zhuǎn)塔刀架 10抬起，鼠齒盤 7和 8脫離嚙合。轉(zhuǎn)位結(jié)束后，壓力油進入中心液壓缸 13的下腔使轉(zhuǎn)塔頭下降，鼠齒盤 7和 8重新嚙合，實現(xiàn)了精確的定位。最后通過液壓撥叉撥動移動齒輪 6，使它與新?lián)Q上的主軸齒輪 15嚙合。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。 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。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)控機床多采用刀庫式自動換刀裝置。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準的刀柄上，在進行尺寸預(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行選刀，并由刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具。常見的刀庫形式有 3種，即盤形刀庫，鏈式刀庫，格子箱刀庫等。如圖220所示為自動換刀數(shù)控立式車床示意圖。(2) 刀庫下降，將用過的刀具從刀架中拔出。(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。 自動換刀裝置 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。 自動換刀裝置 自動換刀裝置 圖 221 JCS013型自 動換 刀機床的自 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，為換刀做好準備。接著下一工步開始，其第一個指令是換刀，機械手架回轉(zhuǎn) 180176。(3) 卸刀機械手前伸，抓住主軸上已用過的 T05號刀具。(5) 卸刀機械手縮回原位。 自動換刀裝置 (7) 機械手架后移，將 T09號刀具插入主軸。(9) 機械手架回轉(zhuǎn) 180176。(10) 機械手架由橫梁帶動下降，找第二排刀套鏈，卸刀機械手將 T05號刀具插回 T05號刀套中。(12) 刀套鏈反轉(zhuǎn)，把 T09號刀套送到換刀位置，同時機械手架上升至最高位置，為下面工步的換刀做好準備。轉(zhuǎn)塔頭 5上有兩個刀具主軸 3和，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) 180? ，即完成換刀工作。刀具的交換方式通常分為由刀庫與機床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換和采用機械手交換刀具兩類。 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 機械手的刀具交換裝置采用機械手進行刀具交換應(yīng)用最為廣泛，在各種類型的機械手中，雙臂機械手集中地體現(xiàn)了以上的優(yōu)點。 自動換刀裝置 圖 224 雙臂機械手常用機構(gòu) 自動換刀裝置 如圖 225所示是雙刀庫機械手換刀裝置圖 225 雙刀庫機械手換刀裝置 自動換刀裝置 根據(jù)各類機床的需要，自動換刀數(shù)控機床所使用的刀具的刀柄有圓柱形和圓錐形兩種。如圖 226所示是常用的兩種刀柄結(jié)構(gòu)。圖 227 各種形式的機械手 自動換刀裝