数控机床的典型部件.ppt

图9－60　圆柱凸轮步进传动机构工作原理 　　2)转塔头式换刀 　　在使用转塔头式换刀的数控机床的转塔刀架上装有主轴头，转塔转动时更换主轴头实现自动换刀。在转塔各个主轴头上，预先安装有各工序所需的旋转刀具。图9－61所示为数控钻镗铣床，其可绕水平轴转位的转塔自动换刀装置上装有8把刀具，但只有处于最下端 “工作位置”上的主轴与主传动链接通并转动。待该工步加工完毕，转塔按照指令转过一个或几个位置，待完成自动换刀后，再进入下一步的加工。 图9－61　数控钻镗铣床 　　图9－62为卧式八轴转塔头结构。转塔头内均布八根刀具主轴，结构完全相同，前轴承座2连同主轴1作为一个组件整体装卸，便于调整主轴轴承的轴向和径向间隙。按压操纵杆12，通过顶杆14卸下主轴孔内的刀具。由电动机经变速机构、传动齿轮、滑移齿轮4到齿轮13传动主轴。上齿盘5固定在转塔体8上，下齿盘6则固定在转塔底座上。转塔体8由两个推力球轴承7、9支撑在中心液压缸11上，活塞和活塞杆10固定在转塔头底座上。当压力油进入油缸下腔时，转塔头即被压紧在底座上。 图9－62　卧式八轴转塔头结构 　　转塔头的转位过程如图9－63所示。首先由液压拨叉(图中未示出)移动滑移齿轮4（图9－62），使它脱开齿轮13（图9－62），然后压力油经固定活塞杆10（图9－62）中的孔进入中心液压缸11（图9－62）的上腔，使转塔体8（图9－62）抬起，齿盘5（图9－62）和齿盘6（图9－62）脱开。当转塔头体1抬起时，与其连在一起的大齿轮2也上移，与轴4上的齿轮3啮合。当推动转塔头转位液压缸活塞移动时，活塞杆齿条5经齿轮传动轴4，使转塔头转位。 　　同时，轴4下端的小齿轮通过齿轮8、棘爪15、棘轮14、小轴12使杠杆11转动。当转塔头下一个刀具主轴转到工作位置时，杠杆11端部的金属电刷从两同心圆环上的某一组电触点转动，与下一组电触点相接，这样就可识别和记忆转塔头工作主轴的号码，并给机床控制系统发出信号。活塞杆齿条5每次移动，只能使转塔头做一次固定角度的分度运动，因此只适于顺序换刀。当活塞杆齿条5到达行程终点时，固定在齿轮8上并随之转动的挡杆7按压微动开关6，发出信号使转塔头体下降压紧，转塔头定位夹紧时，大齿轮2下降与齿轮3脱开，此时大齿轮2下端面使一微动开关发出信号，使通向齿条油缸的油路换向，齿条活塞杆复位，这时齿轮8上的挡杆7按压微动开关13，发出转塔头转位完毕的信号。液压拨叉重新将滑移齿轮4移到与齿轮13啮合的位置，使在工作位置的刀具主轴接通主运动链。 图9－63　转塔头的转位过程 　　2.带有刀库的自动换刀装置 　　1）　无机械手式自动换刀装置 　　无机械手式自动换刀装置，一般是把刀库放在主轴箱可以运动到的位置，或整个刀库、某一刀位能移动到主轴箱可以到达的位置。同时刀库中刀具的存放方向一般与主轴箱的装刀方向一致。换刀时，由主轴和刀库的相对运动进行换刀动作，利用主轴取走或放回刀具。图9－64为几种无机械手式自动换刀装置的立柱不动式卧式加工中心。 图9－64　几种无机械手式自动换刀装置的立柱不动式卧式加工中心 (a)种类一；(b)种类二；(c)种类三 图9－65　立柱不动式卧式加工中心无机械手式自动换刀装置的换刀过程 (a)步骤一；(b)步骤二；(c)步骤三；(d)步骤四；(e)步骤五；(f)步骤六 　　2）有机械手式自动换刀装置 　　有机械手式自动换刀装置一般由机械手和刀库组成。其刀库的配置，位置及数量的选用要比无机械手的换刀装置灵活得多。它可以根据不同的要求，配置不同形式的机械手，可以是单臂的、双臂的，甚至可以配置一个主机械手和一个辅助机械手的形式。它能够配备多至数百把刀具的刀库。换刀时间可缩短到几秒甚至零点几秒。因此，目前大多数加工中心都装配了有机械手式自动换刀装置。由于刀库位置和机械手换刀动作的不同，其自动换刀装置的结构形式也多种多样。 　 5.2　刀库 　　1.刀库的类型 　　刀库的形式和容量主要是为了满足机床的工艺范围。图9－66所示为常见的几种刀库的结构形式。 图9－66　常见的几种刀库的结构形式 (a)直线刀库；(b)刀具径向布置的圆盘刀库；(c)刀具轴向布置的圆盘刀库； (d)刀具伞状布置的圆盘刀库；(e)刀具多圈布置的圆盘刀库； (f)多层圆盘刀库；(g)多排圆盘刀库；(h)单排链式刀库； (i)加长链条的链式刀库；(j)单面格子箱式刀库；(k)多面格子箱式刀库 　　1）直线刀库 　　直线刀库如图9－66（a）所示，刀具在刀库中直线排列，结构简单，存放刀具数量有限(一般为8～12把)，多用于数控车床，数控钻床也有采用。 　　2）圆盘刀库 　　圆盘刀库如图9－66（b）～（g）所示，其存刀量少则6～8把，多则50～60把，并且有多种形