机械制造工程教学教程郭彩芬赵宏平主编3单元工艺系统中的机床演示文稿.pptVIP

2. 刀库-机械手自动换刀系统 （1）刀库形式 1）线型刀库。刀具在刀库中呈直线排列，如图3-49所示。该形 式刀库结构简单，容量小，一般可容纳8~12把刀具。此形式多 见于自动换刀数控车床。 2）链式刀库。链式刀库结构紧凑，刀库容量大，链环的形状可 根据机床的布局设计成各种形状，同时也可将换刀位突出以便 于换刀。 3）圆盘刀库 4）箱形刀库 3.5 数控机床 3.5 数控机床 图3-49　线型刀库 3.5 数控机床 图3-50　链式刀库 3.5 数控机床 图3-51　圆盘刀库 3.5 数控机床 图3-52　 箱形刀库 （2）刀具交换方式 1）无机械手换刀。由刀库和机床主轴的相对运动实现刀具交换。换刀时，必须首先将用过的刀具送回刀库，然后再从刀库中取出所需刀具。这两个动作不可能同时进行，因此换刀时间长，但省去了结构复杂的换刀机械手，换刀可靠性较高。 2）机械手换刀。该方式具有较大的灵活性，选刀和换刀动作可同时进行。如图3-53所示，整个换刀动作包括a、b、c、d各图所示的钩手、抱手、伸缩手和权手动作。这几种机械手能够完成抓刀、拔刀、换刀、插刀以及复位等全部动作。为了防止刀具掉落，各机械手的活动爪都必须带有自锁结构。 3.5 数控机床 3.5 数控机床 图3-53　 双臂机械手换刀结构 图3-27　TH6350主轴箱结构图 3.5 数控机床 2）通过带传动的主传动 这种传动主要应用在小型数控机床上，可克服齿轮传动引 起的振动与噪声，但只能适用于低扭矩特性要求的主轴。电动 机本身的调速能够满足变速要求，不用齿轮变速。常用的传动 带有同步齿形带（图3-28）和多楔带。 齿形带传动具有如下优点：齿形带兼有带传动、齿轮传动及 链传动的优点，无相对滑动，无需特别张紧，传动效率高；平 均传动比准确，传动精度较高；有良好的减振性能，无噪声， 无需润滑，传动平稳；带的强度高、厚度小、质量轻，故可用 于高速传动。 3.5 数控机床 图3-28　同步齿形带传动 3.5 数控机床 3）由调速电动机直接驱动的主传动 由调速电动机直接驱动的主传动由两种类型：一种是主轴 电动机输出轴通过精密联轴器直接与主轴连接，其优点是结构 紧凑，传动效率高，但主轴转速的变化及转矩的输出完全受电 动机的限制，随着主轴电动机性能的提高，这种形式越来越多 地被采用；另一种类型如图3-25c）所示，主轴与电动机转子合 为一体，称为内装电动机主轴，即电主轴。这种主传动方式大 大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效提高了主轴部件的刚 度，主轴转速高，但主轴输出扭矩小，电动机发热对主轴的精 度影响较大。图3-29为一种高速电主轴的结构简图。 3.5 数控机床 图3-29　高速电主轴的组成 3.5 数控机床 图3-30　MJ-50数控车床传动系统图 3.5 数控机床 图3-31　XKA5750数控铣床传动链示意图 3.5 数控机床 3. 数控机床的主轴部件 （1）主轴端部结构和主轴支承 1）主轴端部结构。 3.5 数控机床 图3-32　主轴端部的结构形式 2）主轴支承。数控机床主轴支承根据主轴部件对转速、承载能 力、回转精度等性能要求采用不同种类的轴承。中小型数控机 床（如车床、铣床、加工中心、磨床）等的主轴部件多采用滚 动轴承；重型数控机床采用液体静压轴承；高精度数控机床 （如坐标磨床）采用气体静压轴承；转速达（2~10） ×104r/min的主轴可采用磁力轴承或陶瓷滚珠轴承。 ① 适应高刚度要求的轴承配置形式 ② 适应高速度要求的轴承配置形式 3.5 数控机床 图3-33　适应高刚度要求的数控机床主轴轴承配置形式 3.5 数控机床 3.5 数控机床 图3-34　适应高速度要求的数控机床主轴轴承配置形式 图3-36　MJ-50数控车床主轴箱结构简图 3.5 数控机床 （2）刀具自动装卸装置、切屑清除装置和主轴准停装置 1）刀具自动装卸装置 2）切屑清除装置 3）主轴准停装置。具有自动换刀装置的数控机床，主轴部件设 有准停装置，其作用是使主轴每次都能准确地停止在固定的周 向位置上，这样主轴上的端面键才能对准刀夹上的键槽，同时 使每次换刀时刀夹与主轴的相对位置不变，提高刀具的重复安 装精度，以保证孔加工时尺寸精度的稳定性。主轴准停装置有 机械式和电气式两种。 3.5 数控机床 3.5 数控机床 图3-37　数控铣镗床主轴部件 3.5 数控机床 图3-38　主轴机械准停装置工作原理图 3.5 数控机床 图3-39　主轴电气准停装置工作原理图 3.5.3 数控机床的伺服进给系统 1. 数控机床进给传动的特点 1）摩擦阻力小。在数控机床进给系统中，普遍采用滚珠丝杆螺母副、静压丝杠螺母副