数控机床原理与结构分析-第6章-工作台与自动换刀装置课件

第六章工作台与自动换刀装置11/24/20221第六章工作台与自动换刀装置11/22/202216.1．分度工作台6.2．数控回转工作台6.3．刀架换刀装置6.4．刀库自动换刀系统6.5．辅助机构复习与思考题11/24/202226.1．分度工作台11/22/202226.1．分度工作台6.1.1．插销定位的分度工作台6.1.2．齿盘定位的分度工作台6.2．数控回转工作台6.2.1．开环数控工作台6.2.2．闭环数控工作台6.2.3．双导程蜗杆传动分度工作台11/24/202236.1．分度工作台11/22/202236.1.1．插销定位的分度工作台图6－1插销定位分度工作台1－工作台2－转台轴3－六角螺钉4－轴套5、10、14－活塞6－定位套7－定位销8、15－液压缸9－齿轮11－弹簧12、17、18－轴承13－止推螺钉16－管道19－转台座11/24/202246.1.1．插销定位的分度工作台图6－1插销定位分度工作台6.1.2．齿盘定位的分度工作台图6－2齿盘定位分度工作台1－弹簧2、10、11－轴承3－蜗杆4－蜗轮5、6－齿轮7－管道8－活塞9－工作台12－液压缸13、14－齿盘11/24/202256.1.2．齿盘定位的分度工作台图6－2齿盘定位分度工作台2．端面齿盘式分度工作台11/24/202262．端面齿盘式分度工作台11/22/2022611/24/2022711/22/20227图6－3端面齿盘式工作台1、2、15、16－推杆3－下齿盘4－上齿盘5、13－推力轴承6－活塞7－工作台8－齿条活塞9－升降液压缸上腔10－升降液压缸下腔11－齿轮12－齿圈14、17－挡块18－分度液压缸右腔19－分度液压缸左腔20、21－分度液压缸进回油管道22、23－升降液压缸进回油管道11/24/20228图6－3端面齿盘式工作台11/22/202283．多齿盘的特点11/24/202293．多齿盘的特点11/22/202294．多齿盘的分度角度11/24/2022104．多齿盘的分度角度11/22/2022105．带有交换托盘的分度工作台11/24/2022115．带有交换托盘的分度工作台11/22/20221111/24/20221211/22/2022126.2．数控回转工作台6.2.1．开环数控工作台6.2.2．闭环数控工作台6.2.3．双导程蜗杆传动分度工作台11/24/2022136.2．数控回转工作台11/22/2022136.2.1．开环数控工作台11/24/2022146.2.1．开环数控工作台11/22/2022146.2.2．闭环数控工作台11/24/2022156.2.2．闭环数控工作台11/22/20221511/24/20221611/22/2022166.2.3．双导程蜗杆传动分度工作台在数控机床中分度工作台、数控转台都广泛采用蜗杆、蜗轮传动。蜗轮副的啮合侧隙对其分度定位精度影响最大，因此消除蜗轮副的侧隙就成为数控转台的关键问题。一般在要求连续精确分度的机构中(如齿轮加工机床、数控转台等)或为了避免传动机构因承受脉动载荷(如断续铣削)而引起扭转振动的场合往往采用双导程蜗杆，以便调整啮合侧隙到最小限度。双导程蜗杆与普通蜗杆的区别是：双导程蜗杆齿的左、右两侧面具有不同的齿距（导程）；而同一侧面的齿距（导程）则是相等的（图6－5）。11/24/2022176.2.3．双导程蜗杆传动分度工作台在数控机床中分度工作台、11/24/20221811/22/2022186.3．刀架换刀装置6.3.1．自动换刀装置的形式6.3.2．回转刀架换刀装置6.3.3．多主轴转塔头换刀装置6.3.4．排刀式刀架11/24/2022196.3．刀架换刀装置11/22/2022196.3.1．自动换刀装置的形式11/24/2022206.3.1．自动换刀装置的形式11/22/2022206.3.2．回转刀架换刀装置11/24/2022216.3.2．回转刀架换刀装置11/22/20222111/24/20222211/22/2022226.3.3．多主轴转塔头换刀装置11/24/2022236.3.3．多主轴转塔头换刀装置11/22/202223图6－8数控转塔式镗铣床的外观图1、12－齿轮2、3、7－行程开关4、5－液压缸6－蜗轮8－蜗杆9－支架10－鼠牙盘11－槽轮图6－9转塔头换刀装置结构图（1）脱开主轴（2）转塔头抬起（3）转塔头转位（4）转塔头定位压紧（5）主轴传动11/24/202224图6－8数控转塔式镗铣床的外观图1、12－齿轮2、3、76.3.4．排刀式刀架图6－10排刀式刀架布置图11/24/2022256.3.4．排刀式刀架图6－10排刀式刀架布置图11/226.4．刀库自动换刀系统6.4.1．刀库的形式6.4.2．刀具选择形式6.4.3．刀具交换装置6.4.4．机械手结构原理6.4.5．动力刀具的结构11/24/2022266.4．刀库自动换刀系统6.4.1．刀库的形式11/22/26.4.1．刀库的形式11/24/2022276.4.1．刀库的形式11/22/202227a）径向取刀形式b）轴向取刀形式图6－14盘式刀库1．盘式刀库11/24/202228a）径向取刀形式2．链式刀库图6－14方形链式刀库示意图图6－13链式刀库1－刀库2－滚轮3－主动链轮11/24/2022292．链式刀库图6－14方形链式刀库示意图图6－13链图6－15刀套的准停1－定位插销2－定位盘3－链轮4－手爪11/24/202230图6－15刀套的准停11/22/202230图6－16刀库转位机构1、2－齿轮3－蜗杆4－蜗轮5－压盖6－套7－螺母11/24/202231图6－16刀库转位机构11/22/2022313．格子盒式刀库（1）固定型格子盒式刀库（2）非固定型格子盒式刀库图6－18固定型格子盒式刀库1－刀座2－刀具固定板架3－取刀机械手横向导轨4－取刀机械手纵向导轨5－换刀位置刀座6－换刀机械手11/24/2022323．格子盒式刀库（1）固定型格子盒式刀库图6－18固定图6－19非固定型格子盒式刀库l－导向柱2－刀匣提升机构3－机械手4－格子盒式刀库11/24/202233图6－19非固定型格子盒式刀库11/22/2022336.4.2．刀具选择形式1、顺序选择刀具2、任意选择刀具a）刀具编码方式b）刀座编码方式c）编码附件方式11/24/2022346.4.2．刀具选择形式1、顺序选择刀具11/22/202211/24/20223511/22/202235图6-17编码附件方式11/24/202236图6-17编码附件方式11/22/20223611/24/20223711/22/2022376.4.3．刀具交换装置（1）工作台右移（2）主轴箱下降（3）主轴箱上升，刀库回转（4）主轴箱下降（5）主轴箱及主轴带着刀具上升。（6）机床工作台快速向左返回1．利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换图6－18刀库与机床为整体式数控机床1－主轴箱2－主轴3－刀具4－刀库5－工件11/24/2022386.4.3．刀具交换装置（1）工作台右移1．利用刀库与机床主2．采用机械手进行刀具交换图6－19标准刀柄及夹持结构1－键槽2－机械手抓取部位3－刀柄定位部位4－螺孔11/24/2022392．采用机械手进行刀具交换图6－19标准刀柄及夹持结构(1)机械手形式11/24/202240(1)机械手形式11/22/20224011/24/20224111/22/202241(2)手爪形式图6－24钳形机械手手爪图6－25刀库夹爪1－手臂2－锁销3－止退销4－弹簧1－锁销2－顶销3－弹簧5－支点轴6－手爪7－键8－螺钉4－支点轴5－手爪6－挡销11/24/202242(2)手爪形式图6－24钳形机械手手爪(3)机械手结构原理图6－26机械手结构原理图1－液压缸2－支架导向槽3－销轴4－销11/24/202243(3)机械手结构原理图6－26机械手结构原理图11/2(4)机械手的驱动机构11/24/202244(4)机械手的驱动机构11/22/2022446.4.5．动力刀具的结构11/24/2022456.4.5．动力刀具的结构11/22/2022456.5．辅助机构6.5.1．润滑系统6.5.2．冷却系统6.5.3．排屑装置6.5.4．过载保护、超程限位和回机床参考点装置11/24/2022466.5．辅助机构11/22/20224611/24/20224711/22/202247复习与思考题11/24/202248复习与思考题11/22/202248第六章工作台与自动换刀装置11/24/202249第六章工作台与自动换刀装置11/22/202216.1．分度工作台6.2．数控回转工作台6.3．刀架换刀装置6.4．刀库自动换刀系统6.5．辅助机构复习与思考题11/24/2022506.1．分度工作台11/22/202226.1．分度工作台6.1.1．插销定位的分度工作台6.1.2．齿盘定位的分度工作台6.2．数控回转工作台6.2.1．开环数控工作台6.2.2．闭环数控工作台6.2.3．双导程蜗杆传动分度工作台11/24/2022516.1．分度工作台11/22/202236.1.1．插销定位的分度工作台图6－1插销定位分度工作台1－工作台2－转台轴3－六角螺钉4－轴套5、10、14－活塞6－定位套7－定位销8、15－液压缸9－齿轮11－弹簧12、17、18－轴承13－止推螺钉16－管道19－转台座11/24/2022526.1.1．插销定位的分度工作台图6－1插销定位分度工作台6.1.2．齿盘定位的分度工作台图6－2齿盘定位分度工作台1－弹簧2、10、11－轴承3－蜗杆4－蜗轮5、6－齿轮7－管道8－活塞9－工作台12－液压缸13、14－齿盘11/24/2022536.1.2．齿盘定位的分度工作台图6－2齿盘定位分度工作台2．端面齿盘式分度工作台11/24/2022542．端面齿盘式分度工作台11/22/2022611/24/20225511/22/20227图6－3端面齿盘式工作台1、2、15、16－推杆3－下齿盘4－上齿盘5、13－推力轴承6－活塞7－工作台8－齿条活塞9－升降液压缸上腔10－升降液压缸下腔11－齿轮12－齿圈14、17－挡块18－分度液压缸右腔19－分度液压缸左腔20、21－分度液压缸进回油管道22、23－升降液压缸进回油管道11/24/202256图6－3端面齿盘式工作台11/22/202283．多齿盘的特点11/24/2022573．多齿盘的特点11/22/202294．多齿盘的分度角度11/24/2022584．多齿盘的分度角度11/22/2022105．带有交换托盘的分度工作台11/24/2022595．带有交换托盘的分度工作台11/22/20221111/24/20226011/22/2022126.2．数控回转工作台6.2.1．开环数控工作台6.2.2．闭环数控工作台6.2.3．双导程蜗杆传动分度工作台11/24/2022616.2．数控回转工作台11/22/2022136.2.1．开环数控工作台11/24/2022626.2.1．开环数控工作台11/22/2022146.2.2．闭环数控工作台11/24/2022636.2.2．闭环数控工作台11/22/20221511/24/20226411/22/2022166.2.3．双导程蜗杆传动分度工作台在数控机床中分度工作台、数控转台都广泛采用蜗杆、蜗轮传动。蜗轮副的啮合侧隙对其分度定位精度影响最大，因此消除蜗轮副的侧隙就成为数控转台的关键问题。一般在要求连续精确分度的机构中(如齿轮加工机床、数控转台等)或为了避免传动机构因承受脉动载荷(如断续铣削)而引起扭转振动的场合往往采用双导程蜗杆，以便调整啮合侧隙到最小限度。双导程蜗杆与普通蜗杆的区别是：双导程蜗杆齿的左、右两侧面具有不同的齿距（导程）；而同一侧面的齿距（导程）则是相等的（图6－5）。11/24/2022656.2.3．双导程蜗杆传动分度工作台在数控机床中分度工作台、11/24/20226611/22/2022186.3．刀架换刀装置6.3.1．自动换刀装置的形式6.3.2．回转刀架换刀装置6.3.3．多主轴转塔头换刀装置6.3.4．排刀式刀架11/24/2022676.3．刀架换刀装置11/22/2022196.3.1．自动换刀装置的形式11/24/2022686.3.1．自动换刀装置的形式11/22/2022206.3.2．回转刀架换刀装置11/24/2022696.3.2．回转刀架换刀装置11/22/20222111/24/20227011/22/2022226.3.3．多主轴转塔头换刀装置11/24/2022716.3.3．多主轴转塔头换刀装置11/22/202223图6－8数控转塔式镗铣床的外观图1、12－齿轮2、3、7－行程开关4、5－液压缸6－蜗轮8－蜗杆9－支架10－鼠牙盘11－槽轮图6－9转塔头换刀装置结构图（1）脱开主轴（2）转塔头抬起（3）转塔头转位（4）转塔头定位压紧（5）主轴传动11/24/202272图6－8数控转塔式镗铣床的外观图1、12－齿轮2、3、76.3.4．排刀式刀架图6－10排刀式刀架布置图11/24/2022736.3.4．排刀式刀架图6－10排刀式刀架布置图11/226.4．刀库自动换刀系统6.4.1．刀库的形式6.4.2．刀具选择形式6.4.3．刀具交换装置6.4.4．机械手结构原理6.4.5．动力刀具的结构11/24/2022746.4．刀库自动换刀系统6.4.1．刀库的形式11/22/26.4.1．刀库的形式11/24/2022756.4.1．刀库的形式11/22/202227a）径向取刀形式b）轴向取刀形式图6－14盘式刀库1．盘式刀库11/24/202276a）径向取刀形式2．链式刀库图6－14方形链式刀库示意图图6－13链式刀库1－刀库2－滚轮3－主动链轮11/24/2022772．链式刀库图6－14方形链式刀库示意图图6－13链图6－15刀套的准停1－定位插销2－定位盘3－链轮4－手爪11/24/202278图6－15刀套的准停11/22/202230图6－16刀库转位机构1、2－齿轮3－蜗杆4－蜗轮5－压盖6－套7－螺母11/24/202279图6－16刀库转位机构11/22/2022313．格子盒式刀库（1）固定型格子盒式刀库（2）非固定型格子盒式刀库图6－18固定型格子盒式刀库1－刀座2－刀具固定板架3－取刀机械手横向导轨4－取刀机械手纵向导轨5－换刀位置刀座6－换刀机械手11/24/2022803．格子盒式刀库（1）固定型格子盒式刀库图6－18固定图6－19非固定型格子盒式刀库l－导向柱2－刀匣提升机构3－机械手4－格子盒式刀库11/24/202281图6－19非固定型格子盒式刀库11/22/2022336.4.2．刀具选择形式1、顺序选择刀具2、任意选择刀具a）刀具编码方式b）刀座编码方式c）编码附件方式11/24/2022826.4.2．刀具选择形式1、顺序选择刀具11/22/202211/24/20228311/22/202235图6-17编码附件方式11/24/202284图6-17编码附件方式11/22/20223611/24/20228511/22/2022376.4.3．刀具交换装置（1）工作台右移（2）主轴箱下降（3）主轴箱上升，刀库回转（4）主轴箱下降（5）主轴箱及主轴带着刀具上升。（6）机床工作台快速向左返回1．利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换图6－18刀库与机床为整体式数控机床1－主轴箱2－主轴3－刀具4－刀库5－工件11/24/2022866.4