1、模塊二模塊二 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)本章講述的內(nèi)容本章講述的內(nèi)容 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)概述數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)概述 主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件 進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)部件進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)部件 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和工作臺(tái)面自動(dòng)交換裝置回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和工作臺(tái)面自動(dòng)交換裝置 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置 其它輔助裝置其它輔助裝置 T I A N J I NT I A N J I N中德培訓(xùn)中心刀庫主軸X軸軸Y軸軸Z軸軸操作顯示單元機(jī)械手主軸的作用主軸的作用 支撐安裝其上的旋支撐安裝其上的旋轉(zhuǎn)零部件及傳遞扭矩轉(zhuǎn)零部件及傳遞扭矩 進(jìn)給部件：進(jìn)給部件： 其作用是在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下完成直線其作用是在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下完成直

2、線運(yùn)動(dòng)的定位、進(jìn)給。運(yùn)動(dòng)的定位、進(jìn)給。下圖是滾珠絲杠、聯(lián)軸節(jié)的實(shí)物照片。下圖是滾珠絲杠、聯(lián)軸節(jié)的實(shí)物照片。 自動(dòng)換刀裝置：自動(dòng)換刀裝置： 數(shù)控車床的轉(zhuǎn)塔刀架、數(shù)控車床的轉(zhuǎn)塔刀架、加工中心的刀庫及換刀機(jī)加工中心的刀庫及換刀機(jī)構(gòu)，能夠使構(gòu)，能夠使工件一次裝夾工件一次裝夾后不用再拆卸工件后不用再拆卸工件就可完就可完成多工序的加工。成多工序的加工。 位置檢測(cè)裝置：位置檢測(cè)裝置： 完成位置信號(hào)的完成位置信號(hào)的反饋反饋，反饋精度決定了反饋精度決定了機(jī)床的加機(jī)床的加工精度工精度。以下是：。以下是： 光電編碼器、直線光柵光電編碼器、直線光柵尺、圓光柵、位置傳感器尺、圓光柵、位置傳感器等位置檢測(cè)元件等位置檢測(cè)元

3、件 。 機(jī)床的總體布局直接影響到機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性能。合理選機(jī)床的總體布局直接影響到機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性能。合理選擇機(jī)床布局，不但可以使機(jī)械結(jié)構(gòu)更擇機(jī)床布局，不但可以使機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、合理、經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單、合理、經(jīng)濟(jì)，而，而且能提高且能提高機(jī)床剛度、改善機(jī)床受力機(jī)床剛度、改善機(jī)床受力情況，提高熱穩(wěn)定性和操情況，提高熱穩(wěn)定性和操作性能，使機(jī)床滿足數(shù)控化的要求。作性能，使機(jī)床滿足數(shù)控化的要求。 如：在數(shù)控機(jī)床上采用如：在數(shù)控機(jī)床上采用斜床身布局斜床身布局，可以改善受力情況，可以改善受力情況，提高床身的剛度，提高操作性能。在高速加工機(jī)床上，則通提高床身的剛度，提高操作性能。在高速加工機(jī)床上，則通過采用過采用固定門式

4、立柱（立式機(jī)床）固定門式立柱（立式機(jī)床）、“箱中箱箱中箱”（臥式機(jī)床）（臥式機(jī)床）等特殊的布局型式，以最大限度地降低運(yùn)動(dòng)部件的等特殊的布局型式，以最大限度地降低運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量質(zhì)量，提，提高機(jī)床部件的高機(jī)床部件的快進(jìn)速度和加速度快進(jìn)速度和加速度，以滿足高速加工的需要。，以滿足高速加工的需要。（1）不同布局適應(yīng)不同的）不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重量工件形狀、尺寸及重量 數(shù)控銑床數(shù)控銑床四種布局方四種布局方案適應(yīng)的工件重量、案適應(yīng)的工件重量、尺寸不同。尺寸不同。a）適應(yīng)較輕工；）適應(yīng)較輕工；b）適應(yīng)較大尺寸工件；）適應(yīng)較大尺寸工件；c）適應(yīng)較重工件；）適應(yīng)較重工件；d）適應(yīng)更重更大工件。）適

5、應(yīng)更重更大工件。 （2）不同布局有不同的）不同布局有不同的運(yùn)動(dòng)分配及工藝范圍運(yùn)動(dòng)分配及工藝范圍 數(shù)控鏜銑床的三種布局方數(shù)控鏜銑床的三種布局方案：案：a）主軸立式布置主軸立式布置，上下運(yùn)動(dòng)，上下運(yùn)動(dòng)，對(duì)工件頂面進(jìn)行加工；對(duì)工件頂面進(jìn)行加工；b）主軸臥式布置主軸臥式布置，加工工作臺(tái)，加工工作臺(tái)上上分度工作臺(tái)分度工作臺(tái)的配合，可加的配合，可加工工件多個(gè)側(cè)面；工工件多個(gè)側(cè)面；c）在（）在（b）基礎(chǔ)上再增加一個(gè)）基礎(chǔ)上再增加一個(gè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，可完成工件上更數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，可完成工件上更多內(nèi)容的加工。多內(nèi)容的加工。 （3）不同布局有不同的）不同布局有不同的機(jī)床結(jié)構(gòu)性能機(jī)床結(jié)構(gòu)性能數(shù)控臥式鏜銑床中：數(shù)控臥式鏜銑床中：

6、（a）、（）、（b）為）為T形床身布局形床身布局，工作臺(tái)支承于床身，剛度好，工作臺(tái)支承于床身，剛度好，工作臺(tái)承載能力強(qiáng)；工作臺(tái)承載能力強(qiáng)；(c)、(d)工作臺(tái)為工作臺(tái)為十字形布局十字形布局，（c）主軸箱懸掛于單立柱一）主軸箱懸掛于單立柱一側(cè)，使立柱受偏載；側(cè)，使立柱受偏載； (d)主軸箱裝在框式立柱中間，主軸箱裝在框式立柱中間，對(duì)稱布局，受力后變形小，對(duì)稱布局，受力后變形小，有利于提高加工精度有利于提高加工精度。（4）不同布局影響不同布局影響機(jī)床操作方便程度機(jī)床操作方便程度 數(shù)控車床的四種不同布局方案，數(shù)控車床的四種不同布局方案，（a）為）為水平床身水平床身-水平滑板水平滑板，床身工藝性好，便

7、于導(dǎo)軌面的，床身工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工，下部空間小，故排屑困難，刀架水平放置加大了機(jī)加工，下部空間小，故排屑困難，刀架水平放置加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸；床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸；4）不同布局影響機(jī)床操作方便程度不同布局影響機(jī)床操作方便程度（b）傾斜床身傾斜床身-傾斜滑板傾斜滑板，排屑亦較方便，中小規(guī)格的數(shù)控車，排屑亦較方便，中小規(guī)格的數(shù)控車床其床身的傾斜度以床其床身的傾斜度以60為宜；為宜；（c）水平床身水平床身-傾斜滑板傾斜滑板，具有水平床身工藝性好，寬度方向，具有水平床身工藝性好，寬度方向的尺寸小，且排屑方便，是臥式數(shù)控車床的最佳布局形式。的尺寸小，且排屑方便，是臥式數(shù)控車床的最佳布局

8、形式。 結(jié)構(gòu)的剛度直接影響結(jié)構(gòu)的剛度直接影響機(jī)床的精度和動(dòng)態(tài)性能機(jī)床的精度和動(dòng)態(tài)性能。機(jī)床的剛度主要決定于組成機(jī)械系統(tǒng)的部件質(zhì)量、機(jī)床的剛度主要決定于組成機(jī)械系統(tǒng)的部件質(zhì)量、剛度、阻尼、固有頻率以及負(fù)載激振頻率等。剛度、阻尼、固有頻率以及負(fù)載激振頻率等。 提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度主要措施有：改善機(jī)械部分提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度主要措施有：改善機(jī)械部分構(gòu)件；利用平衡機(jī)構(gòu)補(bǔ)償部件變形；改善構(gòu)件間的構(gòu)件；利用平衡機(jī)構(gòu)補(bǔ)償部件變形；改善構(gòu)件間的連接形式；連接形式；縮短傳動(dòng)鏈縮短傳動(dòng)鏈，適當(dāng)加大傳動(dòng)軸，對(duì)軸承，適當(dāng)加大傳動(dòng)軸，對(duì)軸承和滾珠絲杠等傳動(dòng)部件進(jìn)行預(yù)緊等等。和滾珠絲杠等傳動(dòng)部件進(jìn)行預(yù)緊等等。 高速轉(zhuǎn)動(dòng)零部件的動(dòng)

9、態(tài)不平衡力與切削產(chǎn)生的振動(dòng)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)零部件的動(dòng)態(tài)不平衡力與切削產(chǎn)生的振動(dòng)，是引起機(jī)床振動(dòng)的主要原因。是引起機(jī)床振動(dòng)的主要原因。 提高數(shù)控機(jī)床抗振性的主要措施有：提高數(shù)控機(jī)床抗振性的主要措施有：（1）對(duì)機(jī)床高速轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)部件，特別是主軸部件進(jìn)行）對(duì)機(jī)床高速轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)部件，特別是主軸部件進(jìn)行動(dòng)平衡動(dòng)平衡，對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行消隙處理，減少機(jī)床激振力；，對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行消隙處理，減少機(jī)床激振力；（2）提高機(jī)械部件的靜態(tài)剛度和固有頻率，避免共）提高機(jī)械部件的靜態(tài)剛度和固有頻率，避免共振；振；（3）在機(jī)床結(jié)構(gòu)大件中充填）在機(jī)床結(jié)構(gòu)大件中充填阻尼材料阻尼材料，在大件表面，在大件表面噴涂阻尼涂層抑制振動(dòng)等。噴涂阻尼涂層抑制

10、振動(dòng)等。 引起機(jī)床熱變形的主要原因是機(jī)床內(nèi)部熱源發(fā)熱，引起機(jī)床熱變形的主要原因是機(jī)床內(nèi)部熱源發(fā)熱，摩擦以及切削產(chǎn)生的發(fā)熱。摩擦以及切削產(chǎn)生的發(fā)熱。 減少機(jī)床熱變形的措施主要有：減少機(jī)床熱變形的措施主要有：（1）采用伺服電動(dòng)機(jī)和主軸電動(dòng)機(jī)、變量泵等采用伺服電動(dòng)機(jī)和主軸電動(dòng)機(jī)、變量泵等低能低能耗耗執(zhí)行元件，減少熱量的產(chǎn)生；執(zhí)行元件，減少熱量的產(chǎn)生；（2）簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，減少傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸，采用，減少傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸，采用低摩擦系數(shù)低摩擦系數(shù)的的導(dǎo)軌和軸承，減少摩擦發(fā)熱；導(dǎo)軌和軸承，減少摩擦發(fā)熱；（3）采用采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)，使部件均勻受熱；，使部件均勻受熱；（4）

11、改善改善散熱條件散熱條件、增加隔、增加隔熱措施、對(duì)發(fā)熱部件（如：電柜、絲桿、油箱等）進(jìn)熱措施、對(duì)發(fā)熱部件（如：電柜、絲桿、油箱等）進(jìn)行行強(qiáng)制冷卻，吸收熱量，避免溫升強(qiáng)制冷卻，吸收熱量，避免溫升；（5）對(duì)切削部對(duì)切削部分采用分采用高壓、大流量高壓、大流量冷卻系統(tǒng)冷卻等等。冷卻系統(tǒng)冷卻等等。 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度和穩(wěn)定性，不僅和數(shù)控系統(tǒng)的分機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度和穩(wěn)定性，不僅和數(shù)控系統(tǒng)的分辨率、伺服系統(tǒng)的精度的穩(wěn)定性有關(guān)，而且還在很大辨率、伺服系統(tǒng)的精度的穩(wěn)定性有關(guān)，而且還在很大程度上取決于程度上取決于機(jī)械傳動(dòng)的精度機(jī)械傳動(dòng)的精度。傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度、間。傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度、間隙、摩擦死區(qū)、非線性環(huán)節(jié)都對(duì)機(jī)床的精度和穩(wěn)

12、定性隙、摩擦死區(qū)、非線性環(huán)節(jié)都對(duì)機(jī)床的精度和穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響。產(chǎn)生很大的影響。 減小運(yùn)動(dòng)部件的減小運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量質(zhì)量，采用，采用低摩擦系數(shù)低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌和的導(dǎo)軌和軸承以及滾珠絲桿副、靜壓導(dǎo)軌、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、塑軸承以及滾珠絲桿副、靜壓導(dǎo)軌、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌等料滑動(dòng)導(dǎo)軌等高效執(zhí)行部件高效執(zhí)行部件，可以減少系統(tǒng)的摩擦阻，可以減少系統(tǒng)的摩擦阻力，提高運(yùn)動(dòng)精度，避免力，提高運(yùn)動(dòng)精度，避免低速爬行低速爬行。縮短傳動(dòng)鏈縮短傳動(dòng)鏈，對(duì)，對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行消隙，對(duì)軸承和滾珠絲杠進(jìn)行預(yù)緊，可傳動(dòng)部件進(jìn)行消隙，對(duì)軸承和滾珠絲杠進(jìn)行預(yù)緊，可以減消機(jī)械系統(tǒng)的間隙和非線性影響，提高機(jī)床的運(yùn)以減消機(jī)械系統(tǒng)的間隙

13、和非線性影響，提高機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度和穩(wěn)定性。動(dòng)精度和穩(wěn)定性。課題二課題二 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件 一一 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求：數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求： 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)是指數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)是指數(shù)控機(jī)床的主軸運(yùn)動(dòng)傳數(shù)控機(jī)床的主軸運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)系統(tǒng)，是機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)之一，其精度決定了零件，是機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)之一，其精度決定了零件的加工精度。的加工精度。 1.1.具有較大的調(diào)速范圍并實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速：具有較大的調(diào)速范圍并實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速：數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)要求有較大的調(diào)速范圍，以保證加工時(shí)的主傳動(dòng)系統(tǒng)要求有較大的調(diào)速范圍，以保證加工時(shí)能選用能選用合理的切削用

14、量合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。工精度和表面質(zhì)量。 2.2.具有較高的精度和剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低。具有較高的精度和剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低。 3.3.具有良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。具有良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。 a b c帶的結(jié)構(gòu)形式帶的結(jié)構(gòu)形式 (a)多楔帶多楔帶;(b)同步齒形帶同步齒形帶 主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的小型數(shù)小型數(shù)控機(jī)床控機(jī)床上。可以避免由齒輪傳動(dòng)所引起的振動(dòng)和上。可以避免由齒輪傳動(dòng)所引起的振動(dòng)和噪聲。適用于噪聲。適用于高速低轉(zhuǎn)矩高速低轉(zhuǎn)矩特性的主軸，常用有特性的主軸，常用有多多楔帶楔帶和

15、和同步齒形帶同步齒形帶。同步齒形帶的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)同步齒形帶的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng) 同步齒形帶傳動(dòng)是一種綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)同步齒形帶傳動(dòng)是一種綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)方式，帶型有梯形齒和圓弧齒。優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)方式，帶型有梯形齒和圓弧齒。 直接驅(qū)動(dòng)式直接驅(qū)動(dòng)式 滑移齒輪滑移齒輪 液壓撥叉帶動(dòng)液壓撥叉帶動(dòng)滑移齒輪實(shí)現(xiàn)變滑移齒輪實(shí)現(xiàn)變速。速。 電磁離合器是靠電磁離合器是靠磁力吸引，增加片磁力吸引，增加片間摩擦力，或者使間摩擦力，或者使其鑲?cè)臊X內(nèi)，來傳其鑲?cè)臊X內(nèi)，來傳遞扭力。遞扭力。 圖圖2-3為無集電環(huán)為無集電環(huán)摩擦片式電磁離合器。摩擦片式電磁離合器。 連接件連接件2和套筒和套筒3是是輸入輸出端輸入輸

16、出端，即通電后，即通電后2與與3連在一起運(yùn)動(dòng)，斷連在一起運(yùn)動(dòng)，斷電后，電后，2、3各自獨(dú)立轉(zhuǎn)各自獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)。主軸軸承常見的支撐形式主軸軸承常見的支撐形式 (a)形式一；形式一；(b)形式二；形式二；(c)形式三形式三 1 1）前支撐采用雙）前支撐采用雙列短圓柱滾子軸承和列短圓柱滾子軸承和6060角接觸雙列向心推角接觸雙列向心推力球軸承組合，后支撐力球軸承組合，后支撐采用成對(duì)向心推力球軸采用成對(duì)向心推力球軸承。可承。可提高主軸的綜合提高主軸的綜合剛度剛度，滿足，滿足強(qiáng)力切削強(qiáng)力切削的的要求。普遍用于要求。普遍用于各類數(shù)各類數(shù)控機(jī)床主軸控機(jī)床主軸。前支承前支承后支承后支承 2）前支撐采用）前支撐

17、采用高精高精度雙列向心推力球軸承度雙列向心推力球軸承。 能承受能承受徑向、雙向軸向徑向、雙向軸向負(fù)載，組配使用能滿足剛度負(fù)載，組配使用能滿足剛度要求，并能方便的消除要求，并能方便的消除軸向軸向和徑向間隙和徑向間隙對(duì)其預(yù)緊。對(duì)其預(yù)緊。 這種軸承允許主軸的最這種軸承允許主軸的最高轉(zhuǎn)速較高，可達(dá)高轉(zhuǎn)速較高，可達(dá)4000rmin，但承載能力小，適于，但承載能力小，適于高速、輕載、高精密高速、輕載、高精密的數(shù)控的數(shù)控機(jī)床主軸。機(jī)床主軸。在立式、臥式加在立式、臥式加工中心上得到廣泛應(yīng)用，工中心上得到廣泛應(yīng)用， 主軸軸承常見的支撐形式主軸軸承常見的支撐形式 (a)形式一；形式一；(b)形式二；形式二；(c)

18、形式三形式三 前支承前支承后支承后支承主軸軸承常見的支撐形式主軸軸承常見的支撐形式 (a)形式一；形式一；(b)形式二；形式二；(c)形式三形式三 前支承前支承后支承后支承 3 3）前后支撐分別采）前后支撐分別采用用雙列和單列圓錐滾雙列和單列圓錐滾子軸承子軸承。 徑向和軸向剛度高徑向和軸向剛度高，能承受重載荷（尤其較能承受重載荷（尤其較強(qiáng)的動(dòng)載荷），容易消強(qiáng)的動(dòng)載荷），容易消除除間隙和預(yù)緊間隙和預(yù)緊，其安裝、，其安裝、調(diào)整性能好，但限制了調(diào)整性能好，但限制了主軸轉(zhuǎn)速和精度，因此主軸轉(zhuǎn)速和精度，因此可用于可用于中等精度、低速、中等精度、低速、重載重載的數(shù)控機(jī)床的主軸。的數(shù)控機(jī)床的主軸。 機(jī)床采用

19、的是機(jī)床采用的是724724號(hào)錐柄刀具，錐柄的尾號(hào)錐柄刀具，錐柄的尾端安裝有拉釘，拉桿通端安裝有拉釘，拉桿通過過4 4個(gè)鋼球拉住拉釘?shù)陌紓€(gè)鋼球拉住拉釘?shù)陌疾郏沟毒咴谥鬏S錐孔槽，使刀具在主軸錐孔內(nèi)定位及夾緊。內(nèi)定位及夾緊。 機(jī)床執(zhí)行換刀指令，機(jī)機(jī)床執(zhí)行換刀指令，機(jī)械手從主軸拔刀時(shí)，主軸需械手從主軸拔刀時(shí)，主軸需松開刀具。這時(shí)，液壓缸上松開刀具。這時(shí)，液壓缸上腔通壓力油，活塞推動(dòng)拉桿腔通壓力油，活塞推動(dòng)拉桿向下移動(dòng)，使碟形彈簧壓縮，向下移動(dòng)，使碟形彈簧壓縮，鋼球進(jìn)入主軸錐孔上端的槽鋼球進(jìn)入主軸錐孔上端的槽內(nèi)，刀柄尾部的拉釘被松開，內(nèi)，刀柄尾部的拉釘被松開，機(jī)械手拔刀。機(jī)械手拔刀。1刀架；刀架；2

20、拉釘；拉釘；3主軸；主軸；4拉桿；拉桿；5碟形彈簧；碟形彈簧；6活塞；活塞；7液壓缸；液壓缸；8、10行程開關(guān)；行程開關(guān)；9壓縮空氣管接頭；壓縮空氣管接頭；11彈簧；彈簧；12鋼球；鋼球；13端面鍵端面鍵1刀架；刀架；2拉釘；拉釘；3主軸；主軸；4拉桿；拉桿；5碟形彈簧；碟形彈簧；6活塞；活塞；7液壓缸；液壓缸；8、10行程開關(guān)；行程開關(guān)；9壓縮空氣管接頭；壓縮空氣管接頭；11彈簧；彈簧；12鋼球；鋼球；13端面鍵端面鍵1刀桿；刀桿；2主軸；主軸；3鋼球；鋼球；4噴氣頭；噴氣頭；5套筒；套筒；6、8碟形彈簧；碟形彈簧；7拉桿；拉桿；9定向凸輪；定向凸輪；10定向定向開關(guān)擋塊；開關(guān)擋塊；11活塞

21、活塞 六、主軸的準(zhǔn)停裝置六、主軸的準(zhǔn)停裝置主軸準(zhǔn)停換刀示意圖主軸準(zhǔn)停換刀示意圖 又稱為又稱為主軸定位主軸定位功能，這是自動(dòng)換刀功能，這是自動(dòng)換刀所必需的功能。在自所必需的功能。在自動(dòng)換刀的鏜銑加工中動(dòng)換刀的鏜銑加工中心上，心上，切削的轉(zhuǎn)矩切削的轉(zhuǎn)矩通通常是通過常是通過刀桿的端面刀桿的端面鍵鍵來傳遞的，這就要來傳遞的，這就要求求主軸具有準(zhǔn)確定位主軸具有準(zhǔn)確定位于圓周上特定角度的于圓周上特定角度的功能功能。 主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔示意圖主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔示意圖 當(dāng)加工階梯孔當(dāng)加工階梯孔或精鏜孔后退刀時(shí)，或精鏜孔后退刀時(shí)，為防止刀具與小階為防止刀具與小階梯孔碰撞或拉毛已梯孔碰撞或拉毛已精加工的孔

22、表面，精加工的孔表面，必須必須先讓刀，再退先讓刀，再退刀，刀，因此，刀具就因此，刀具就必須具有必須具有定位功能定位功能。 六、主軸的準(zhǔn)停裝置六、主軸的準(zhǔn)停裝置1 1）機(jī)械準(zhǔn)停控制）機(jī)械準(zhǔn)停控制 采用機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)或采用機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)或光電盤方式進(jìn)行粗定位，光電盤方式進(jìn)行粗定位，然后有一個(gè)液動(dòng)或氣動(dòng)的然后有一個(gè)液動(dòng)或氣動(dòng)的定位銷插入主軸上的銷孔定位銷插入主軸上的銷孔或銷槽實(shí)現(xiàn)精確定位，完或銷槽實(shí)現(xiàn)精確定位，完成換刀后定位銷退出，主成換刀后定位銷退出，主軸才開始旋轉(zhuǎn)。軸才開始旋轉(zhuǎn)。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在早期數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在早期數(shù)控機(jī)床上使用較多。控機(jī)床上使用較多。典型的典型的V形槽輪定位盤機(jī)械形槽輪定位盤機(jī)械準(zhǔn)

23、停原理示意圖準(zhǔn)停原理示意圖 六、主軸的準(zhǔn)停裝置六、主軸的準(zhǔn)停裝置1）當(dāng)執(zhí)行準(zhǔn)停指令時(shí)，首先）當(dāng)執(zhí)行準(zhǔn)停指令時(shí)，首先發(fā)出發(fā)出降速信號(hào)降速信號(hào)，主軸箱自動(dòng)，主軸箱自動(dòng)改變傳動(dòng)路線，使主軸以設(shè)改變傳動(dòng)路線，使主軸以設(shè)定的低速運(yùn)轉(zhuǎn)。定的低速運(yùn)轉(zhuǎn)。2）延時(shí)數(shù)秒后，）延時(shí)數(shù)秒后，接通無觸點(diǎn)接通無觸點(diǎn)開關(guān)開關(guān)，當(dāng)定位盤上的感應(yīng)片，當(dāng)定位盤上的感應(yīng)片（接近體）對(duì)準(zhǔn)無觸點(diǎn)開關(guān)（接近體）對(duì)準(zhǔn)無觸點(diǎn)開關(guān)時(shí)，發(fā)出時(shí)，發(fā)出準(zhǔn)停信號(hào)準(zhǔn)停信號(hào)，立即使，立即使主軸電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)并斷開主軸主軸電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)并斷開主軸傳動(dòng)鏈，此時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)鏈，此時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)與主傳動(dòng)件依慣性繼續(xù)空轉(zhuǎn)；主傳動(dòng)件依慣性繼續(xù)空轉(zhuǎn)；3）在經(jīng)過短暫延時(shí)，）在

24、經(jīng)過短暫延時(shí)，接通接通壓力油壓力油，定位液壓缸動(dòng)，定位液壓缸動(dòng)作，活塞帶動(dòng)定位滾子作，活塞帶動(dòng)定位滾子壓緊定位盤壓緊定位盤的外表面，的外表面，當(dāng)主軸帶動(dòng)定位盤慢速當(dāng)主軸帶動(dòng)定位盤慢速旋轉(zhuǎn)至旋轉(zhuǎn)至V形槽對(duì)準(zhǔn)定位滾形槽對(duì)準(zhǔn)定位滾子時(shí)，滾子進(jìn)入槽內(nèi)，子時(shí)，滾子進(jìn)入槽內(nèi)，使主軸準(zhǔn)確停止，同時(shí)使主軸準(zhǔn)確停止，同時(shí)限位開關(guān)限位開關(guān)LS2信號(hào)有效信號(hào)有效，表明，表明主軸準(zhǔn)停動(dòng)作主軸準(zhǔn)停動(dòng)作完完成。成。4）這里）這里L(fēng)S1為為準(zhǔn)停釋放準(zhǔn)停釋放信號(hào)信號(hào)。采用這種準(zhǔn)停方。采用這種準(zhǔn)停方式，必須要有一定的邏式，必須要有一定的邏輯互鎖，即當(dāng)輯互鎖，即當(dāng)LS2信號(hào)信號(hào)有效時(shí)，才能進(jìn)行有效時(shí)，才能進(jìn)行換刀換刀動(dòng)作動(dòng)作；只

25、有在；只有在LS1信號(hào)信號(hào)有效后，才能啟動(dòng)主軸有效后，才能啟動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。準(zhǔn)停。準(zhǔn)停控制通常由數(shù)控系統(tǒng)所控制通常由數(shù)控系統(tǒng)所配的可編程控制器完成配的可編程控制器完成。2 2）電氣準(zhǔn)停控制）電氣準(zhǔn)停控制永久磁鐵與磁傳感器在永久磁鐵與磁傳感器在主軸上的位置主軸上的位置 六、主軸的準(zhǔn)停裝置六、主軸的準(zhǔn)停裝置編碼器主軸準(zhǔn)停控制原理圖編碼器主軸準(zhǔn)停控制原理圖 n編碼器主軸準(zhǔn)停控制編碼器主軸準(zhǔn)停控制 六、主軸的準(zhǔn)停裝置六、主軸的準(zhǔn)停裝置接觸式密封接觸式密封 (a)油氈圈密封；油氈圈密封；(b)耐油橡膠密封圈密封耐油橡膠密封圈密封 非接觸式密封非接觸式密封(a)形式一；形式一；(b)形

26、式二；形式二；(c)形式三形式三 八、故障排除八、故障排除n1、故障現(xiàn)象：、故障現(xiàn)象：加工中心主軸定位不良，引發(fā)換刀過程發(fā)生加工中心主軸定位不良，引發(fā)換刀過程發(fā)生中斷。中斷。n分析及處理過程：分析及處理過程：（1）開始時(shí)，出現(xiàn)的次數(shù)不多，重新開機(jī)后又能工作，但故）開始時(shí)，出現(xiàn)的次數(shù)不多，重新開機(jī)后又能工作，但故障反復(fù)出現(xiàn)。障反復(fù)出現(xiàn)。（2）經(jīng)在故障出現(xiàn)后，對(duì)機(jī)床進(jìn)行仔細(xì)觀察后，發(fā)現(xiàn)故障的）經(jīng)在故障出現(xiàn)后，對(duì)機(jī)床進(jìn)行仔細(xì)觀察后，發(fā)現(xiàn)故障的真正原因是真正原因是主軸在定向后發(fā)生位置偏移，主軸在定向后發(fā)生位置偏移，且主軸在定位且主軸在定位后如用手碰一下，主軸會(huì)產(chǎn)生相反方向的漂移。后如用手碰一下，主軸會(huì)產(chǎn)生相反方向的漂移。（3）檢查電氣單元無任