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1、第二节第二节 数控机床主传动系统及主轴部件数控机床主传动系统及主轴部件第三节第三节 数控机床的进给系统数控机床的进给系统第四节第四节 数控机床回转工作台数控机床回转工作台第五节第五节 数控加工使用的刀具及自动换刀系统数控加工使用的刀具及自动换刀系统第六节第六节 数控加工用辅助装置数控加工用辅助装置第五章第五章 数控机床的结构数控机床的结构第一节第一节 数控机床的结构要求数控机床的结构要求一、一、数控加工使用的刀具数控加工使用的刀具二、二、自动换刀系统自动换刀系统第五节数控加工使用的刀具及自动换刀第五节数控加工使用的刀具及自动换刀系统系统一、数控加工使用的刀具一、数控加工使用的刀具数数控控机机床
2、床所所用用刀刀具具的的标标准准化化和和系系列列化化、编编程程前前刀刀具具的选用以及加工前刀具的预调整等都尤为重要。的选用以及加工前刀具的预调整等都尤为重要。数数控控机机床床能能否否发发挥挥其其最最大大效效益益，数数控控加加工工用用刀刀具具的的正确选择和使用成为非常重要的因素。正确选择和使用成为非常重要的因素。用用回回转转型型刀刀具具的的数数控控加加工工，使使用用的的刀刀具具类类型型繁繁多多，但但通通常常都都是是由由连连接接主主轴轴刀刀柄柄、中中间间接接杆杆和和适适用用刀刀具具三部分组成。三部分组成。回转型标准的连接主轴刀柄与主轴孔大回转型标准的连接主轴刀柄与主轴孔大多数是锥度为多数是锥度为7:
3、247:24的锥面。如图。的锥面。如图。为为了了便便于于适适用用的的标标准准化化刀刀具具在在加加工工前前对对其其轴轴向向尺尺寸寸进进行行预预调调整整和和加加工工不不同同零零件件时时便便于于快快速速更更换换，可可采采用用可可调调整整长长度度的的中间接杆。如图。中间接杆。如图。二、自动换刀系统二、自动换刀系统 为为了了进进一一步步减减少少非非切切削削时时间间，数数控控机机床床正正朝朝着着在在一一台台数数控控机机床床的的一一次次装装夹夹中中完完成成多多工工序序加加工工的的方方向向发发展，展，这这类类机机床床必必须须带带有有自自动动换换刀刀系系统统，通通常常称称为为数数控控加加工中心机床，简称加工中心
4、。工中心机床，简称加工中心。自自动动换换刀刀系系统统应应当当满满足足换换刀刀时时间间短短、刀刀具具重重复复定定位位精精度度高高、足足够够的的刀刀具具储储存存量量、刀刀库库占占地地面面积积小小以以及及安全可靠等基本要求。安全可靠等基本要求。1 1、自动换刀装置的形式、自动换刀装置的形式各各类类数数控控机机床床的的自自动动换换刀刀装装置置的的结结构构取取决决于于机机床床的的型式、工艺范围及刀具的种类和数量等。型式、工艺范围及刀具的种类和数量等。这种装置主要可以分为以下几种形式：这种装置主要可以分为以下几种形式：（1 1）回转刀架换刀）回转刀架换刀这是一种最简单的自动换刀装置。这是一种最简单的自动换
5、刀装置。回回转转刀刀架架在在结结构构上上必必须须具具有有良良好好的的强强度度和和刚刚性性，以以承受粗加工时的切削抗力，承受粗加工时的切削抗力，且且更更有有必必要要选选择择可可靠靠的的刀刀具具定定位位方方案案和和合合理理的的定定位位结结构构，以以保保证证回回转转刀刀架架在在每每次次转转位位之之后后，具具有有尽尽可可能高的重复定位精度。能高的重复定位精度。回回转转刀刀架架的的全全部部动动作作由由液液压压系系统统通通过过电电磁磁换换向向阀阀和和顺顺序序阀阀进进行行控控制制，它的动作分为四个步骤，如图：它的动作分为四个步骤，如图：1)1)刀架抬起，刀架抬起，2 2）刀架转位，）刀架转位，3 3）刀架压
6、紧，）刀架压紧，4 4）转位油缸复位。）转位油缸复位。（2 2）主轴头转位换刀）主轴头转位换刀在在带带有有旋旋转转刀刀具具的的数数控控机机床床中中，使使主主轴轴头头转转位位是是一一种种比比较较简简单单的的换换刀刀方式。如图。方式。如图。车车削削加加工工中中心心要要求求在在已已完完成成加加工工的的回回转转表表面面上上再再加加工工出出一一些些小小平平面面、凹凹槽槽、钻钻孔孔和和螺螺纹纹等等，在在一一次次装装夹夹中全部加工。中全部加工。要要求求转转塔塔头头能能在在各各个个工工位位提提供供多多种种轴轴线线的的回回转转运运动动，如如图为十工位转塔头。图为十工位转塔头。较较先先进进的的转转塔塔头头的的转转
7、位位时时间间可可以以小小于于1s1s，重重复复定定位位精精度度为为0.002mm0.002mm。（3 3）带刀库的自动换刀系统）带刀库的自动换刀系统带带刀刀库库的的自自动动换换刀刀系系统统由由刀刀库库和和刀刀具具交交换换机机构构组组成成，目目前前它它是是加加工工中中心机床上应用最广泛的换刀方法。心机床上应用最广泛的换刀方法。为为了了缩缩短短换换刀刀时时间间，还还出出现现了了另另一一种种带带刀刀库库的的多多主主轴换刀系统，如图。轴换刀系统，如图。2 2、刀库及刀具的选择方式、刀库及刀具的选择方式 （1 1）刀库）刀库 刀刀库库是是自自动动换换刀刀装装置置中中最最主主要要的的部部件件之之一一，其其
8、容容量、布局及具体结构对数控机床的设计有很大的影响。量、布局及具体结构对数控机床的设计有很大的影响。根根 据据刀刀 库库 所所 需需要要 的的 容容 量量和和 取取 刀刀 方方式式，可可 以以将将 刀刀 库库 设设计计 成成 多多 种种形形 式式，如如图。图。在在设设计计多多工工序序自自动动换换刀刀数数控控机机床床时时，应当合理地确定刀库的容量。如图。应当合理地确定刀库的容量。如图。（2 2）刀具的选择方式）刀具的选择方式1 1）顺序选择方式，）顺序选择方式，2 2）刀具编码方式，如图。）刀具编码方式，如图。3 3）刀座编码方式（可分为永久性）刀座编码方式（可分为永久性编码和临时性编码两种），
9、如图。编码和临时性编码两种），如图。3 3、刀具交换装置、刀具交换装置刀刀具具的的交交换换方方式式通通常常分分为为由由刀刀库库与与机机床床主主轴轴的的相相对对运运动动实实现现刀刀具具交交换换和采用机械手交换刀具两类。和采用机械手交换刀具两类。由由刀刀库库与与机机床床主主轴轴的的相相对对运运动动实实现现刀刀具具交交换换的的换换刀刀时时间间比比较较长长，但但该该自自动动换换刀刀方方式式的的最最大大优优点点是是省省去去了了结结构构复复杂杂的的换换刀刀机机械械手手，提提高高了了换换刀刀的的可可靠靠性。性。采采用用机机械械手手进进行行刀刀具具交交换换的的方方式式应应用用得得最最为为广广泛泛，这这是是因因为为机机械械手手换换刀刀有有很很大大的的灵灵活活性性，而而且且可可以减少换刀时间。以减少换刀时间。双双臂臂机机械械手手中中最最常常见见的的几几种种结构如图：结构如图：如如图图为为双双刀刀库库机机械械手手换换刀刀装装置置，特特点点是是用用两两个个单单臂臂机机械械手手进进行行工工作作，因因而而机机械械手手的的工工作作行行程程缩缩短短，节节省省了换刀时间，而且刀库布局合理。了换刀时间，而且刀库布局合理。