加工中心设计知识

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1、加工中心（数控机床）设计资料主传动结构主传动结构 进给传动结构进给传动结构 滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副 导导 轨轨 副副 自动换刀装置自动换刀装置 数控机床回转工作台数控机床回转工作台高速动力卡盘、尾座与分度头高速动力卡盘、尾座与分度头万能铣头万能铣头自动排屑装置自动排屑装置数控机床的安全防护系统数控机床的安全防护系统加工中心的布局结构特点加工中心的布局结构特点（1 1）卧式加工中心）卧式加工中心 卧式加工中心通常采用移动式立柱，工作台不升降，卧式加工中心通常采用移动式立柱，工作台不升降，T T形床身。形床身。 卧式加工中心的立柱普遍采用双立柱框架结卧式加工中心的立柱普遍采用双立柱框架结构形

2、式，主轴箱在两立柱之间，沿导轨上下移动。这构形式，主轴箱在两立柱之间，沿导轨上下移动。这种结构刚性大，热对称性好，稳定性高。小型卧式加种结构刚性大，热对称性好，稳定性高。小型卧式加工中心多数采用固定立柱式结构，其床身不大，且都工中心多数采用固定立柱式结构，其床身不大，且都是整体结构。是整体结构。 卧式加工中心各个坐标的运动可由工作台移动或由卧式加工中心各个坐标的运动可由工作台移动或由主轴移动来完成，也就是说某一方向的运动可以由刀主轴移动来完成，也就是说某一方向的运动可以由刀具固定，工件移动来完成，或者是由工件固定，刀具具固定，工件移动来完成，或者是由工件固定，刀具移动来完成。移动来完成。 （2

3、 2）立式加工中心）立式加工中心立立式式加加工工中中心心与与卧卧式式加加工工中中心心相相比比，结结构构简简单单，占占地地面面积积小小，价价格格也也便便宜宜。中中小小型型立立式式加加工工中中心心一一般般都都采采用用固固定定立立柱柱式式，因因为为主主轴轴箱箱吊吊在在立立柱柱一一侧侧，通通常常采采用用方方形形截截面面框框架架结结构构、米米字字形形或或井井字字形形筋筋板板，以以增增强强抗抗扭扭刚刚度度，而而且且立立柱柱是是中空的，以放置主轴箱的平衡重。中空的，以放置主轴箱的平衡重。 立式加工中心通常也有三个直线运动坐标，立式加工中心通常也有三个直线运动坐标，由溜板和工作台来实现平面上由溜板和工作台来实

4、现平面上X X、Y Y两个坐标轴两个坐标轴的移动。的移动。 三、数控机床的主传动系统三、数控机床的主传动系统1 1、主传动变速（主传动链）、主传动变速（主传动链） 现现代代数数控控机机床床的的主主运运动动广广泛泛采采用用无无级级变变速速传传动动，用用交交流流调调速速电电机机或或直直流流调调速速电电机机驱驱动动，它它们们能能方方便便地地实实现现无无级级变变速速，且且传传动动链链短短，传传动动件件少少，提提高高了了变变速速的的可可靠靠性性，其其制制造造精精度度则则要要求求很很高高。其其主主传传动动主主要要有有以以下下三种形式：三种形式： （1 1）带带有有二二级级齿齿轮轮变变速速 如如图图所所示示

5、，主主轴轴电电机机经经过过二二级级齿齿轮轮变变速速，使使主主轴轴获获得得低低速速和和高高速速两两种种转转速速系系列列，这这种种分分段段无无级级变变速速，确确保保低低速速时时的的大大扭扭矩矩，满满足足机机床床对对扭扭矩矩特特性性的的要要求求。滑滑移移齿齿轮轮常常用用液液压压拨拨叉叉和和电电磁磁离离合合器来改变其位置。器来改变其位置。主轴电机（2 2）带有定比传动带有定比传动 如如图图所所示示，主主轴轴电电机机经经定定比比传传动动传传递递给给主主轴轴，定定比比传传动动采采用用齿齿轮轮传传动动或或带带传传动动。带带传传动动主主要要应应用用于于小小型型数数控机床上，可以避免齿轮传动的噪声与振动。控机床

6、上，可以避免齿轮传动的噪声与振动。主轴电机（3 3）由主轴电机直接驱动由主轴电机直接驱动 如如图图所所示示，电电机机轴轴与与主主轴轴用用联联轴轴器器同同轴轴联联接接。这这种种方方式式大大大大简简化化主主轴轴结结构构，有有效效地地提提高高主主轴轴刚刚度度。但但主主轴轴输出扭矩小，电机的发热对主轴精度影响大。输出扭矩小，电机的发热对主轴精度影响大。主轴电机2 2、主轴（部件）结构、主轴（部件）结构 机机床床主主轴轴对对加加工工质质量量有有直直接接的的影影响响，数数控控机机床床主主轴轴部部件应有更高的动静刚度和抵抗热变形的能力。件应有更高的动静刚度和抵抗热变形的能力。 （ 1 1）主轴的支承）主轴的

7、支承目前数控机床主轴轴承配置目前数控机床主轴轴承配置有有三种主要形式。三种主要形式。（a a）为数控机床前支承采用双列短圆柱滚子轴承和为数控机床前支承采用双列短圆柱滚子轴承和 6060度度角接触双列向心推力球轴承，后支承采用成对向心角接触双列向心推力球轴承，后支承采用成对向心推力球轴承。此种结构普遍应用于各种数控机床，其推力球轴承。此种结构普遍应用于各种数控机床，其综合刚度高，可以满足强力切削要求。综合刚度高，可以满足强力切削要求。（b b）为前支承采用多个高精度向心推力球轴承，这种配置为前支承采用多个高精度向心推力球轴承，这种配置具有具有良好的高速性能，但它的承载能力较小，适用于高速良好的高

8、速性能，但它的承载能力较小，适用于高速轻载和精密数控机床。轻载和精密数控机床。（C C）为前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承为单列圆锥为前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承为单列圆锥滚子轴承，其经向和轴向刚度很高，能承受重载荷。但这滚子轴承，其经向和轴向刚度很高，能承受重载荷。但这种结构限制了主轴最高转速，因此适用于中等精度低速重种结构限制了主轴最高转速，因此适用于中等精度低速重载数控机床。载数控机床。（2 2）主轴内部刀具自动夹紧机构）主轴内部刀具自动夹紧机构 主轴内部刀具自动夹紧机构是数控机床特别是加工中心主轴内部刀具自动夹紧机构是数控机床特别是加工中心的特有机构。的特有机构。 （ 3 3）

9、主轴准停装置）主轴准停装置 主主轴轴准准停停也也叫叫主主轴轴定定向向。在在加加工工中中心心等等数数控控机机床床上上，由由于于有有机机械械手手自自动动换换刀刀，要要求求刀刀柄柄上上的的键键槽槽对对准准主主轴轴的的端端面面键键上上，因因此此主主轴轴每每次次必必须须停停在在一一个个固固定定准准确确的的位置上，以利于机械手换刀。位置上，以利于机械手换刀。（4 4）其他机构其他机构 数数控控车车床床能能够够加加工工各各种种螺螺纹纹，这这就就需需要要安安装装与与主主轴轴同同步步运运转转的的脉脉冲冲编编码码器器，以以便便发发出出检检测测脉脉冲冲信信号号使使主主轴轴的的旋旋转转与与进进给给运运动动相相协协调调

10、。数数控控车车削削中中心心增增加加了了主主轴轴的的C C轴轴功功能能，能能在在数数控控系系统统的的控控制制下下实实现现圆圆周周进进给给，以便与以便与Z Z轴、轴、X X轴联动插补。轴联动插补。 四、数控机床进给传动系统四、数控机床进给传动系统1 1、进给运动、进给运动进给运动是以保证刀具与工件相对位置关系为目的，被进给运动是以保证刀具与工件相对位置关系为目的，被加工工件的轮廓精度和位置精度都要受到进给运动的加工工件的轮廓精度和位置精度都要受到进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的直接影响。不论是点位传动精度、灵敏度和稳定性的直接影响。不论是点位控制还是连续控制，其进给运动是数字控制系统的直控制还

11、是连续控制，其进给运动是数字控制系统的直接控制对象。接控制对象。进给运动的机械结构有以下几个特点：进给运动的机械结构有以下几个特点：（1 1）运动件间的摩擦阻力小）运动件间的摩擦阻力小（ 2 2）消除传动系统中的间隙）消除传动系统中的间隙 （3 3）传动系统的精度和刚度高）传动系统的精度和刚度高（ 4 4）减小运动惯量，具有适当的阻尼）减小运动惯量，具有适当的阻尼2 2、数控机床进给传动系统的基本形式、数控机床进给传动系统的基本形式 数控机床的进给运动可以分为数控机床的进给运动可以分为直线运动和圆周运动直线运动和圆周运动两大两大类。类。实现直线进给运动的主要有：实现直线进给运动的主要有：（1

12、1）通过丝杠（通常为滚珠丝杠或静压丝杠）螺母副，）通过丝杠（通常为滚珠丝杠或静压丝杠）螺母副，将伺服电动机的旋转运动变成直线运动。将伺服电动机的旋转运动变成直线运动。（2 2）通过齿轮、齿条副，将伺服电动机的旋转运动变成）通过齿轮、齿条副，将伺服电动机的旋转运动变成直线运动。直线运动。（3 3）直接采用直线电动机进行驱动。）直接采用直线电动机进行驱动。实现圆周运动的一般采用蜗轮蜗杆副。实现圆周运动的一般采用蜗轮蜗杆副。3 3、数控机床的回转工作台、数控机床的回转工作台对对三三坐坐标标以以上上的的数数控控机机床床，除除X X、Y Y、Z Z三三个个坐坐标标轴轴直直线线进进给给运运动动外外，还还有

13、有绕绕X X、Y Y、Z Z轴轴旋旋转转圆圆周周进进给给运运动动或或分分度度运运动动。数数控控机机床床的的圆圆周周运运动动包包括括分分度度运运动动和和连连续续圆周进给运动两种。圆周进给运动两种。通通常常数数控控机机床床的的连连续续圆圆周周进进给给运运动动由由数数控控回回转转工工作作台台来来实现，分度运动由分度工作台来实现。实现，分度运动由分度工作台来实现。 （1 1）数控回转工作台）数控回转工作台数数控控转转台台，是是在在数数控控系系统统的的控控制制下下，完完成成工工作作台台的的圆圆周周进进给给运运动动，并并能能同同其其他他坐坐标标轴轴实实行行联联动动，以以完完成成复复杂杂零件的加工，还可以作

14、任意角度转位和分度。零件的加工，还可以作任意角度转位和分度。 工作台的运动大都由伺服电机驱动，经减速齿轮和蜗轮工作台的运动大都由伺服电机驱动，经减速齿轮和蜗轮蜗杆传人，其定位精度完全由控制系统和伺服传动系蜗杆传人，其定位精度完全由控制系统和伺服传动系统的间隙大小决定。因此，用于数控机床回转工作台统的间隙大小决定。因此，用于数控机床回转工作台的蜗轮蜗杆必须有较高的制造精度和装配精度，而且的蜗轮蜗杆必须有较高的制造精度和装配精度，而且还要采取措施来消除蜗轮蜗杆副的传动间隙还要采取措施来消除蜗轮蜗杆副的传动间隙 。 通常消除间隙有两种方法：一是采用双蜗杆传动这种方通常消除间隙有两种方法：一是采用双蜗

15、杆传动这种方法可以保证正确的啮合关系和完全的齿面接触，但制法可以保证正确的啮合关系和完全的齿面接触，但制造成本高，传动效率低。二是采用双螺距变齿厚蜗杆，造成本高，传动效率低。二是采用双螺距变齿厚蜗杆，它能够始终保持正确的啮合关系，且结构简单，调整它能够始终保持正确的啮合关系，且结构简单，调整方便。方便。 （2 2）分度工作台）分度工作台 数控机床的分度工作台与数控回转工作台不同，它只数控机床的分度工作台与数控回转工作台不同，它只能完成分度运动。它不能实现圆周进给，也就是说在能完成分度运动。它不能实现圆周进给，也就是说在切削过程中不能转动，只是非切削状态下将工件进行切削过程中不能转动，只是非切削

16、状态下将工件进行转位换面，以实现在一次装卡下完成多个面的多工序转位换面，以实现在一次装卡下完成多个面的多工序加工。加工。 4 4、导轨、导轨 现现代代数数控控机机床床使使用用的的导导轨轨，尽尽管管仍仍然然是是滑滑动动导导轨轨、滚滚动动导导轨轨和和静静压压导导轨轨，但但在在导导轨轨 材材料料和和结结构构上上与与普普通通机床有着显著的不同。机床有着显著的不同。 数数控控机机床床所所采采用用的的滑滑动动导导轨轨是是铸铸铁铁- -塑塑料料或或镶镶钢钢- -塑塑料料导导轨轨。目目前前导导轨轨所所使使用用的的塑塑料料常常用用聚聚四四氟氟乙乙烯烯导导轨轨软软带带和和环环氧氧树树脂脂涂涂层层导导轨轨，它它们们

17、的的特特点点是是摩摩擦擦特特性性好好，能能防防止止低低速速爬爬行行，运运动动平平稳稳，耐耐磨磨性性好好，对对润润滑滑油油的的供供油油量量要要求求不不高高。塑塑料料的的阻阻尼尼性性好好，能能吸吸收收振振动动。塑塑料导轨还具有良好的工艺性料导轨还具有良好的工艺性 滚滚动动导导轨轨的的最最大大优优点点是是摩摩擦擦系系数数小小，比比塑塑料料导导轨轨还还小小，运运动动轻轻便便灵灵活活，低低速速运运动动平平稳稳性性好好，位位移移精精度度和和定定位位精精度度高高，耐耐磨磨性性好好且且润润滑滑简简单单。滚滚动动导导轨轨的的缺缺点点是是抗抗振振性性差差，结结构构复复杂杂，对对脏脏物比较敏感，必须有良好的防护。物

18、比较敏感，必须有良好的防护。 静静压压导导轨轨主主要要应应用用于于大大重重型型数数控控机机床床上上，它它的的优优点点是是摩摩擦擦系系数数极极小小，运运动动灵灵敏敏，位位移移精精度度和和定定位位精精度度高高，导导轨轨精精度度保保持持性性好好，寿寿命命长长。油油膜膜具具有有误误差差均均化化作作用用，导导向向精精度度高高。油油膜膜承承载载能能力力高高，刚刚度度高高，吸吸振振性性好好。缺缺点点是是结结构构复复杂，需要相应的液压设备。杂，需要相应的液压设备。五、五、 其他装置其他装置1 1、刀具系统、刀具系统 为为了了充充分分发发挥挥数数控控机机床床的的作作用用，加加工工中中心心要要完完成成对对工工件件

19、的的多多工工序序加加工工，必必须须具具备备自自动动更更换换刀刀具具的的功功能能。为为此此而而设设置置的的更更换换刀刀具具和和刀刀具具储储备备的的系系统统称称为为自自动动换换刀刀系系统统。自自动动换换刀刀系系统统应应当当具具备备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、刀刀具储备足够和换刀安全可靠等功能。具储备足够和换刀安全可靠等功能。自动换刀系统的结构形式自动换刀系统的结构形式随加工中心的类型不同而不同。随加工中心的类型不同而不同。 （1 1）回回转转刀刀架架式式： 回回转转刀刀架架是是一一种种最最简简单单的的自自动动换换刀系统，用于数控车床。刀系统，用于数控车床。（2 2）

20、更更换换主主轴轴头头式式 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，如如数数控控钻钻床床，更更换换主主轴轴头头是是一一种种比比较较简简单单的的换换刀刀方方式式，常用转塔的转位来更换主轴头，以实现自动换刀。常用转塔的转位来更换主轴头，以实现自动换刀。 （3 3）刀库一机械手式刀库一机械手式 目目前前大大量量使使用用的的是是带带有有刀刀库库一一机机械械手手的的自自动动换换刀刀系系统统。这这种种结结构构形形式式主主轴轴的的刚刚度度高高，有有利利于于提提高高加加工工精精度和效率。刀具的存储量大，有利于加工复杂零件。度和效率。刀具的存储量大，有利于加工复杂零件。2 2、排屑装置、排屑装置 数

21、数控控机机床床在在单单位位时时间间内内的的金金属属切切削削量量大大大大高高于于普普通通机机床床，因因而而切切屑屑也也特特别别多多。这这些些切切屑屑在在加加工工区区域域内内，一一方方面面会会向向机机床床和和工工件件散散发发热热量量，使使机机床床和和工工件件产产生生热热变变形形。另另一一方方面面会会覆覆盖盖或或缠缠绕绕在在工工件件和和刀刀具具上上，影影响响加加工工，因因此此迅迅速速有有效效地地排排出出切切屑屑对对数数控控加加工工来来说说是是十十分分重重要要的。的。 排排屑屑装装置置的的主主要要作作用用就就是是将将切切屑屑从从加加工工区区域域排排除除到到数数控控机机床床之之外外。切切屑屑中中往往往往

22、混混合合着着切切削削液液，排排屑屑装装置置要要能能够够将将切切削削液液收收回回到到冷冷却却液液箱箱内内，而而将将分分离离出出的的切切屑屑送送入入切切屑屑收收集集箱箱内内。有有的的数数控控机机床床切切屑屑不不能能直直接接落落入入排排屑装置，常常需要用大流量冷却液将其冲入排屑槽中。屑装置，常常需要用大流量冷却液将其冲入排屑槽中。第一节第一节 主传动结构主传动结构 一、对主传动的要求一、对主传动的要求1) 转速高、功率大，能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。2) 主轴必须具有较宽的调速范围，能迅速可靠地实现无级调速，使切削始终处于最佳运行状态。3) 主轴必须具有较高的回转精度，足够

23、的刚度和抗振性，较好的热稳定性，动态响应好。4) 有些数控机床还具有自动换刀功能、主轴准停功能等。二、主轴调速方法二、主轴调速方法1电动机调速用于主轴驱动的调速电动机主要分为直流和交流两大类。 图6-1 直流主轴电动机特性曲线 （1）直流电动机调速 通常数控机床的调速范围较大，对直流电动机的调速同时采用调压和调磁两种方法。 如图6-1（2）交流电动机调速 目前数控机床交流主轴驱动中均采用笼型感应电动机，广泛采用矢量控制变频调速的方法。 2机械齿轮变速 三、主传动的配置方式三、主传动的配置方式采用电动机调速的主传动变速系统，通常有以下三种配置方式，如图6-2所示。图6-2 主传动的配置方式 四、

24、主轴轴承的配置方式四、主轴轴承的配置方式 一般中、小型数控机床的主轴部件多数采用滚动轴承作为主轴支承，目前主要有以下三种配置方式，如图6-3所示。 图6-3 数控机床主轴轴承配置方式 五、典型主轴部件简介五、典型主轴部件简介 图6-4 MJ-50型数控车床主轴箱的结构简图 刀具自动装卸及切屑清除刀具自动装卸及切屑清除刀具自动装卸及切屑清除刀具自动装卸及切屑清除装置装置装置装置 主轴前端有主轴前端有主轴前端有主轴前端有7 7 7 7：24242424的锥的锥的锥的锥孔，端面键孔，端面键孔，端面键孔，端面键13131313既做刀具既做刀具既做刀具既做刀具定位用，又可通过它传定位用，又可通过它传定位

25、用，又可通过它传定位用，又可通过它传递扭矩。递扭矩。递扭矩。递扭矩。7：24 图6-5 立式加工中心主轴部件的结构简图1活塞 2拉杆 3弹簧 4钢球 5拉钉 6主轴 7、8行程开关 六、电主轴六、电主轴图6-6 陶瓷轴承高速主轴工作原理图 1陶瓷轴承高速主轴 2磁浮轴承高速主轴图6-7 磁浮轴承高速主轴工作原理图 七、主轴准停装置七、主轴准停装置 2) 控制准停装置控制准停装置 机械控制准停装置机械控制准停装置 电气控制准停装置（见图电气控制准停装置（见图6-8所示）所示） 1)作用作用: 使主轴每次都准确地停止在固定的周向位使主轴每次都准确地停止在固定的周向位置上置上,以保证换刀时主轴上的端

26、面键能对准刀夹上的键以保证换刀时主轴上的端面键能对准刀夹上的键槽槽,同时使每次装刀时刀夹与主轴的相对位置不变同时使每次装刀时刀夹与主轴的相对位置不变,提提高刀具的重复安装精度高刀具的重复安装精度,从而提高孔加工时孔径的一致从而提高孔加工时孔径的一致性性.端面键端面键图6-8 主轴准停装置结构原理图 第二节第二节 进给传动结构进给传动结构 一、对进给运动的要求一、对进给运动的要求 1减小摩擦阻力 2提高传动精度和刚度，消除传动间隙3减小运动部件惯量 二、二、电动电动机与机与丝丝杠杠间间的的联联接接 图6-9 电动机与丝杠的联接形式 三、进给系统传动齿轮间隙的消除三、进给系统传动齿轮间隙的消除 1

27、刚性调整法图6-10 偏心轴消隙结构 图6-11 轴向垫片消隙结构 2柔性调整法 图6-12 轴向压簧消隙结构 图6-13周向弹簧消隙结构 第三节第三节 滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副 一、滚珠丝杠螺母副的工作原理、特点及类型一、滚珠丝杠螺母副的工作原理、特点及类型 1滚珠丝杠螺母副的工作原理 图6-14 滚珠丝杠螺母副结构原理图 2滚珠丝杠螺母副的特点1）滚珠丝杠螺母副中是滚动摩擦，摩擦损失小，传动效率高，可达90%以上；2）丝杠螺母预紧后，可以很好地消除间隙，传动精度高，轴向刚性好；3）摩擦阻力小，不易产生低速爬行现象，能保证运动平稳；4）磨损小，使用寿命长，精度保持性好；5）有可逆性，即能

28、将旋转运动转换为直线运动，也可将直线运动转换为旋转运动；6）不能自锁，立式使用时应增加制动装置。 3滚珠丝杠螺母副的分类滚珠丝杠螺母副通常可根据其特征进行分类，按制造方法分为：普通滚珠丝杠螺母副和滚轧滚珠丝杠螺母副两类；按螺纹滚道型面分为：单圆弧型面和双圆弧型面两类；按滚珠的循环方式分为：外循环式和内循环式两类；按螺母型式分为：单侧法兰盘双螺母型、单侧法兰盘单螺母型、双法兰盘双螺母型、圆柱双螺母型、圆柱单螺母型、简易螺母型和方螺母型等七类；按预加负载形式分为：单螺母无预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预紧、双螺母齿差预紧和双螺母螺纹预紧等六类。 二、滚珠丝杠螺母副的结

29、构二、滚珠丝杠螺母副的结构 图6-15 螺旋滚道型面的形状 1螺纹滚道型面的形状 2滚珠的循环方式 图6-16 外循环方式原理图 a） b） a）插管式 b）螺旋槽式 a） b） 图6-17 内循环方式原理图a)圆柱凸键反向器 b）扁圆镶块反向器1凸键 2、3反向槽 3滚珠丝杠螺母副轴向间隙的调整和预紧方法6-18 双螺母垫片调隙式结构 图6-19 双螺母齿差调隙式结构1左螺母 2右螺母 3内齿轮 4外齿轮 5丝杠 6套筒图6-20 双螺母螺纹调隙式结构1左螺母 2右螺母 3平键 4丝杠 5内侧圆螺母 三、滚珠丝杠螺母副的精度等级及标注方法三、滚珠丝杠螺母副的精度等级及标注方法1滚珠丝杠螺母副

30、的精度等级根据JB3162.282标准，滚珠丝杠螺母副的精度分成C、D、E、F、G、H六个等级，最高精度为C级，最低精度为H级；而JB3162.291标准将滚珠丝杠螺母副的精度分成1、2、3、4、5、7、10七个等级，最高精度为1级，最低精度为10级。 2滚珠丝杠螺母副的标注方法 第四节第四节 导导 轨轨 副副 一、滚动导轨一、滚动导轨 图6-22 滚动导轨块结构示意图1滚动导轨块2直线滚动导轨图6-23 直线滚动导轨结构示意图特点：1）具有自调整能力，安装基面允许误差大；2）制造精度高；3）可高速运行，运行速度可大于10m/s；4）能长时间保持高精度；5）可预加负载以提高刚度。二、静压导轨二

31、、静压导轨 静压导轨是将具有一定压力的油液通过节流器输送到导轨滑动面之间的油腔中，形成压力油膜，将运动件浮起，使导轨面间处于纯液体摩擦状态。根据承载的要求不同，静压导轨分为开式和闭式两种。开式静压导轨只能承受垂直方向的负载，承受颠覆力矩的能力差；闭式静压导轨则具有承受各方面载荷和颠覆力矩的能力。 静压导轨的导轨面之间处于纯液体摩擦状态，因此不产生磨损，精度保持性好，寿命长，而且导轨的摩擦系数小（一般为0.00050.001），机械效率高，能长期保持导轨的导向精度。压力油膜承载能力大，刚度好，有良好的吸振性，导轨运行平稳，低速下不易产生爬行现象。 三、塑料导轨三、塑料导轨 塑料导轨就是在与床身导

32、轨相配的滑动导轨上粘接上静、动摩擦系数基本相同，耐磨、吸振的塑料软带，或者在定、动导轨之间采用注塑的方法制成塑料导轨。这种塑料导轨具有良好的摩擦特性、耐磨性和吸振性，因此在数控机床上广泛使用。 塑料软带是以聚四氟乙烯为基体，加入青铜粉、二硫化钼和石墨等填充剂混合烧结并做成软带状，国内已有牌号为TSF的导轨软带生产，以及配套用的DJ胶合剂。导轨软带使用的工艺简单，只要将导轨粘贴面作半精加工至表面粗糙度Ra1.63.2m，清洗粘贴面后，用胶合剂粘合，加压固化后，再经精加工即可。由于这类导轨软带采用了粘接方法，故习惯上称为“贴塑导轨”。 导轨注塑的材料是以环氧树脂和二硫化钼为基体，加入增塑剂，混合为

33、膏状为一组分和固化剂为另一组分的双组分塑料，国内牌号为HNT。 第五节第五节 自动换刀装置及回转台自动换刀装置及回转台 一、自动换刀装置一、自动换刀装置目前，数控机床自动换刀装置的形式多种多样，换刀的原理及结构的复杂程度也不同，但绝大多数数控机床都是利用刀库进行换刀。1刀库的形式 图6-24 盘式刀库图6-25 链式刀库 2选刀方式 常用的选刀方式有顺序选刀和任意选刀两种。 顺序选刀方式是将刀具按加工工序的要求依次放入刀库中，其控制及刀库运动比较简单。 任意选刀方式是预先把刀库中每把刀具（刀座）都编上代码，按照编码选刀，刀具在刀库中不必按工件的加工顺序排列。自动选刀有三种方式，即：刀具编码方式

34、、刀座编码方式和计算机记忆方式，其中计算机记忆方式目前用最广。 3刀具交换装置 它是实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具装置。刀具的交换方式通常分为无机械手换刀和有机械手换刀两大类。图6-26 无机械手换刀的过程 图6-27 常用换刀机械手形式 图6-28 钩刀机械手换刀过程a）抓刀 b）拔刀 c）换刀 d）插刀 e）复位 二、回转工作台二、回转工作台 图6-29 鼠牙盘式工作台6-30 定位销式分度工作台的结构 二、数控回转工作台二、数控回转工作台图6-31 数控回转工作台n n回转工作台作用回转工作台作用回转工作台作用回转工作台作用n n数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称之为数控数控机

35、床的圆周进给由回转工作台完成，称之为数控数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称之为数控数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称之为数控机床的旋转轴，绕、三个坐标轴旋转的工作机床的旋转轴，绕、三个坐标轴旋转的工作机床的旋转轴，绕、三个坐标轴旋转的工作机床的旋转轴，绕、三个坐标轴旋转的工作台分别称为台分别称为台分别称为台分别称为AA、BB、C C轴，也称为第轴，也称为第轴，也称为第轴，也称为第4 4、5 5、6 6轴。轴。轴。轴。n n回转工作台可以与、三个坐标轴联动，从而回转工作台可以与、三个坐标轴联动，从而回转工作台可以与、三个坐标轴联动，从而回转工作台可以与、三个坐标轴联动，从而加工出各种曲面

36、和曲线等复杂的形状。回转工作台对加工出各种曲面和曲线等复杂的形状。回转工作台对加工出各种曲面和曲线等复杂的形状。回转工作台对加工出各种曲面和曲线等复杂的形状。回转工作台对于自动换刀多工序的加工中心是必备的部件。于自动换刀多工序的加工中心是必备的部件。于自动换刀多工序的加工中心是必备的部件。于自动换刀多工序的加工中心是必备的部件。数控机床用回转工作台数控机床用回转工作台n n数控机床中常用的回转工作台有分度工作台和数控回数控机床中常用的回转工作台有分度工作台和数控回数控机床中常用的回转工作台有分度工作台和数控回数控机床中常用的回转工作台有分度工作台和数控回转工作台。转工作台。转工作台。转工作台。

37、n n数控回转工作台和分度工作台是数控铣、镗床常用附数控回转工作台和分度工作台是数控铣、镗床常用附数控回转工作台和分度工作台是数控铣、镗床常用附数控回转工作台和分度工作台是数控铣、镗床常用附件，可使数控铣床增加一个数控轴，扩大数控铣床功件，可使数控铣床增加一个数控轴，扩大数控铣床功件，可使数控铣床增加一个数控轴，扩大数控铣床功件，可使数控铣床增加一个数控轴，扩大数控铣床功能。能。能。能。n n数控回转工作台适用于板类和箱体类工件的连续回转数控回转工作台适用于板类和箱体类工件的连续回转数控回转工作台适用于板类和箱体类工件的连续回转数控回转工作台适用于板类和箱体类工件的连续回转表面和多面加工；分度

38、工作台用于轴类、套类工件的表面和多面加工；分度工作台用于轴类、套类工件的表面和多面加工；分度工作台用于轴类、套类工件的表面和多面加工；分度工作台用于轴类、套类工件的圆柱面上和端面上的加工。圆柱面上和端面上的加工。圆柱面上和端面上的加工。圆柱面上和端面上的加工。n n数控回转工作台和分度工作台可通过接口由机床的数数控回转工作台和分度工作台可通过接口由机床的数数控回转工作台和分度工作台可通过接口由机床的数数控回转工作台和分度工作台可通过接口由机床的数控装置控制，也可由独立的数控装置控制。控装置控制，也可由独立的数控装置控制。控装置控制，也可由独立的数控装置控制。控装置控制，也可由独立的数控装置控制

39、。n n一、分度工作台一、分度工作台一、分度工作台一、分度工作台n n分度工作台是按照数控系统的指令，在需要分度时工作分度工作台是按照数控系统的指令，在需要分度时工作分度工作台是按照数控系统的指令，在需要分度时工作分度工作台是按照数控系统的指令，在需要分度时工作台连同工件回转规定的角度，有时也可采用手动分度。台连同工件回转规定的角度，有时也可采用手动分度。台连同工件回转规定的角度，有时也可采用手动分度。台连同工件回转规定的角度，有时也可采用手动分度。n n分度工作台只能够完成分度运动，分度工作台只能够完成分度运动，分度工作台只能够完成分度运动，分度工作台只能够完成分度运动，不能实现圆周进给运不

40、能实现圆周进给运不能实现圆周进给运不能实现圆周进给运动动动动，并且它的分度运动只能完成一定的回转度数如，并且它的分度运动只能完成一定的回转度数如，并且它的分度运动只能完成一定的回转度数如，并且它的分度运动只能完成一定的回转度数如9090、6060或或或或4545等。等。等。等。需要专门的定位元件。需要专门的定位元件。需要专门的定位元件。需要专门的定位元件。n n分度工作台主要有两种形式：分度工作台主要有两种形式：分度工作台主要有两种形式：分度工作台主要有两种形式：定位销式分度工作台和鼠定位销式分度工作台和鼠定位销式分度工作台和鼠定位销式分度工作台和鼠牙盘式分度工作台牙盘式分度工作台牙盘式分度工

41、作台牙盘式分度工作台。n n前者的定位分度主要靠工作台的定位销和定位孔实现，前者的定位分度主要靠工作台的定位销和定位孔实现，前者的定位分度主要靠工作台的定位销和定位孔实现，前者的定位分度主要靠工作台的定位销和定位孔实现，分度的角度取决于定位孔在圆周上的分布数量。分度的角度取决于定位孔在圆周上的分布数量。分度的角度取决于定位孔在圆周上的分布数量。分度的角度取决于定位孔在圆周上的分布数量。n n鼠牙盘式分度工作台鼠牙盘式分度工作台鼠牙盘式分度工作台鼠牙盘式分度工作台定位分度主要靠工作台的上下定位分度主要靠工作台的上下定位分度主要靠工作台的上下定位分度主要靠工作台的上下鼠牙鼠牙鼠牙鼠牙盘端齿的啮合盘

42、端齿的啮合盘端齿的啮合盘端齿的啮合，分度的角度取决于，分度的角度取决于，分度的角度取决于，分度的角度取决于鼠牙盘的齿数。鼠牙盘的齿数。鼠牙盘的齿数。鼠牙盘的齿数。n n1 1鼠牙盘式分度工作台鼠牙盘式分度工作台鼠牙盘式分度工作台鼠牙盘式分度工作台n n鼠牙盘式分度工作台主要由工作台面底座、夹紧液压缸、鼠牙盘式分度工作台主要由工作台面底座、夹紧液压缸、鼠牙盘式分度工作台主要由工作台面底座、夹紧液压缸、鼠牙盘式分度工作台主要由工作台面底座、夹紧液压缸、分度液压缸和鼠牙盘等零件组成，其结构如分度液压缸和鼠牙盘等零件组成，其结构如分度液压缸和鼠牙盘等零件组成，其结构如分度液压缸和鼠牙盘等零件组成，其结

43、构如图图图图7-17-1所示。所示。所示。所示。 n n2 2定位销式分度工作台定位销式分度工作台定位销式分度工作台定位销式分度工作台n n图图图图7-27-2所示是自动换刀数控卧式镗铣床的分度工作台。所示是自动换刀数控卧式镗铣床的分度工作台。所示是自动换刀数控卧式镗铣床的分度工作台。所示是自动换刀数控卧式镗铣床的分度工作台。 数控分度头数控分度头数控分度头数控分度头 数控分度头数控分度头数控分度头数控分度头数控回转工作台简称数控转台。数控回转工作台简称数控转台。数控回转工作台简称数控转台。数控回转工作台简称数控转台。数控转台能实现自动进给。数控转台能实现自动进给。数控转台能实现自动进给。数控

44、转台能实现自动进给。在结构上和数控机床的进给驱动机构有许多共同之点。在结构上和数控机床的进给驱动机构有许多共同之点。在结构上和数控机床的进给驱动机构有许多共同之点。在结构上和数控机床的进给驱动机构有许多共同之点。不不不不同同同同之之之之点点点点在在在在于于于于数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的进进进进给给给给驱驱驱驱动动动动机机机机构构构构实实实实现现现现的的的的是是是是直直直直线线线线进给运动，而数控转台实现的是圆周进给运动。进给运动，而数控转台实现的是圆周进给运动。进给运动，而数控转台实现的是圆周进给运动。进给运动，而数控转台实现的是圆周进给运动。数控转台分为开环和闭环两种。数控转台

45、分为开环和闭环两种。数控转台分为开环和闭环两种。数控转台分为开环和闭环两种。二、回转运动工作二、回转运动工作台台n n1 1开环数控回转运动工作台开环数控回转运动工作台开环数控回转运动工作台开环数控回转运动工作台n n开环数控回转工作台和开环直线进给机构一样，都可以用开环数控回转工作台和开环直线进给机构一样，都可以用开环数控回转工作台和开环直线进给机构一样，都可以用开环数控回转工作台和开环直线进给机构一样，都可以用功率步进电动机来驱动。功率步进电动机来驱动。功率步进电动机来驱动。功率步进电动机来驱动。图图图图7-37-3为自动换刀数控立式镗铣为自动换刀数控立式镗铣为自动换刀数控立式镗铣为自动换

46、刀数控立式镗铣床数控回转工作台的结构图。床数控回转工作台的结构图。床数控回转工作台的结构图。床数控回转工作台的结构图。n n2 2闭环数控回转运动工作台闭环数控回转运动工作台闭环数控回转运动工作台闭环数控回转运动工作台 n n闭环数控工作台的结构与开环的大致相同，其区别在于闭闭环数控工作台的结构与开环的大致相同，其区别在于闭闭环数控工作台的结构与开环的大致相同，其区别在于闭闭环数控工作台的结构与开环的大致相同，其区别在于闭环数控旋转工作台有转动角度的测量元件环数控旋转工作台有转动角度的测量元件环数控旋转工作台有转动角度的测量元件环数控旋转工作台有转动角度的测量元件( (圆光栅或圆感圆光栅或圆感

47、圆光栅或圆感圆光栅或圆感应同步器应同步器应同步器应同步器) )。如。如。如。如图图图图7-47-4所示为闭环数控旋转工作台结构图。所示为闭环数控旋转工作台结构图。所示为闭环数控旋转工作台结构图。所示为闭环数控旋转工作台结构图。图图图图7-57-5为双蜗杆传动结构为双蜗杆传动结构为双蜗杆传动结构为双蜗杆传动结构 。 7.2 高速动力卡盘、尾座与分高速动力卡盘、尾座与分度头度头n n一、高速动力卡盘一、高速动力卡盘一、高速动力卡盘一、高速动力卡盘n n在数控机床领域，高速动力卡盘一般只用于数控车床。在数控机床领域，高速动力卡盘一般只用于数控车床。在数控机床领域，高速动力卡盘一般只用于数控车床。在数

48、控机床领域，高速动力卡盘一般只用于数控车床。为了提高数控车床的生产效率，对其主轴提出越来越高为了提高数控车床的生产效率，对其主轴提出越来越高为了提高数控车床的生产效率，对其主轴提出越来越高为了提高数控车床的生产效率，对其主轴提出越来越高的要求，以实现高速甚至超高速切削。现在有的数控车的要求，以实现高速甚至超高速切削。现在有的数控车的要求，以实现高速甚至超高速切削。现在有的数控车的要求，以实现高速甚至超高速切削。现在有的数控车床可达到床可达到床可达到床可达到10000r/min10000r/min。对于这样高的转速，一般的。对于这样高的转速，一般的。对于这样高的转速，一般的。对于这样高的转速，一

49、般的卡盘已不适用，而必须采用高速动力卡盘才能保证安全卡盘已不适用，而必须采用高速动力卡盘才能保证安全卡盘已不适用，而必须采用高速动力卡盘才能保证安全卡盘已不适用，而必须采用高速动力卡盘才能保证安全可靠地进行加工。可靠地进行加工。可靠地进行加工。可靠地进行加工。 n n1 1产品介绍产品介绍产品介绍产品介绍 n nK93K93系列斜齿条式高速通孔动力卡盘用于各种高速数控系列斜齿条式高速通孔动力卡盘用于各种高速数控系列斜齿条式高速通孔动力卡盘用于各种高速数控系列斜齿条式高速通孔动力卡盘用于各种高速数控车床；车床；车床；车床；KEF250KEF250型中空式高速动力卡盘适用于转速型中空式高速动力卡盘

50、适用于转速型中空式高速动力卡盘适用于转速型中空式高速动力卡盘适用于转速4500r/min4500r/min的数控车床。的数控车床。的数控车床。的数控车床。 n n图图图图7-67-6为中空式动力卡盘结构图，图中右端为为中空式动力卡盘结构图，图中右端为为中空式动力卡盘结构图，图中右端为为中空式动力卡盘结构图，图中右端为KEF250KEF250型卡盘，左端为型卡盘，左端为型卡盘，左端为型卡盘，左端为P24160AP24160A型液压缸。型液压缸。型液压缸。型液压缸。 二、尾二、尾座座n n数控车床尾座一般是在加工时对工件起辅助支数控车床尾座一般是在加工时对工件起辅助支数控车床尾座一般是在加工时对工

51、件起辅助支数控车床尾座一般是在加工时对工件起辅助支承作用，它是由承作用，它是由承作用，它是由承作用，它是由尾座体和尾座套筒尾座体和尾座套筒尾座体和尾座套筒尾座体和尾座套筒两部分组成。两部分组成。两部分组成。两部分组成。尾座体可在床身上移动和固定。尾座套筒前端尾座体可在床身上移动和固定。尾座套筒前端尾座体可在床身上移动和固定。尾座套筒前端尾座体可在床身上移动和固定。尾座套筒前端安装安装安装安装顶针顶针顶针顶针，套筒可以自动伸出和缩回套筒可以自动伸出和缩回套筒可以自动伸出和缩回套筒可以自动伸出和缩回，利用顶，利用顶，利用顶，利用顶尖对工件进行支撑。尖对工件进行支撑。尖对工件进行支撑。尖对工件进行支

52、撑。图图7-7 尾座尾座返回n n如如如如图图图图7-77-77-77-7所示为所示为所示为所示为TND360TND360TND360TND360数控车床的尾座结构图。数控车床的尾座结构图。数控车床的尾座结构图。数控车床的尾座结构图。n n尾座装在床身导轨上，它可以根据工件的长短调整位置，尾座装在床身导轨上，它可以根据工件的长短调整位置，尾座装在床身导轨上，它可以根据工件的长短调整位置，尾座装在床身导轨上，它可以根据工件的长短调整位置，用用用用拉杆拉杆拉杆拉杆加以夹紧定位。加以夹紧定位。加以夹紧定位。加以夹紧定位。n n顶尖装在顶尖装在顶尖装在顶尖装在套筒的锥孔套筒的锥孔套筒的锥孔套筒的锥孔中

53、。中。中。中。n n尾座套筒安装在尾座体的圆孔中尾座套筒安装在尾座体的圆孔中尾座套筒安装在尾座体的圆孔中尾座套筒安装在尾座体的圆孔中，并用平键导向，所以，并用平键导向，所以，并用平键导向，所以，并用平键导向，所以套筒只能轴向移动。套筒只能轴向移动。套筒只能轴向移动。套筒只能轴向移动。n n在尾座套筒尾部的孔中装有一活塞杆，与尾座套筒一起在尾座套筒尾部的孔中装有一活塞杆，与尾座套筒一起在尾座套筒尾部的孔中装有一活塞杆，与尾座套筒一起在尾座套筒尾部的孔中装有一活塞杆，与尾座套筒一起构成一个液压缸。当套筒液压缸左腔进压力油时，右腔构成一个液压缸。当套筒液压缸左腔进压力油时，右腔构成一个液压缸。当套筒

54、液压缸左腔进压力油时，右腔构成一个液压缸。当套筒液压缸左腔进压力油时，右腔内的油回油，套筒向前伸出；当液压缸右腔中进压力油内的油回油，套筒向前伸出；当液压缸右腔中进压力油内的油回油，套筒向前伸出；当液压缸右腔中进压力油内的油回油，套筒向前伸出；当液压缸右腔中进压力油时，左腔中的油回油，套筒向后回缩。时，左腔中的油回油，套筒向后回缩。时，左腔中的油回油，套筒向后回缩。时，左腔中的油回油，套筒向后回缩。 n n数控分度头数控铣床和加工中心等常用的附件。数控数控分度头数控铣床和加工中心等常用的附件。数控数控分度头数控铣床和加工中心等常用的附件。数控数控分度头数控铣床和加工中心等常用的附件。数控分度头

55、一般与数控铣床、立式加工中心配套，用于加分度头一般与数控铣床、立式加工中心配套，用于加分度头一般与数控铣床、立式加工中心配套，用于加分度头一般与数控铣床、立式加工中心配套，用于加工轴、套类零件。工轴、套类零件。工轴、套类零件。工轴、套类零件。n n它的作用是按照控制装置的信号或指令作它的作用是按照控制装置的信号或指令作它的作用是按照控制装置的信号或指令作它的作用是按照控制装置的信号或指令作回转分度或回转分度或回转分度或回转分度或连续回转进给运动连续回转进给运动连续回转进给运动连续回转进给运动，以使数控机床能完成指定的加工，以使数控机床能完成指定的加工，以使数控机床能完成指定的加工，以使数控机床

56、能完成指定的加工工序。数控分度头可以有独立的控制装置控制，也可工序。数控分度头可以有独立的控制装置控制，也可工序。数控分度头可以有独立的控制装置控制，也可工序。数控分度头可以有独立的控制装置控制，也可以通过相应的接口由主机的数控装置控制。以通过相应的接口由主机的数控装置控制。以通过相应的接口由主机的数控装置控制。以通过相应的接口由主机的数控装置控制。n n1. 1. 概述概述概述概述n n等分式等分式等分式等分式的的的的FKNQFKNQ系列数控分度头的最终分度定位采用系列数控分度头的最终分度定位采用系列数控分度头的最终分度定位采用系列数控分度头的最终分度定位采用齿数为齿数为齿数为齿数为7272

57、牙的端齿盘来完成。牙的端齿盘来完成。牙的端齿盘来完成。牙的端齿盘来完成。n n万能式万能式万能式万能式的的的的FK14FK14系列数控分度头用精密蜗杆副作为分度系列数控分度头用精密蜗杆副作为分度系列数控分度头用精密蜗杆副作为分度系列数控分度头用精密蜗杆副作为分度定位元件，用于完成任意角度的分度工作，采用双导定位元件，用于完成任意角度的分度工作，采用双导定位元件，用于完成任意角度的分度工作，采用双导定位元件，用于完成任意角度的分度工作，采用双导程式蜗杆消除传动间隙。程式蜗杆消除传动间隙。程式蜗杆消除传动间隙。程式蜗杆消除传动间隙。下一页 返回上一页三、分度头三、分度头n n2. 2. 工作原理工

58、作原理工作原理工作原理n n如如如如图图图图5-145-14所示的所示的所示的所示的FKNQ160FKNQ160型数控气动等分分度头的工作型数控气动等分分度头的工作型数控气动等分分度头的工作型数控气动等分分度头的工作原理如下：原理如下：原理如下：原理如下：n n滑动端齿盘滑动端齿盘滑动端齿盘滑动端齿盘4 4的的的的左腔左腔左腔左腔通入压缩空气后，借助弹簧通入压缩空气后，借助弹簧通入压缩空气后，借助弹簧通入压缩空气后，借助弹簧6 6和滑动销和滑动销和滑动销和滑动销轴轴轴轴3 3在镶套内平稳地沿轴向右移。在镶套内平稳地沿轴向右移。在镶套内平稳地沿轴向右移。在镶套内平稳地沿轴向右移。n n齿盘完全松

59、开后，无触点传感器齿盘完全松开后，无触点传感器齿盘完全松开后，无触点传感器齿盘完全松开后，无触点传感器7 7发信号给控制装置，这时发信号给控制装置，这时发信号给控制装置，这时发信号给控制装置，这时分度活塞分度活塞分度活塞分度活塞1717开始运动，使棘爪开始运动，使棘爪开始运动，使棘爪开始运动，使棘爪1515带动棘轮带动棘轮带动棘轮带动棘轮1616进行分度，进行分度，进行分度，进行分度，每次分度角度为每次分度角度为每次分度角度为每次分度角度为5 50 0。n n在分度活塞在分度活塞在分度活塞在分度活塞1717下方有二个传感器下方有二个传感器下方有二个传感器下方有二个传感器1414，用于检测活塞，

60、用于检测活塞，用于检测活塞，用于检测活塞1717的的的的到位、返回位置并发出分度信号。到位、返回位置并发出分度信号。到位、返回位置并发出分度信号。到位、返回位置并发出分度信号。n n当分度信号与控制装置预置信号重合时，分度台刹紧，这时当分度信号与控制装置预置信号重合时，分度台刹紧，这时当分度信号与控制装置预置信号重合时，分度台刹紧，这时当分度信号与控制装置预置信号重合时，分度台刹紧，这时滑动端齿盘滑动端齿盘滑动端齿盘滑动端齿盘4 4的的的的右腔右腔右腔右腔通入压缩空气，端齿盘啮合，分度过程通入压缩空气，端齿盘啮合，分度过程通入压缩空气，端齿盘啮合，分度过程通入压缩空气，端齿盘啮合，分度过程结束

61、。结束。结束。结束。n n为了防止棘爪返回时主轴反转，在分度活塞为了防止棘爪返回时主轴反转，在分度活塞为了防止棘爪返回时主轴反转，在分度活塞为了防止棘爪返回时主轴反转，在分度活塞1717上安装凸块上安装凸块上安装凸块上安装凸块1111，使驱动销，使驱动销，使驱动销，使驱动销1010在返回过程中插入定位轮在返回过程中插入定位轮在返回过程中插入定位轮在返回过程中插入定位轮9 9的槽中，以防的槽中，以防的槽中，以防的槽中，以防转过位。转过位。转过位。转过位。下一页 返回上一页n n如如如如图图图图5-155-15所示为所示为所示为所示为FK14160BFK14160B型数控分度头，其工型数控分度头，

62、其工型数控分度头，其工型数控分度头，其工作原理如下：作原理如下：作原理如下：作原理如下：n n刹紧液压缸活塞刹紧液压缸活塞刹紧液压缸活塞刹紧液压缸活塞4 4的后腔通入压缩空气后，主轴松的后腔通入压缩空气后，主轴松的后腔通入压缩空气后，主轴松的后腔通入压缩空气后，主轴松开。松开信号由传感器开。松开信号由传感器开。松开信号由传感器开。松开信号由传感器6 6发出。伺服电动机旋转至发出。伺服电动机旋转至发出。伺服电动机旋转至发出。伺服电动机旋转至选定的角度后，刹紧液压缸的活塞选定的角度后，刹紧液压缸的活塞选定的角度后，刹紧液压缸的活塞选定的角度后，刹紧液压缸的活塞4 4的前腔通入压的前腔通入压的前腔通

63、入压的前腔通入压缩空气，刹紧信号由传感器缩空气，刹紧信号由传感器缩空气，刹紧信号由传感器缩空气，刹紧信号由传感器5 5发出，刹紧完毕后，发出，刹紧完毕后，发出，刹紧完毕后，发出，刹紧完毕后，主机发信号，开始切削加工。当工作台完成一个工主机发信号，开始切削加工。当工作台完成一个工主机发信号，开始切削加工。当工作台完成一个工主机发信号，开始切削加工。当工作台完成一个工作循环后，工作台返回零位，零们信号传感器作循环后，工作台返回零位，零们信号传感器作循环后，工作台返回零位，零们信号传感器作循环后，工作台返回零位，零们信号传感器8 8发发发发出零位到位信号。出零位到位信号。出零位到位信号。出零位到位信

64、号。下一页 返回上一页图图5-15 FK14160B数控分度数控分度头头返回三、分度头三、分度头n n1.1.概述概述概述概述n n等分式的等分式的等分式的等分式的FKNQFKNQ系列数控分度头的最终分度定位采系列数控分度头的最终分度定位采系列数控分度头的最终分度定位采系列数控分度头的最终分度定位采用齿数为用齿数为用齿数为用齿数为7272牙的端齿盘来完成。万能式的牙的端齿盘来完成。万能式的牙的端齿盘来完成。万能式的牙的端齿盘来完成。万能式的FKl4FKl4系系系系列数控分度头用精密蜗杆副作为分度定位元件，用列数控分度头用精密蜗杆副作为分度定位元件，用列数控分度头用精密蜗杆副作为分度定位元件，用

65、列数控分度头用精密蜗杆副作为分度定位元件，用于完成任意角度的分度工作，采用双导程蜗杆消除于完成任意角度的分度工作，采用双导程蜗杆消除于完成任意角度的分度工作，采用双导程蜗杆消除于完成任意角度的分度工作，采用双导程蜗杆消除传动间隙。传动间隙。传动间隙。传动间隙。n n如如如如图图图图7-87-8所示的所示的所示的所示的FKNQl60FKNQl60型数控气动等分分度头型数控气动等分分度头型数控气动等分分度头型数控气动等分分度头n n如如如如图图图图7-97-9所示为所示为所示为所示为FKl4160BFKl4160B型数控分度头型数控分度头型数控分度头型数控分度头 四、四、APCAPC工作台自动交换

66、工作台自动交换系统系统 为了减少工件安装、调整的辅助时间，提高自动化生产为了减少工件安装、调整的辅助时间，提高自动化生产为了减少工件安装、调整的辅助时间，提高自动化生产为了减少工件安装、调整的辅助时间，提高自动化生产水平，在数控车床、冲床等一类数控机床中，对工件的水平，在数控车床、冲床等一类数控机床中，对工件的水平，在数控车床、冲床等一类数控机床中，对工件的水平，在数控车床、冲床等一类数控机床中，对工件的上下料可采用机械手或工业机器人进行工件自动装卸，上下料可采用机械手或工业机器人进行工件自动装卸，上下料可采用机械手或工业机器人进行工件自动装卸，上下料可采用机械手或工业机器人进行工件自动装卸，

67、该方式目前主要用于该方式目前主要用于该方式目前主要用于该方式目前主要用于FMSFMSFMSFMS系统中。系统中。系统中。系统中。对于加工中心，目前已比较多地采用了多工位托盘工件对于加工中心，目前已比较多地采用了多工位托盘工件对于加工中心，目前已比较多地采用了多工位托盘工件对于加工中心，目前已比较多地采用了多工位托盘工件自动交换机构，即每台加工中心至少配有两个可自动交自动交换机构，即每台加工中心至少配有两个可自动交自动交换机构，即每台加工中心至少配有两个可自动交自动交换机构，即每台加工中心至少配有两个可自动交换的托盘工作台。当其中一个托盘工作台进入封闭式的换的托盘工作台。当其中一个托盘工作台进入

68、封闭式的换的托盘工作台。当其中一个托盘工作台进入封闭式的换的托盘工作台。当其中一个托盘工作台进入封闭式的数控机床内进行自动循环加工时，对另一个在机床外侧数控机床内进行自动循环加工时，对另一个在机床外侧数控机床内进行自动循环加工时，对另一个在机床外侧数控机床内进行自动循环加工时，对另一个在机床外侧的托盘工作台，就可以进行工件的装卸调整。使工件的的托盘工作台，就可以进行工件的装卸调整。使工件的的托盘工作台，就可以进行工件的装卸调整。使工件的的托盘工作台，就可以进行工件的装卸调整。使工件的安装调整时间与机床加工时间重合，从而节省了机床安安装调整时间与机床加工时间重合，从而节省了机床安安装调整时间与机

69、床加工时间重合，从而节省了机床安安装调整时间与机床加工时间重合，从而节省了机床安装工件的辅助时间。装工件的辅助时间。装工件的辅助时间。装工件的辅助时间。 万能铣头万能铣头n n万能铣头部件结构见万能铣头部件结构见万能铣头部件结构见万能铣头部件结构见图图图图7-107-10，主要由前、后，主要由前、后，主要由前、后，主要由前、后壳体壳体壳体壳体1212、5 5，法兰，法兰，法兰，法兰3 3，传动轴，传动轴，传动轴，传动轴、，主轴，主轴，主轴，主轴及两对弧齿锥齿轮组成。及两对弧齿锥齿轮组成。及两对弧齿锥齿轮组成。及两对弧齿锥齿轮组成。 自动排屑装置自动排屑装置n n一、排屑装置在数控机床上的作用一

70、、排屑装置在数控机床上的作用一、排屑装置在数控机床上的作用一、排屑装置在数控机床上的作用n n二典型排屑装置二典型排屑装置二典型排屑装置二典型排屑装置n n1 1平板链式排屑装置如图平板链式排屑装置如图平板链式排屑装置如图平板链式排屑装置如图7-11a7-11a所示，该装置以滚动所示，该装置以滚动所示，该装置以滚动所示，该装置以滚动链轮牵引钢质平板链带在封闭箱中运转，切屑用链带带链轮牵引钢质平板链带在封闭箱中运转，切屑用链带带链轮牵引钢质平板链带在封闭箱中运转，切屑用链带带链轮牵引钢质平板链带在封闭箱中运转，切屑用链带带出机床。出机床。出机床。出机床。 n n2 2刮板式排屑装置如图刮板式排屑

71、装置如图刮板式排屑装置如图刮板式排屑装置如图7-11b7-11b所示，该装置的传动原所示，该装置的传动原所示，该装置的传动原所示，该装置的传动原理与平板链式基本相同，只是链板不同，它带有刮板链理与平板链式基本相同，只是链板不同，它带有刮板链理与平板链式基本相同，只是链板不同，它带有刮板链理与平板链式基本相同，只是链板不同，它带有刮板链板。板。板。板。n n3 3螺旋式排屑装置如图螺旋式排屑装置如图螺旋式排屑装置如图螺旋式排屑装置如图7-11c7-11c所示，该装置是利用电所示，该装置是利用电所示，该装置是利用电所示，该装置是利用电动机经减速装置驱动安装在沟槽中的一根绞笼式螺旋杆动机经减速装置驱

72、动安装在沟槽中的一根绞笼式螺旋杆动机经减速装置驱动安装在沟槽中的一根绞笼式螺旋杆动机经减速装置驱动安装在沟槽中的一根绞笼式螺旋杆进行工作的。进行工作的。进行工作的。进行工作的。 典型数控机床的安全防护系统典型数控机床的安全防护系统n n一、弹性皮腔一、弹性皮腔一、弹性皮腔一、弹性皮腔n n弹性皮腔是一种可以任意组合的防护罩。弹性皮腔是一种可以任意组合的防护罩。弹性皮腔是一种可以任意组合的防护罩。弹性皮腔是一种可以任意组合的防护罩。n n弹性皮腔主要有两大类：弹性缝制皮腔和弹性热粘接腔。弹性皮腔主要有两大类：弹性缝制皮腔和弹性热粘接腔。弹性皮腔主要有两大类：弹性缝制皮腔和弹性热粘接腔。弹性皮腔主

73、要有两大类：弹性缝制皮腔和弹性热粘接腔。 典型数控机床的安全防护系统典型数控机床的安全防护系统n n二、铠甲皮腔二、铠甲皮腔二、铠甲皮腔二、铠甲皮腔n n铠甲皮腔就是在铠甲皮腔就是在铠甲皮腔就是在铠甲皮腔就是在皮腔上面安装了皮腔上面安装了皮腔上面安装了皮腔上面安装了一种性能好、重一种性能好、重一种性能好、重一种性能好、重量小，但运行灵量小，但运行灵量小，但运行灵量小，但运行灵活的钢片防护层活的钢片防护层活的钢片防护层活的钢片防护层的防护装置。的防护装置。的防护装置。的防护装置。 典型数控机床的安全防护系统典型数控机床的安全防护系统n n三、钢制伸缩式导轨防护罩三、钢制伸缩式导轨防护罩三、钢制伸

74、缩式导轨防护罩三、钢制伸缩式导轨防护罩n n如图如图如图如图7-147-14所示，钢制伸缩式防护罩是机床传统防护所示，钢制伸缩式防护罩是机床传统防护所示，钢制伸缩式防护罩是机床传统防护所示，钢制伸缩式防护罩是机床传统防护形式。对防止切屑及其他尖锐东西的进入起着有效防形式。对防止切屑及其他尖锐东西的进入起着有效防形式。对防止切屑及其他尖锐东西的进入起着有效防形式。对防止切屑及其他尖锐东西的进入起着有效防护作用。通过一定的结构措施以及合适的刮屑板也可护作用。通过一定的结构措施以及合适的刮屑板也可护作用。通过一定的结构措施以及合适的刮屑板也可护作用。通过一定的结构措施以及合适的刮屑板也可以有效地降低

75、切屑液的渗入。以有效地降低切屑液的渗入。以有效地降低切屑液的渗入。以有效地降低切屑液的渗入。7.5 典型数控机床的安全防护系典型数控机床的安全防护系统统n n在空间小且不需要严密防护的情况下，卷帘防护罩在空间小且不需要严密防护的情况下，卷帘防护罩在空间小且不需要严密防护的情况下，卷帘防护罩在空间小且不需要严密防护的情况下，卷帘防护罩（如图（如图（如图（如图7-157-15所示）可以代替弹性皮腔防护罩。可以水所示）可以代替弹性皮腔防护罩。可以水所示）可以代替弹性皮腔防护罩。可以水所示）可以代替弹性皮腔防护罩。可以水平、垂直或任意混合方向上安装使用。平、垂直或任意混合方向上安装使用。平、垂直或任意

76、混合方向上安装使用。平、垂直或任意混合方向上安装使用。图图7-1 7-1 鼠齿盘式分度工作台鼠齿盘式分度工作台l l、2 2、1515、16-16-推杆推杆 3-3-下齿盘下齿盘 4-4-上齿盘上齿盘 5 5、13-13-推力轴承推力轴承 6-6-活塞活塞 7-7-工作台工作台8-8-齿条活塞齿条活塞 9-9-升降液压缸上腔升降液压缸上腔 10-10-升降液压缸下腔升降液压缸下腔 11-11-齿轮齿轮 12-12-齿圈齿圈 1414、17-17-挡块挡块 18-18-分度液压缸右腔分度液压缸右腔19-19-分度液压缸左腔分度液压缸左腔 2020、21-21-分度液压缸进回油分度液压缸进回油管道

77、管道 2222、23-23-升降液压缸进回油升降液压缸进回油管道管道图图7-2 7-2 定位销式回转工作台定位销式回转工作台1-1-工作台工作台 2-2-转台轴转台轴 3-3-六角螺钉六角螺钉 4-4-轴套轴套 5-5-活塞活塞 6-6-定位套定位套 7-7-定定位销位销 8-8-液压缸液压缸 9-9-齿轮齿轮 10-10-活塞活塞 11-11-弹簧弹簧 12-12-轴承轴承13-13-止推螺钉止推螺钉 14-14-活塞活塞 15-15-液压缸液压缸 16-16-管道管道 1717、18-18-轴承轴承 19-19-转台座转台座图图7-3 7-3 开环数控回开环数控回转工作台转工作台1-1-偏

78、心环偏心环 2 2、6-6-齿轮齿轮 3-3-电动机电动机 4-4-蜗杆蜗杆 5-5-垫圈垫圈 7-7-调整环调整环 8 8、10-10-微动开关微动开关9 9、11-11-档块档块 1212、13-13-轴承轴承 14-14-液压缸液压缸 15-15-蜗轮蜗轮 16-16-柱塞柱塞 17-17-钢球钢球 l8l8、19-19-夹紧瓦夹紧瓦 20-20-弹簧弹簧 21-21-底座底座 22-22-圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 23-23-调整套调整套 24-24-支座支座图图7-4 7-4 闭环数控回闭环数控回转工作台转工作台1-1-电液脉冲马达电液脉冲马达 2-2-偏心环偏心环 3-3-主动齿轮

79、主动齿轮 4-4-从动齿轮从动齿轮 5-5-销钉销钉 6-6-锁紧瓦锁紧瓦 7-7-套筒套筒 8-8-螺钉螺钉 9-9-丝杠丝杠 10-10-蜗杆蜗杆 11-11-蜗轮蜗轮 1212、13-13-夹紧瓦夹紧瓦 14-14-液压缸液压缸15-15-活塞活塞 16-16-弹簧弹簧 17-17-钢球钢球 18-18-底座底座 19-19-光栅光栅 2020、21-21-轴承轴承图图7-5 7-5 双蜗杆传动结构双蜗杆传动结构1-1-轴向固定蜗杆轴向固定蜗杆 2-2-轴向调整蜗杆轴向调整蜗杆 3 3、5-5-调整垫调整垫 4-4-锁紧螺母锁紧螺母图图7-6 KEF2507-6 KEF250型中空式动力

80、卡盘结构图型中空式动力卡盘结构图l-l-卡爪卡爪 2-T2-T形块形块 3-3-平衡块平衡块 4-4-杠杆杠杆 5-5-连接螺母连接螺母 6-6-滑体滑体 7-7-法兰盘法兰盘 8-8-盘体盘体9-9-扳手扳手 10-10-卡爪座卡爪座 11-11-防护盘防护盘 12-12-法兰盘法兰盘 13-13-前盖前盖 14-14-液压缸盖液压缸盖 15-15-紧定螺钉紧定螺钉16-16-压力管接头压力管接头 17-17-后盖后盖 18-18-罩壳罩壳 19-19-漏油管接头漏油管接头 20-20-导油套导油套 21-21-液压缸液压缸22-22-活塞活塞 23-23-二二防转支架防转支架 24-24-

81、导向杆导向杆 25-25-安全阀安全阀 26-26-中空拉杆中空拉杆图图7-8 7-8 FKNQ型数控气动等分分度头结构型数控气动等分分度头结构11转动端齿盘转动端齿盘 22定位端齿盘定位端齿盘 33滑动销轴滑动销轴 44滑动端齿盘滑动端齿盘 55镶装套镶装套 66弹簧弹簧 77无触点传感器无触点传感器 88主轴主轴 99定位轮定位轮 1010驱动销驱动销 1111凸块凸块 1212定位键定位键 1313压板压板 1414传感器传感器 1515棘爪棘爪 1616棘轮棘轮 1717分度活塞分度活塞图图7-9 FK14160B7-9 FK14160B数控分度头数控分度头1-1-调整螺母调整螺母 2

82、-2-压板压板 3-3-法兰盘法兰盘 4-4-活塞活塞 5-5-刹紧信号刹紧信号传感器传感器 6-6-松开信号传感器松开信号传感器 7-7-双导程蜗杆双导程蜗杆 8-8-零位信零位信号传感器号传感器 9-9-传感器支座传感器支座 10-10-信号盘信号盘图图7-10 7-10 万能铣头部件结构万能铣头部件结构1-1-键键 2-2-连接盘连接盘 3-3-法兰法兰 4 4、6 6、2323、24-T24-T形螺栓形螺栓 5-5-后壳体后壳体 7-7-锁紧螺钉锁紧螺钉 8-8-螺母螺母 9 9、11-11-角接触球轴承角接触球轴承 10-10-隔套隔套 12-12-前壳体前壳体 13-13-轴承轴承 14-14-半圆环垫片半圆环垫片 15-15-法兰法兰 1616、17-17-螺钉螺钉 18-18-端面键端面键 1919、25-25-推力圆柱滚子轴承推力圆柱滚子轴承 2020、26-26-滚针轴承滚针轴承 2121、2222、27-27-锥齿轮锥齿轮图图7-11 7-11 排屑装置排屑装置