数控机床的机械结构 曼初宏.pptx

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1、第八章数控机床的机械结构第1页/共83页第八章数控机床的机械结构第一节数控机床的典型机械结构第二节数控机床的主轴结构第三节数控机床的自动换刀装置第四节数控机床的回转工作装置第五节数控机床常用的辅助装置第2页/共83页第一节数控机床的典型机械结构一、滚珠丝杠副结构在数控机床上将回转运动转换为直线运动，一般采用滚珠丝杠副结构。滚珠丝杠副结构的特点是：传动效率高，一般=092096；传动灵敏，不易产生爬行；使用寿命长，不易磨损；具有可逆性，不仅可以将旋转运动转变为直线运动，也可将直线运动变成旋转运动；施加预紧力后，可消除轴向间隙，反向时无空行程；成本高，价格昂贵；不能自锁，垂直安装时需要有平衡装置。

2、1.滚珠丝杠副的结构和工作原理第3页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-1外循环滚珠丝杠副1丝杠2滚珠3回珠管4螺母第4页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-3滚珠丝杠副的螺纹滚道a)单圆弧滚道b)双圆弧滚道第5页/共83页第一节数控机床的典型机械结构2.滚珠丝杠副间隙的调整方法(1)垫片调整间隙法如图8-4所示，调整垫片4的厚度使左右两螺母产生方向相反的轴向位移，使两个螺母中的滚珠分别贴紧在螺旋形滚道的两个方向相反的侧面上，从而消除间隙和产生预紧力，然后用螺钉和定位销将两个螺母紧固在螺母座上而不能转动。图8-4垫片调整间隙法1、2螺母3螺母座4垫片第6页/共83页第一节数控机

3、床的典型机械结构(2)齿差调整间隙法如图8-5所示，两个螺母的凸缘为圆柱外齿轮，而且齿数差为1，分别与左右内齿轮相啮合，两个内齿轮用螺钉、定位销紧固在螺母座上，则左右螺母不能转动。(3)螺纹调整间隙法如图8-6所示，左右螺母外圆和螺母座的内孔加工有键槽，采用平键联接，使螺母在螺母座中可以轴向滑动而不能转动。图8-6螺纹调整间隙法1、2螺母3平键4调整螺母5锁紧螺母第7页/共83页第一节数控机床的典型机械结构3.滚珠丝杠副的支承图8-7仅一端安装推力轴承第8页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-9两端安装推力轴承4.滚珠丝杠副的保护5.滚珠丝杠副的自动平衡装置第9页/共83页第一节数控机

4、床的典型机械结构图8-11滚珠丝杠副的自动平衡装置1锥齿轮2星轮3滚子4外壳5螺母6锁紧螺钉第10页/共83页第一节数控机床的典型机械结构二、齿轮传动间隙消除结构在数控机床上，齿侧间隙会造成进给运动反向时丢失指令脉冲，并产生反向死区，影响加工精度，因此在齿轮传动中必须消除间隙。1.直齿圆柱齿轮传动间隙的消除(1)轴向垫片调整法如图8-12所示，两个齿轮沿齿宽方向制造有很小的锥度，当齿轮1不动时，调整轴向垫片3的厚度，使齿轮2作轴向位移从而减小啮合间隙。(2)偏心套调整法如图8-13所示，电动机通过偏心套2安装在壳体上。第11页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-12轴向垫片调整法1、2

5、齿轮3垫片第12页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-14双片薄齿轮错齿调整法1、6螺纹凸耳2拉簧3调整螺母4锁紧螺母5调节螺钉7、8薄片齿轮第13页/共83页第一节数控机床的典型机械结构(3)双片薄齿轮错齿调整法如图8-14所示，相互啮合的一对齿轮中的一个做成两个薄片齿轮7和8，两薄片齿轮套装在一起，彼此可作相对转动。2.斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除(1)垫片调整法如图8-15所示，在两个薄片斜齿轮3和4 中间，加一个垫片2，垫片2使薄片斜齿轮3和4的螺旋线错位，分别与宽斜齿轮1的轮齿齿槽左右齿面都贴紧，从而消除齿侧间隙。(2)轴向压簧调整法如图8-16所示，两个薄片斜齿轮1和2用平键

6、套在轴5上，螺母4可调整弹簧3对薄片斜齿轮2的轴向压力，使薄片斜齿轮1和2的左右齿面分别贴紧宽斜齿轮6的轮齿齿槽两侧齿面以消除间隙。第14页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-15垫片调整法1宽斜齿轮2垫片3、4薄片斜齿轮第15页/共83页第一节数控机床的典型机械结构3.锥齿轮传动间隙的消除4.键联接间隙的消除图8-17锥齿轮齿侧间隙的消除1、2锥齿轮3弹簧4螺母5轴第16页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-19无键联接结构1轴2螺钉3、4圆环5内弹性锥形胀套6外弹性锥形胀套7传动件第17页/共83页第一节数控机床的典型机械结构三、机床导轨导轨主要用来支承和引导运动部件沿一定

7、的轨道运动。在导轨副中，运动的一方称为运动导轨，不运动的一方称为支承导轨。运动导轨相对于支承导轨的运动，通常是直线运动或回转运动。目前，数控机床上的导轨形式主要有滑动导轨、滚动导轨和液体静压导轨等。1.导轨的要求(1)导向精度高导向精度是指机床的运动部件沿导轨移动时的直线性和其有关基准面之间的相互位置的准确性。(2)耐磨性好导轨的耐磨性是指导轨在长期使用过程中能否保持一定的导向精度。第18页/共83页第一节数控机床的典型机械结构(3)足够的刚度导轨受力变形会影响部件之间的导向精度和相对位置，故要求导轨应有足够的刚度。(4)低速运动平稳性应使导轨的摩擦阻力小，运动轻便，低速运动时无爬行现象。(5

8、)结构简单、工艺性好所设计的导轨应使制造和维修方便，在使用时便于调整和维护。2.滑动导轨1)以聚四氟乙烯为基体，添加合金粉和氧化物等构成的高分子复合材料。2)以环氧树脂为基体，加入MoS2、胶体石墨、TiO2等制成的抗磨涂层材料。第19页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-20贴塑导轨的结构a)矩形导轨b)燕尾导轨c)圆柱导轨3.滚动导轨(1)滚珠导轨这种导轨的承载能力小，刚度低。第20页/共83页第一节数控机床的典型机械结构(2)滚柱导轨这种导轨的承载能力和刚度都比滚珠导轨大，适用于载荷较大的数控机床。图8-21滚珠导轨第21页/共83页第一节数控机床的典型机械结构(3)滚针导轨滚针

9、导轨的滚针比滚柱的长径比大，滚针导轨的特点是尺寸小、结构紧凑，主要适用于导轨尺寸受限制的数控机床。(4)直线滚动导轨(简称直线导轨)图8-23所示是直线滚动导轨副的外形图，直线滚动导轨由一根长导轨(导轨条)和一个或几个滑块组成。图8-23直线滚动导轨副的外形图1导轨条2循环滚柱滑座3抗振阻尼滑座第22页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-24直线滚动导轨副的结构图1、4、5、8回珠(回柱)2、3、6、7负载滚珠(滚柱)9导轨条10滑块第23页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-25单导轨定位的安装1工作台2、3楔块4基准导轨5床身6非定位导轨第24页/共83页第一节数控机床的典

10、型机械结构图8-26双导轨定位的安装1基准导轨2、4、5调整垫3工作台6床身第25页/共83页第一节数控机床的典型机械结构图8-27开式静压导轨的工作原理图1液压泵2溢流阀3过滤器4节流阀5运动导轨6床身导轨4.静压导轨第26页/共83页第二节数控机床的主轴结构一、主轴轴承配置的一般原则大多数数控机床的主轴有前、后两个支承，成为两支承主轴部件。有时由于结构原因致使两个支承之间的跨距过大，影响了主轴的刚度，这就要增设中间支承，这就是所谓的三支承主轴部件。主轴轴承配置时应考虑的一般原则为：(1)适应承载能力和刚度的要求所谓承载能力是指主轴在保证正常工作，并在具有额定寿命时间内所能承受的最大负荷。(

11、2)适应转速的要求轴承发热会直接影响它的精度和工作寿命，而发热量的大小取决于转速的高低。(3)适应精度的要求主轴前、后支承处径向轴承类型的选用，主要由该处的支承精度要求和径向载荷来决定。第27页/共83页第二节数控机床的主轴结构(4)适应结构的要求主轴部件在结构上要求径向尺寸紧凑时，可选用轻型或特轻型轴承。(5)适应经济性要求在配置主轴轴承形式时，也要作经济分析，使经济效益好。二、主轴轴承的配置形式目前，数控机床的主轴轴承的配置有以下几种形式：1)前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60角接触双列向心推力球轴承，后支承采用向心推力球轴承，如图8-29所示。2)前支承采用高精度双列向心推力球轴承，如图

12、8-30所示。第28页/共83页第二节数控机床的主轴结构图8-29前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60角接触双列向心推力球轴承图8-31前支承采用双列圆锥滚子轴承第29页/共83页第二节数控机床的主轴结构3)前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承采用圆锥滚子轴承，如图8-31所示。三、主轴部件结构1.MJ-50型数控车床的主轴部件图8-32MJ-50型数控车床主轴箱结构1、6、8螺母2同步带3、16同步带轮4脉冲编码器5、12、13、17螺钉7主轴9主轴箱体10角接触球轴承11、14双列短圆柱滚子轴承15带轮第30页/共83页第二节数控机床的主轴结构2.JCS-018型立式加工中心的主轴部件(1)主

13、轴主轴前端有锥度为724的锥孔，用于装夹BT40刀柄或刀杆。(2)主轴的自动装夹和切屑清除装置在加工中心上，为了实现刀具在主轴上的自动装卸，其主轴必须设计有自动夹紧机构。(3)主轴准停装置图8-33JCS-018型立式加工中心的主轴部件1刀柄2拉钉3主轴4拉杆5碟形弹簧6活塞7液压缸8、10行程开关9管接头11弹簧12钢球13端面键第31页/共83页第二节数控机床的主轴结构图8-34JCS-018型立式加工中心的主轴准停装置1多楔带轮2磁传感器3永久磁铁4垫片5主轴第32页/共83页第二节数控机床的主轴结构3.万能铣头结构图8-35万能铣头结构1平键2连接盘3、15法兰4、6、23、24T形螺

14、柱5后壳体7锁紧螺钉8螺母9、11角接触球轴承10隔套12前壳体13双列圆柱滚子轴承14半圆环垫片16、17螺钉18端面键19、25推力圆柱滚子轴承20、26滚针轴承21、22、27锥齿轮第33页/共83页第二节数控机床的主轴结构四、主轴端部的结构形状如图836所示，主轴端部(已经标准化)用于安装夹持零件的夹具。在设计要求上，应能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足够的转矩。主轴1前端的长、短圆锥面或圆柱面和凸缘端面定位，用端面键3、螺柱8与偏心销9、平键11和主轴前端圆柱面上的螺纹传递转矩，卡盘座4安装于主轴端部时，螺柱从凸缘上的孔中穿过，转动快卸卡板将数个螺柱同时装上，再

15、拧紧螺母将卡盘座固牢在主轴端部。图8-36主轴前端的结构a)、b)短锥法兰结构c)长锥带键式结构d)螺纹圆柱式结构1主轴2锁紧盘3端面键4卡盘座5、8螺柱6、10螺母7螺钉9偏心销11平键12防松压爪第34页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置一、回转刀架数控机床为了能在零件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序，以缩短辅助时间，减少多次安装零件引起的误差，必须具有自动换刀装置。自动换刀装置应当满足换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具存储以及安全可靠等基本要求。1.四方回转刀架图8-37螺旋升降式四方刀架结构1电动机2联轴器3蜗杆轴4蜗轮丝杠5刀架底座6粗定位盘7刀架体8球头销9转位套10

16、电刷座11发信体12螺母13、14电刷15粗定位销第35页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置(1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后，电动机1起动正转，并经联轴器2使蜗杆轴3转动，从而带动蜗轮丝杠4转动。(2)刀架转位当刀架抬起至一定的距离后，端面齿脱开，转位套9用销钉与蜗轮丝杠4联接，随蜗轮丝杠4一起转动，当端面齿完全脱开时，转位套9正好转过160，球头销8在弹簧力的作用下进入转位套9的槽中，带动刀架体7转位。(3)刀架定位刀架体7转动时带动电刷座10转动，当转到程序指定的位置时，粗定位销15在弹簧力的作用下进入粗定位盘6的槽中进行粗定位，同时电刷13接触导体使电动机1反转。(4)刀架压紧

17、刀架精确定位后，电动机1继续反转，夹紧刀架，当两端面齿增加到一定夹紧力时，电动机1停止转动，从而完成一次换刀过程。第36页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置2.六角回转刀架(1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后，压力油从a孔进入压紧液压缸的下腔，活塞1上升，刀架体2抬起，使定位活动插销9与圆柱固定插销8脱开。(2)刀架转位当刀架体2抬起之后，压力油从c孔进入液压缸左腔，活塞6向右移动，通过连接板带动齿条7移动，使空套齿轮5逆时针方向转动，通过端齿离合器使刀架转过60。(3)刀架压紧刀架转位之后，压力油从b孔进入压紧液压缸的上腔，活塞1带动刀架体2向下移动。(4)转位液压缸复位刀架压紧之后，

18、压力油从d孔进入转位液压缸右腔，活塞6带动齿条7复位，由于此时端齿离合器已脱开，齿条7带动空套齿轮5在轴上空转。第37页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置3.盘形自动回转刀架WP71.eps第38页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置图8-39BA200L盘形自动回转刀架1刀架2、3端面齿盘4滑块5蜗轮6轴7蜗杆8、9、10传动齿轮11电动机12微动开关13小轴14圆环15压板16镶条第39页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置二、刀库刀库是加工中心自动换刀装置中最主要的部件之一，其容量、布局及具体结构对加工中心的总体设计有很大影响。1.换刀过程图8-40换刀过程示意图1机械手2刀库3

19、主轴4刀套5刀具第40页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置(1)刀套下翻换刀前，刀库2转动，将待换刀具5送到换刀位置。(2)机械手抓刀机械手1从原始位置顺时针旋转75(K向观察)，两机械手爪分别抓住刀库上和主轴3上的刀具。(3)刀具松开主轴内的刀具自动夹紧机构松开刀具。(4)机械手拔刀机械手下降，同时拔出两把刀具。(5)刀具位置交换机械手带着两把刀具逆时针旋转180(K向观察)，交换两把刀具位置。(6)机械手插刀机械手上升，分别把刀具插入主轴锥孔和刀套中。(7)刀具夹紧主轴内的刀具自动夹紧机构夹紧刀具。(8)液压缸活塞复位驱动机械手逆时针旋转180的液压缸活塞复位(机械手无动作)。第41页

20、/共83页第三节数控机床的自动换刀装置(9)机械手松刀机械手1逆时针旋转75(K向观察)，松开刀具回到原始位置。(10)刀套上翻刀套带着刀具上翻90。2.刀库的结构图8-41盘式刀库结构示意图1电动机2十字联轴器3蜗杆4蜗轮5气缸6、7行程开关8拨叉9挡标10滚子11刀套12刀盘第42页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置(1)刀库的选刀过程(见图8-41)根据数控装置发出的选刀指令，直流伺服电动机1经十字联轴器2和蜗杆3、蜗轮4带动刀盘12和安装其上的16个刀套11旋转相应角度，完成选刀的过程。(2)刀套翻转过程(见图8-41)待换刀具转到换刀位置时，刀套尾部的滚子10转入拨叉8的槽内。(

21、3)刀套的结构图8-43所示为该盘式刀库刀套结构图。WP72.eps第43页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置图8-43刀套结构图1弹簧2螺纹套3球头销钉4刀套体5滚套6销轴7滚子第44页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置(4)刀库的容量刀库的容量是指刀库能存放的刀具数量，应当根据被加工零件的工艺要求合理地确定刀库的容量。图8-44加工工件与刀具数目关系的曲线第45页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置(5)刀库的类型如图8-45所示，加工中心上普遍采用的刀库有盘式刀库、鼓筒弹夹式刀库、链式刀库和格子式刀库等。1)盘式刀库(见图8-45a、b、c、d、g)。2)鼓筒弹夹式刀库(见图8

22、-45e)。3)链式刀库(见图8-45f)。4)格子式刀库(见图8-45h)。图8-45刀库的类型a)、b)、c)、d)、g)盘式刀库e)鼓筒弹夹式刀库f)链式刀库h)格子式刀库第46页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置(6)刀具的选择方式在自动换刀过程中，根据程序中的刀具功能指令，数控装置发出自动选刀的信号，在刀库中挑选下一工步所需要的刀具。1)顺序选刀方式。2)固定地址选刀方式。3)任意选刀方式。(7)刀具的编码方式当采用任意选刀方式选择刀具时，必须给刀具编上识别代码。1)接触式刀具识别装置。2)非接触式刀具识别装置。第47页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置图8-46接触式刀具识

23、别装置1刀具识别装置2触针3刀具4编码环第48页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置三、刀具交换装置实现刀库与加工中心主轴之间传递和装卸刀具的装置，称为刀具交换装置。刀具交换装置一般分为无机械手换刀和采用机械手换刀两类。1.无机械手换刀图8-48无机械手换刀过程第49页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置2.机械手换刀图8-49换刀动作分解示意图第50页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置3.机械手的类型图8-50机械手的类型a)单臂单爪机械手b)单臂双爪机械手c)双臂回转式机械手d)双机械手e)双臂往复交叉式机械手f)双臂端面夹紧式机械手第51页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置4

24、.机械手的结构及动作过程(1)机械手抓刀换刀时，刀套向下翻转90后，压合上行程开关，发出机械手抓刀信号。(2)机械手拔刀如图8-51所示，抓刀动作结束时，齿条17上的挡环12压合位置开关14，发出拔刀信号，液压缸15的上腔通入压力油，活塞杆推动机械手臂轴16下降实现拔刀动作。(3)机械手换刀当拔刀动作完成后，机械手臂轴16上的挡环2压合位置开关1(见图8-51)，发出换刀信号。(4)机械手插刀换刀动作完成后，齿条19上的挡环6压合位置开关9(见图8-51)，发出插刀信号，使液压缸15的下腔通入压力油，活塞杆带动机械手臂轴16上升实现插刀动作。第52页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置图8-

25、51机械手结构示意图1、3、7、9、13、14位置开关(行程开关)2、6、12挡环4、11齿轮5 连接盘8销子 10传动盘15、18、20液压缸16机械手臂轴17、19齿条21机械手第53页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置(5)机械手复位插刀动作完成后，机械手臂轴16上的挡环2压合位置开关3(见图)，使液压缸20的左腔通入压力油，活塞杆带着齿条19向右移动复位，而齿轮4空转，机械手无动作。5.机械手抓刀部分的结构图8-52机械手局部结构图1齿轮2机械手臂轴3连接盘4、6销子5传动盘7齿条8活塞杆第54页/共83页第三节数控机床的自动换刀装置图8-53机械手抓刀部分结构图1机械手臂2、4弹

26、簧3锁紧销5活动销6锥销7手爪8长销第55页/共83页第四节数控机床的回转工作装置一、分度工作台分度工作台只能完成分度运动，不能实现圆周进给运动，它是按照数控装置的指令，在需要分度时将工作台连同零件回转一定的角度(分度工作台一般只能回转规定的角度，如90、60和45等)。分度时也可以采用手动分度。数控机床中，分度工作台按定位机构的不同，分为定位销式分度工作台和鼠牙盘式分度工作台。1.定位销式分度工作台2.鼠牙盘式分度工作台第56页/共83页第四节数控机床的回转工作装置图8-55鼠牙盘式分度工作台1、2、15、16推杆3下鼠牙盘4上鼠牙盘5、13推力轴承6活塞7分度工作台8齿条活塞9夹紧液压缸上

27、腔10夹紧液压缸下腔11齿轮12内齿圈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第57页/共83页第四节数控机床的回转工作装置二、数控回转工作台数控回转工作台外观上与分度工作台相似，但内部结构和功能两者大不相同。数控回转工作台的主要作用是根据数控装置发出的指令脉冲信号，完成圆周进给运动，进行各种圆弧加工或曲面加工。另外，也可以进行分度工作。图8-56数控回转工作台1电液脉冲马达2、4齿轮3偏心环5楔形拉紧圆柱销6压块7螺母8锁紧螺钉9蜗杆10蜗轮11调整套12、13夹紧块14夹紧液压缸15活塞16弹簧17钢球18圆光栅19撞块

28、20感应块第58页/共83页第四节数控机床的回转工作装置三、数控分度头图857所示是FKNQ160型数控气动等分分度头结构。其工作原理是：滑动端齿盘4的左腔通入压缩空气后，借助弹簧6和滑动销轴3在镶装套5内平稳地沿轴向右移。齿盘完全松开后，无触点传感器7发信号给控制装置，这时分度活塞17开始运动，使棘爪15带动棘轮16进行分度，每次分度角度为5。在分度活塞17的下方有两个传感器14，用于检测分度活塞17的到位位置和返回位置，并发出分度信号。当分度信号与控制装置的预置信号重合时，分度头刹紧，这时滑动端齿盘4的右腔通入压缩空气，端齿盘啮合，分度过程结束。为了防止棘爪返回时主轴反转，在分度活塞17上

29、安装凸块11，使驱动销10在返回过程中插入定位轮9的槽中，以防转过位。第59页/共83页第四节数控机床的回转工作装置四、高速动力卡盘在数控机床中，高速动力卡盘一般只用于数控车床。在金属切削加工中，为提高数控车床的生产效率，对其主轴转速提出越来越高的要求，以实现高速、甚至超高速切削。目前数控车床的最高转速已由10002000r/min，提高到每分钟数千转，有的数控车床甚至达到10000r/min。对于这样高的转速，一般的卡盘已不适用，而必须采用高速动力卡盘才能保证安全可靠地进行加工。第60页/共83页第四节数控机床的回转工作装置图8-58KEF250型中空式动力卡盘结构1卡爪2T形块3平衡块4杠

30、杆5连接螺母6滑动体7、12法兰盘8盘体9扳手10卡爪座11防护盖13前盖14液压缸盖15紧定螺钉16压力管接头17后盖18罩壳19漏油管接头20导油套21液压缸22活塞23防转支架24导向杆25安全阀26中空拉杆第61页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置一、液压和气动装置1.液压和气动装置在数控机床中的功能1)自动换刀所需的动作，如机械手的伸、缩、回转和摆动及刀具的松开和夹紧动作。2)数控机床运动部件的平衡，如数控机床主轴箱的重力平衡、刀库机械手的平衡装置等。3)数控机床运动部件的制动和离合器的控制、齿轮拨叉挂挡等。4)数控机床的润滑、冷却。5)数控机床防护罩、防护板、防护门的自动开关。

31、第62页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置图8-59液压系统组成图1油箱2过滤器3液压泵4溢流阀5压力表6三位四通电磁阀7、9单向节流阀8液压驱动部件10单向阀11电动机第63页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置6)工作台的松开夹紧、交换工作台的自动交换动作。7)夹具的自动松开、夹紧。8)工件、工具定位面和交换工作台的自动吹屑、清理定位基准面等。2.液压系统的组成(1)能源能源包括液压泵装置和蓄能器，它们能够输出压力油，把原动机的机械能转变为液体的压力能，并储存起来。(2)执行机构执行机构是液压缸、液动机等，它们用来带动运动部件，将液体压力能转变成使工作部件运动的机械能。(3)控制部件

32、控制部件是各种液压阀，用于控制液体的压力、流量和流动方向，从而控制执行部件的作用力、运动速度和运动方向，也可以用来卸载，实现过载保护等。第64页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置(4)辅助部件辅助部件是液压系统中的油箱、压力表、过滤器、管路、管接头、加热器和冷却器等元件。3.液压传动装置中几种常见液压回路的工作原理(1)能源回路液压能源主要由液压泵(定量液压泵或变量液压泵)与电动机组成，它向液压系统提供一定流量和压力的液体。图8-60液压能源系统回路a)变量液压泵供油回路b)变量液压泵和蓄能器供油回路c)定量液压泵和蓄能器供油回路第65页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置(2)压力控制

33、回路压力控制回路有系统压力控制回路、减压回路、平衡回路、速度控制回路和方向控制回路等。1)系统压力控制回路。2)减压回路。图8-61减压回路第66页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置3)平衡回路。图8-62平衡回路a)普通平衡阀b)特殊平衡阀1普通平衡阀2单向阀3特殊平衡阀第67页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置图8-63调速回路1节流阀2液压缸3电磁换向阀第68页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置4)速度控制回路。5)方向控制回路。图8-64液控单向阀第69页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置4.立式加工中心的液压系统图8-66立式加工中心辅助机构液压传动系统1溢流阀2压力

34、继电器第70页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置表8-1电磁铁通、断电情况第71页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置(1)液压夹具夹爪夹紧松开0.6MPa的压缩空气经手动气阀15、调5.TCQ 2025型步冲压力机气动系统第72页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置压阀13得到0.3MPa的压缩空气，驱动气液泵2，油液经调压阀20后得到20MPa的压力油，在液压换向阀19控制下进入夹紧液压缸1，实现夹紧动作，调压阀13为压力检测元件，油路中的压力油低于12MPa时发出信号。(2)离合器压缩空气经单向阀16，进入储气罐4，在电磁气阀14控制下经过旋转接头23，进入离合器3，控制离合器3

35、的动作。(3)挡料板夹紧压缩空气在电磁气阀14控制下进入挡料板夹紧缸5，夹紧或松开挡料板。(4)限位挡销压缩空气在电磁气阀14控制下进入限位挡销缸6，控制挡销上升或下降。第73页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置(5)坐标齿轮润滑压缩空气经调压阀13获得0.1MPa气压，在电磁气阀14的控制下进入油雾器8，混有油雾的空气由喷嘴9喷出，润滑坐标齿轮7。(6)工具润滑压缩空气经调压阀13获得0.15MPa气压，在手动气阀15的控制下进入压力液压缸11，润滑油在电磁气阀14的控制下经单向节流阀17、单向阀16喷在工具表面进行润滑。二、排屑装置1.排屑装置在数控机床上的作用图8-68倾斜式底油盘便

36、于排屑第74页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置2.典型排屑装置图8-69典型排屑装置a)平板链式b)刮板式c)螺旋式第75页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置(1)平板链式排屑装置(见图8-69a)该装置以滚动链轮牵引钢质平板链带在封闭箱中运转，加工中的切屑落到链带上被带出数控机床。(2)刮板式排屑装置(见图8-69b)该装置传动原理与平板链式排屑装置的传动原理基本相同，只是链板不同，它带有刮板链板。(3)螺旋式排屑装置(见图8-69c)该装置采用电动机经减速装置驱动安装在沟槽中的一根长螺旋杆进行排屑。三、对刀仪1.对刀仪的基本组成第76页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置图8-

37、70对刀仪的示意图第77页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置(1)刀柄定位机构刀柄定位基准是测量的基准，所以有很高的精度要求，一般都要和数控机床主轴定位基准的要求相同，这样才能使测量数据接近在数控机床上使用的实际情况。(2)测头部分测头分为接触式测量和非接触式测量两种。(3)Z、X轴尺寸测量机构通过带测头部分两个坐标的移动，测得Z轴和X轴尺寸，即为刀具的轴向尺寸和半径尺寸。(4)测量数据处理装置由于柔性制造技术的发展，对数控机床所使用刀具的测试数据也需要进行有效管理，因此在对刀仪上再配置计算机及附属装置，它可以存储、输出、打印刀具预调数据，并与上一级管理计算机(刀具管理工作站、单元控制器)

38、联网，形成FMC、FMS使用的有效刀具管理系统。2.对刀仪的使用方法第78页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置3.影响刀具测量的一些误差因素(1)静态测量和动态加工的误差影响刀具在静态下测量其尺寸，而实际使用时是在回转条件下，又受到切削力和振动外力等影响，因此加工出的尺寸不会和预调尺寸一致，必然有一个修正量。(2)刀具质量的影响刀具的质量和动态刚性直接影响加工尺寸。(3)测量技术的影响使用对刀仪测量的技巧欠佳，也可能造成0.01mm以上的误差。(4)零位漂移的影响使用电测量系统，应注意长期工作时电气系统的零位漂移，要定时检查。(5)仪器精度的影响目前普通对刀仪精度，轴向(Z向)在0.010

39、.02mm之间，径向(X向)在0.005mm左右；好的对刀仪也可以达到0.002mm左右(但好的对刀仪必须有高精度刀具系统来相配)。第79页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置四、工件交换系统为了减少工件安装、调整等辅助时间，提高自动化生产水平，在有些加工中心上已经采用了多工位托盘自动交换机构。目前较多地采用双工作台形式，如图871所示，当其中一个托盘工作台进入加工中心内进行自动循环加工时，对于另一个在加工中心外的托盘工作台，就可以进行工件的装卸调整。这样，工件的装卸调整时间与加工中心加工时间重合，节省了加工辅助时间。图872所示为具有10工位托盘自动交换系统的柔性加工单元，托盘支撑在圆柱环形导轨上，由内侧的环链拖动而实现回转，链轮由电动机驱动。第80页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置图8-71配备双工作台的加工中心第81页/共83页第五节数控机床常用的辅助装置图8-72具有10工位托盘自动交换系统的柔性加工单元1环形交换工作台2托盘座3托盘4加工中心5托盘交换装置第82页/共83页感谢您的观看！第83页/共83页