1、数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程主编：韩鸿鸾主编：韩鸿鸾模块四模块四 自动换刀装置装调与维修自动换刀装置装调与维修任务二任务二 认识刀库与机械手的结构认识刀库与机械手的结构床身 数控加工刀具的交换，除用刀架外，还可以用刀库换刀。刀库的动力：刀库的动力：用电动机或液压系统来提供转动动力，用定位机构来保证更换的每一把刀具或刀套都能可靠地准停。刀库的功能：刀库的功能：储存加工工序所需的各种刀具，并按程序指令，把将要用的刀具准确地送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。刀库的储存量：刀库的储存量：一般在864把范围内，多的可达100200把，甚至更多，刀库的容
2、量首先要考虑加工工艺的需要。常见刀库实物图常见刀库实物图任务目标任务目标会看刀库与机械手装配图1掌握常用刀库、机械手的工作原理3掌握机械手换刀与无机械手换刀的工作过程2 在教师的带领下到工厂中参观。详细观察常见刀库与机械手的种类；机械在教师的带领下到工厂中参观。详细观察常见刀库与机械手的种类；机械手换刀与无机械手换刀的工作过程。手换刀与无机械手换刀的工作过程。1.无机械手换刀 无机械手换刀的方式是利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换。XH754型卧式加工中心就是采用这类刀具交换装置的实例。一、刀具交换一、刀具交换换刀过程特点：特点：1.结构简单、紧凑，不会影响加工精度，影响机床的生产率。2
3、.因刀库尺寸限制，装刀数量不能太多。常用于小型加工中心。2.2.机械手换刀机械手换刀换刀分解动作示意图 ：各种刀具交换方式各有什么特点？无机械手换刀与机构手换刀从换刀动作来看还有哪些不同的形式？1.斗立式刀库的结构二、刀库的结构二、刀库的结构斗立式刀库的结构 2.圆盘式刀库的结构JCS-018A刀库结构简图l-直流伺服电动机2-十字联轴器 3-蜗轮4-蜗杆5-气缸6-活塞杆7-拨叉8-螺杆9-位置开关10-定位开关 11-滚子12-销轴 13-刀套14-刀盘JCS-018A刀库结构图1-弹簧2-螺纹套3-球头销钉4-刀套5、7-滚子6-销轴3.3.链式库的结构链式库的结构方形链式刀库示意图刀套
4、的准停1定位插锁 2定位盘 3链轮 4手爪：数控机床上常用的刀库还有哪几种形式？其结构是怎样的？：数控机床上常用的刀库还有哪几种形式？其结构是怎样的？1.1.机械手的形式与种类机械手的形式与种类二、机械手二、机械手机械手形式单臂单爪回转式机械手单臂双爪摆动式机械手单臂双爪回转式机械手双机械手双臂端面夹紧机械手双臂往复交叉式机械手常见机械手实物常见机械手实物(1)单臂双爪式机械手 1)机械手的结构与动作过程 2.2.常用换刀机械手的结构常用换刀机械手的结构JCS-018A机械手传动结构示意图l、3、7、9、13、14-位置开关2、6、12-挡环4、11-齿轮5-连接盘8-销子10-传动盘15、1
5、8、20-液压缸16-轴17、19-齿条2l-机械手机械手传动结构局部视图1-齿轮2-轴3-连接盘4、6-销子5-传动盘7-齿条8-活塞杆2)2)机械手抓刀部分的结构机械手抓刀部分的结构机械手臂和手爪l-手臂2、4-弹簧3-锁紧销5-活动销6-锥销7-手爪8-长销凸轮式换刀机械手1刀套2十字轴3电动机4圆柱槽凸轮(手臂上下)5杠杆6锥齿轮7凸轮滚子(平臂旋转)8主轴箱9换刀手臂(2)两手呈180的回转式单臂双爪机械手 1)两手不伸缩的回转式单臂双爪机械手 两手不伸缩的回转式单臂双手机械手l-刀库2-换刀位置的刀座3-机械手4-机床主轴2)两手伸缩的回转式单臂双爪机械手刀具轴线与鼓(盘)轴线夹角
6、为直角的刀库1机床主轴2主轴中刀具3刀库中刀具4刀库5机械手3)剪式手爪的回转式单臂双手机械手剪式机械手换刀链式刀库1刀库：2剪式手抓；3机床主轴；4伸缩臂；5伸缩与回转机构；6手臂摆动机构取刀送刀(3)两手互相垂直的回转式单臂双手机械手两手互相垂直的回转式单臂双手机械手1-刀库2-齿条3-齿轮4-抓刀活塞5-手臂托架6-机床主轴7-抓刀动块8-销子9-抓刀定块10、12-小齿轮11-弹簧13、14-小齿条(4)两手平行的回转式单臂双手机械手机械手手爪结构1-液压缸2-导向槽3-销子4-销轴3.3.机械手的驱动机构机械手的驱动机构1升降气缸2齿条3齿轮4液压缸5传动盘6杆7转动气缸8齿轮9齿条
7、数控机床上常用的机械手还有哪几种形式？其结构是怎样的？数控机床上常用的机械手还有哪几种形式？其结构是怎样的？1.钳形机械手手爪三、机械爪三、机械爪1手臂2锁销 3止退销4弹簧5支点轴6手爪7键8螺钉钳形机械手手爪2.刀库夹爪 刀库夹爪既起着刀套作用，又起着手爪的作用。1锁销2顶销 3弹簧4支点轴5手爪6挡销：数控机床上常用的机械爪还有哪几种形式？其结构是怎样的？：数控机床上常用的机械爪还有哪几种形式？其结构是怎样的？刀库夹爪任务拓展任务拓展机械故障机械故障 所谓机械故障机械故障，就是指机械系统(零件、组件、部件、整台设备乃至一系列的设备组合)因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。数控机床
8、机械故障的分类如表47所示，其特点见表48：数控机床常发生的故障为哪种？数控机床的特点数控机床的特点数控机床机械故障的分类数控机床机械故障的分类任务巩固任务巩固 一、填空题一、填空题1.无机械手换刀的方式是利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换。2.刀库一般使用电动机或液压系统来提供转动动力，用刀具运动机构来保证换刀的可靠性，用定位机构来保证更换的每一把刀具或刀套都能可靠地准停。3.刀库的功能是储存加工工序所需的各种刀具，并按程序指令，把将要用的刀具准确地送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。4.常见机械手的形式有单臂单爪回转式机械手、单臂双爪摆动式机械手、单臂双爪回转式机械手、双机械手
9、、双臂往复交叉式机械手及双臂端面夹紧机械手六种。二、选择题二、选择题1.一般的中、小型立式加工中心配有（B）把刀具的刀库就能够满足70%95%的工件加工需要。A.1216 B.1430 C.14362.刀库的最大转角为（C），根据所换刀具的位置决定正转或反转，由控制系统自动判别，以使找刀路径最短。A.90 B.120 C.1800 3.加工中心的自动换刀装置由驱动机构、（A）组成。A.刀库和机械手 B.刀库和控制系统C.机械手和控制系统 D.控制系统4.圆盘式刀库的安装位置一般在机床的（A）上。A.立柱 B.导轨 C.工作台二、选择题二、选择题5.加工中心换刀可与机床加工重合起来，即利用切削时
10、间进行（B）。A.对刀 B.选刀 C.换刀 D.校核6.目前在数控机床的自动换刀装置中，机械手夹持刀具的方法应用最多的是（A）。A.轴向夹持 B.径向夹持 C.法兰盘式夹持 7.加工中心刀具交换装置有（C）等类型。A.无机械手换刀 B.机械手换刀 C.A、B均正确 D.A、B均不正确8.不同的加工中心，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀（D）进行。A.一起 B.同时 C.同步 D.分开 9.在采用ATC后，数控加工的辅助时间主要用于（A）。A.工件安装及调整 B.刀具装夹及调整 C.刀库的调整三、判断题（正确的划三、判断题（正确的划“”，错误的划，错误的划“”）1.（）无机械手换刀主要用于大型加工中心。2.（）刀库回零时，可以从一个任意方向回零，至于是顺时针回转回零还是逆时针回转回零，由设计人员定。3.（）单臂双爪摆动式机械手两个夹爪可同时抓取刀库及主轴上的刀具，回转1800后，又同时将刀具放回刀库及装入主轴。4.（）双臂端面夹紧机械手夹紧刀柄的两个端面进行换刀。5.（）凸轮联动式单臂双爪机械手机械手手臂的回转和插刀、拔刀的分解动作是联动的，部分时间可重叠，从而大大缩短了换刀时间。6.（）刀库是自动换刀装置最主要的部件之一，圆盘式刀库因其结构简单，取刀方便而应用最为广泛。
