第7章 數(shù)控機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)

1、第七章第七章 數(shù)控機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu) 2022-1-2527.1 7.1 數(shù)控機(jī)床用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)數(shù)控機(jī)床用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)7.2 7.2 高速動(dòng)力卡盤、尾座與分度頭高速動(dòng)力卡盤、尾座與分度頭7.3 7.3 萬(wàn)能銑頭萬(wàn)能銑頭7.4 7.4 自動(dòng)排屑裝置自動(dòng)排屑裝置7.5 7.5 典型數(shù)控機(jī)床的安全防護(hù)系統(tǒng)典型數(shù)控機(jī)床的安全防護(hù)系統(tǒng)第七章第七章 數(shù)控機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu) 2022-1-2537.1 7.1 數(shù)控機(jī)床用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)數(shù)控機(jī)床用回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 數(shù)控機(jī)床中常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控工作臺(tái)。 7.1.1 7.1.1 分度工作臺(tái)分度工作臺(tái) 分度工作臺(tái)是按照數(shù)控系統(tǒng)的指令，在

2、需要分度時(shí)工作臺(tái)連同工件回轉(zhuǎn)規(guī)定的角度，有時(shí)也可采用手動(dòng)分度。分度工作臺(tái)只能夠完成分度運(yùn)動(dòng)而不能實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)，并且它的分度運(yùn)動(dòng)只能完成一定的回轉(zhuǎn)度數(shù)如90、60或45等。2022-1-254 1齒盤式分度工作臺(tái) 齒盤式分度工作臺(tái)主要由工作臺(tái)面底座、升降液壓缸、分度液壓缸和齒盤等零件組成，其結(jié)構(gòu)如圖7.1所示。 2定位銷式分度工作臺(tái) 圖7.2所示是自動(dòng)換刀數(shù)控臥式鏜銑床的分度工作臺(tái)。 2022-1-255 7.1.2 7.1.2 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái) 1開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái) 開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和開環(huán)直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)一樣，都可以用功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。圖7.3為自動(dòng)換刀數(shù)控立式鏜銑床數(shù)控回轉(zhuǎn)

3、工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。 2閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工作臺(tái) 閉環(huán)數(shù)控工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)與開環(huán)的大致相同，其區(qū)別在于閉環(huán)數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)有轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量元件(圓光柵或圓感應(yīng)同步器)。所測(cè)量的結(jié)果經(jīng)反饋與指令值進(jìn)行比較，按閉環(huán)原理進(jìn)行工作，使工作臺(tái)分度精度更高。圖7.4為閉環(huán)數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)圖。圖7.5為雙蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 。 2022-1-2567.1.37.1.3回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的常見故障及排除方法回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的常見故障及排除方法 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的常見故障及排除方法如表7-1所示。2022-1-2577.1.47.1.4回轉(zhuǎn)工作臺(tái)故障維修實(shí)例回轉(zhuǎn)工作臺(tái)故障維修實(shí)例 例例7-17-1：某加工中心運(yùn)行時(shí)，工作臺(tái)分度盤不回落，發(fā)出703

4、5報(bào)警。 例例7-27-2：某加工中心運(yùn)行時(shí)，工作臺(tái)分度盤回落后，不夾緊，發(fā)出7036報(bào)警。 例例7-37-3：TH6236加工中心，開機(jī)后工作臺(tái)回零不旋轉(zhuǎn)且出現(xiàn)05號(hào)、07號(hào)報(bào)警。 例例7-47-4：TH636加工中心，開機(jī)后工作臺(tái)回零不旋轉(zhuǎn)且出現(xiàn)05號(hào)、07號(hào)報(bào)警。 例例7-57-5：在機(jī)床使用過(guò)程中，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)經(jīng)常在分度后不能落入鼠牙定位盤內(nèi)，機(jī)床停止執(zhí)行下面命令。2022-1-2587.2 7.2 高速動(dòng)力卡盤、尾座與分度頭高速動(dòng)力卡盤、尾座與分度頭 7.2.1 7.2.1 高速動(dòng)力卡盤高速動(dòng)力卡盤 在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，高速動(dòng)力卡盤一般只用于數(shù)控車床。 1產(chǎn)品介紹 K93系列斜齒條式高速通

5、孔動(dòng)力卡盤用于各種高速數(shù)控車床；KEF250型中空式高速動(dòng)力卡盤適用于轉(zhuǎn)速4 500r/min的數(shù)控車床。 2動(dòng)作原理 圖7.6為中空式動(dòng)力卡盤結(jié)構(gòu)圖，圖中右端為KEF250型卡盤，左端為P24160A型液壓缸。 2022-1-259 7.2.2 7.2.2 尾座尾座 數(shù)控車床尾座一般是在加工時(shí)對(duì)工件起鋪助支承作用，它是由尾座體和尾座套筒兩部分組成。尾座體可在床身上移動(dòng)和固定。尾座套筒前端安裝頂針，套筒可以自動(dòng)伸出和縮回，實(shí)現(xiàn)頂尖對(duì)工件的支撐作用。 2022-1-2510 7.2.3 7.2.3 分度頭分度頭 它的作用是按照控制裝置的信號(hào)或指令作回轉(zhuǎn)分度或連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以使數(shù)控機(jī)床能完成指

6、定的加工工序。 1.概述 等分式的FKNQ系列數(shù)控分度頭的最終分度定位采用齒數(shù)為72牙的端齒盤來(lái)完成。萬(wàn)能式的FKl4系列數(shù)控分度頭用精密蝸桿副作為分度定位元件，用于完成任意角度的分度工作，采用雙導(dǎo)程蝸桿消除傳動(dòng)間隙。 2.工作原理 圖7.8為FKNQl60型數(shù)控氣動(dòng)等分分度頭結(jié)構(gòu) 圖7.9為FKl4160B型數(shù)控分度頭 2022-1-25117.3 7.3 萬(wàn)能銑頭萬(wàn)能銑頭 萬(wàn)能銑頭部件結(jié)構(gòu)見圖7.10，主要由前、后殼體12、5，法蘭3，傳動(dòng)軸、，主軸及兩對(duì)弧齒錐齒輪組成。萬(wàn)能銑頭用螺栓和定位銷安裝在滑枕前端。 萬(wàn)能銑頭作為直接帶動(dòng)刀具的運(yùn)動(dòng)部件，不僅要能傳遞較大的功率，更要具有足夠的旋轉(zhuǎn)精

7、度、強(qiáng)度和抗振性。萬(wàn)能銑頭除在零件結(jié)構(gòu)、制造和裝配精度要求較高外，還要選用承載力和旋轉(zhuǎn)精度都較高的軸承。 2022-1-25127.4 7.4 自動(dòng)排屑裝置自動(dòng)排屑裝置 7.4.1 7.4.1 排屑裝置在數(shù)控機(jī)床上的作用排屑裝置在數(shù)控機(jī)床上的作用 排屑裝置的主要作用是將切屑從加工區(qū)域排出數(shù)控機(jī)床之外，在數(shù)控車床和磨床上的切屑中往往混合著切削液，排屑裝置從其中分離出切屑，并將它們送入切屑收集箱（車）內(nèi)，而切削液則被回收到冷卻液箱。 排屑裝置是一種具有獨(dú)立功能的附件，它的工作可靠性和自動(dòng)化程度，隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展而不斷提高，并逐步趨向標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，由專業(yè)工廠生產(chǎn)。 2022-1-2513 7

8、.4.2 7.4.2 典型排屑裝置典型排屑裝置 1平板鏈?zhǔn)脚判佳b置 如圖7.11a所示，該裝置以滾動(dòng)鏈輪牽引鋼質(zhì)平板鏈帶在封閉箱中運(yùn)轉(zhuǎn)，切屑用鏈帶帶出機(jī)床。 2刮板式排屑裝置 如圖7.11b所示，該裝置的傳動(dòng)原理與平板鏈?zhǔn)交鞠嗤?，只是鏈板不同，它帶有刮板鏈板?3螺旋式排屑裝置 如圖7.11c所示，該裝置是利用電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置驅(qū)動(dòng)安裝在溝槽中的一根絞籠式螺旋桿進(jìn)行工作的。2022-1-25147.5 7.5 數(shù)控機(jī)床的安全防護(hù)裝置數(shù)控機(jī)床的安全防護(hù)裝置 7.5.1 7.5.1 彈性皮腔彈性皮腔 彈性皮腔是一種可以任意組合的防護(hù)罩。 彈性皮腔主要有兩大類：彈性縫制皮腔和彈性熱粘接腔。圖7.12

9、是德國(guó)HEMA的彈性皮腔，它可以水平或垂直使用。水平使用時(shí)建議使用塑料或鋁的支撐環(huán)，保持皮腔與絲杠之間有一定均勻的距離，延長(zhǎng)使用壽命，拉伸長(zhǎng)度大時(shí)可以在每個(gè)折中加上金屬環(huán)，提高皮腔的穩(wěn)定性。連接或固定端通常使用金屬法蘭盤，也可以選擇套箍式。 2022-1-2515 7.5.2 7.5.2 鎧甲皮腔鎧甲皮腔 鎧甲皮腔就是在皮腔上面安裝了一種性能好、重量小，但運(yùn)行靈活的鋼片防護(hù)層的防護(hù)裝置。其基本設(shè)計(jì)思想與彈性皮腔相同。為了實(shí)現(xiàn)皮腔的堅(jiān)固，在每個(gè)折中加入了一個(gè)PVC骨架。鎧甲皮腔通過(guò)其上層固定的金屬鎧甲增強(qiáng)了防護(hù)性能，可以有效地防護(hù)高速高溫的尖銳碎屑。 鎧甲防護(hù)簾為彈性皮腔中特殊構(gòu)造的一種。同樣也

10、可以將所有的原材料、形狀、加工方式及尺寸規(guī)格進(jìn)行隨意組合?？梢匀我膺x擇鎧甲片的位置，裝在皮腔前面、某一側(cè)面或隨意哪幾面。如圖7.13所示是德國(guó)HEMA的鎧甲皮腔。2022-1-2516 7.5.3 7.5.3 鋼制伸縮式導(dǎo)軌防護(hù)罩鋼制伸縮式導(dǎo)軌防護(hù)罩 如圖7.14所示，鋼制伸縮式防護(hù)罩是機(jī)床傳統(tǒng)防護(hù)形式。對(duì)防止切屑及其他尖銳東西的進(jìn)入起著有效防護(hù)作用。通過(guò)一定的結(jié)構(gòu)措施以及合適的刮屑板也可以有效地降低切屑液的滲入。2022-1-2517 7.5.4 7.5.4 卷簾防護(hù)罩、防護(hù)板卷簾防護(hù)罩、防護(hù)板 在空間小且不需要嚴(yán)密防護(hù)的情況下，卷簾防護(hù)罩（如圖7.15所示）可以代替彈性皮腔防護(hù)罩。可以水平

11、、垂直或任意混合方向上安裝使用。卷簾防護(hù)罩的驅(qū)動(dòng)形式一般為扭動(dòng)卷簧、鋼帶卷簧、自動(dòng)鋼帶卷簧及空氣驅(qū)動(dòng)，可以根據(jù)使用情況進(jìn)行選擇。 柔性卷簾防護(hù)板是一種低廉的防護(hù)方式，可以防護(hù)前方來(lái)的少量碎屑或切屑液，活動(dòng)靈活、安裝簡(jiǎn)單，空間需求小。 一般柔性卷簾防護(hù)板為懸掛使用或通過(guò)轉(zhuǎn)軸輕松運(yùn)行，采用安裝在擋板末端的角鐵與機(jī)床相聯(lián)接。2022-1-25182022-1-2519圖7.1 鼠齒盤式分度工作臺(tái)l、2、15、16-推桿 3-下齒盤 4-上齒盤 5、13-推力軸承 6-活塞 7-工作臺(tái) 8-齒條活塞 9-升降液壓缸上腔 10-升降液壓缸下腔 11-齒輪 12-齒圈 14、17-擋塊 18-分度液壓缸右

12、腔19-分度液壓缸左腔 20、21-分度液壓缸進(jìn)回油管道 22、23-升降液壓缸進(jìn)回油管道2022-1-2520圖7.2 定位銷式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)1-工作臺(tái) 2-轉(zhuǎn)臺(tái)軸 3-六角螺釘 4-軸套 5-活塞 6-定位套 7-定位銷 8-液壓缸 9-齒輪 10-活塞 11-彈簧 12-軸承 13-止推螺釘 14-活塞 15-液壓缸 16-管道 17、18-軸承 19-轉(zhuǎn)臺(tái)座2022-1-2521圖7.3 開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)1-偏心環(huán) 2、6-齒輪 3-電動(dòng)機(jī) 4-蝸桿 5-墊圈 7-調(diào)整環(huán) 8、10-微動(dòng)開關(guān)9、11-檔塊 12、13-軸承 14-液壓缸 15-蝸輪 16-柱塞 17-鋼球 l8、19-夾

13、緊瓦 20-彈簧 21-底座 22-圓錐滾子軸承 23-調(diào)整套 24-支座2022-1-2522圖7.4 閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)1-電液脈沖馬達(dá) 2-偏心環(huán) 3-主動(dòng)齒輪 4-從動(dòng)齒輪 5-銷釘 6-鎖緊瓦7-套筒 8-螺釘 9-絲杠 10-蝸桿 11-蝸輪 12、13-夾緊14-液壓缸15-活塞 16-彈簧 17-鋼球 18-底座 19-光柵 20、21-軸承2022-1-2523圖7.5 雙蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)1軸向固定蝸桿 2軸向調(diào)整蝸桿 3、5調(diào)整墊 4鎖緊螺母2022-1-2524圖7.6 KEF250型中空式動(dòng)力卡盤結(jié)構(gòu)圖l-卡爪 2-T形塊 3-平衡塊 4-杠桿 5-連接螺母 6-滑體 7-

14、法蘭盤 8-盤體9-扳手 10-卡爪座 11-防護(hù)盤 12-法蘭盤 13-前蓋 14-液壓缸蓋 15-緊定螺釘16-壓力管接頭 17-后蓋 18-罩殼 19-漏油管接頭 20-導(dǎo)油套 21-液壓缸22-活塞 23-二防轉(zhuǎn)支架 24-導(dǎo)向桿 25-安全閥 26-中空拉桿2022-1-2525圖7.8 FKNQ型數(shù)控氣動(dòng)等分分度頭結(jié)構(gòu)1轉(zhuǎn)動(dòng)端齒盤 2定位端齒盤 3滑動(dòng)銷軸 4滑動(dòng)端齒盤 5鑲裝套 6彈簧 7無(wú)觸點(diǎn)傳感器 8主軸 9定位輪 10驅(qū)動(dòng)銷 11凸塊 12定位鍵 13壓板 14傳感器 15棘爪 16棘輪 17分度活塞2022-1-2526圖7.9 FK14160B數(shù)控分度頭1-調(diào)整螺母 2

15、-壓板 3-法蘭盤 4-活塞 5-剎緊信號(hào)傳感器 6-松開信號(hào)傳感器 7-雙導(dǎo)程蝸桿 8-零位信號(hào)傳感器 9-傳感器支座 10-信號(hào)盤2022-1-2527圖7.10 萬(wàn)能銑頭部件結(jié)構(gòu)1-鍵 2-連接盤 3-法蘭 4、6、23、24-T形螺栓 5-后殼體 7-鎖緊螺釘 8-螺母 9、11-角接觸球軸承 10-隔套 12-前殼體 13-軸承 14-半圓環(huán)墊片 15-法蘭 16、17-螺釘 18-端面鍵 19、25-推力圓柱滾子軸承 20、26-滾針軸承 21、22、27-錐齒輪2022-1-2528圖7.11 排屑裝置2022-1-2529表表7-1 7-1 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的常見故障及排除方法回轉(zhuǎn)工

16、作臺(tái)的常見故障及排除方法2022-1-2530續(xù)表續(xù)表7-1 7-1 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的常見故障及排除方法回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的常見故障及排除方法2022-1-2531 分析及處理過(guò)程：分析及處理過(guò)程：工作臺(tái)分度盤不回落與工作臺(tái)下面的SQ25、SQ28傳感器有關(guān)。由PLC輸入狀態(tài)信息知：傳感器工作狀態(tài)SQ28即E10.6為“1”，表明工作臺(tái)分度盤旋轉(zhuǎn)到位信號(hào)已經(jīng)發(fā)出：SQ25即E10.0為“0”，說(shuō)明工作臺(tái)分度盤未回落，故輸出A4.7始終為“0”，造成YS06電磁閥不吸合，工作臺(tái)分度盤不能回落而發(fā)出7035報(bào)警，即PLC輸入狀態(tài)信息E10.0為“1”。 檢查機(jī)床液壓系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)YS06電磁閥已經(jīng)帶電但是閥芯并沒

17、有換向，用手動(dòng)YS06電磁閥后，工作臺(tái)分度盤回落，PLC輸入狀態(tài)信息E10.0為“1”，報(bào)警解除。拆換新的換向閥后，故障排除。 2022-1-2532 分析及處理過(guò)程：分析及處理過(guò)程：工作臺(tái)分度盤不夾緊與工作臺(tái)下面的SQ25傳感器有關(guān)。由PLC輸入狀態(tài)信息知：傳感器工作狀態(tài)SQ25即E10.0為“0”，表明工作臺(tái)分度盤落下到位信號(hào)未發(fā)出，故輸出A4.6始終為“0”，造成YS05電磁閥不吸合，而發(fā)出7036報(bào)警。 檢查工作臺(tái)分度盤落下傳感器SQ25和擋鐵，發(fā)現(xiàn)擋鐵松動(dòng)，傳感器與擋鐵間隙太大，因此傳感器SQ2未發(fā)出工作臺(tái)分度盤落下到位信號(hào)。重新緊固擋鐵，調(diào)整擋鐵與傳感器之間為0.150.2mm后，

18、故障排除。2022-1-2533 分析及處理過(guò)程：分析及處理過(guò)程：利用梯形圖和狀態(tài)信息首先對(duì)工作臺(tái)夾緊開關(guān)8Q6的狀態(tài)進(jìn)行檢查。138.0為“1”正常。手動(dòng)松開工作臺(tái)時(shí)，138.0由“1”變位“0”，表明工作臺(tái)能松開?；亓銜r(shí)，工作臺(tái)松開了，地址211.1TABSC由“0”變位“1”，然經(jīng)2000ms延時(shí)后，由“1”變成了“0”，致使工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)信號(hào)無(wú)。是電動(dòng)機(jī)過(guò)載還是工作臺(tái)液壓有問(wèn)題？經(jīng)過(guò)反復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)液壓有問(wèn)題。其正常工作壓力為4.04.5MPa，在工作臺(tái)松開抬起時(shí)，液壓由4MPa下降到2.5MPa左右，泄壓嚴(yán)重，致使工作臺(tái)未完全抬起，松開延時(shí)后，無(wú)法旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生過(guò)載。 拆開工作臺(tái)，解體檢查，發(fā)現(xiàn)活塞支承環(huán)O形圈均有直線性磨損，其狀態(tài)能通壓力油液。液壓缸內(nèi)壁粗糙，環(huán)狀刀紋明顯，精度太差。更換液壓缸套和密封圈，重裝調(diào)整試車后，運(yùn)行正常，故障消除。 2022-1-2534 分析及處理過(guò)程：分析及處理過(guò)程：此故障完