第二章機(jī)械結(jié)構(gòu)

第二章機(jī)械結(jié)構(gòu)第1頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)第2頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二章數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)及主軸部件數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)換刀裝置其它輔助裝置第3頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求提高機(jī)床的動(dòng)、靜剛度減少機(jī)床的熱變形減少運(yùn)動(dòng)副的摩擦，提高傳動(dòng)精度提高機(jī)床的壽命和精度保持性自動(dòng)化的機(jī)構(gòu)，宜人的操作性安全防護(hù)和宜人的造型第4頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求一.提高機(jī)床的靜、動(dòng)剛度合理選擇支承件的結(jié)構(gòu)形式合理的結(jié)構(gòu)布局采用補(bǔ)償變形的措施合理選用構(gòu)件的材料第5頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求二.減少機(jī)床熱變形的措施減少機(jī)內(nèi)發(fā)熱改善散熱和隔熱條件合理設(shè)計(jì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)與布局進(jìn)行熱變形補(bǔ)償?shù)?頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求三.減少運(yùn)動(dòng)副的摩擦采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌采用貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌用滾珠絲杠代替滑動(dòng)絲杠采用無(wú)間隙滾珠絲杠傳動(dòng)和無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)以提高傳動(dòng)精度第7頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)概述

主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是指驅(qū)動(dòng)主軸運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，主軸是數(shù)控機(jī)床上帶動(dòng)刀具和工件旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生切削運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軸，它往往是數(shù)控機(jī)床上單軸功率消耗最大的運(yùn)動(dòng)軸。

主傳動(dòng)系統(tǒng)的作用：

①傳遞動(dòng)力，傳遞切削加工所需要的動(dòng)力

②傳遞運(yùn)動(dòng)，傳遞切削加工所需要的運(yùn)動(dòng)；

③運(yùn)動(dòng)控制，控制主運(yùn)動(dòng)運(yùn)行速度的大小、方向和起停。

與進(jìn)給伺服系統(tǒng)相比，它具有轉(zhuǎn)速高、傳遞的功率大等特點(diǎn)，是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件之一，對(duì)它的運(yùn)動(dòng)精度、剛度、噪聲、溫升、熱變形都有較高的要求。第8頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機(jī)床對(duì)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的要求動(dòng)力功率高由于對(duì)高效率的要求日益增長(zhǎng)，加之刀具材料和技術(shù)的進(jìn)步，大多數(shù)NC機(jī)床均要求有足夠高的功率來(lái)滿足高速?gòu)?qiáng)力切削。一般NC機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)功率在3.7kW～250kW之間調(diào)速范圍寬除了功率方面的要求外，還應(yīng)使主軸轉(zhuǎn)速具有足夠大的調(diào)整范圍。調(diào)速范圍是指最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，即Rn=nmax/nmin控制功能多樣化性能要求高

第9頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主傳動(dòng)功率機(jī)床主傳動(dòng)的功率N可根據(jù)切削功率Nc與主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的總效率η由下式來(lái)確定N=Nc/η數(shù)控機(jī)床的加工范圍一般都比較大，切削功率可以根據(jù)有代表性的加工情況，由其主切削力Pz按下式來(lái)確定

第10頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)速范圍寬在主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中調(diào)速范圍有恒扭矩、恒功率調(diào)速范圍之分，如圖所示，在基本轉(zhuǎn)速(額定轉(zhuǎn)速nc)以下是恒轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍，通過(guò)調(diào)整電樞電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，在nc以上是恒功率調(diào)速，通過(guò)調(diào)磁調(diào)速。而且現(xiàn)在恒功率調(diào)速范圍盡可能大，以便在盡可能低的速度下，利用其全功率(在低速時(shí)往往由于電流的限制，只能進(jìn)行恒扭矩調(diào)速。因?yàn)榧庸ひ恍╇y加工材料所需求的轉(zhuǎn)速范圍相差很大，例如，鈦需要低速加工，而鋁合金材料卻需要高速加工，而采用齒輪變速箱擴(kuò)大變速范圍的方法已不能滿足要求。第11頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)速范圍寬主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)由切削速度v(m/min)和工件或刀具的直徑d(mm)來(lái)確定

對(duì)于數(shù)控機(jī)床，為了適應(yīng)切削速度和工件（或刀具）直徑的變化，主軸的最低和最高轉(zhuǎn)速可根據(jù)下式確定

第12頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)變速方式無(wú)級(jí)變速分段無(wú)級(jí)變速內(nèi)置電動(dòng)機(jī)主軸變速（電主軸）有級(jí)變速（機(jī)械變速）第13頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均采用交流主軸電機(jī)及交流變頻驅(qū)動(dòng)裝置，下圖為主軸輸出特性曲線

第14頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第15頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月控制功能多樣化由于NC機(jī)床的種類繁多，不同的機(jī)床對(duì)主軸功能有不同的要求。NC車床車螺紋時(shí)要求有同步控制功能；加工中心為了能進(jìn)行自動(dòng)換刀需要主軸準(zhǔn)停功能；NC車床和NC磨床在進(jìn)行端面加工時(shí)，為了保證端面加工的粗糙度要求，要求接觸點(diǎn)處的線速度為恒值，需要恒線速切削功能；還有些NC機(jī)床有C軸控制功能第16頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月性能要求高對(duì)主軸電機(jī)的性能要求如下：電機(jī)抗過(guò)載能力強(qiáng)，要求有較長(zhǎng)時(shí)間(1～30min)和較大倍數(shù)的抗過(guò)載能力；在斷續(xù)負(fù)載下，電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)要?。凰俣软憫?yīng)要快，升降速時(shí)間要短；電機(jī)溫升低，振動(dòng)和噪音??；可靠性高，壽命長(zhǎng)，維護(hù)容易；體積小，重量輕，與機(jī)床聯(lián)接容易第17頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月普通電機(jī)—機(jī)械變速系統(tǒng)—主軸部件配置方式該配置方式是一種傳統(tǒng)的配置方式，它能夠滿足各種切削運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸出的要求，但變速范圍不大，由于是有級(jí)變速使切削速度的選擇受到限制，而且該配置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以現(xiàn)在僅有少數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床采用該配置，其他已很少采用。

第18頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月變頻器—交流電機(jī)—1～2級(jí)機(jī)械變速—主軸部件配置方式特點(diǎn)：變頻電機(jī)經(jīng)一對(duì)齒輪變速后，再通過(guò)二聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)主軸，使主軸獲得高速段和低速段轉(zhuǎn)速。優(yōu)點(diǎn)是能夠滿足各種切削運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩輸出，且具有大范圍的速度變化能力；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試方便，且在傳動(dòng)上能滿足轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的輸出要求；調(diào)速范圍及動(dòng)力特性相對(duì)于交、直流主軸電機(jī)系統(tǒng)而言要差一些；主要用于經(jīng)濟(jì)型或中低檔數(shù)控機(jī)床上。第19頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第20頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月交、直流主軸電機(jī)—主軸部件配置方式特點(diǎn)：電機(jī)經(jīng)同步齒形帶傳動(dòng)主軸電機(jī)是性能更好的交、直流主軸電機(jī)，變速范圍寬，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)8000r/min在傳動(dòng)上能基本能滿足目前大多數(shù)數(shù)控機(jī)床的要求，易于實(shí)現(xiàn)豐富的控制功能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試方便，可滿足現(xiàn)在中高檔數(shù)控機(jī)床的控制要求對(duì)于越來(lái)越高的速度的需求，該配置方式已難以滿足第21頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電主軸這種電機(jī)由三個(gè)基本部分組成：空心軸轉(zhuǎn)子、帶繞組的定子、速度檢測(cè)元件。空心軸轉(zhuǎn)子，它既是電機(jī)的轉(zhuǎn)子，也是主軸，中間是空心的，用于裝夾刀具或工件；帶繞組的定子，它和其他電機(jī)相似。這種電機(jī)構(gòu)成了較簡(jiǎn)單的主運(yùn)動(dòng)部件。它不僅可以使轉(zhuǎn)速提高，若在其內(nèi)應(yīng)用較先進(jìn)的軸承（如陶瓷軸承、磁懸浮軸承等）而且可使主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣量小，可提高啟動(dòng)、停止的響應(yīng)特性，利于控制振動(dòng)和噪聲。轉(zhuǎn)速高，目前最高可達(dá)200000r/min。它的出現(xiàn)大大簡(jiǎn)化了主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了所謂的“零傳動(dòng)”，因而使傳動(dòng)精度大大提高，由于它具有上述特點(diǎn)，在高速數(shù)控機(jī)床大量采用。在目前也存在著一些缺點(diǎn)，主要是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量將直接影響到主軸，因此，主軸組件的整機(jī)平衡、溫度控制和冷卻是內(nèi)裝式主軸電機(jī)的關(guān)鍵問(wèn)題。

第23頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電主軸結(jié)構(gòu)圖

第24頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電主軸外觀圖第25頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三位液壓撥叉作用原理圖第26頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月嚙合式電磁離合器

第27頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月加工中心典型主軸部件第28頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機(jī)床的主軸部件組成：主軸部件由主軸的支承、安裝在主軸上的傳動(dòng)零件及裝夾刀具或工件的附件組成。

主要作用：①夾持工件或刀具實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)；②傳遞運(yùn)動(dòng)及切削加工所需要的動(dòng)力。

機(jī)床對(duì)其主軸部件的主要要求有：

①主軸的精度要高。精度包括運(yùn)動(dòng)精度(回轉(zhuǎn)精度、軸向竄動(dòng))和安裝刀具或夾持工件的夾具的定位精度(軸向、徑向)。

②部件的結(jié)構(gòu)剛度和抗振性。

③運(yùn)轉(zhuǎn)溫升不能太高以及較好的熱穩(wěn)定性。

④部件的耐磨性和精度保持能力。

對(duì)數(shù)控機(jī)床除上述要求外，在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面還應(yīng)有：

①刀具的自動(dòng)夾緊裝置。

②主軸的準(zhǔn)停裝置。

③主軸孔的清理裝置等第29頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)裝置概述

進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的重要組成部分，它是實(shí)現(xiàn)成形加工運(yùn)動(dòng)所需的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、執(zhí)行件組成。如下圖所示。其中常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有傳動(dòng)齒輪和同步帶；運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)有絲杠螺母副、蝸桿齒條副、齒輪齒條副等；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、軸承等。數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求

減少摩擦阻力提高傳動(dòng)精度和剛度消除傳動(dòng)間隙減小運(yùn)動(dòng)件的慣量第30頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)裝置第31頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)裝置對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)裝置的要求：由于機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的剛性、制造精度、摩擦阻尼特性等，對(duì)執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)特性和運(yùn)動(dòng)精度有重要影響，因此進(jìn)給伺服系統(tǒng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提出了較高的要求，主要有：①摩擦力小，尤其是動(dòng)靜摩擦系數(shù)之差要小，故廣泛采用如滾動(dòng)摩擦等摩擦力較小的傳動(dòng)件及導(dǎo)軌；②傳動(dòng)精度和剛度要高，要求消除傳動(dòng)間隙，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)緊。以增加傳動(dòng)系統(tǒng)剛度；③運(yùn)動(dòng)慣量要小，盡可能減小運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量，以提高響應(yīng)速度。第32頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)裝置齒輪傳動(dòng)及齒輪消隙

齒輪傳動(dòng)在伺服進(jìn)給系統(tǒng)中的作用是：改變運(yùn)動(dòng)方向、降速、增大扭矩、適應(yīng)不同絲杠螺距和不同脈沖當(dāng)量的配比等。當(dāng)在伺服電機(jī)和絲杠之間安裝齒輪（直齒、斜齒、錐齒等）時(shí)，必然產(chǎn)生齒側(cè)間隙，造成反向運(yùn)動(dòng)的死區(qū)，必須設(shè)法消除。目前消除齒側(cè)間隙普遍采用雙片齒輪結(jié)構(gòu)，如下圖（a），將一對(duì)齒輪中的大齒輪分成1、2兩部分，并分別與螺釘3、8固定，再將彈簧4與3、8聯(lián)接起來(lái)，這樣齒輪的1、2兩部分的齒輪自然錯(cuò)開(kāi)，達(dá)到自動(dòng)消除齒側(cè)間隙的目的。圖（b）為斜齒輪傳動(dòng)消隙結(jié)構(gòu)。它是將一個(gè)斜齒輪分成兩個(gè)薄片3、4，且在其中加一墊片2，改變墊片2的厚度，薄片3、4的螺旋線就會(huì)錯(cuò)位，分別與寬齒輪1的齒槽左、右側(cè)面貼緊，消除了間隙。第33頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第34頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鍵聯(lián)接消隙當(dāng)齒輪與軸聯(lián)接時(shí)，鍵兩側(cè)的間隙也必須設(shè)法消除，其措施如下圖。圖（a）為雙鍵消除間隙，用緊定螺釘頂緊。圖（b）將其中一個(gè)鍵灌環(huán)氧樹(shù)酯，但不易拆卸維修。第35頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聯(lián)軸節(jié)

由于伺服電機(jī)性能的提高，目前許多場(chǎng)合都采用伺服電機(jī)與絲杠直接相聯(lián)，由于伺服系統(tǒng)對(duì)傳動(dòng)精度要求較高，因而對(duì)聯(lián)軸節(jié)也提出了較高的要求，主要有無(wú)間隙、傳動(dòng)中彈性變形小、高速傳動(dòng)平穩(wěn)、穩(wěn)定可靠等。圖是較典型的聯(lián)軸節(jié)的結(jié)構(gòu)形式。

圖（a）用錐銷聯(lián)接，為防止振松，用螺母加彈簧墊圈鎖緊。圖（b）將錐銷放在側(cè)邊，故可承受較大的剪切力。圖（c）為套筒中心線上互為90°的兩個(gè)錐銷。套筒聯(lián)接尺寸小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。圖（d）為十字滑塊聯(lián)軸節(jié)，接頭槽口需研配，適于負(fù)載較小的傳動(dòng)。圖（e）是現(xiàn)在廣泛采用的直接聯(lián)接電機(jī)軸和絲杠的彈性無(wú)鍵聯(lián)軸節(jié)。這種聯(lián)軸節(jié)的工作原理是：聯(lián)軸節(jié)的左半部裝在電機(jī)軸上，當(dāng)擰緊螺釘2時(shí)，件3和件6相互靠近，擠壓內(nèi)錐環(huán)4、外錐環(huán)5，使外錐環(huán)內(nèi)徑縮小，內(nèi)錐環(huán)外徑脹大，使件6與電機(jī)軸1形成無(wú)鍵聯(lián)接。右半部也同樣形成無(wú)鍵聯(lián)接。左半部通過(guò)彈性鋼片組8兩個(gè)對(duì)角孔與螺栓10、球面墊圈7、9相聯(lián)。圖中表明球面墊圈9與右半部件16沒(méi)有任何聯(lián)接關(guān)系。同樣，彈簧鋼片組8的另兩個(gè)對(duì)角孔，通過(guò)球面墊圈17、18、螺栓19與右半部的件16聯(lián)接，墊圈18與件6也沒(méi)有任何聯(lián)接關(guān)系。這樣依靠彈性鋼片組對(duì)角聯(lián)接（即彈性）傳遞扭矩，且與電機(jī)軸和絲杠都無(wú)鍵聯(lián)接。第36頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第37頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠螺母副絲杠螺母副是運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)，其功用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線運(yùn)動(dòng)。按絲杠與螺母的摩擦性質(zhì)分類：①滑動(dòng)絲杠螺母副，主要用于舊機(jī)床的數(shù)控化改造、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床等；②滾珠絲杠螺母副，廣泛用于中、高檔數(shù)控機(jī)床；③靜壓絲杠螺母副，主要用于高精度數(shù)控機(jī)床、重型機(jī)床。工作原理

絲杠（螺母）旋轉(zhuǎn)，滾珠在封閉滾道內(nèi)沿滾道滾動(dòng)、迫使螺母（絲杠）軸向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線運(yùn)動(dòng)。第38頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠螺母副滾珠循環(huán)方式

滾珠絲杠螺母副的滾珠循環(huán)方式常用的有兩種：滾珠在循環(huán)過(guò)程中有時(shí)與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱內(nèi)循環(huán)。滾珠絲杠螺母副的每個(gè)循環(huán)稱為一列，每個(gè)導(dǎo)程稱為一圈。外循環(huán)

下圖為常用的一種外循環(huán)方式，這種結(jié)構(gòu)是在螺母體上軸向相隔2.5圈或3.5圈螺紋處鉆兩個(gè)孔與螺旋槽相切，作為滾珠的進(jìn)口與出口。再用弧形銅管插入進(jìn)口和出口內(nèi)，形成滾珠返回通道，由彎管的端部來(lái)引導(dǎo)滾珠；這種彎管由兩半合成，采用沖壓件，工藝性好。

外循環(huán)方式制造工藝簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛，但螺母徑向尺寸較大，因用彎管端部作擋珠器，故剛性差、易磨損，噪音較大。外循環(huán)的工作圈數(shù)是2.5圈或3.5圈，1～2列。第39頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第40頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠螺母副內(nèi)循環(huán)

圖為滾珠內(nèi)循環(huán)方式，它采用圓柱凸鍵反向器實(shí)現(xiàn)滾珠循環(huán)，反向器的圓柱部分嵌入螺母內(nèi)，端部開(kāi)有反向槽2，反向槽靠圓柱外圓面及其上端的凸鍵1定位，以保持對(duì)準(zhǔn)螺紋滾道方向。在一個(gè)螺母上沿螺紋周向錯(cuò)開(kāi)120°，軸向錯(cuò)開(kāi)（t為導(dǎo)程），裝三個(gè)反向器，形成三圈滾珠循環(huán)。內(nèi)循環(huán)螺母結(jié)構(gòu)緊湊，定位可靠，剛性好，不易磨損，反回滾道短，不易產(chǎn)生滾珠堵塞，摩擦損失小。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造較困難。內(nèi)循環(huán)的工作圈數(shù)是3列。第41頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn)

1。傳動(dòng)效率高達(dá)85%～98%，是普通滑動(dòng)絲杠的2～4倍，

2。摩擦阻力小:靜摩擦阻力及動(dòng)靜摩擦阻力差值小，采用它是提高進(jìn)給系統(tǒng)靈敏度、定位精度和防止爬行的有效措施之一；

3。傳動(dòng)精度高，可消除傳動(dòng)間隙，實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)；

4。由于效率高，無(wú)自鎖能力，故對(duì)于垂直使用的情況，應(yīng)增加自鎖裝置。第42頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠副的選用選用要點(diǎn)

應(yīng)該根據(jù)機(jī)床的精度要求來(lái)選用滾珠絲杠副的精度，根據(jù)機(jī)床的載荷來(lái)選定絲杠的直徑，并且要驗(yàn)算絲杠扭轉(zhuǎn)剛度、壓曲剛度、臨界轉(zhuǎn)速與工作壽命等。精度等級(jí)的選擇

滾珠絲杠副的精度將直接影響數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的定位精度。普通精度的數(shù)控機(jī)床，一般可選用D級(jí)，精密級(jí)數(shù)控機(jī)床選用C級(jí)精度的滾珠絲杠副。絲杠精度中的導(dǎo)程誤差對(duì)機(jī)床定位精度影響最明顯。而絲杠在運(yùn)轉(zhuǎn)中由于溫升引起的絲杠伸長(zhǎng)，將直接影響機(jī)床的定位精度。通常需要計(jì)算出絲杠由于溫升產(chǎn)生的伸長(zhǎng)量，該伸長(zhǎng)量稱為絲杠的方向目標(biāo)。用戶在定購(gòu)滾珠絲杠時(shí)，必須給出滾珠絲杠的方向目標(biāo)值。第43頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠副的選用結(jié)構(gòu)尺寸的選擇

滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)尺寸主要有：絲杠的名義直徑D0、螺距t、長(zhǎng)度L、滾珠直徑d0等，尤其是名義直徑與剛度直接相關(guān)，直徑大、承載能力和剛度越大，但直徑大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也隨之增加，使系統(tǒng)的靈敏度降低。所以，一般是在兼顧二者的情況下選取最佳直徑。有關(guān)資料推薦：名義直徑D0對(duì)于小型加工中心采用32、40（mm），中型加工中心選用40、50(mm)，大型加工中心采用50、63(mm)的滾珠絲杠，但通常應(yīng)大于L/30--L/35；螺距t：t越小，螺旋升角小，摩擦力矩小，分辨率高，但傳動(dòng)效率低，承載能力低，應(yīng)折中考慮；絲桿長(zhǎng)度L：一般為工作行程+螺母長(zhǎng)度+（5～10）；滾珠直徑d0越大，承載能力越高，盡量取大值。一般取d0=0.6t；滾珠的工作圈數(shù)、列數(shù)和工作滾珠總數(shù)對(duì)絲桿工作特性影響較大；當(dāng)前面三項(xiàng)確定后，后兩項(xiàng)也確定了，一般不用用戶考慮。第44頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠副的選用驗(yàn)算

當(dāng)有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)選定后，還應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度、臨界轉(zhuǎn)速和壽命的驗(yàn)算校核：剛度驗(yàn)算

絲杠屬細(xì)長(zhǎng)桿，受扭矩會(huì)引起扭轉(zhuǎn)變形，從而“吃掉”若干輸入的位置指令，致使執(zhí)行間的輸出不到位，這些被“吃掉”的輸入稱為失動(dòng)量。剛度驗(yàn)算就是校驗(yàn)絲杠在額定軸向（扭轉(zhuǎn)）載荷作用下，執(zhí)行件的失動(dòng)量。失動(dòng)量的計(jì)算方法如下：

第45頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠副的選用臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)算

對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速是指快速移動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速。因此，只要此時(shí)的轉(zhuǎn)速不超過(guò)臨界轉(zhuǎn)速就可以了。應(yīng)校核絲杠軸的轉(zhuǎn)速與絲杠自身的自振頻率是否接近，如果很接近，會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)迫共振，影響機(jī)床正常工作。應(yīng)根據(jù)有關(guān)計(jì)算公式進(jìn)行的校核。壽命驗(yàn)算

滾珠絲杠副的壽命，主要是指疲勞壽命。在工程計(jì)算中，采用"額定疲勞壽命"這一概念，它指一批尺寸、規(guī)格、精度相同的滾珠絲杠，在相同條件下回轉(zhuǎn)時(shí)，其中90%不發(fā)生疲勞剝落的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)。也可用總回轉(zhuǎn)時(shí)間或總走行距離來(lái)表示?？筛鶕?jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式校核，應(yīng)保證總時(shí)間壽命Lt≥20000(h)。如果不能滿足這一條件，而且軸向載荷已由工作要求所決定不能減小，則只有選取直徑較大，即額定動(dòng)載荷較大的絲杠，以保證

Lt≥20000(h)。

第46頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠的支承結(jié)構(gòu)滾珠絲杠的主要載荷是軸向載荷，徑向載荷主要來(lái)自于臥式絲杠的自重。由于滾珠絲杠的軸向剛度對(duì)位移精度的影響很大，因此，如何從利用支撐結(jié)構(gòu)來(lái)提高滾珠絲桿的軸向剛度是至關(guān)重要的。

美國(guó)CINCINNATI10HC臥式加工中心的Z坐標(biāo)（立柱水平方向移動(dòng)）的滾珠絲杠支承采用一端固定，一端自由的結(jié)構(gòu)形式如圖5-19（a），固定端采用四個(gè)接觸角為60°的推力角接觸球軸承，兩個(gè)同向、面對(duì)面安裝，加上預(yù)緊，軸向剛度和承載能力都很高。該固定端連同伺服電機(jī)都安裝在支架2上。絲杠的另一端自由懸伸，滾珠絲杠螺母4固定在底座3上?？梢暈橐环N輔助支承。工作時(shí)，伺服電機(jī)12帶動(dòng)滾珠絲杠5旋轉(zhuǎn)，并推動(dòng)支架和重達(dá)5噸的立柱1（包括主軸箱和刀庫(kù)）沿Z方向運(yùn)動(dòng)。第47頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第48頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第49頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠的制動(dòng)滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率高但不能自鎖，用在垂直傳動(dòng)或高速大慣量場(chǎng)合時(shí)需要制動(dòng)裝置。目前常見(jiàn)的有機(jī)械式和電氣式兩種。

電氣方式制動(dòng)是采用電磁制動(dòng)器，而且這種制動(dòng)器就做在電機(jī)內(nèi)部。圖為FANUC公司伺服電機(jī)帶制動(dòng)器的示意圖。機(jī)床工作時(shí)，在制動(dòng)器線圈7電磁力的作用下，使齒輪8與內(nèi)齒輪9脫開(kāi)，彈簧受壓縮，當(dāng)停機(jī)或停電時(shí)，電磁鐵失電，在彈簧恢復(fù)力作用下，齒輪8、9嚙合，齒輪9與電機(jī)端蓋為一體，故與電機(jī)軸聯(lián)接的絲杠得到制動(dòng)，這種電磁制動(dòng)器裝在電機(jī)殼內(nèi)，與電機(jī)形成一體化的結(jié)構(gòu)。第50頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副的安裝

一般要求

滾珠絲杠螺母副在安裝時(shí)首先應(yīng)滿足以下要求：①滾珠絲杠螺母副相對(duì)工作臺(tái)不能有軸向竄動(dòng)；②螺母座孔中心應(yīng)與絲杠安裝軸線同心；③滾珠絲杠螺母副中心線應(yīng)平行于相應(yīng)的導(dǎo)軌;④能方便地進(jìn)行間隙調(diào)整、預(yù)緊和預(yù)拉伸。

預(yù)緊

滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊是使兩個(gè)螺母產(chǎn)生軸向位移（相離或靠近），以消除它們之間的間隙并施加預(yù)緊力，預(yù)緊目的是消除運(yùn)動(dòng)間隙,提高運(yùn)動(dòng)精度及傳動(dòng)剛度。第51頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾珠絲杠副的軸向間隙的消除和預(yù)緊軸向間隙：指絲杠和螺母無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母之間最大軸向竄動(dòng)。除了結(jié)構(gòu)本身的游隙之外，還包括在施加軸向載荷之后彈性變形所造成的竄動(dòng)。預(yù)緊消隙的方法：1修磨墊片厚度2用鎖緊螺母消隙3齒差式調(diào)整第52頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月雙螺母消隙

特點(diǎn)：調(diào)整方便，不能精確調(diào)整第53頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月修磨墊片消隙第54頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月齒差式調(diào)整

螺距P

左螺母齒數(shù)Z1

右螺母齒數(shù)Z2

同向各轉(zhuǎn)一個(gè)齒調(diào)整量為：

△=P（1/Z1-1/Z2）

特點(diǎn)：能精確調(diào)整間隙第55頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌對(duì)數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的要求：

摩擦系數(shù)小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、傳動(dòng)靈活、精度高常用導(dǎo)軌類型：

滾動(dòng)導(dǎo)軌：滾動(dòng)導(dǎo)軌塊直線滾動(dòng)導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌：滑動(dòng)導(dǎo)軌：貼塑導(dǎo)軌第56頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌直線滾動(dòng)導(dǎo)軌

第57頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌貼塑導(dǎo)軌：第58頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌第59頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)刀具、刀庫(kù)及自動(dòng)換刀裝置數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求數(shù)控機(jī)床所用刀具的材料及其選擇數(shù)控機(jī)床用刀具類型自動(dòng)換刀系統(tǒng)的組成原理刀庫(kù)與刀具管理刀具交換裝置第60頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求適應(yīng)高速切削要求。高速度、大進(jìn)給是數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床的刀具必須具有良好的切削性能。高的可靠性較高的尺寸耐用度。刀具在兩次調(diào)整之間所能加工出合格零件的數(shù)量，稱為刀具的尺寸耐用度。高精度。為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工的高精度和自動(dòng)換刀的要求，刀具及其裝夾結(jié)構(gòu)也必須有很高的精度，以保證它在機(jī)床上的安裝精度和重復(fù)定位精度?？煽康臄嘈技芭判即胧┑毒叩恼{(diào)整、更換方便、快速而且精確符合標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化及復(fù)合化第61頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機(jī)床刀具材料的性能、種類刀具材料的性能較高的硬度和耐磨性。刀具切削部分的硬度必須高于工件材料的硬度，刀具材料的硬度越高耐磨性就越好。足夠的強(qiáng)度和韌性。以抵抗切削過(guò)程中的沖擊和振動(dòng)較高的耐熱性。是指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性和強(qiáng)度及韌性的性能，是衡量刀具材料切削性能的主要標(biāo)志較好的導(dǎo)熱性刀具材料的種類高速鋼：通用型高速鋼、高性能高速鋼、粉末冶金高速鋼硬質(zhì)合金：硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性都很高，其切削性能比高速鋼高得多，刀具耐用度可提高幾倍到幾十倍；但抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性較差。涂層刀具：涂層刀具是在韌性較好的硬質(zhì)合金刀具基體上，涂覆一薄層耐磨性高的難熔金屬化合物。陶瓷刀具：陶瓷刀具材料是在陶瓷基體上重添加各種碳化物、氮化物、硼化物和氧、氮化物等并按一定生產(chǎn)工藝制成的。它具有很高的硬度、耐磨性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性等獨(dú)特的優(yōu)越性，在高速切削范圍以及加工某些難加工材料，特別是加熱切削法方面，包括涂層刀具在內(nèi)的任何高速鋼和硬質(zhì)合金刀具都無(wú)法與之相比。第62頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控車床所用刀具第63頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控車床所用刀具第64頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控鏜銑床所用刀具第65頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自動(dòng)換刀裝置概述

自動(dòng)換刀系統(tǒng)應(yīng)該滿足換刀時(shí)間短，刀具重復(fù)定位精度高，刀具儲(chǔ)存數(shù)量足夠，結(jié)構(gòu)緊湊，便于制造、維修、調(diào)整，應(yīng)有防屑、防塵裝置，布局應(yīng)合理等要求。同時(shí)也應(yīng)具有較好的剛性，沖擊、振動(dòng)及噪聲小，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠等特點(diǎn)。組成：自動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫(kù)、選刀機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)(如機(jī)械手)、刀具在主軸上的自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)等部分組成。

第66頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?lián)Q刀方式：分為兩大類

由刀庫(kù)和主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換。用這種形式交換刀具時(shí)，主軸上用過(guò)的刀具送回刀庫(kù)和從刀庫(kù)中取出新刀，這兩個(gè)動(dòng)作不能同時(shí)進(jìn)行，選刀和換刀由數(shù)控定位系統(tǒng)來(lái)完成，因此換刀時(shí)間長(zhǎng)，換刀動(dòng)作也較多。由機(jī)械手進(jìn)行刀具交換。

由于刀庫(kù)及刀具交換方式的不同，換刀機(jī)械手也有多種形式。第67頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月刀具必須裝在標(biāo)準(zhǔn)的刀柄內(nèi)，我國(guó)TSG刀具系統(tǒng)規(guī)定了刀柄標(biāo)準(zhǔn)，有直柄及7∶24錐度的錐柄兩類。分別用于圓柱形主軸孔及圓錐形主軸孔其結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖中3為刀柄定位及夾持部位，2為機(jī)械手抓取部位，1為鍵槽，用于傳遞切削扭矩，4為螺孔，用以安裝可調(diào)節(jié)拉桿，供拉緊刀柄用。刀具的軸向尺寸和徑向尺寸應(yīng)先在調(diào)刀儀上調(diào)整好，才可裝入刀庫(kù)中。絲錐、鉸刀要先裝在浮動(dòng)夾具內(nèi)，再裝入標(biāo)準(zhǔn)刀柄內(nèi)。圓柱形刀柄在使用時(shí)需在軸向和徑向夾緊，因而主軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，圓柱柄安裝精度高，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償。而錐柄稍有磨損也不會(huì)過(guò)分影響刀具的安裝精度。在換刀過(guò)程中，由于機(jī)械手抓住刀柄要作快速回轉(zhuǎn)，拔、插刀具的動(dòng)作，還要保證刀柄鍵槽的角度位置對(duì)準(zhǔn)主軸上的驅(qū)動(dòng)鍵。因此，機(jī)械手的夾持部分要十分可靠，并保證有適當(dāng)?shù)膴A緊力，其活動(dòng)爪要有鎖緊裝置，以防止刀具在換刀過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)或脫落。第68頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月柄式夾持：

刀柄前端有V形槽，供機(jī)械手夾持用，目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床較多采用這種夾持方式。如圖所示為機(jī)械手手掌結(jié)構(gòu)示意圖。由固定爪7及活動(dòng)爪1組成，活動(dòng)爪1可繞軸2回轉(zhuǎn)，其一端在彈簧柱塞6的作用下，支靠在擋銷3上，調(diào)整螺栓5以保持手掌適當(dāng)?shù)膴A緊力，鎖緊銷4使活

動(dòng)爪1牢固夾持刀柄，防止刀具在交換過(guò)程中松脫。鎖緊銷4要軸向壓進(jìn)，放松活動(dòng)爪1，以便抓刀或松刀時(shí)手爪從刀柄V形槽中退出。第69頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月法蘭盤(pán)式夾持

法蘭盤(pán)式夾持，也稱徑向夾持或碟式夾持，如圖所示在刀柄的前端有供機(jī)械手夾持用的法蘭盤(pán)，圖中所示為采用帶洼形肩面的法蘭盤(pán)供機(jī)械手夾持用。圖（a）上圖為松開(kāi)狀態(tài)，下圖為夾持狀態(tài)。采用法蘭盤(pán)式夾持的突出優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)采用中間搬運(yùn)裝置時(shí)，可以很方便地從一個(gè)機(jī)械手過(guò)渡到另一個(gè)輔助機(jī)械手上去，如圖（b）所示。法蘭盤(pán)式夾持方式、換刀動(dòng)作較多，不如柄式夾持方式應(yīng)用廣泛。第70頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月以EV-810A立式加工中心為例，來(lái)說(shuō)明自動(dòng)換刀系統(tǒng)的工作原理。該自動(dòng)換刀系統(tǒng)由盤(pán)式刀庫(kù)和刀具交換裝置組成。刀庫(kù)安裝在機(jī)床立柱的左側(cè)，刀庫(kù)容量為24把刀具，換刀機(jī)械手安裝在刀庫(kù)和主軸之間。機(jī)械手將刀具從刀庫(kù)中取出送至機(jī)床主軸上，然后將用過(guò)的刀具送回刀庫(kù)。其自動(dòng)換刀動(dòng)作過(guò)程簡(jiǎn)述如下：

刀套下轉(zhuǎn)90°：如圖所示，刀庫(kù)位于立柱左側(cè)，刀具軸線在刀庫(kù)中的安裝方向在換刀前與主軸垂直，刀庫(kù)將待換刀具5送到換刀位置，刀套4連同刀具5向下翻轉(zhuǎn)90°，使刀具軸線與主軸軸線平行。

機(jī)械手轉(zhuǎn)75°：下圖所示K向視圖為機(jī)械手的原始位置，換刀時(shí)機(jī)械手順時(shí)針轉(zhuǎn)75°，兩手爪分別抓住刀庫(kù)上和主軸3上的刀柄。

機(jī)械手拔刀：待主軸上自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)刀具后，機(jī)械手下降，同時(shí)拔出主軸上和刀庫(kù)上的刀具。

刀具位置交換：機(jī)械手順時(shí)針轉(zhuǎn)180°，使主軸刀具與刀庫(kù)刀具交換位置。

機(jī)械手插刀：機(jī)械手上升，分別將刀具插入主軸錐孔和刀庫(kù)刀套中。

機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)75°：待主軸上自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊刀具后，機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)75°，回到原始位置。

刀套上轉(zhuǎn)90°：刀套帶著換回的舊刀具向上翻轉(zhuǎn)90°，準(zhǔn)備下一次選刀。

該機(jī)床使用回轉(zhuǎn)式單臂雙手機(jī)械手換刀。在自動(dòng)換刀過(guò)程中，機(jī)械手要完成抓刀、拔刀、交換主軸上和刀庫(kù)上的刀具、插刀和復(fù)位等動(dòng)作，這些動(dòng)作由氣壓系統(tǒng)來(lái)控制完成。這種自動(dòng)換刀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換刀可靠，換刀動(dòng)作也少，得到了廣泛應(yīng)用。

第71頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月刀套下轉(zhuǎn)90°機(jī)械手轉(zhuǎn)75°

機(jī)械手拔刀刀具位置交換機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)75°刀套上轉(zhuǎn)90°主軸Z向定位、準(zhǔn)停刀臂式換刀動(dòng)作流程第72頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月刀庫(kù)和刀具管理

刀庫(kù)類型：數(shù)控機(jī)床上普遍采用盤(pán)式刀庫(kù)和鏈?zhǔn)降稁?kù)。密集型的鼓刀庫(kù)或格子式刀庫(kù)雖然占地面積小，但由于結(jié)構(gòu)的限制，很少用于單機(jī)加工中心。密集型的固定刀庫(kù)目前多用于FMS中的集中供刀系統(tǒng)。

盤(pán)式刀庫(kù)：盤(pán)式刀庫(kù)一般用于刀具容量較少的刀庫(kù)

鏈?zhǔn)降稁?kù)：一般刀具數(shù)量在30～120把時(shí)，多采用鏈?zhǔn)降稁?kù)

第73頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月盤(pán)式刀庫(kù)第74頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鏈?zhǔn)降稁?kù)第75頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自動(dòng)換刀的選刀方式順序選刀將刀具按預(yù)定工序的先后順序插入刀庫(kù)的刀座中，使用時(shí)按順序轉(zhuǎn)到取刀位置。用過(guò)的刀具放回原來(lái)的刀座內(nèi)，也可以按加工順序放入下一個(gè)刀座內(nèi)。

特點(diǎn)：不需要刀具識(shí)別裝置，驅(qū)動(dòng)控制也較簡(jiǎn)單，工作可靠。但刀庫(kù)中每一把刀具在不同的工序中不能重復(fù)使用，為了滿足加工需要只有增加刀具的數(shù)量和刀庫(kù)的容量，這就降低了刀具和刀庫(kù)的利用率。此外，裝刀時(shí)必須十分謹(jǐn)慎，如果刀具不按順序裝在刀庫(kù)中，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。這種方式現(xiàn)在已很少采用。刀具編碼方式：采用特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，對(duì)每把刀進(jìn)行編碼刀座編碼方式：永久性編碼、臨時(shí)性編碼（鑰匙編碼）方式任意選刀：軟件選刀第76頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月軟件選刀方式

ATC（自動(dòng)換刀）控制和刀號(hào)數(shù)據(jù)表第77頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月刀具識(shí)別與換刀

1。刀具在刀庫(kù)中任意放置，刀具編號(hào)可任意設(shè)定

2。刀具表中刀具號(hào)與刀套號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)始終與刀具在刀庫(kù)中的實(shí)際位置對(duì)應(yīng)

3。計(jì)算機(jī)通過(guò)查刀具表識(shí)別刀具

4。換刀時(shí)，通過(guò)軟件修改刀具表，使相應(yīng)刀具表中的刀號(hào)與交換后的刀號(hào)一致。第78頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第79頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月刀具交換裝置的形式

回轉(zhuǎn)刀架換刀

回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置，常用于數(shù)控車床。可設(shè)計(jì)成四方、六方刀架或圓盤(pán)式軸向裝刀刀架，并相應(yīng)地安裝四把、六把或更多的刀具。

換刀流程如下：更換主軸換刀更換主軸箱換刀更換刀庫(kù)換刀帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)刀架抬起刀架轉(zhuǎn)位刀架壓緊轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位第80頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第81頁(yè)，課件共91頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月更換主軸換刀

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)