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文檔簡介
第4章數(shù)控車床4.1概述
4.2數(shù)控車床的傳動(dòng)系統(tǒng)及裝置4.1概述
4.1.1數(shù)控車床的組成及特點(diǎn)4.1.2數(shù)控車床的分類4.1.3數(shù)控車床的布局4.1.1數(shù)控車床的組成及特點(diǎn)1.?dāng)?shù)控臥式車床的組成數(shù)控臥式車床主要是加工軸類零件和直徑不太大的盤類零件。它是應(yīng)用數(shù)量最大的數(shù)控車床種類。為了適應(yīng)右手操作的習(xí)慣,主軸箱布置在左上部。圖4-1是TND360(國內(nèi)編號(hào)為CK6136)的機(jī)床外形與組成部件。圖4-1數(shù)控車床的組成1數(shù)控車床的組成(1)主軸箱(床頭箱)固定在床身的最左邊,在數(shù)控操作面板之后。主軸箱中的主軸上通過卡盤等夾具裝夾工件。主軸箱的功能是支承主軸并傳動(dòng)主軸,使主軸帶動(dòng)工件按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)。(2)機(jī)械式轉(zhuǎn)塔刀架安裝在機(jī)床的刀架滑板上,在它上面可安裝8把刀具,加工時(shí)可,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。刀架的作用是裝夾車刀、孔加工刀具及螺紋刀具,并在加工時(shí)能準(zhǔn)確迅速選擇刀具。(3)刀架滑板刀架滑板由縱向(Z向)滑板和橫向(X向)滑板組成??v向滑板安裝在床身導(dǎo)軌上,沿床身實(shí)現(xiàn)縱向(Z向)運(yùn)動(dòng);橫向滑板安裝在縱向滑板上,沿縱向滑板上的導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)橫向(X向)運(yùn)動(dòng)。刀架滑板的作用是實(shí)現(xiàn)安裝在其上的刀具在加工中實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。刀架滑板的作用是實(shí)現(xiàn)安裝在其上的刀具在加工中實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。(4)尾座尾座安裝在床身導(dǎo)軌上,并沿導(dǎo)軌可作縱向移動(dòng)調(diào)整位置。尾座的作用是安裝頂尖支撐工件,在加工中起輔助支承作用。(5)床身固定在機(jī)床底座上,,是機(jī)床的基本支承件,在床身上安裝著車床的各主要部件。床身的作用是支撐各主要部件并使它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置。圖4-1數(shù)控車床的組成(6)底座是車床的基礎(chǔ),用于支承機(jī)床的各部件,聯(lián)接電氣柜,支撐防護(hù)罩和安裝排屑裝置。(7)防護(hù)罩安裝在機(jī)床底座上的防護(hù)罩,用于加工時(shí)保護(hù)操作者的安全和保護(hù)環(huán)境的清潔。(8)機(jī)床的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)床上的一些輔助運(yùn)動(dòng)。主要是實(shí)現(xiàn)如機(jī)床主軸的變速、尾座套筒的移動(dòng)及工件自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。圖4-1數(shù)控車床的組成(9)機(jī)床潤滑系統(tǒng)為機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件間提供潤滑和冷卻。(10)機(jī)床切削液系統(tǒng)為機(jī)床在加工中提供充足的切削液,滿足切削加工的要求。
(11)機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)主要由數(shù)控系統(tǒng)(數(shù)控裝置、伺服系
統(tǒng)及可編程控制器組成的)、機(jī)床的強(qiáng)電氣控制系統(tǒng)組成。機(jī)床電氣控制系統(tǒng)完成對(duì)機(jī)床的自動(dòng)控制。
2.數(shù)控車床的特點(diǎn)
數(shù)控車床一般用來加工出各種形狀不同的軸類或盤類回轉(zhuǎn)體零件。它能自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成型回轉(zhuǎn)表面及螺紋面等的切削加工,所以數(shù)控車床特別適合加工形狀復(fù)雜的軸類或盤類零件。數(shù)控車床具有加工靈活、通用性強(qiáng)、能適應(yīng)產(chǎn)品的品種和規(guī)格頻繁變化的特點(diǎn),數(shù)控車床加工零件的尺寸精度可達(dá)IT5~I(xiàn)T6,表面粗糙度可達(dá)1.6μm以下。是目前使用較為廣泛的數(shù)控機(jī)床。
4.1.2數(shù)控車床的分類
隨著數(shù)控車床制造技術(shù)的不斷發(fā)展,形成了產(chǎn)品繁多、規(guī)格不一的局面。主要分類方法如下:1.按主軸的配置形式分類(1)臥式數(shù)控車床主軸軸線處于水平位置的數(shù)控車床。(2)立式數(shù)控車床主軸軸線處于垂直位置的數(shù)控車床。具有兩根主軸的車床,稱為雙軸臥式數(shù)控車床或雙軸立式數(shù)控車床。2.按主軸的配置形式分類(1)
臥式數(shù)控車床主軸軸線處于水平位置的數(shù)控車床。(2)立式數(shù)控車床主軸軸線處于垂直位置的數(shù)控車床。具有兩根主軸的車床,稱為雙軸臥式數(shù)控車床或雙軸立式數(shù)控車床。3.按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分類(1)兩軸控制的數(shù)控車床機(jī)床上只有一個(gè)回轉(zhuǎn)刀架,可實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)軸控制。(2)四軸控制的數(shù)控車床機(jī)床上有兩個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)刀架,可實(shí)現(xiàn)四坐標(biāo)軸控制。4-2經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床4.按數(shù)控系統(tǒng)的功能分(1)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床如圖4-2所示,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床一般是在普通車床基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)的。采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)伺服系統(tǒng)。此類車床結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格低廉,但無刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償和恒線速切削等功能。圖4-2所示為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。(2)全功能型數(shù)控車床全功能型數(shù)控車床如圖4-1所示。一般采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制系統(tǒng),具有高剛度、高精度和高效率等特點(diǎn)。
(3)車削中心車削中心是以全功能型數(shù)控車床為主體,并配置刀庫、換刀裝置、分度裝置、銑削動(dòng)力頭和機(jī)械手等,實(shí)現(xiàn)多工序的復(fù)合加工的機(jī)床。在工件一次裝夾后,它可完FMC成回轉(zhuǎn)類零件的車、銑、鉆、鉸、攻螺紋等多種加工工序。其功能全面,但價(jià)格較高。
(4)FMC車床FMC車床實(shí)際上是一個(gè)由數(shù)控車床、機(jī)器人等構(gòu)成的柔性加工單元。它能實(shí)現(xiàn)工件搬運(yùn)、裝卸的自動(dòng)化和加工調(diào)整準(zhǔn)備的自動(dòng)化,如圖4-3所示。
對(duì)于車削中心或柔性制造單元,還需增加其它的附加坐標(biāo)軸來滿足機(jī)床的功能。目前我國使用較多的是中小規(guī)格的兩坐標(biāo)連續(xù)控制的數(shù)控車床。圖4-3FMC車床
4.1.3數(shù)控車床的布局?jǐn)?shù)控車床布局形式受到工件尺寸、工件質(zhì)量及其形狀;機(jī)床生產(chǎn)率;機(jī)床精度;操縱方便運(yùn)行要求和安全與環(huán)境保護(hù)的要求的影響。隨著工件尺寸、質(zhì)量和形狀的變化,數(shù)控車床的布局可有臥式車床、落地式車床、單立柱立式車床、雙立柱車床和龍門移動(dòng)式立式車床的變化,如圖4-4所示。圖4-4工件尺寸、質(zhì)量對(duì)車床布局的影響在臥式數(shù)控機(jī)床的布局中,數(shù)控車床的主軸、尾座等部件相對(duì)床身的布局形式與普通車床基本一致,而刀架和導(dǎo)軌的布局形式有很大變化,其直接影響著數(shù)控車床的使用性能及機(jī)床的結(jié)構(gòu)和外觀??紤]到機(jī)床和刀具的調(diào)整、工件的裝卸、機(jī)床操作的方便性,以及機(jī)床的加工精度,并且還考慮到排悄性和抗振性,導(dǎo)軌宜采用傾斜式。在圖4-5數(shù)控臥式車床的布局形式中,以斜床身(斜導(dǎo)軌)—平滑板式為最佳臥式車床布局形式。此外,出于對(duì)安全的要求和環(huán)境的保護(hù),數(shù)控車床上都設(shè)有封閉的防護(hù)裝置,要將機(jī)床加工區(qū)全部封閉起來。圖4-5數(shù)控臥式車床的布局形式4.2數(shù)控車床的傳動(dòng)系統(tǒng)及裝置
在數(shù)控車床上有三種運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。這就是數(shù)控車床的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)和輔助運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。每種傳動(dòng)系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)各不相同,它們一起組成了數(shù)控車床的傳動(dòng)系統(tǒng)。4.2.1主傳動(dòng)系統(tǒng)及裝置4.2.2進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)及裝置4.2.3刀盤運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)裝置4.2.4尾座1.主傳動(dòng)系統(tǒng)
數(shù)控車床主運(yùn)動(dòng)要求速度在一定范圍內(nèi)可調(diào)、有足夠的驅(qū)動(dòng)功率,主軸回轉(zhuǎn)軸心線的位置準(zhǔn)確穩(wěn)定、并有足夠的剛性與抗振性。
數(shù)控車床的主軸變速是按照加工程序指令自動(dòng)進(jìn)行的。為了確保機(jī)床主傳動(dòng)的精度,降低噪聲,減少振動(dòng),主傳動(dòng)鏈要盡可能地縮短:為了保證滿足不同的加工工藝要求并能獲得最佳切削速度,主傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能無級(jí)地大范圍變速;為了保證端面加工的生產(chǎn)率和加工質(zhì)量,還應(yīng)能實(shí)現(xiàn)恒切削速度控制。主軸應(yīng)能配合其它構(gòu)件實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)裝夾。本節(jié)以TND360為例,介紹數(shù)控車床上常見的主傳動(dòng)系統(tǒng)。
4.2.1主傳動(dòng)系統(tǒng)及裝置如圖4-6所示。TND360主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)由主軸直流伺服電動(dòng)機(jī)(27kW)驅(qū)動(dòng),經(jīng)齒數(shù)為27/48同步齒形帶傳動(dòng)到主軸箱中的軸I上。再經(jīng)軸I上雙聯(lián)滑移齒輪,經(jīng)齒輪副84/60或29/86傳遞圖4-6TND360數(shù)控臥式車床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖到軸Ⅱ(即主軸),使主軸獲得高(800~3150r/rain)、低(7—800r/min)兩檔轉(zhuǎn)速范圍。在各轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),由主軸伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速調(diào)速。主軸箱內(nèi)部省去了大部分齒輪傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu),因此減少了齒輪傳動(dòng)對(duì)主軸精度的影響,并且維修方便,振動(dòng)小。同時(shí),主軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過齒輪副60/60的傳遞到軸Ⅲ上,由軸Ⅲ經(jīng)聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)圓光柵,圓光柵將主軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送回?cái)?shù)控裝置,一方面實(shí)現(xiàn)主軸調(diào)速用的數(shù)字反饋,另一方面可用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制,如實(shí)現(xiàn)車削螺紋:主軸1r—移動(dòng)Smm(導(dǎo)程)(進(jìn)給軸Z軸或X軸)。2.主軸箱結(jié)構(gòu)介紹
數(shù)控車床主軸箱是一個(gè)比較復(fù)雜的傳動(dòng)部件。如圖4-7所示TND360數(shù)控車床的主軸箱展開圖,該圖是沿軸I-II-III的軸線剖開后展開的。
(1)主軸電動(dòng)機(jī)
主軸電動(dòng)機(jī)是采用直流主軸伺服電動(dòng)機(jī),無級(jí)調(diào)速,由安裝在主電動(dòng)機(jī)尾部的測(cè)速發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)速度反饋。額定轉(zhuǎn)速為2000r/min,最高轉(zhuǎn)速為4000r/min,最低轉(zhuǎn)速為35r/min。
圖4-7TND360數(shù)控車床的主軸箱展開圖1-帶輪2-撥叉軸承3-雙聯(lián)滑移齒輪4-變速軸5-主軸6-檢測(cè)軸7-圓光柵主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過電動(dòng)機(jī)軸上的齒數(shù)為27的同步齒形帶輪,經(jīng)同步齒形帶將運(yùn)動(dòng)傳到主軸箱的軸Ⅰ上。2)變速軸變速軸(軸Ⅰ)是花鍵軸。左端裝有齒數(shù)為48的同步齒形帶輪,接受來自主電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。軸上花鍵部分安裝有一雙聯(lián)滑移齒輪3,齒輪齒數(shù)分別為29(模數(shù)m=2mm)和84(模數(shù),n=2.5mm)。29齒輪工作時(shí),主軸運(yùn)轉(zhuǎn)在低速區(qū);84齒輪工作時(shí),主軸運(yùn)轉(zhuǎn)在高速區(qū)。雙聯(lián)滑移齒輪為分體組合形式,上面裝有撥叉軸承2,撥叉軸承隔離齒輪與撥叉的運(yùn)動(dòng)。雙聯(lián)滑移齒輪由液壓缸帶動(dòng)撥叉驅(qū)動(dòng),在軸工上軸向移動(dòng),分別實(shí)現(xiàn)齒輪副29/86、84/60的嚙合,完成主軸的變速。變速軸靠近帶輪的一端是球軸承支承,外圈固定;另一端由長圓柱滾子軸承支承,外圈在a箱體上不固定,以提高軸的剛度和降低熱變形的影響。3)主軸組件數(shù)控機(jī)床的主軸是一個(gè)空心的階梯軸,主軸的內(nèi)孔是用于通過長的棒料及卸下頂尖時(shí)穿過鋼棒,也可用于通過氣動(dòng)、電動(dòng)及液壓夾緊裝置的機(jī)構(gòu)。主軸前端采用短圓錐法蘭盤式結(jié)構(gòu),用于定位安裝卡盤和撥盤。主軸安裝在兩個(gè)支承上,這種主軸轉(zhuǎn)速較高,要求的剛性也較高。所以前后支承都用角接觸球軸承(可以承受徑向力和軸向力)。前支承有三個(gè)一組的軸承,前面兩個(gè)大口朝外(朝主軸前端)接觸角為25°;后面一個(gè)大口朝里,接觸角為14°。在前軸承2和軸承3的內(nèi)圈之間留有間隙,裝配時(shí)加壓消隙,使軸承預(yù)緊,縱向切削力由前面兩個(gè)軸承承受,故其觸角較大,同時(shí)也減少了主軸的懸伸量,并且前支承在箱體上軸向固定。后支承為兩個(gè)角接觸球軸承,小口相對(duì),接觸角皆為14°。這兩個(gè)軸承用以共同擔(dān)負(fù)支承的徑向載荷。縱向載荷由前支承軸承承擔(dān),故后軸承的外圈軸向不固定,使得主軸在熱變形時(shí),后支承可沿軸向微量移動(dòng),減少熱變形的影響。主軸軸承都屬超輕型。前后軸承都由軸承廠配好,成套供應(yīng),裝配時(shí)無需修理調(diào)整。軸承精度等級(jí)相當(dāng)于我國的C級(jí)。主軸軸承對(duì)主軸的運(yùn)動(dòng)精度及剛度影響很大,主軸軸承應(yīng)在無間隙(或少量過盈)條件下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),軸承中的間隙和過盈量直接影響到機(jī)床的加工精度。因此,主軸軸承間隙必須在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)下,這就要進(jìn)行間隙和過盈量調(diào)整。該軸的調(diào)整方法是:旋緊主軸尾部螺母,使其壓緊托架,由托架壓緊后支承的軸承,并壓緊主軸上的齒輪(齒數(shù)為60),推動(dòng)齒輪(齒數(shù)為86),壓緊前支承軸承到軸肩上,從而達(dá)到調(diào)整前后軸承間隙和過盈量的目的。最后旋緊調(diào)整螺母的鎖緊螺釘。主軸軸承采用油脂潤滑,迷宮式密封。主軸材料為16MnCr5。前端的短圓錐面、法蘭盤端面、裝前后軸承和齒輪的軸頸和前孔皆淬硬至55HRC,滲碳深1mm。與主軸前后軸承相配合的軸頸公差都為h4。主軸上裝有兩個(gè)圓柱齒輪,齒數(shù)為86(模數(shù)m=2.5mm)和60(模數(shù)m=2mm)。當(dāng)86齒輪工作時(shí),使主軸工作在低速區(qū);當(dāng)60齒輪工作時(shí),使得主軸工作在高速區(qū)。齒輪的最高線速度為9.9m/s,精度為6級(jí),材料是16MnCr5,滲碳深0.3mm淬硬至60HRC。4)檢測(cè)軸檢測(cè)軸是階梯軸,通過兩個(gè)球軸承支承在軸承套中。它的一端裝有齒數(shù)為60的齒輪,齒輪的材料為夾布膠木。另一端通過聯(lián)軸器傳動(dòng)圓光柵。齒輪與主軸上的齒數(shù)為60的齒輪相嚙合,將主軸運(yùn)動(dòng)傳到圓光柵上,圓光柵每轉(zhuǎn)一圈發(fā)出1024個(gè)脈沖,該信號(hào)送到數(shù)控裝置,使數(shù)控裝置完成對(duì)螺紋切削的控制。5)主軸箱主軸箱的作用是支承主軸和支承主軸運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng),主軸箱材料為密烘鑄鐵。主軸箱使用底部定位面在床身左端定位,并用螺釘緊固。4.2.2進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)及裝置進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)是指機(jī)床上驅(qū)動(dòng)刀架實(shí)現(xiàn)縱向(Z向)和橫向(X向)運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給傳動(dòng)。工件最后的尺寸精度和輪廓精度都直接受進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性的影響,為此,數(shù)控車床的進(jìn)給傳系統(tǒng)應(yīng)充分注意減少摩擦力,提高傳動(dòng)精度和剛度,消除傳動(dòng)間隙以及減少運(yùn)動(dòng)件的慣量等。在TND360數(shù)控車床上,各軸都由直流伺服電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。(1)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)由z向直流伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)過安全聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副從而帶動(dòng)機(jī)床上的縱向滑板實(shí)現(xiàn)縱向運(yùn)動(dòng)。(2)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置如圖4-8所示,縱向直流伺服電動(dòng)機(jī)2,經(jīng)安全聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副,帶動(dòng)縱向滑板沿床身上的縱向?qū)к夁\(yùn)動(dòng)。直流伺服電動(dòng)機(jī)由尾部的旋轉(zhuǎn)變壓器和測(cè)速發(fā)電機(jī)進(jìn)行位置反饋和速度反饋,縱向進(jìn)給的最小脈沖當(dāng)是0.001mm。這樣構(gòu)成的伺服系統(tǒng)料閉環(huán)伺服系統(tǒng)。I放大圖為無鍵1.縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)裝置4-8TND360數(shù)控車床Z軸進(jìn)給裝置簡圖1-旋轉(zhuǎn)變壓器和測(cè)速發(fā)電機(jī)2-直流伺服電動(dòng)機(jī)3-錐環(huán)4、6-半聯(lián)軸器5-滑塊7-鋼片8-碟形彈簧9-套10-滾珠絲杠11-墊圈12、13、14-滾針軸承15-堵頭錐環(huán)聯(lián)接結(jié)構(gòu),無鍵錐環(huán)是相互配合的錐環(huán),如擰緊螺釘,緊壓環(huán)就壓緊錐環(huán),使內(nèi)環(huán)的內(nèi)孔收縮,外環(huán)的外圓脹大,靠摩擦力聯(lián)接軸和孔,錐環(huán)環(huán)的對(duì)數(shù)可根據(jù)所傳遞的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行選擇。這種結(jié)構(gòu)不需要開鍵槽,避免了傳動(dòng)間隙。安全聯(lián)軸器的作用是在進(jìn)給過程中當(dāng)進(jìn)給力過大或滑板移動(dòng)過載時(shí),為了避免整個(gè)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零件損壞,安全聯(lián)軸器動(dòng)作,終止運(yùn)動(dòng)的傳遞。其原理如圖4-9所示,在正常情況下,運(yùn)動(dòng)由聯(lián)軸器傳遞到滾珠絲杠上,當(dāng)出現(xiàn)過載時(shí),滾珠絲杠上的扭矩增大,這時(shí)通過安全聯(lián)軸器端面上的三角齒傳遞的扭矩也隨之增加,以致使端面三角齒處的軸向力超過彈簧的壓力,于是便將聯(lián)軸器的右半部分推開,這時(shí)聯(lián)接的左半部分和中間環(huán)節(jié)繼續(xù)旋轉(zhuǎn),而右半部分卻不能被帶動(dòng),所以在兩者之間產(chǎn)生打滑現(xiàn)象,將傳動(dòng)鏈斷開,因此使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不致因過載而損壞。機(jī)床許用的最大進(jìn)給力取決于彈簧的彈力。擰動(dòng)彈簧的調(diào)整螺母可以調(diào)整彈簧的彈力。在機(jī)床上采用了無觸點(diǎn)磁傳感器監(jiān)測(cè)安全聯(lián)軸器的右半部分的工作狀況,當(dāng)右半部分產(chǎn)生滑移時(shí),傳感器產(chǎn)生過載報(bào)警信號(hào),通過機(jī)床可編程序控制器使進(jìn)給系統(tǒng)制動(dòng),并將此狀態(tài)信號(hào)送到數(shù)控裝置,由數(shù)控裝置發(fā)出報(bào)警指示。4-9安全聯(lián)軸器工作原理在圖4-8中,安全聯(lián)軸器由件4至件9組成。件4與件5之間由矩形齒相聯(lián),件5與件6之間由三角形齒相聯(lián)(參見A—A剖視圖)。件6上用螺栓裝有一組鋼片件7,鋼片件7的形狀像摩擦離合器的內(nèi)片,中心部分是花鍵孔。件7與件9套的外圓上的花鍵部分相配合,件6的轉(zhuǎn)動(dòng)能通過件7傳遞至件9,并且件6和件7一起能沿件9作軸向相對(duì)移動(dòng)。件9通過無鍵錐環(huán)與滾珠絲杠相聯(lián)。蝶形彈簧組件8使件6緊緊地靠在件5上。如果進(jìn)給力過大,則件5、件6之間的三角形齒產(chǎn)生的軸向力超過了碟形彈簧件8的彈力,使件6右移,無觸點(diǎn)磁開關(guān)發(fā)出監(jiān)控信號(hào)給數(shù)控裝置,使機(jī)床停機(jī),直到消除過載因素后才能繼續(xù)運(yùn)行。滾珠絲杠螺母副在數(shù)控車床采用了外循環(huán)式滾珠絲杠螺母。絲杠的導(dǎo)程為10mm,精度為3級(jí),由于縱向絲杠較長,絲杠軸的兩端采用了預(yù)拉伸支承形式。絲杠的支承軸承為組合軸承。
2.橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)裝置(1)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)是由橫向直流伺服電動(dòng)機(jī)通過齒數(shù)均24/24同步齒形帶輪,經(jīng)安全聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副,使橫向滑板實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。(2)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置橫向滑板通過通過導(dǎo)軌安裝在縱向滑板的上面,作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。橫向滑板的傳動(dòng)系統(tǒng)與縱向滑板傳動(dòng)系統(tǒng)相類似,但由于橫向電動(dòng)機(jī)的安裝,所以在安全聯(lián)軸器和直流伺服電動(dòng)機(jī)之間增加了精密同步齒形帶傳動(dòng),使機(jī)床的橫向尺寸減小。
4.2.3刀盤運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)裝置
1.刀盤運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)刀盤運(yùn)動(dòng)是指實(shí)現(xiàn)刀架上刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)和刀盤的開定位、定位與夾緊的運(yùn)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。刀盤傳動(dòng)是由換刀交流電動(dòng)機(jī)(60W)提供動(dòng)力(參圖4-6),刀架上的軸Ⅳ,經(jīng)過齒數(shù)為14/65和14/96兩對(duì)斜齒輪副將運(yùn)動(dòng)傳遞到軸Ⅵ,軸Ⅵ是凸輪軸。運(yùn)動(dòng)傳遞到軸Ⅵ后分成兩條傳動(dòng)支路傳動(dòng):一條傳動(dòng)支路由凸輪轉(zhuǎn)動(dòng),凸輪槽驅(qū)動(dòng)撥叉帶動(dòng)軸Ⅶ(刀盤的主軸)實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng),使刀盤實(shí)現(xiàn)開定位、定位、夾緊;另一傳動(dòng)支路由軸Ⅵ上齒數(shù)為90的齒輪體與在其上的滾子組成的槽桿與槽數(shù)為8的槽輪形成的槽桿槽輪副傳動(dòng)軸Ⅶ,實(shí)現(xiàn)軸Ⅵ轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),軸Ⅶ轉(zhuǎn)45°的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)換位。軸Ⅶ的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)一對(duì)齒數(shù)為60/60的齒輪副傳到軸Ⅷ,再傳到。圓光柵將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)送給數(shù)控機(jī)床的電控系統(tǒng),正常時(shí)用于刀盤上刀具刀位的計(jì)數(shù);撞刀時(shí)用于產(chǎn)生刀架報(bào)警信號(hào)。刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)可根據(jù)最近找刀原則實(shí)現(xiàn)正反向轉(zhuǎn)動(dòng),以達(dá)到快速找刀的目的。2刀盤運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置圖4-10為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架的結(jié)構(gòu)圖。圖4-10轉(zhuǎn)塔刀架傳動(dòng)裝置簡圖1-中心套2、3、5-齒盤4-刀架體6-滾子7-端面凸輪盤8-齒圈9-緩沖器10-套11-驅(qū)動(dòng)盤12-電動(dòng)機(jī)13-編碼器14-軸15-無觸點(diǎn)開關(guān)16-電磁鐵17-插銷18-碟形彈簧19、20-定位銷定位用的是所謂三齒盤結(jié)構(gòu),如圖4-10a所示。定齒盤3用螺釘及定位銷固定在刀架體4上。動(dòng)齒盤2用螺釘及定位銷緊固在中心軸套1上(動(dòng)齒盤左端面可安裝轉(zhuǎn)塔刀盤),齒盤2、3對(duì)面有一個(gè)可軸向移動(dòng)的齒盤5,齒長為上二者之和。其沿軸向右移時(shí),合齒定位、夾緊(碟形彈簧18);其沿軸向右移時(shí),松開脫齒。可軸向移動(dòng)的齒盤5的右端面,在三個(gè)等分位置上裝有三個(gè)滾子6。此滾子與端面凸輪盤7的凹槽相接觸,其工作情況如圖3-9b、c所示。當(dāng)端面凸輪盤回轉(zhuǎn)使?jié)L子落人端面凸輪的凹槽時(shí),可軸向移動(dòng)的齒盤右移,齒盤松開、脫齒,如圖4-9a所示;當(dāng)端面凸輪盤反向回轉(zhuǎn)時(shí),端面凸輪盤的凸面使?jié)L子左移,可軸向移動(dòng)的齒盤左移,齒盤合齒、定位(如圖4-9c所示),并通過碟形彈簧將動(dòng)齒盤向左拉使齒盤進(jìn)一步貼緊(夾緊)。端面凸輪盤除控制齒盤2松開、脫齒、合齒定位與夾緊之外,還帶動(dòng)一個(gè)與中心
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