4.2认识刀库与机械手的结构

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：韩鸿鸾数控机床机械系统装调与维修一体化教程模块四自动换刀装置装调与维修任务二认识刀库与机械手的结构数控机床机械系统装调与维修一体化教程知识内容4任务引入1任务目标2任务实施3任务拓展5任务巩固6数控机床机械系统装调与维修一体化教程床身c)排刀架d)带动力刀具的刀架图4—1刀架换刀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：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：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：一般在8～64把范围内，多的可达100～200把，甚至更多，刀库的容量首先要考虑加工工艺的需要。常见刀库实物图数控机床机械系统装调与维修一体化教程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数控机床机械系统装调与维修一体化教程任务实施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。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、刀具交换数控机床机械系统装调与维修一体化教程图4—3转塔刀架l、2-齿轮；3-槽轮盘；4-滚子：6-齿轮：7、8-端面齿盘；9-锥销；10-转塔盘；11-转塔轴；12-碟形弹簧；13、14-滚子；15-杠杆换刀过程特点：1.结构简单、紧凑，不会影响加工精度，影响机床的生产率。2.因刀库尺寸限制，装刀数量不能太多。常用于小型加工中心。数控机床机械系统装调与维修一体化教程2.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？数控机床机械系统装调与维修一体化教程1.斗立式刀库的结构二、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-刀盘数控机床机械系统装调与维修一体化教程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-销轴数控机床机械系统装调与维修一体化教程3.链式库的结构方形链式刀库示意图刀套的准停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？数控机床机械系统装调与维修一体化教程1.机械手的形式与种类二、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数控机床机械系统装调与维修一体化教程(1)单臂双爪式机械手1)机械手的结构与动作过程2.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、18、20-液压缸16-轴17、19-齿条2l-机械手数控机床机械系统装调与维修一体化教程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-活塞杆数控机床机械系统装调与维修一体化教程2)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-长销数控机床机械系统装调与维修一体化教程凸轮式换刀机械手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—换刀手臂数控机床机械系统装调与维修一体化教程(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-机床主轴数控机床机械系统装调与维修一体化教程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—机械手数控机床机械系统装调与维修一体化教程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数控机床机械系统装调与维修一体化教程(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-小齿条数控机床机械系统装调与维修一体化教程(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-销轴数控机床机械系统装调与维修一体化教程3.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—齿条数控机床机械系统装调与维修一体化教程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数控机床机械系统装调与维修一体化教程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？刀库夹爪数控机床机械系统装调与维修一体化教程任务拓展机械故障所谓机械故障，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。数控机床机械故障的分类如表4—7所示，其特点见表4—8：数控机床常发生的故障为哪种？数控机床的特点数控机床机械故障的分类数控机床机械系统装调与维修一体化教程任务巩固一、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、双臂往复交叉式机械手及双臂端面夹紧机械手六种。数控机床机械系统装调与维修一体化教程二、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.12~16B.14～30C.14~362.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.18003.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.工作台数控机床机械系统装调与维修一体化教程二、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.刀库的调整数控机床机械系统装调与维修一体化教程三、判断题（正确的划“√”，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。