1概述

加工中心是指帶有自動換刀裝置的數(shù)控機床夭蹦。自動換刀裝置通常由刀庫和換刀機械手兩部分組成,也有將兩部分集成在一起組成無機械手自動換刀裝置锐膜。自動換刀裝置的刀庫用來貯存加工中心機床在加工過程中所需要的各種刀具微驶。在自動換刀過程中,要求刀庫能夠按照數(shù)控裝置發(fā)出的選刀指令選出所需要的刀具,并準確地停在換刀位置上,以便于自動更換刀具沉迹。加工中心機床的刀庫型式種類繁多,常見的有鼓輪式睦疫、鏈式、格子箱式等,其中鼓輪式刀庫由于其結(jié)構(gòu)簡單,控制方便,在加工中心機床上獲得了廣泛的應用鞭呕。鼓輪式刀庫的回轉(zhuǎn)驅(qū)動方式通常有兩種,一種是由伺服電機通過減速裝置進行驅(qū)動蛤育；另一種是采用普通電機經(jīng)減速后通過外嚙合槽輪機構(gòu)進行驅(qū)動。前者結(jié)構(gòu)簡單,回轉(zhuǎn)速度快,定位準確,但由于選用了伺服電機,電氣控制復雜,制造成本高葫松。后者采用機械方式分度定位,可靠性高,雖然定位精度較前者低,但完全能夠滿足加工中心機床的要求瓦糕。由于選用了普通電機,電氣控制簡單,制造成本比前者低。在目前生產(chǎn)的鼓輪式刀庫的加工中心機床上很多采用槽輪機構(gòu)來驅(qū)動刀庫的分度回轉(zhuǎn)運動。

2槽輪機構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點

槽輪機構(gòu)(又稱馬爾他機構(gòu))能把主動軸的勻速連續(xù)運動轉(zhuǎn)換為從動軸的周期性間歇運動,常用于各種分度轉(zhuǎn)位機構(gòu)中刻坊。槽輪機構(gòu)有三種基本類型:外嚙合槽輪機構(gòu)枷恕、內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)和球面槽輪機構(gòu)。加工中心鼓輪式刀庫采用外嚙合槽輪機構(gòu)易祖。外嚙合槽輪機構(gòu)工作原理如圖1所示,它由轉(zhuǎn)臂(主動曲柄)1遵艰、槽輪2、滾子3和鎖止盤4組成悍写。

圖1外嚙合槽輪機構(gòu)原理圖

外嚙合槽輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)軸線與槽輪回轉(zhuǎn)軸線平行电摔。通常轉(zhuǎn)臂作等速回轉(zhuǎn),當轉(zhuǎn)臂上的滾子進入槽中,就拔動槽輪作反向轉(zhuǎn)位運動,當滾子從槽中脫出,槽輪即靜止不動,并由鎖止盤定位。當只有一個滾子時,轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)一周,槽輪作一次轉(zhuǎn)—停的步進運動暴艘。

外嚙合槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點如下:

1)滾子進入和脫出槽口的瞬時位置,轉(zhuǎn)臂中心線與槽的中心線相垂直,使槽輪轉(zhuǎn)位起稀崔、停瞬時的角速度ω0=0,避免了剛性沖擊。

2)槽輪齒數(shù)z為3～18柬沾。

3)槽輪轉(zhuǎn)位起泉剔、停時的角加速度ε0與槽數(shù)z有關(guān),z越少,ε0越大,即有不同程度的柔性沖擊。

4)鎖止盤的定位精度低住秉。充分度精度要求高時,必須附加定位裝置假却。

5)結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,工作可靠,機械效率高。

3減小槽輪機構(gòu)運動沖擊的措施

由于槽輪的角加速度變化較大,且在轉(zhuǎn)位過程的前半階段與后半階段的角加速度方向不同,因此當槽與滾子之間存在間隙時,會產(chǎn)生沖擊睹傻。為了減小沖擊應采取以下措施:

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