1 概述
加工中心是指帶有自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床街粟。自動換刀裝置通常由刀庫和換刀機(jī)械手兩部分組成墓永，也有將兩部分集成在一起組成無機(jī)械手自動換刀裝置冈柑。自動換刀裝置的刀庫用來貯存加工中心機(jī)床在加工過程中所需要的各種刀具衍康。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衔密，并準(zhǔn)確地停在換刀位置上鞍票，以便于自動更換刀具。加工中心機(jī)床的刀庫型式種類繁多找蝗，常見的有鼓輪式岖佛、鏈?zhǔn)健⒏褡酉涫降仍ㄊ洌渲泄妮喪降稁煊捎谄浣Y(jié)構(gòu)簡單用虚，控制方便，在加工中心機(jī)床上獲得了廣泛的應(yīng)用奸误。鼓輪式刀庫的回轉(zhuǎn)驅(qū)動方式通常有兩種粤蝎，一種是由伺服電機(jī)通過減速裝置進(jìn)行驅(qū)動；另一種是采用普通電機(jī)經(jīng)減速后通過外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動袋马。前者結(jié)構(gòu)簡單初澎，回轉(zhuǎn)速度快，定位準(zhǔn)確飞蛹，但由于選用了伺服電機(jī)谤狡，電氣控制復(fù)雜灸眼，制造成本高卧檐。后者采用機(jī)械方式分度定位，可靠性高焰宣，雖然定位精度較前者低霉囚，但完全能夠滿足加工中心機(jī)床的要求。由于選用了普通電機(jī)匕积，電氣控制簡單盈罐，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(jī)床上很多采用槽輪機(jī)構(gòu)來驅(qū)動刀庫的分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動闪唆。
2 槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
槽輪機(jī)構(gòu)(又稱馬爾他機(jī)構(gòu))能把主動軸的勻速連續(xù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為從動軸的周期性間歇運(yùn)動盅粪，常用于各種分度轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)中。槽輪機(jī)構(gòu)有三種基本類型：外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)擅很、內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)和球面槽輪機(jī)構(gòu)像得。加工中心鼓輪式刀庫采用外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)工作原理如圖1所示鹅甚，它由轉(zhuǎn)臂(主動曲柄)1轨醒、槽輪2、滾子3和鎖止盤4組成。
外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)軸線與槽輪回轉(zhuǎn)軸線平行佃逆。通常轉(zhuǎn)臂作等速回轉(zhuǎn)乱来，當(dāng)轉(zhuǎn)臂上的滾子進(jìn)入槽中，就拔動槽輪作反向轉(zhuǎn)位運(yùn)動雷昵，當(dāng)滾子從槽中脫出荡担，槽輪即靜止不動，并由鎖止盤定位榴弧。當(dāng)只有一個滾子時睹沐，轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)一周，槽輪作一次轉(zhuǎn)—停的步進(jìn)運(yùn)動磁滚。
外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：
- 滾子進(jìn)入和脫出槽口的瞬時位置佛吓，轉(zhuǎn)臂中心線與槽的中心線相垂直，使槽輪轉(zhuǎn)位起垂攘、停瞬時的角速度ω0=0,避免了剛性沖擊维雇。
- 槽輪齒數(shù)z為3～18。
- 槽輪轉(zhuǎn)位起晒他、停時的角加速度ε0與槽數(shù)z有關(guān)吱型，z越少，ε0越大陨仅，即有不同程度的柔性沖擊津滞。
- 鎖止盤的定位精度低。充分度精度要求高時灼伤，必須附加定位裝置触徐。
- 結(jié)構(gòu)簡單，制造容易狐赡，工作可靠撞鹉，機(jī)械效率高。
3 減小槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動沖擊的措施
由于槽輪的角加速度變化較大颖侄，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藻礁，因此當(dāng)槽與滾子之間存在間隙時，會產(chǎn)生沖擊重柄。為了減小沖擊應(yīng)采取以下措施：
- 減小或消除滾子和槽之間的間隙庆率。
- 消除銷開始進(jìn)入槽時的間隙，應(yīng)使槽輪的實(shí)際外圓半徑Ra略大于槽輪名義外圓半徑R,取Ra=(R2+rA2)?式中rA為滾子半徑汤史，見圖2,以消除滾子開始進(jìn)入槽時滾子與槽兩側(cè)頂端的間隙△软殿。
圖2 滾子開始進(jìn)入槽時的示意圖
|
圖3 刀庫結(jié)構(gòu)簡圖 |
- 使槽輪具有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動慣量J2,使|J2ε2|Mz,Mz為槽輪的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
- 增加槽輪組件的回轉(zhuǎn)阻尼邓樟。
4 應(yīng)用實(shí)例
圖3為TH5640型立式加工中心鼓輪式刀庫的結(jié)構(gòu)簡圖缸秀。主要元件有：(1)刀庫電機(jī)钢囚；(2)減速器；(3)支架唯碗；(4)曲柄鸟氨；(5)刀柄；(6)槽輪铐向；(7)鼓輪集炭；(8)鎖止盤；(9)滾子复斥；(10)刀位檢測開關(guān)营密；(11)滑動軸承；(12)回轉(zhuǎn)軸等目锭。
該刀庫可容納18把刀具评汰，即槽輪的齒數(shù)為18。刀庫的回轉(zhuǎn)選刀由刀庫電機(jī)通過減速器帶動曲柄回轉(zhuǎn)痢虹，曲柄每回轉(zhuǎn)一周被去，槽輪轉(zhuǎn)過20°,刀庫鼓輪轉(zhuǎn)過一個刀位，并由鎖止盤定位奖唯。刀庫上的刀位信號由兩只開關(guān)聯(lián)合發(fā)出惨缆，在刀庫的一號刀位上安裝一只擋鐵，在支架上安裝一只檢測開關(guān)(圖3中均未表示出來)丰捷，機(jī)床開機(jī)后坯墨，刀庫自動回轉(zhuǎn)尋找一號刀位(基準(zhǔn)刀位)，當(dāng)一號刀位上的擋鐵觸發(fā)支架上的檢測開關(guān)后刀庫停止回轉(zhuǎn)病往，刀庫的當(dāng)前刀位為一號刀位捣染，刀庫處于初始狀態(tài)。其余刀位信號由安裝在曲柄上的擋鐵觸發(fā)刀位檢測開關(guān)10進(jìn)行累計計數(shù)狐兴，曲柄每回轉(zhuǎn)一周即刀庫轉(zhuǎn)過一個刀位觸發(fā)一次血沦。通過控制刀庫電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)刀庫的雙向選刀
為了減小刀庫的選刀轉(zhuǎn)位過程中的沖擊噪音伦捐，在設(shè)計上采取了如下一些措施。
- 使槽輪的實(shí)際外圓半徑略大于名義外圓半徑皿理。槽輪名義外圓半徑R=150·cos10°=147.72,實(shí)際外圓半徑
Ra=(R2+rA2)?=(147.722+82)?=147.94
- 通過調(diào)整兩只平面軸承的壓緊力孟庵，適當(dāng)增加槽輪組件的回轉(zhuǎn)負(fù)載，同時選用鋁合金材料制造刀庫鼓輪题姜，回轉(zhuǎn)軸采用空心結(jié)構(gòu)补蠢，減小槽輪組件的轉(zhuǎn)動慣量。
- 回轉(zhuǎn)軸的徑向支承軸承為滑動軸承贪庄，并選用聚四氟乙烯作為軸承材料姜架，使軸承的間隙為零青弃，增加槽輪組件的回轉(zhuǎn)阻尼。
通過采取以上措施隙譬，在利用槽輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)的同時克服了其結(jié)構(gòu)本身固有的缺點(diǎn)卖氨，取得了很好的實(shí)際效果。
聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)负懦，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享筒捺，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議纸厉。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布系吭、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺颗品，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)肯尺。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片躯枢、文字如涉及作品版權(quán)問題蟆盹，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容闺金，以保證您的權(quán)益逾滥！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。
