東華大學(xué)機械學(xué)院第四章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)4.1數(shù)控機床的布局特點4.2數(shù)控機床的主運動機構(gòu)4.3數(shù)控機床的進給機構(gòu)4.4數(shù)控機床的換刀裝置現(xiàn)場教學(xué)數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的特點高的靜、動剛度和良好的抗振性能靜剛度各種自動輔助裝置增加了數(shù)控機床的負荷，這需要機床具有更高的靜剛度機床組件（床身、導(dǎo)軌、工作臺、刀架、主軸箱）的靜剛度越高，其幾何精度越高，變形誤差越小，零件的加工精度也就越高數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的特點高的靜、動剛度和良好的抗振性能提高靜剛度的措施機床基礎(chǔ)大件采用封閉箱形結(jié)構(gòu)合理布置加強筋板，以提高局部剛度提高機床各部件的接觸剛度為提高機床主軸剛度，要采用合適的支承結(jié)構(gòu)和鋼性好的軸承部件數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的特點高的靜、動剛度和良好的抗振性能動剛度切削過程產(chǎn)生的振動會降低加工精度、表面質(zhì)量以及刀具壽命。為保證生產(chǎn)率，數(shù)控機床不允許采用減少切削用量或改變刀具幾何角度的方式來減小振動，因此數(shù)控機床必須要有高的動剛度和良好的抗振性數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的特點高的靜、動剛度和良好的抗振性能提高動剛度的措施采用新材料以提高抗振性改善機床的阻尼特性，如在機床大件內(nèi)腔填充阻尼材料、表面噴涂阻尼層、利用結(jié)合面的摩擦阻尼等人造大理石床身天然大理石床身數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的特點良好的熱穩(wěn)定性機床在切削熱、摩擦熱等內(nèi)外熱源的作用下，各部件會發(fā)生不同程度的熱變形，從而破壞工件與刀具之間的相對位置關(guān)系，影響工件的加工精度減小熱變形的措施減小機床內(nèi)部熱源，改善散熱條件改善機床結(jié)構(gòu)，如減少零件變形部分的長度、使熱變形發(fā)生在非誤差敏感方向上、采用熱對稱機床結(jié)構(gòu)等進行熱變形補償或采用預(yù)熱措施采用熱平衡措施或使用特殊的熱調(diào)節(jié)元件刀具切入方向應(yīng)與熱變形方向垂直熱對稱結(jié)構(gòu)立柱數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的特點高的運動精度和低速運動平穩(wěn)性為消除傳動元件間的間隙對機床定位精度的影響，數(shù)控機床進給系統(tǒng)一般都要求無間隙傳動，以提高運動精度數(shù)控機床在以極低的速度運動時，工作臺容易產(chǎn)生“低速竄行”現(xiàn)象，從而會超過給定位置而產(chǎn)生加工誤差，這就要求數(shù)控機床要消除“低速竄行”現(xiàn)象，以保證低速運動的平穩(wěn)性數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的特點高的運動精度和低速運動平穩(wěn)性保證措施利用滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和塑料導(dǎo)軌代替滑動導(dǎo)軌，利用滾珠絲杠代替滑動絲杠，以消除“低速竄行”現(xiàn)象減少傳動間的制造誤差，對傳動件進行預(yù)緊或者增加補償脈沖，以消除進給傳動系統(tǒng)的間隙充分滿足人性化要求數(shù)控車床的布局形式水平床身傾斜床身水平床身斜滑板垂直床身4.1數(shù)控機床的布局特點數(shù)控車床的布局形式水平床身床身的加工工藝性好，水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的運動精度，一般應(yīng)用于大型數(shù)控車床。但是床身下部空間小，排屑困難，同時刀架水平放置使得滑板橫向尺寸較長，從而加大了機床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸4.1數(shù)控機床的布局特點數(shù)控車床的布局形式傾斜床身床身多采用30°、45°、60°、75°的傾斜角，可采用整體結(jié)構(gòu)以提高剛度。機床占地面積小，外形簡潔、美觀，容易實現(xiàn)封閉式防護，排屑方便，操作方便，被中、小型數(shù)控車床所普遍采用4.1數(shù)控機床的布局特點數(shù)控車床的布局形式水平床身斜滑板與傾斜床身相比，床身是水平的，這種布局形式一方面有水平床身工藝性好的特點，另一方面具有傾斜床身排屑容易，占地面積小的優(yōu)點垂直床身（立床身）床身傾斜90°角時稱為垂直床身，占地很小，但受工作臺重力作用的影響，導(dǎo)軌的導(dǎo)向性和受力情況不好4.1數(shù)控機床的布局特點加工中心的布局形式臥式加工中心主軸位于水平方向立式加工中心主軸位于豎直方向五面加工中心（多坐標(biāo)加工中心）兼具立式和臥式加工中心的功能4.1數(shù)控機床的布局特點加工中心的布局形式臥式加工中心采用移動式立柱，工作臺不升降床身呈T形，剛度和精度保持性較好普遍采用雙立柱形式，剛性大、熱對稱性和穩(wěn)定性好主軸箱在兩個立柱之間，沿導(dǎo)軌上下移動，主軸水平放置水平方向的進給可由工作臺和立柱配合完成4.1數(shù)控機床的布局特點加工中心的布局形式立式加工中心主軸箱掛在立柱一側(cè)，沿導(dǎo)軌上下移動，主軸豎直放置，立柱一般中空，內(nèi)置主軸箱的平衡重固定立柱式結(jié)構(gòu)水平方向的進給只能由工作臺完成移動立柱式結(jié)構(gòu)水平方向的進給可由工作臺和立柱配合完成4.1數(shù)控機床的布局特點加工中心的布局形式五面加工中心為實現(xiàn)立、臥式加工中心的轉(zhuǎn)換，有的立臥加工中心的主軸可做90°旋轉(zhuǎn)；有的工作臺可帶著工件做90°旋轉(zhuǎn)4.1數(shù)控機床的布局特點數(shù)控機床的主運動直接切削工件上的被切金屬層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行疾⑿纬晒ぜ卤砻嫠璧幕具\動主運動部件包括主軸電機、主軸傳動件、主軸、主軸箱、主軸支承件等4.1數(shù)控機床的布局特點主軸車床主軸裝有裝卡裝置和工件，鉆床和銑床主軸裝有刀具，主軸應(yīng)具有較好的剛性以保證加工精度和表面質(zhì)量主軸箱應(yīng)足夠堅固以承受主軸負荷，盡量消除摩擦熱以減少熱膨脹引起的加工誤差4.2數(shù)控機床的主運動部件主軸支承形式前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和60°角接觸雙列向心推力球軸承，后支承采用成對向心推力球軸承，綜合剛度高，普遍應(yīng)用于各種數(shù)控機床前后支承采用多個高精度向心推力球軸承，高速性能好，但承載能力小，適用于高速輕載和精密數(shù)控機床前支承采用雙列圓錐滾子軸承，后支承采用單列圓錐滾子軸承，徑向、軸向剛度高，能承受重載，但限制了主軸最高轉(zhuǎn)速，適用于中等精度低速重載數(shù)控機床4.2數(shù)控機床的主運動部件主傳動形式二級齒輪變速定比帶傳動由主軸電機直接驅(qū)動4.2數(shù)控機床的主運動部件二級齒輪變速通過控制滑移齒輪，使主軸獲得高速和低速兩種轉(zhuǎn)速系列，同時在低速段主軸具有較大的輸出扭矩4.2數(shù)控機床的主運動部件定比帶傳動傳動比固定，采用帶傳動可避免齒輪噪聲與振動，多應(yīng)用于小型數(shù)控機床4.2數(shù)控機床的主運動部件由主軸電機直接驅(qū)動(電主軸)簡化主軸結(jié)構(gòu)，提高主軸剛度，主軸部件的慣量小，重量輕，快速響應(yīng)性好，但輸出轉(zhuǎn)矩小，受發(fā)熱影響大4.2數(shù)控機床的主運動部件

進給運動是指不斷地把切削層投入切削的運動。與主運動相比，進給運動速度較低，消耗的功率較小

加工工件的輪廓精度和位置精度受進給運動傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性的直接影響，因此數(shù)控機床對進給運動部件具有一些特殊的要求4.3數(shù)控機床的進給運動部件數(shù)控機床對進給運動部件的要求運動件間的摩擦阻力要小摩擦阻力會降低進給傳動效率，產(chǎn)生的摩擦熱會影響系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力動靜摩擦阻力之差過大會產(chǎn)生“低速竄行”現(xiàn)象，影響低速進給的穩(wěn)定性進給運動的摩擦阻力主要來自導(dǎo)軌和絲杠，因此需要對導(dǎo)軌和絲杠的結(jié)構(gòu)進行改善4.3數(shù)控機床的進給運動部件數(shù)控機床對進給運動部件的要求消除傳動間隙傳動間隙使工作臺不能馬上跟隨指令運動，降低系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力。對于開環(huán)伺服系統(tǒng)，傳動間隙會產(chǎn)生定位誤差，對于閉環(huán)伺服系統(tǒng)，傳動間隙會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性對所有傳動組件，包括滾珠絲杠、軸承、齒輪、蝸輪蝸桿、聯(lián)軸器、鍵聯(lián)接等都必須采取相應(yīng)的間隙消除措施4.3數(shù)控機床的進給運動部件數(shù)控機床對進給運動部件的要求傳動精度和剛度要高剛度低會使進給傳動組件產(chǎn)生彈性變形，從而降低系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力并降低傳動精度導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)和絲杠螺母、蝸輪蝸桿的支承結(jié)構(gòu)是決定傳動精度和剛度的主要部件，必須保證它們的加工精度和表面質(zhì)量，以提高系統(tǒng)的接觸剛度4.3數(shù)控機床的進給運動部件數(shù)控機床對進給運動部件的要求減少運動慣量并具有適當(dāng)阻尼在滿足剛度和強度的條件下，盡量減小組件慣量可提高進給系統(tǒng)的啟動和制動特性增加阻尼會提高進給運動的穩(wěn)定性，但同時也會降低系統(tǒng)的快速響應(yīng)特性4.3數(shù)控機床的進給運動部件4.3數(shù)控機床的進給運動部件進給運動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成絲杠螺母副可將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動根據(jù)傳動方式的不同可分為滾珠絲杠螺母副和靜壓絲杠螺母副絲杠螺母副摩擦阻力小，動靜摩擦阻力差別很小，不易產(chǎn)生“低速竄行”現(xiàn)象4.3數(shù)控機床的進給運動部件滾珠絲杠螺母副絲桿和螺母上有弧形螺旋槽，當(dāng)把它們套裝在一起時形成螺旋通道，在滾道內(nèi)填滿滾珠，當(dāng)絲桿相對于螺母旋轉(zhuǎn)時，絲桿的旋轉(zhuǎn)面經(jīng)滾珠推動螺母軸向移動，同時滾珠沿螺旋滾道滾動，使絲桿和螺母的滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L珠與絲桿、螺母之間的滾動摩擦4.3數(shù)控機床的進給運動部件滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)形式外循環(huán)式滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸內(nèi)循環(huán)式滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠保持接觸4.3數(shù)控機床的進給運動部件外循環(huán)式循環(huán)結(jié)束后，滾珠通過螺母外表面的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進入循環(huán)制造簡單，使用廣泛，但滾道接縫處不平滑，會影響滾珠滾動的平穩(wěn)性，甚至發(fā)生卡珠現(xiàn)象4.3數(shù)控機床的進給運動部件1絲桿2螺母3滾珠4回珠管內(nèi)循環(huán)式靠螺母上安裝的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠成單圈狀，反向器的數(shù)目與滾珠圈數(shù)相同結(jié)構(gòu)緊湊，定位可靠，剛性好，不易磨損，返回滾道短，不易發(fā)生滾珠堵塞，摩擦損失小，但反向器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難4.3數(shù)控機床的進給運動部件1絲桿2螺母3滾珠5反向器132滾珠絲杠螺母副的特點傳動效率高，起動力矩小，傳動靈活平穩(wěn)，壽命高，低速不竄行，定位精度高，正逆運動效率相同當(dāng)絲杠立式時應(yīng)增加制動裝置，否則螺母在重力作用下下降會帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，需附加自鎖裝置，此外，抗振性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，成本較高4.3數(shù)控機床的進給運動部件滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊預(yù)緊目的是提高剛度并消除傳動間隙絲杠螺母副常采用雙螺母結(jié)構(gòu)，通過預(yù)緊可使兩個螺母產(chǎn)生軸向位移，從而消除傳動間隙并提高剛度。常用的預(yù)緊方法包括墊片調(diào)整法螺紋調(diào)整法齒差調(diào)整法4.3數(shù)控機床的進給運動部件墊片調(diào)整法只有一端螺母有墊片，通過改變墊片厚度使兩個螺母產(chǎn)生相反位移，使得兩螺母中的滾珠分別緊貼在滾道的兩個相反側(cè)面上，從而消除間隙結(jié)構(gòu)簡單可靠、剛性好，但調(diào)整較費時，適用于一般精度的機床4.3數(shù)控機床的進給運動部件螺紋調(diào)整法平鍵用于連接兩個單螺母與螺母座，使得單螺母只能在螺母座內(nèi)軸向滑移而不能相對轉(zhuǎn)動。右邊單螺母的外圓上有普通螺紋，當(dāng)轉(zhuǎn)動調(diào)整螺母時即可調(diào)整兩個單螺母的軸向間隙，然后用鎖緊螺母鎖緊結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，滾道磨損后可隨時調(diào)整，但預(yù)緊量不準(zhǔn)確4.3數(shù)控機床的進給運動部件齒差調(diào)整法兩個單螺母的凸緣為圓柱外齒輪且齒數(shù)差為1，兩個內(nèi)齒輪用螺釘、定位銷緊固在螺母座上。調(diào)整時先取出內(nèi)齒輪，根據(jù)間隙大小將兩個單螺母同向轉(zhuǎn)過一個或幾個齒，然后插入內(nèi)齒輪固定。如果同向旋轉(zhuǎn)兩個單螺母各一個齒，則兩個單螺母的相對軸向位移量為t為絲杠螺距，z1、z2為兩個凸緣外齒輪的齒數(shù)，z2-z1=1結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸大，可實現(xiàn)精確預(yù)緊4.3數(shù)控機床的進給運動部件滾珠絲杠螺母副的設(shè)計確定螺距、名義直徑（滾珠中心圓的直徑）、滾珠直徑、滾珠工作圈數(shù)、滾珠列數(shù)、工作滾珠總數(shù)等參數(shù)增加滾珠列數(shù)和工作滾珠總數(shù)能顯著提高滾珠絲杠螺母副的承載能力，但容易引起滾珠流通不暢而堵塞確定螺母座的結(jié)構(gòu)和絲杠兩端的支承形式4.3數(shù)控機床的進給運動部件靜壓絲杠螺母副在絲桿和螺母的接觸面之間保持有一定厚度和剛度的壓力油膜，使絲杠和螺母間的滑動摩擦變?yōu)橐后w摩擦，當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動時通過油膜推動螺母沿軸向移動摩擦系數(shù)很小（為滾珠絲杠螺母副的1/10），傳動效率高，起動力矩小，傳動靈敏，油膜層提高了運動的平穩(wěn)性和散熱性并減少了傳動間隙，承載壓力與供油壓力成正比，與轉(zhuǎn)速無關(guān)，缺點是需要供油系統(tǒng)且對油的清潔度要求高4.3數(shù)控機床的進給運動部件導(dǎo)軌用于引導(dǎo)運動部件沿一定軌道運動在一對導(dǎo)軌副中，運動的一方叫運動導(dǎo)軌，不動的一方叫支承導(dǎo)軌按運動軌跡可分為直線運動導(dǎo)軌和圓運動導(dǎo)軌按接觸面的摩擦性質(zhì)可分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌4.3數(shù)控機床的進給運動部件數(shù)控機床對導(dǎo)軌的要求導(dǎo)向精度高導(dǎo)向精度是指機床運動部件沿導(dǎo)軌移動時的直線和它與有關(guān)基面之間的相互位置的準(zhǔn)確性。影響導(dǎo)軌精度的因素有導(dǎo)軌制造裝配精度、導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式、導(dǎo)軌及其支承件的剛度和熱變形等耐磨性能好耐磨性是指導(dǎo)軌在長期使用過程中保持一定導(dǎo)向精度的能力。數(shù)控機床常采用滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌，以減小摩擦量降低導(dǎo)軌磨損現(xiàn)象。4.3數(shù)控機床的進給運動部件數(shù)控機床對導(dǎo)軌的要求足夠的剛度導(dǎo)軌剛度不夠易產(chǎn)生受力變形，從而影響導(dǎo)軌導(dǎo)向精度。加大導(dǎo)軌面尺寸或添加輔助導(dǎo)軌能有效提高導(dǎo)軌剛度低速運動平穩(wěn)性好不易出現(xiàn)“低速竄行”現(xiàn)象結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，易調(diào)整維修4.3數(shù)控機床的進給運動部件滑動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度和抗振性好，但靜摩擦系數(shù)大，動摩擦系數(shù)隨速度變化而變化，摩擦損失大，易出現(xiàn)“低速竄行”現(xiàn)象按導(dǎo)軌截面形狀的不同可分為矩形導(dǎo)軌三角形導(dǎo)軌燕尾形導(dǎo)軌4.3數(shù)控機床的進給運動部件矩形導(dǎo)軌承載能力大，制造簡單，側(cè)面間隙不能自動補償，導(dǎo)向性差三角形導(dǎo)軌能同時控制水平和垂直方向的導(dǎo)向精度，在載荷作用下能自行補償間隙，但顛覆力矩影響導(dǎo)向性燕尾導(dǎo)軌能承受顛覆力矩，但耐磨性不如矩形導(dǎo)軌4.3數(shù)控機床的進給運動部件滾動導(dǎo)軌在導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱、滾針等滾動體，使導(dǎo)軌面之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦動靜摩擦系數(shù)差別不大，不易出現(xiàn)低速爬行現(xiàn)象，由于摩擦力小，所以磨損小承載能力差，抗振性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造維護困難，成本高根據(jù)滾動體的不同可將其分為滾珠導(dǎo)軌、滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌4.3數(shù)控機床的進給運動部件滾珠導(dǎo)軌滾動體的長徑比等于1，承載能力小，剛度低，適用于工件質(zhì)量不大和切削力不大的機床上滾柱導(dǎo)軌滾動體的長徑比大于1，承載能力和剛度大于滾珠導(dǎo)軌，但容易引起偏移和測向滑動滾針導(dǎo)軌滾動體的長徑比遠大于1，尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，適用于導(dǎo)軌尺寸受限的機床上4.3數(shù)控機床的進給運動部件靜壓導(dǎo)軌將具有一定壓力的油液輸送到導(dǎo)軌面上的油腔中，形成承載油膜，將相互接觸的導(dǎo)軌表面隔開，使導(dǎo)軌間的滑動摩擦變?yōu)橐后w摩擦摩擦系數(shù)很小，機械效率高，能長期保持導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度，承載油膜具有良好的吸振性結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要清潔度高的供油系統(tǒng)4.3數(shù)控機床的進給運動部件ATC（AutomaticToolChanger）儲備一定數(shù)量的刀具并完成刀具自動交換功能的裝置ATC的作用縮短非切削時間，提高生產(chǎn)率實現(xiàn)“工序集中”，從而擴大數(shù)控機床的工藝范圍并減少設(shè)備占地面積在工件一次安裝中完成多種、甚至所有的加工工序，從而減小多次安裝工件引起的誤差，提高加工精度4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置數(shù)控機床對ATC的要求換刀時間盡可能短刀具重復(fù)定位精度高足夠的刀具儲存量剛性好，運轉(zhuǎn)安全可靠結(jié)構(gòu)緊湊，便于制造維修4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置ATC的形式回轉(zhuǎn)刀架換刀應(yīng)用于數(shù)控車床更換主軸頭換刀應(yīng)用于數(shù)控鉆床帶刀庫的ATC應(yīng)用于數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置回轉(zhuǎn)刀架換刀根據(jù)不同的加工對象，可設(shè)計成四方刀架、六角刀架等多種形式必須具有良好的剛度和強度，以承受粗加工時的切削抗力應(yīng)選擇可靠的定位方案和合理的定位機構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架每次轉(zhuǎn)位后都具有高的重復(fù)定位精度4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置回轉(zhuǎn)刀架換刀通過回轉(zhuǎn)刀架的轉(zhuǎn)位實現(xiàn)換刀，刀架的回轉(zhuǎn)動作分為四步刀架抬起刀架轉(zhuǎn)位刀架壓緊轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置回轉(zhuǎn)刀架換刀可在回轉(zhuǎn)軸徑向和軸向安裝夾持各種刀具最多容納20余把刀具4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置回轉(zhuǎn)刀架換刀應(yīng)用于數(shù)控車床換刀機構(gòu)簡單緊湊省去了裝卸刀具及刀具搬運等操作，換刀時間短容納的刀具數(shù)較少，無法加工復(fù)雜零件刀具選擇方式為順序選擇方式，即根據(jù)加工工藝預(yù)先將刀具排放好，否則出事故。如果不同工步需要相同刀具，需要在相應(yīng)的不同位置上放置多把相同的刀具，從而降低了刀具的利用率4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置更換主軸頭換刀（轉(zhuǎn)塔頭式ATC）適用于使用旋轉(zhuǎn)刀具的數(shù)控機床在轉(zhuǎn)塔的各主軸頭上依次安裝不同的刀具，通過轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位實現(xiàn)自動換刀。工作時只有位于加工位置的主軸頭才與主運動接通，而其他主軸頭都與主運動脫開轉(zhuǎn)塔頭每次轉(zhuǎn)位均包括五步：脫開主運動、轉(zhuǎn)塔頭松開、轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位、轉(zhuǎn)塔頭定位壓緊、主軸傳動接通4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置更換主軸頭換刀（轉(zhuǎn)塔頭式ATC）應(yīng)用于帶旋轉(zhuǎn)刀具的數(shù)控機床省去了裝卸刀具及刀具搬運等操作，換刀時間短刀具選擇方式為順序選擇方式，需要根據(jù)加工工藝預(yù)先將刀具排放好，刀具利用率低為保證主軸剛度，主軸數(shù)目不能很多，因此刀具容量有限，同時零件加工精度受主軸剛度的影響較大4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置帶刀庫的ATC由刀庫和刀具交換機構(gòu)組成刀庫是存儲加工刀具及輔助工具的地方，刀庫容量需要考慮加工工藝的需要，一般在20～40把，能進行復(fù)雜零件的多工序加工主軸箱內(nèi)只有一個主軸，因此可以充分增強主軸剛度以滿足精密加工的要求換刀過程復(fù)雜費時，工作可靠性低4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置帶刀庫的ATC刀庫安裝位置如果刀具數(shù)量不多，可將刀庫安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，通過刀庫與主軸的相對運動（刀庫移動或者主軸移動）實現(xiàn)刀具交換4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置帶刀庫的ATC刀庫安裝位置如果刀具數(shù)量較多，可將刀庫安裝在機床外部，通過搬運裝置和機械手實現(xiàn)換刀4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置機械手的類型機械手的類型帶刀庫的ATC刀具交換裝置實現(xiàn)刀庫與主軸之間傳遞和裝卸刀具利用刀庫與主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換結(jié)構(gòu)簡單，換刀可靠。換刀時必須先將用過的刀具送回，此外刀庫中刀具指向與主軸上裝刀后刀具指向必須一致利用機械手實現(xiàn)刀具交換靈活性大，換刀時間短，應(yīng)用廣泛4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置帶刀庫的ATC刀庫類型根據(jù)刀庫容量和取刀方式，可將刀庫分為單盤式刀庫、鼓輪彈倉式刀庫、鏈?zhǔn)降稁?、多盤式刀庫、格子式刀庫4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置帶刀庫的ATC單盤式刀庫結(jié)構(gòu)簡單，刀具容量為15～40把由于刀具環(huán)形排列，空間利用率低，因此刀具在盤中多采用雙環(huán)或多環(huán)排列，以增加空間利用率，但這樣會使刀庫外徑過大，轉(zhuǎn)動慣量過大，選刀時間過長，因此一般應(yīng)用于刀具較少的機床4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置帶刀庫的ATC鏈?zhǔn)降稁旖Y(jié)構(gòu)緊湊且靈活性大，刀庫容量較大，刀具數(shù)量一般在30～120把選刀和取刀動作簡單，當(dāng)鏈?zhǔn)降稁煨枰黾拥毒邤?shù)量時，只需增加鏈條的長度即可帶刀庫的ATC刀具選擇方式順序選擇刀具按加工工序的順序依次放入刀庫中的刀座內(nèi)。換刀時，刀庫按順序轉(zhuǎn)動一個刀座位置并取出所需刀具，換下的刀具則放回原來的刀座內(nèi)或者按順序放入下一個刀座內(nèi)任意選擇刀具在刀庫中任意存放，換刀時刀庫旋轉(zhuǎn)，識別裝置對每把刀具（刀座）進行識別，并把符合要求的刀具送入換刀位置4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置順序選刀不需要刀具識別裝置，驅(qū)動控制簡單，可直接由刀庫的分度機構(gòu)實現(xiàn)，工作可靠性高刀具在不同的工序中不能重復(fù)使用，在多工序加工中必須增加刀具的數(shù)量和刀庫的容量，從而降低了刀具和刀庫的利用率。此外，加工不同的工件時必須重新調(diào)整刀庫中的刀具順序，因此降低了系統(tǒng)的柔性必須保證刀具在刀庫中的安裝順序，一旦順序發(fā)生差錯，將會造成嚴重的事故適合加工批量較大、工件品種數(shù)量較少的中小型自動換刀數(shù)控機床4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置任意選刀刀庫中刀具的排列順序與加工零件的加工順序無關(guān)，可避免由于刀具安裝所產(chǎn)生的差錯，增加了系統(tǒng)柔性同一把刀具可供不同工件、不同工步共同使用，因此減少了刀具數(shù)量和刀庫的存儲量需設(shè)置刀具或刀座識別裝置，刀庫的控制、驅(qū)動與維護復(fù)雜適合于多品種小批量的隨機生產(chǎn)，并可加工較復(fù)雜的零件4.4數(shù)控機床的自動換刀裝置任意選刀刀具編碼對每把刀具都進行二進制編碼并把此編碼信息載體以某種方式固定在刀具的刀柄上，這樣刀具可隨機存放在任意刀座內(nèi)，但刀具刀柄必須進行專門設(shè)計和制造刀座編碼對刀庫的每個刀座進行編碼并把編碼信息載體以某種方式固定在刀座上。將與刀座編碼