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数控干货:自动换刀原理及结构

 
刀架是数控机床最普遍的一种辅助装置,它可使数控机床在工件一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序,以缩短加工的辅助时间,减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差,从而提高机床的加工效率和加工精度。按换刀方式的不同,数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。

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图为电动刀架,图源网络

对刀架的基本要求:

1.换刀时间短,以减少非加工时间。

2.减少换刀动作对加工范围的干扰。

3.刀具重复定位精度高。

4.识刀、选刀可靠,换刀动作简单可靠。

5.刀库刀具存储量合理。

6.刀库占地面积小,并能与主机配台,使机床外观协调美观。

7.刀具装卸调整维修方便,并能得到清洁的维护

今天100唯尔教育小编就结合100唯尔教育《数控机床机械装调与维修》课程及其VR仿真资源来介绍下典型刀架的结构及加工原理。

一、四方电动刀架

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图为100唯尔教育四方电动刀架

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图为100唯尔教育四方电动刀架结构组成部分

1.刀架的抬起:当换刀指令发出后,小型电机启动正转,通过平键套筒联轴器吏得蜗杆轴转动,从而带动蜗轮丝杆转动,刀架体内孔加工有内螺纹,与蜗轮丝杆旋和。蜗轮丝杆内孔与刀架中心轴外圆是滑配台,在转位换刀时,中心轴固定不动,蜗轮丝杆环绕中心轴旋转。当蜗轮开始转动时,由于在刀架底座和刀架体上的端面齿处在啮台状态,且蜗轮丝杆轴向固定,这时刀架体起。

2.刀架的转位:当刀架体抬至一定距离后,端面齿脱开。转位套用销钉与蜗轮丝杆联接,随蜗轮丝杆一起转动,当端面齿完全脱开,转位套正好转过160度,球形销在弹簧力的作用下进入转位套的槽中,带动刀架体转位。

3.刀架的压紧:刀架体转动时带动电刷座转动,当转到程序制定刀号,定位销在弹簧力作用下进入粗定位盘的槽中进行粗定位,同时电刷接通导通,使电动机反转。由于粗定位的限制,刀架体不转动,使其在该位置垂直落下,刀架体和刀架底座上的端面齿啮合实现精确定位。

4.电机的停止:电动机继续反转,此时蜗轮停止转动,蜗杆轴继续转动,随夹紧力增加,转矩不断增大,达到一定数值时,在传感器的控制下,电动机停止转动。

二、液压转塔刀架

在工作时,油进入液压缸的后腔,压力油在活塞的后端面上作用,将活塞朝着左边运动,活塞就推动转塔开始运动,动齿盘和静齿盘之间脱开,通过同步齿形带动液压电机就会带动花键轴开始转动,带动转塔开始转位。一旦转塔到位之后电机就会自动停止转动实现机械自锁,有效提防转塔越位。只要液压电机停止运行之后,液压缸的前腔就会来油,压力油将力落在活塞前端面上,实现转塔频繁。

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图为100唯尔教育液压转塔刀架

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图为100唯尔教育液压转塔刀架结构组成

 

三、电动转塔刀架

电动刀架是数控机床进行换刀的实现机构,实现刀架上刀盘的转动和刀盘的初定位、定位与夹紧的运动,以实现刀具的自动转换,具有传动机械结构、电气正反转控制、PLC编程控制等功能。

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图为100唯尔教育电动转塔刀架

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图为100唯尔教育电动转塔刀架结构组成

在数控机床使用过程中,难免会出现各种故障,在日常故障中,我们常见的是刀架类、主轴类、螺纹加工类、系统显示类、驱动类、通信类等故障。而刀架故障在其中占有很大比例。维修数控机床结构和控制电路比较复杂,掌握一些数控设备维修技术、熟知刀架结构,可以快速判断故障所在,在相当程度上缩短维修时间,以降低维修成本。

以上,就是100唯尔教育关于数控机床刀架的部分内容。


 

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