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第六章 自動轉(zhuǎn)位刀架的選擇設(shè)計 在總體方案論證中提到自動轉(zhuǎn)位刀架是數(shù)控機床不可或缺的一部分 一 數(shù)控車床刀架的基本要求 數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成部分 刀架用于夾持切削用的刀具 在一定程度上 刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機床的設(shè)計和制造技術(shù)水平 所以有如下要求 轉(zhuǎn)位準(zhǔn)確可靠 工作平穩(wěn)安全 按最短線路就近選擇 轉(zhuǎn)位時間短 重復(fù)定位精度高 防水 防屑 密封性能優(yōu)良 夾緊剛性高 適宜重負荷切削 二 自動轉(zhuǎn)位刀架的選擇 在本設(shè)計中 因設(shè)計時間等因素 設(shè)計者七絕頂引進常州武進數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的 LD4 I 型四工位自動刀架 而不對其做具體設(shè)計 該型自動刀架具有重復(fù)定位精度高 工 作剛性好 使用壽命長 工藝性好等特點 下面對該刀架相關(guān)內(nèi)容做一簡要分析說明 LD4 I 型自動刀架的技術(shù)參數(shù) 表 6 1 LD4 I 型自動刀架的技術(shù)參數(shù) 型號 刀位數(shù) 電機功率 電機轉(zhuǎn)速 夾緊力 上 下刀體尺寸 C618 4 120 w 1400r mm 0 5 162 162 192 192 LD4 I 型自動刀架的技術(shù)指標(biāo) 表 6 2 LD4 I 型自動刀架的技術(shù)指標(biāo) 換刀時間 s 重 復(fù) 定 位 精 度 工 作 可 靠 性 90 180 270 0 005 mm 30000 次 2 9 3 4 3 9 工作原理 在經(jīng)濟型數(shù)控車床上大都使用的是四方或六方轉(zhuǎn)位刀架 按其工作原理可分為 螺旋 轉(zhuǎn)位刀架 十字槽轉(zhuǎn)位刀架 凸臺棘爪式轉(zhuǎn)位刀架 電磁式轉(zhuǎn)位刀架 以及夜壓式轉(zhuǎn)位刀 架 本設(shè)計中選用的 LD4 I 型四工位轉(zhuǎn)位刀架是一種螺旋轉(zhuǎn)位刀架 其工作原理大致如下 微機發(fā)出換刀信號 刀架控制箱繼電器動作 電機正轉(zhuǎn) 通過減速機構(gòu)和升降機構(gòu)將 上刀體上升至一定位置時 離合轉(zhuǎn)盤起作用 帶動上刀體旋轉(zhuǎn)到所選刀位 發(fā)訊盤發(fā)出刀 位信號 刀架控制箱繼電器使電機反轉(zhuǎn) 反靠初定位 上刀體下降 齒牙盤嚙合 完成精 定位 并通過蝸輪蝸桿 鎖緊螺母使刀架固緊 當(dāng)夾緊力達到預(yù)先條好的狀態(tài)時 過流繼 電器動作 切斷電源 電機停轉(zhuǎn)并向微機發(fā)出信號 開始執(zhí)行下道工序 圖 6 1 四工位轉(zhuǎn)位刀架的工作原理圖 自動轉(zhuǎn)位刀架的安裝 該刀架安裝時 需先拆除原機床上的小拖板和原刀架 然后把電動刀架置于中拖板上 此時 刀架高度應(yīng)使車刀前刀面基本通過車床主軸軸心線 否則要在刀架下面加墊板 調(diào) 整其高度 然后 卸掉刀架電動機風(fēng)扇罩殼 逆時針方向轉(zhuǎn)動電動機 使上刀體相當(dāng)于下 刀體轉(zhuǎn)動 450左右 打裝螺孔 再用內(nèi)六角螺栓將刀架與中拖板固定 固定時應(yīng)注意 將 刀架的兩側(cè)面分別與車床縱向和橫向的進給方向平行 電動刀架與系統(tǒng)的連線應(yīng)如下安裝 沿橫向工作臺右側(cè)面先走線到車床后面 再沿車床后導(dǎo)軌下方拉出一鐵絲滑線 走線到系 統(tǒng) 其好處在于 避免走線雜亂無章 而使得加工時切屑 切削液以及其它雜物磕碰電動刀 架連線 電 機 加速機構(gòu) 升降機構(gòu) 上刀體上升轉(zhuǎn)位 粗定位機構(gòu)信號符合 上刀體下降 精定位 刀架鎖緊 電機停轉(zhuǎn) 換刀答信 加工順序執(zhí)行 第七章 編碼盤的安裝設(shè)計 我們知道在經(jīng)濟型數(shù)控車床上加工螺紋或絲杠時 須培植主軸脈沖發(fā)生器 即編碼盤 作為車床主軸位置信號的反饋元件 它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動 發(fā)出主軸轉(zhuǎn)角位置變化信號 輸送到計算機 一 編碼盤的工作原理 編碼盤是一種按一定的編碼形式如二進制編碼 二 十進制編碼等 將一個圓盤分成若 干等份 并利用電子 光電或電磁器件 把代表被測位移的個等份上的數(shù)碼轉(zhuǎn)換成便于應(yīng) 用的二進制或其它表達方式的測量裝置 二 步進電機頻率對編碼盤的限制 在世用主軸脈沖發(fā)生器時 受到步進電機頻率的限制 如采用 1000HZ 的工作頻率 加 工 3mm 螺距的螺紋時 步進電動機頻率為 300HZ 而主軸脈沖發(fā)生器頻率為 1000 60HZ 60000HZ 所以車床主軸轉(zhuǎn)速 n 1000 60 300 200r min 即車床主軸轉(zhuǎn)速不 得超過 200r min 轉(zhuǎn) 如將主軸脈沖發(fā)生器的頻率提高到 2000HZ 轉(zhuǎn)速也僅達到 400r min 由此可見 當(dāng)螺距越大時 允許的車床主軸轉(zhuǎn)速也就越低 三 編碼盤的安裝 編碼盤的安裝一般有良種方式 即同軸安裝和異軸安裝 同軸安裝的結(jié)構(gòu)簡單 聯(lián)接方便 但是安裝后不能加工穿出主軸孔的較長工件 而異 軸安裝無此缺陷 考慮到這一點設(shè)計者為使說改造設(shè)計的車床具有較強的通用性 選擇采 用異軸安裝方式來安裝編碼盤 編碼盤通過傳動比為 1 1 的同步齒形帶與主軸聯(lián)系起來 工作時 編碼器與主軸同步 旋轉(zhuǎn) 數(shù)控裝置控制進給步進電機準(zhǔn)確地配合主軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生進給運動 保證主軸每轉(zhuǎn) 一轉(zhuǎn) 螺紋車刀移動一個螺紋導(dǎo)程 同時還保證每次走刀都在工作的同一點切入 而不亂 扣