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快速可靠的自动换刀机构

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自动换刀装置的结构原理与维修

自动换刀装置的结构原理与维修 自动换刀装置的结构原理与维修 2007-09-26 01:24:39 作者:山特维克来源:互联网文字大小:【大】【中】【小】 简介:8.4.1 自动换刀装置的形式自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目 前常见的有以下几种。 1 .回转刀架换刀数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承 受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转 关键字:刀具夹具切削铣削车削机床测量 8.4.1 自动换刀装置的形式 自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种。 1 .回转刀架换刀 数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或 更多的刀具。 回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转位的重复定 位精度。

图8-17为数控车床六角回转刀架,它适用于盘类零件的加工。在加工轴类零件时,可以用四方回转刀架。 由于两者底部安装尺寸相同,更换刀架十分方便。

与相应的触头12接触,发岀信号表示换刀过程已经结束,可以继续 进行切削加工。 回转刀架除了采用液压缸转位和定位销定位之外,还可以采用电动机带动离合 器定位,以及其他转位和定 图8-17 数控车床六角回转刀架 1 —活塞 2 —刀架体 3、7 —齿轮 4 —齿圈 5 —空套齿轮 6 —活塞 8 —齿条 9 —固定插销 10、11 —推杆 12 —触头 回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,它的动作分为 4个步骤: (1)刀架抬起 当数控装置发岀换刀指令后,压力油由 a 孔进入压紧液压缸的下腔,活塞 1上升,刀架体 2抬起,使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。同时,活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮 5结合。 (2)刀架转位 当刀架抬起后,压力油从 c 孔进入转位液压缸左腔,活塞 6向右移动,通过联接板带动齿 条8移动,使空套齿轮5作逆时针方向转动。通过端齿离合器使刀架转过 60o 。活塞的行程应等于齿轮 5分度圆周长的1/6 ,并由限位开关控制。 (3)刀架压紧 刀架转位之后,压力油从 b 孔进入压紧液压缸上腔,活塞 1带动刀架体2下降。齿轮3 的底盘上精确地安装有 6个带斜楔的圆柱固定插销 9,利用活动插销10 消除定位销与孔之间的间隙,实 现反靠定位。刀架体 2下降时,定位活动插销 10与另一个固定插销9卡紧,同时齿轮3与齿圈4的锥 面接触,刀架在新的位置定位并夹紧。这时,端齿离合器与空套齿轮 5脱开。 (4)转位液压缸复位 刀架压紧之后, 压力油从 d 孔进入转位液压缸的右腔,活塞 6带动齿条复位,由于 此时端齿离合器已脱开,齿条带动齿轮 3在轴上空转。 如果定位和夹紧动作正常,推杆 11

自动换刀装置的结构原理与维修

8.4 自动换刀装置的结构原理与维修 慧聪网 2006年5月12日16时11分网友评论 0 条进入论坛 8.4.1 自动换刀装置的形式 自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种。 1.回转刀架换刀 数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。 回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。 图8-17为数控车床六角回转刀架,它适用于盘类零件的加工。在加工轴类零件时,可以用四方回转刀架。由于两者底部安装尺寸相同,更换刀架十分方便。 图8-17 数控车床六角回转刀架 1-活塞 2-刀架体 3、7-齿轮 4-齿圈 5-空套齿轮 6-活塞 8-齿条 9-固定插销 10、11-推杆 12-触头 回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,它的动作分为4个步骤: (1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后,压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔,活塞1上升,刀架体2抬起,使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。同时,活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。 (2)刀架转位当刀架抬起后,压力油从c孔进入转位液压缸左腔,活塞6向右移动,通过联接板带动齿条8移动,使空套齿轮5作逆时针方向转动。通过端齿离合器使刀架转过60o。活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6,并由限位开关控制。 (3)刀架压紧刀架转位之后,压力油从b孔进入压紧液压缸上腔,活塞1带动刀架体2下降。齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9,利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙,实现反靠定位。刀架体2下降时,定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧,同时齿轮3与齿圈4的锥面接触,刀架在新的位置定位并夹紧。这时,端齿离合器与空套齿轮5脱开。 (4)转位液压缸复位刀架压紧之后,压力油从d孔进入转位液压缸的右腔,活塞6带动齿条复位,由于此时端齿离合器已脱开,齿条带动齿轮3在轴上空转。 如果定位和夹紧动作正常,推杆11与相应的触头12接触,发出信号表示换刀过程已经结束,可以继续进

数控机床自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围

数控机床自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围

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数控机床自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围 数控机床自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围见表1。 表1 自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围 1.自动回转刀架 自动回转刀架是数控车床上使用的一种简单的自动换刀装置,有四方刀架和六角刀架等多种形式,回转刀架上分别安装有四把、六把或更多的刀具,并按数控指令进行换刀。回转刀架又有立式和卧式两种,立式回转刀架的回转轴与机床主轴成垂直布置,结构比较简单,经济型数控车床多采用这种刀架。 回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工时切削抗力和减少刀架在切削力作用下的变形,提高加工精度。回转刀架还要选择可靠的定位方案和合理的定位结构,以保证回转刀架在每次转

位之后具有较高的重复定位精度(一般为0.001~0.005mm)。图1所示为螺旋升降式四方刀架,它的换刀过程如下: (1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后,电机22正转,并经联轴套16、轴17,由滑键(或花键)带动蜗杆18、蜗轮2、轴1、轴套10转动。轴套10的外圆上有两处凸起,可在套筒9内孔中的螺旋槽内滑动,从而举起与套筒9相连的刀架8及上端齿盘6,使6与下端齿盘5分开,完成刀架抬起动作。 图1 立式四方刀架结构 1,17—轴;2—蜗轮;3—刀座;4—密封圈;5,6—齿盘;7—压盖;8—刀架;9,20—套简;10—轴套;11—垫圈;12—螺母;13—销;14—底盘;15—轴承;16—联轴套;18—蜗杆;19—微动开关;21—压缩弹簧;22—电机

自动换刀的基本操作程序

自动换刀装置的基本操作程序 刀架换刀有两种模式,一种是手动换刀,一种是通过T指令进行自动换刀。我们以手动状态为例,介绍一下换刀过程及常见故障。 一、首先我们将机床调至手动状态,通过刀位选择按键进行目的刀位选择,有的系统是利用波段开关的形式进行实现,有的系统是利用记数的形式来实现,比如说通过检测刀位选择信号(X30.6)的状态,如果按下刀位选择按键,X30.6的状态应该会改变一次,计数器的数值会发生改变,系统选择的目的刀具也会发生相应的改变。 (对应的操作方式解释表) 二、选择目的刀具完成以后,下面就是将机床刀架的当前刀位转换到目的刀位。我们按下刀位转换按键X30.7以后。这时系统PLC输出一个刀架正转信号Y0.6,KA6吸合;KM5吸合,这时刀架电机开始正向旋转,刀架开始正转。 三、刀架在正向旋转的过程中不停的对刀位输入信号进行检测,如图3所示,每把刀具各有一个霍尔位置检测开关。各刀具按顺序依次经过发磁体位置产生相应的刀位信号。当产生的刀位信号和目的刀位寄存器中的刀位相一致的时候,PLC认为所选刀具已经到位。

四、刀具到位以后,刀架仍继续正向旋转一段时间,然后停止正向旋转(Y0.6停止输出),延时一段时间以后,刀架反转控制信号Y0.7有效,此时刀架开始反转,反转过程其实就是刀架锁紧的过程,此过程延续一段时间,直到刀架锁紧到位,但反转时间不宜过长或过短。过长就有可能烧坏电机或造成电机过热空开跳闸,时间过短有可能造成刀架不能够锁紧。刀架锁紧以后,整个换刀过程结束。 这就是自动换刀的整个过程。 注意:安全互锁 1、架电动机长时间旋转,而检测不到刀位信号,则认为刀架出现故障,立即停止刀架电动机,以防止将其损坏并报警提示; 2、刀架电动机过热报警时,停止换刀过程,并禁止自动加工。 电器https://www.doczj.com/doc/8a361805.html,/jishu-dianzidianqi-cp-isp-mat

机床自动换刀装置

第一章、刀架和自动换刀装置设计 一、机床刀架和自动换刀装置的功能、类型和应满足的要求 (一) 机床刀架和自动换刀装置的功能 机床上的刀架是安放刀具的重要部件,许多刀架还直接参与切削工作,如卧式车床上的四方刀架、转塔车床的转塔刀架、回轮式转塔车床的回轮刀架、自动车床的转塔刀架和天平刀架等。这些刀架既安放刀具,而且还直接参与切削,承受极大的切削力,所以它往往成为工艺系统中的较薄弱环节。随着自动化技术的发展,机床的刀架也有了许多变化,特别是数控车床上采用电(液)换位的自动刀架,有的还使用两个回转刀盘。加工中心则进一步采用了刀库和换刀机械手,实现了大容量存储刀具静自动交换刀具的功能,这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把,自动交换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。这种刀库和换刀机械手组成的自动换刀装置,就成为加工中心的主要特征。 (二) 机床刀架和自动换刀装置的类型 按照安装刀具的数目可分为单刀架和多刀架。例如自动车床上的前、后刀架和天平刀架。按结构形式可分为方刀架、转塔刀架、回轮式刀架等;按驱动刀架转位的动力可分为手动转位刀架和自动(电动和液动)转位刀架。 自动换刀装置的刀库和换刀机械手,驱动都是采用电气或液压自动实现。目前自动换刀装置主要用在加工中心和车削中心上,但在数控磨床上自动更换砂轮,电加工机床上自动更换电极,以及数控冲床上自动更换模

具等,也日渐增多。 数控车床的自动 换刀装置主要采用回转 刀盘,刀盘上安装8~ 12把刀。有的数控车床 采用两个刀盘,实行四 坐标控制,少数数控车 床也具有刀库形式的自 动换刀装置。图3—122a 是一个刀架上的回转 盘,刀具与主轴中心平 行安装,回转刀盘既有 回转运动又有纵向进给 运动(S纵)和横向进给 运动(S横)。固3—122b 为刀盘中心线相对于主 轴中心线倾斜的回转刀 盘,刀盘上有6~8个刀 位,每个刀位上可装两把刀具,分别加工外圆和内孔。图3—122c装有两个刀盘的数控车床,刀盘1的回转中心与主轴中心线平线,用于加工外圆l刀盘2的回转中心线与主轴中心线垂直,用以加工内表面。图3—122d 安装有刀库的数控车床,刀库可以是回转式或链式,通过机械手交换刀具。

数控机床的自动换刀装置

数控机床大作业 数 控 机 床 的 自 动 换 刀 装 置 姓名: 学号: 班级:

数控机床的自动换刀装置 作者:刘伟杰 摘要 数控机床集中应用了计算机技术,电子技术,自动控制技术,传感测量,机械制造,等先进技术,是典型的机电一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代,改变了制造业的生产方式,产业结构,管理形式,使世界制造业的格局发生了巨大的变化,促进了其他行业的生成和飞速发展。刀具及自动换刀装置对加工时间有着重要的影响,自动换刀的快慢又影响了加工的时间,刀库的容量决定了刀具的数量,进而影响换刀时间和加工时间。本文主要讲述数控机床的自动换刀机构。 关键词:发展趋势机构自动换刀刀库 中图分类号:TH 文献标识码:B

1.刀库 刀库是自动换刀装置的主要部件,其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大影响。刀库的刀具定位机构是用来保证要更换的每一把刀具准确的停在换到位置上。采用电动机或液压系统为刀库提供动力。根据刀库所需要的容量和取刀方式,可以将刀库设计成多种形式。 1.1刀库的类型 刀库的功能是储存加工工序所需要的各种刀具,并按指令将要用的刀具准确的送到换刀位置,并接受从主轴送来的已用刀具。根据需求,刀库类型有多种(1)盘式刀具在盘式刀库结构中,刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放,刀具轴向安装的结构最为紧凑。在刀库容量较大时,可采用弹仓式结构,目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面,也可安装在单独的基地上。盘式刀库分径向、轴向两种取刀方式,其刀座结构不同。此种刀库结构简单,适用于刀库容量较少的情况。 (2)链式刀库刀具容量比盘式的大,结构也比较灵活和紧凑,常为轴向换刀。可将换刀位置刀座突出以利于换刀。另外还可以采用加长连带方式加大刀库的容量,也可采用折叠回绕的方式提高空间利用率,在要求刀量容量很大时可以采用多条链带的结构。 (3)格子盒式刀具固定型格子盒式刀库。刀具分几排直线排列,由纵、横向移动的取刀机械手完成选刀运动,将选取的刀具送到固定的换刀位置刀座上,由换刀机械手交换刀具,此刀具空间利用高,刀库容量大。 1.2刀库的容量 刀库的容量首先要考虑加工工艺的分析需要。一般情况下,并不是刀库中的刀具越多越好,太的容量会增加刀库的尺寸和占地面积,使选刀过程时间增长。如果从完成工件的全部加工所需要的刀具数目统计,所得结果是80%的工件完成加工任务所需的刀具数目在40种以下,所以一般的中小型立式加工中心配14--30把刀具的刀库就能够满足70%--95%的工件加工需要。 1.3刀库的转位 刀库转位机构由伺服电动机通过消隙齿轮带动蜗杆,通过涡轮使刀库转动。

自动换刀系统

换刀系统 自动换刀系统主要是将加工所需刀具,从刀库中传送到主轴夹持机构上。换刀系统由刀库,机械手,驱动系统等构成。 基本要求:1. 换刀时间短2. 刀具重复定位精度高3. 足够的刀具储存量4. 刀库占地面积小(结构紧凑)5. 安全可靠。 刀库 刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置;其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库。由电脑程式的控制,可以完成各种不同的加工需求,如铣削、钻孔、搪孔、攻牙等。大幅缩短加工时程,降低生产成本。 刀库主要是提供储刀位置,并能依程式的控制,正确选择刀具加以定位,以进行刀具交换;换刀机构则是执行刀具交换的动作。刀库必须与换刀机构同时存在,若无刀库则加工所需刀具无法事先储备;若无换刀机构,则加工所需刀具无法自刀库依序更换,而失去降低非切削时间的目的。 刀库的回转运动由带 抱闸的三相异步电动机作 动力源,三相电源通过交流 接触器提供给电动机时抱 闸打开,然后刀库进行运 转,切断三相电源则抱闸闭 锁,刀库立刻停止运转。通 过分度盘的运动及相关检 测元件组的逻辑组合,可使 每个刀套准确停在换刀位 置。刀套停在换刀位置后,由气缸控制刀套处于水平或垂直状态,以方便机械手换刀,刀套分度台可以顺时针或逆时针方向旋转,从而可以在最短的时间内搜索到所要更换的刀具。 驱动系统 数控工具机的自动换刀系统有油压机构、气压机构、电气式凸轮机构。现如今凸轮式换刀机构就广泛的被采用。快速确实,除了换油外没有其他消耗零件及保养需求,故障率最少,寿命超过百万次以上。 换刀系统的速度要求 快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主要目的,综合考虑工具机的各方面因素,在尽可能短的时间内完成刀具交换的技术方法。机台有几个特点:1.刀臂短2.刀臂不一定成直线 3.两刀可能互相垂直 4.凸轮箱小且可移动。其主要目的是要让换刀时,可动件之转动惯量小,以达到快速换刀之目的。 提高换刀速度的方法 1.在传统自动换刀装置的基础上提高动作速度,或采用动作速度更快的机构和驱动元件。例如,机械凸轮结构的换刀速度高于液压和气动结构。 2.根据高速工具机的结构特点设计刀库和换刀装置的形式和位置。例如,传统工具机的刀库和换刀装置多装在立柱一侧,在高速工具机则多为立柱移动的进给方式,为减轻运动件质量,刀库和换刀装置不宜再装在立柱上。

自动换刀装置的结构原理与维修修订稿

自动换刀装置的结构原 理与维修 集团档案编码:[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

自动换刀装置的结构原理与维修2007-09-26 01:24:39?作者:来源:文字大小:【】【】【】 简介:8.4.1 自动换刀装置的形式自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种。 1.回转刀架换刀数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受 粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转 关键字: 8.4.1 自动换刀装置的形式 自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种。 1.回转刀架换刀 数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或 更多的刀具。 回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转位的重复定 位精度。 图8-17为数控车床六角回转刀架,它适用于盘类零件的加工。在加工轴类零件时,可以用四方回转刀 架。由于两者底部安装尺寸相同,更换刀架十分方便。 图8-17?数控车床六角回转刀架 1-活塞 2-刀架体 3、7-齿轮 4-齿圈 5-空套齿轮 6-活塞 8-齿条 9-固定插销 10、11-推杆 12-触头 回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,它的动作分为4个步骤: (1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后,压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔,活塞1上升,刀架体2抬起,使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。同时,活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。 (2)刀架转位当刀架抬起后,压力油从c孔进入转位液压缸左腔,活塞6向右移动,通过联接板带动齿条8移动,使空套齿轮5作逆时针方向转动。通过端齿离合器使刀架转过60o。活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6,并由限位开关控制。

自动换刀装置详细介绍

加工中心的主要技术参数包括工作台面积、各坐标轴行程、摆角范围、主轴转速范围、切削进给速度范围、刀库容量、换刀时间、定位精度、重复定位精度等 自动换刀装置 加工中心上的自动换刀装置由刀库和刀具交换装置组成,用于交换主轴与刀库中的刀具或工具。 一、对自动换刀装置的要求 加工中心对自动换刀装置有如下具体要求: 1、刀库容量适当 2、换刀时间短 3、换刀空间小 4、动作可靠、使用稳定 5、刀具重复定位精度高 6、刀具识别准确 二、刀库 在加工中心上使用的刀库主要有两种,一种是盘式刀库,一种是链式刀库。盘式刀库装刀容量相对较小,一般在 1~24 把刀具,主要适用于小型加工中心;链式刀库装刀容量大,一般在 1~100 把刀具,主要适用于大中型加工中心。 换刀方式 三、加工中心的换刀方式一般有两种:机械手换刀和主轴换刀。

1、机械手换刀 由刀库选刀,再由机械手完成换刀动作,这是加工中心普遍采用的形式。机床结构不同,机械手的形式及动作均不一样。 2、主轴换刀 通过刀库和主轴箱的配合动作来完成换刀,适用于刀库中刀具位置与主轴上刀具位置一致的情况。一般是采用把盘式刀库设置在主轴箱可以运动到的位置,或整个刀库能移动到主轴箱可以到达的位置。换刀时,主轴运动到刀库上的换刀位置,由主轴直接取走或放回刀具。多用于采用 40 号以下刀柄的中小型加工中心。 四、刀具识别方法 加工中心刀库中有多把刀具,如何从刀库中调出所需刀具,就必须对刀具进行识别,刀具识别的方法有两种。 1、刀座编码 在刀库的刀座上编有号码,在装刀之前,首先对刀库进行重整设定,设定完后,就变成了刀具号和刀座号一致的情况,此时一号刀座对应的就是一号刀具,经过换刀之后,一号刀具并不一定放到一号刀座中(刀库采用就近放刀原则),此时数控系统自动记忆一号刀具放到了几号刀座中,数控系统采用循环记忆方式。 2、刀柄编码 识别传感器在刀柄上编有号码,将刀具号首先与刀柄号对应起来,把刀具装在刀柄上,再装入刀库,在刀库上有刀柄感应器,当需要的刀具从刀库中转到装有感应器的位置时,被感应到后,从刀库中调出交换到主轴上。

自动换刀装置的结构原理与维修

自动换刀装置的结构原理与维修 2007-09-26 01:24:39 作者:山特维克来源:互联网文字大小:【大】【中】【小】 简介:8.4.1 自动换刀装置的形式自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种。1.回转刀架换刀数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承 受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转 关键字:刀具夹具切削铣削车削机床测量 8.4.1 自动换刀装置的形式 自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种。 1.回转刀架换刀 数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或 更多的刀具。 回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转位的重复定 位精度。 图8-17为数控车床六角回转刀架,它适用于盘类零件的加工。在加工轴类零件时,可以用四方回转刀架。 由于两者底部安装尺寸相同,更换刀架十分方便。

图8-17 数控车床六角回转刀架 1-活塞2-刀架体3、7-齿轮4-齿圈5-空套齿轮 6-活塞8-齿条9-固定插销10、11-推杆12-触头 回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,它的动作分为4个步骤: (1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后,压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔,活塞1上升,刀架体2抬起,使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。同时,活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。 (2)刀架转位当刀架抬起后,压力油从c孔进入转位液压缸左腔,活塞6向右移动,通过联接板带动齿条8移动,使空套齿轮5作逆时针方向转动。通过端齿离合器使刀架转过60o。活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6,并由限位开关控制。 (3)刀架压紧刀架转位之后,压力油从b孔进入压紧液压缸上腔,活塞1带动刀架体2下降。齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9,利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙,实现反靠定位。刀架体2下降时,定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧,同时齿轮3与齿圈4的锥面接触,刀架在新的位置定位并夹紧。这时,端齿离合器与空套齿轮5脱开。 (4)转位液压缸复位刀架压紧之后,压力油从d孔进入转位液压缸的右腔,活塞6带动齿条复位,由于此时端齿离合器已脱开,齿条带动齿轮3在轴上空转。 如果定位和夹紧动作正常,推杆11与相应的触头12接触,发出信号表示换刀过程已经结束,可以继续进行切削加工。

自动换刀装置的结构原理与维修

8.4 自动换刀装置的结构原理与维修 8.4.1 自动换刀装置的形式 自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种。 1.回转刀架换刀 数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。 回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。 图8-17为数控车床六角回转刀架,它适用于盘类零件的加工。在加工轴类零件时,可以用四方回转刀架。由于两者底部安装尺寸相同,更换刀架十分方便。 图8-17 数控车床六角回转刀架 1-活塞 2-刀架体 3、7-齿轮 4-齿圈 5-空套齿轮 6-活塞 8-齿条 9-固定插销 10、11-推杆 12-触头 回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,它的动作分为4个步骤: (1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后,压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔,活塞1上升,刀架体2抬起,使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。同时,活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。 (2)刀架转位当刀架抬起后,压力油从c孔进入转位液压缸左腔,活塞6向右移动,通过联接板带动齿条8移动,使空套齿轮5作逆时针方向转动。通过端齿离合器使刀架转过60o。活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6,并由

限位开关控制。 (3)刀架压紧刀架转位之后,压力油从b孔进入压紧液压缸上腔,活塞1带动刀架体2下降。齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9,利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙,实现反靠定位。刀架体2下降时,定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧,同时齿轮3与齿圈4的锥面接触,刀架在新的位置定位并夹紧。这时,端齿离合器与空套齿轮5脱开。 (4)转位液压缸复位刀架压紧之后,压力油从d孔进入转位液压缸的右腔,活塞6带动齿条复位,由于此时端齿离合器已脱开,齿条带动齿轮3在轴上空转。 如果定位和夹紧动作正常,推杆11与相应的触头12接触,发出信号表示换刀过程已经结束,可以继续进行切削加工。 回转刀架除了采用液压缸转位和定位销定位之外,还可以采用电动机带动离合器定位,以及其他转位和定位机构。 2.更换主轴头换刀 在带有旋转刀具的数控机床中,更换主轴头是一种简单换刀方式。主轴头通常有卧式和立式两种,而且常用转塔的转位来更换主轴头,以实现自动换刀。在转塔的各个主轴头上,预先安装有各工序所需的旋转刀具。当发出换刀指令时,各主轴头依次地转到加工位置,并接通主轴运动,使相应的主轴带动刀具旋转,而其他处于不加工位置上的主轴都与主运动脱开。 图8-18为卧式八轴转塔头。转塔头上径向分布着八根结构完全相同的主轴7,主轴的回转运动由齿轮12输入。当数控装置发出换刀指令时,先通过液压拨叉将移动齿轮3与齿轮12脱离啮合,同时在中心液压缸14的上腔通压力油。由于活塞杆和活塞15固定在底座上,因此中心液压缸14带着由两个推力轴承17和16支承的转塔刀架体18抬起,离合器2和1脱离啮合。然后压力油进入转位液压缸,推动活塞齿条,再经过中间齿轮使大齿轮4与转塔刀架体18一起回转45o,将下一工序的主轴转到工作位置。转位结束后,压力油进入中心液压缸14的下腔,使转塔头下降,离合器2和1重新啮合,实现了精确的定位。在压力油的作用下,转塔头被压紧,转位液压缸退回原位。最后,通过液压拨叉移动齿轮3,使它与新换上的主轴齿轮12相啮合。为了改善主轴结构的装配工艺性,整个主轴部件装在套筒5内,只要卸去螺钉10,就可以将整个部件抽出。主轴前轴承9采用锥孔双列圆柱滚子轴承,调整时,先卸下端盖6,然后拧紧螺母8,使内环做轴向移动,以便消除轴承的径向间隙。 为了便于卸出主轴锥孔内的刀具,每根主轴都有操纵杆13,只要按压操纵杆,就能通过斜面推动杆11,顶出刀具。

数控加工中心自动换刀装置的设计

数控加工中心自动换刀装置的设计 摘要 数控机床的发展与运用,大大降低了零件加工的辅助时间,极大的提高了生产率。随着数控机床的普及运用,加工机械的自动化程度大大提高,数控机床发展成了当今普遍应用的一种更新、更先进的制造设备即加工中心。加工中心带有刀库和自动换刀装置,能对工件按预定程序进行多工序加工的高度自动化的多功能的数字控制机床。 自动换刀装置应当满足换刀时间短、刀具存储量足够、刀具的安置空间小以及安全可靠等基本要求。加工中心的关键在于CNC对刀库的自动选刀和刀库、机械手与主轴间自动换刀,加工中心出现故障80%都在上述方面。本课题就是对自动换刀装置进行设计,利用PLC 对刀库的选刀控制和刀库、机械手与主轴间的自动换刀控制。 关键词:自动换刀装置;弧面分度凸轮;滚齿凸轮;机械手。

ABSTRACT The numerical control engine bed development and the utilization, greatly reduced the components processing non-cutting time, enormous enhancement productivity.Along with the numerical control engine bed popularization utilization, processes the machinery the automaticity to enhance greatly, the numerical control engine bed develops now has been common the application one kind of renewal, the more advanced manufacture equipment is the processing center.The processing center has the knife storehouse and trades the knife installment automatically, can carry on the multi-working procedure processing to the work piece according to the pre-set sequence the high automation multi-purpose numerical control engine bed Trades the knife equipment to have automatically to trade the knife time satisfiedly short, the cutting tool reserves enough, the cutting tool placement space small as well as safe reliable and so on the basic request.The processing center key lies in CNC to choose the knife and between automatically the knife storehouse, the manipulator and the main axle to the knife storehouse trades the knife automatically, the processing center appears breakdown 80% all in the above aspect.This topic is to trades the knife installment to carry on the design automatically, chooses the knife control and between the knife storehouse, the manipulator and the main axle using PLC to the knife storehouse trades the knife control automatically. Keywords:Trades the knife installment automatically; Cambered surface indexing cam; Rolls the tooth cam; Manipulator.

自动换刀装置的结构原理与维修

自动换刀装置的结构原理与维修 8.4.1 自动换刀装置的形式 自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种。 1.回转刀架换刀 数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。 回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。 图8-17为数控车床六角回转刀架,它适用于盘类零件的加工。在加工轴类零件时,可以用四方回转刀架。由于两者底部安装尺寸相同,更换刀架十分方便。 图8-17 数控车床六角回转刀架 1-活塞 2-刀架体 3、7-齿轮 4-齿圈 5-空套齿轮 6-活塞 8-齿条 9-固定插销 10、11-推杆 12-触头 回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,它的动作分为4个步骤: (1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后,压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔,活塞1上升,刀架体2抬起,使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。同时,活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。 (2)刀架转位当刀架抬起后,压力油从c孔进入转位液压缸左腔,活塞6向右移动,通过联接板带动齿条8移动,使空套齿轮5作逆时针方向转动。通过端齿离合器使刀架转过60o。活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6,并由

限位开关控制。 (3)刀架压紧刀架转位之后,压力油从b孔进入压紧液压缸上腔,活塞1带动刀架体2下降。齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9,利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙,实现反靠定位。刀架体2下降时,定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧,同时齿轮3与齿圈4的锥面接触,刀架在新的位置定位并夹紧。这时,端齿离合器与空套齿轮5脱开。 (4)转位液压缸复位刀架压紧之后,压力油从d孔进入转位液压缸的右腔,活塞6带动齿条复位,由于此时端齿离合器已脱开,齿条带动齿轮3在轴上空转。 如果定位和夹紧动作正常,推杆11与相应的触头12接触,发出信号表示换刀过程已经结束,可以继续进行切削加工。 回转刀架除了采用液压缸转位和定位销定位之外,还可以采用电动机带动离合器定位,以及其他转位和定位机构。 2.更换主轴头换刀 在带有旋转刀具的数控机床中,更换主轴头是一种简单换刀方式。主轴头通常有卧式和立式两种,而且常用转塔的转位来更换主轴头,以实现自动换刀。在转塔的各个主轴头上,预先安装有各工序所需的旋转刀具。当发出换刀指令时,各主轴头依次地转到加工位置,并接通主轴运动,使相应的主轴带动刀具旋转,而其他处于不加工位置上的主轴都与主运动脱开。 图8-18为卧式八轴转塔头。转塔头上径向分布着八根结构完全相同的主轴7,主轴的回转运动由齿轮12输入。当数控装置发出换刀指令时,先通过液压拨叉将移动齿轮3与齿轮12脱离啮合,同时在中心液压缸14的上腔通压力油。由于活塞杆和活塞15固定在底座上,因此中心液压缸14带着由两个推力轴承17和16支承的转塔刀架体18抬起,离合器2和1脱离啮合。然后压力油进入转位液压缸,推动活塞齿条,再经过中间齿轮使大齿轮4与转塔刀架体18一起回转45o,将下一工序的主轴转到工作位置。转位结束后,压力油进入中心液压缸14的下腔,使转塔头下降,离合器2和1重新啮合,实现了精确的定位。在压力油的作用下,转塔头被压紧,转位液压缸退回原位。最后,通过液压拨叉移动齿轮3,使它与新换上的主轴齿轮12相啮合。为了改善主轴结构的装配工艺性,整个主轴部件装在套筒5内,只要卸去螺钉10,就可以将整个部件抽出。主轴前轴承9采用锥孔双列圆柱滚子轴承,调整时,先卸下端盖6,然后拧紧螺母8,使内环做轴向移动,以便消除轴承的径向间隙。 为了便于卸出主轴锥孔内的刀具,每根主轴都有操纵杆13,只要按压操纵杆,就能通过斜面推动杆11,顶出刀具。

第六章 数控机床的自动换刀装置

第六章数控机床的自动换刀装置 第一节自动换刀装置的形式 数控机床为了能在工件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序,以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差,必须带有自动换刀装置。数控车床上的回转刀架就是一种简单的自动换刀装置,所不同的是在多工序数控机床出现之后,逐步发展和完善了各类回转刀具的自动换刀装置,扩大了换刀数量,从而能实现更为复杂的换刀操作。 在自动换刀数控机床上,对自动换刀装置的基本要求是:换刀时间短,刀具重复定位精度高,有足够的刀具存储量,刀库占地面积小及安全可靠等。 各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的形式、工艺范围及其刀具的种类和数量。其基本类型有以下几种。 一、转刀架换刀 回转刀架是一种最简单的自动换刀装置,常用于数控车床。可以设计成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。回转刀架上分别安装着四把、六把或更多的刀具,并按数控装置的指令换刀。 回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置,对于数控车床来说,加工过程中刀具位置不进行人工调整,因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构,以保证回转刀架在每次转位之后,具有尽可能高的重复定位精度(一般为0.001~0.005mm)。 一般情况下,回转刀架的换刀动作包括刀架抬起、刀架转位及刀架压紧等。回转刀架按其工作原理分为若干类型,如图6-1所示。 图6-1a)所示为螺母升降转位刀架,电动机经弹簧安全离合器到蜗轮副带动螺母旋转,螺母举起刀架使上齿盘与下齿盘分离,随即带动刀架旋转到

位,然后给系统发信号螺母反转锁紧。 (e)(d)(c)(b)(a) 图6-1 回转刀架的类型及其工作原理 图6-1b)所示为利用十字槽轮来转位及锁紧刀架(还要加定位销),销钉每转一周,刀架便转1/4转(也可设计成六工位等)。 图6-1c)所示为凸台棘爪式刀架,蜗轮带动下凸轮台相对于上凸轮台转动,使其上、下端齿盘分离,继续旋转,则棘轮机构推动刀架转90o,然后利用一个接触开关或霍尔元件发出电动机反转信号,重新锁紧刀架。 图6-1d)所示为电磁式刀架,它利用了一个有10kN 左右拉紧力的线圈使刀架定位锁定。 图6-1e)所示为液压式刀架,它利用摆动液压缸来控制刀架转位,图中有摆动阀芯、拨爪、小液压缸;拨爪带动刀架转位,小液压缸向下拉紧,产生10kN 以上的拉紧力。这种刀架的特点是转位可靠,拉紧力可以再加大,但其缺点是液压件难制造,还需多一套液压系统,有液压油泄漏及发热问题。 图6-2所示为数控车床的六角回转刀架,它适用于盘类零件的加工。这种刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,其换刀过

快速自动换刀技术

快速自动换刀技术 快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主要目的,综合考虑机床的各方面因素,在尽可能短的时间内完成刀具交换的技术方法。该技术包括刀库的设置、换刀方式、换刀执行机构和适应高速机床的结构特点等。 快速自动换刀技术的产生背景 高速加工中心是高速机床的典型产品,高速功能部件如电主轴、高速丝杠和直线电动机的发展应用极大地提高了切削效率。为了配合机床的高效率,作为加工中心的重要部件之一的自动换刀装置(A TC)的高速化也相应成为高速加工中心的重要技术内容。 随着切削速度的提高,切削时间的不断缩短,对换刀时间的要求也在逐步提高,换刀的速度已成为高水平加工中心的一项重要指标。 由于加工中心的自动换刀要求可靠准确,而且结构相对比较复杂,提高换刀速度技术难度大。目前国外机床先进企业生产的高速加工中心为了适应高速加工,大都配备了快速自动换刀装置,很多采用了新技术、新方法。本文将介绍一些提高换刀速度的技术方法和国外先进高速加工中心的快速自动换刀技术,希望对我国高速加工中心的发展有些帮助。 快速自动换刀技术的基本内容 (1)换刀速度指标 衡量换刀速度的方法主要有三种:①刀到刀换刀时间:②切削到切削换刀时间:③切屑到切屑换刀时间。由于切屑到切屑换刀时间基本上就是加工中心两次切削之间的时间,反映了加工中心换刀所占用的辅助时间,因此切屑到切屑换刀时间应是衡量加工中心效率高低的最直接指标。而刀到刀换刀时间则主要反映自动换刀装置本身性能的好坏,更适合作为机床自动换刀装置的性能指标。这两种方法通常用来评价换刀速度。至于换刀时间多少才是高速机床的快速自动换刀装置并没有确定的指标,在技术条件可能的情况下,应尽可能提高换刀速度。 (2)提高换刀速度的基本原则 加工中心自动刀具交换的基本出发点是在多种刀具参与的加工过程中,通过自动换刀,减少辅助加工时间。在高速加工中心上,由于切削速度的大幅度提高,自动换刀装置和刀库的配置要考虑尽可能缩短换刀时间,从而和高速切削的机床相配合。 加工中心的换刀装置通常由刀库和刀具交换机构组成,常用的有机械手式和无机械手式等方式。刀库的形式和摆放位置也不一样。为了适合高速运动的需要,高速加工中心在结构上已和传统的加工中心不同,以刀具运动进给为主,减小运动件的质量已成为高速加工中心设计的主流。因此,设计换刀装置时,要充分考虑到高速机床的新结构特征。 在设置高速加工中心上的换刀装置时,时间并不是唯一的考虑因素。首先,应在换刀动作准确、可靠的基础上提高换刀速度。特别是ATC是加工中心功能部件中故障率相对比较高的部分,这一点尤其重要:其次,要根据应用对象和性能价格比选配ATC。在换刀时间对生产过程影响大的应用场合,要尽可能提高换刀速度。例如,在汽车等生产线上,换刀时间和换刀次数要计入零件生产节拍。而在另外一些地方,如模具型腔加工,换刀速度的选择

数控机床的自动换刀装置

数控机床的自动换刀装置 摘要 数控机床集中应用了计算机技术,电子技术,自动控制技术,传感测量,机械制造,等先进技术,是典型的机电一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代,改变了制造业的生产方式,产业结构,管理形式,使世界制造业的格局发生了巨大的变化,促进了其他行业的生成和飞速发展。刀具及自动换刀装置对加工时间有着重要的影响,自动换刀的快慢又影响了加工的时间,刀库的容量决定了刀具的数量,进而影响换刀时间和加工时间。本文主要讲述数控机床的自动换刀机构。 关键词:发展趋势机构自动换刀刀库

目录 1、刀库 (1) 1.1刀库的类型 (1) 1.2刀库的容量 (1) 1.3刀库的转位 (1) 2、机械手 (2) 2.1机械手的形式 (2) 2.2机械手手爪形式与结构原理 (2) 2.2.1机械手手爪形式 (2) 2.2.2机械手结构原理及驱动机构 (2) 3、自动换刀装置 (2) 3.1刀具选择方式 (3) 3.1.1顺序选刀 (3) 3.1.2任选刀具 (3) 3.2数控车床刀架 (3) 参考文献 (5)

1、刀库 刀库是自动换刀装置的主要部件,其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大影响。刀库的刀具定位机构是用来保证要更换的每一把刀具准确的停在换到位置上。采用电动机或液压系统为刀库提供动力。根据刀库所需要的容量和取刀方式,可以将刀库设计成多种形式。 1.1刀库的类型 刀库的功能是储存加工工序所需要的各种刀具,并按指令将要用的刀具准确的送到换刀位置,并接受从主轴送来的已用刀具。根据需求,刀库类型有多种(1)盘式刀具在盘式刀库结构中,刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放,刀具轴向安装的结构最为紧凑。在刀库容量较大时,可采用弹仓式结构,目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面,也可安装在单独的基地上。盘式刀库分径向、轴向两种取刀方式,其刀座结构不同。此种刀库结构简单,适用于刀库容量较少的情况。 (2)链式刀库刀具容量比盘式的大,结构也比较灵活和紧凑,常为轴向换刀。可将换刀位置刀座突出以利于换刀。另外还可以采用加长连带方式加大刀库的容量,也可采用折叠回绕的方式提高空间利用率,在要求刀量容量很大时可以采用多条链带的结构。 (3)格子盒式刀具固定型格子盒式刀库。刀具分几排直线排列,由纵、横向移动的取刀机械手完成选刀运动,将选取的刀具送到固定的换刀位置刀座上,由换刀机械手交换刀具,此刀具空间利用高,刀库容量大。 1.2刀库的容量 刀库的容量首先要考虑加工工艺的分析需要。一般情况下,并不是刀库中的刀具越多越好,太的容量会增加刀库的尺寸和占地面积,使选刀过程时间增长。如果从完成工件的全部加工所需要的刀具数目统计,所得结果是80%的工件完成加工任务所需的刀具数目在40种以下,所以一般的中小型立式加工中心配14--30把刀具的刀库就能够满足70%--95%的工件加工需要。 1.3刀库的转位 刀库转位机构由伺服电动机通过消隙齿轮带动蜗杆,通过涡轮使刀库转动。刀库的的最大转角为180度,根据所换道具的位置决定正传或反转、由控制系统

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