数控转塔刀架分类与结构分析

文昌数控刀架说明书一、产品概述文昌数控刀架是一种高精度、高效率的数控机床刀具，可应用于各类金属材料的加工。

本产品采用先进的数控技术，能够实现自动化操作，提高加工效率，降低人力成本。

二、产品结构文昌数控刀架主要由以下部分组成：1. 刀架主体：由整体铸造而成，具有高强度和稳定性。

2. 刀片夹持装置：采用快速换刀系统，可快速更换不同规格的刀片。

3. 伺服电机：驱动刀架实现自动化操作。

4. 控制系统：采用先进的数控技术，可实现多种加工方式。

三、使用方法1. 将需要加工的工件放入机床中，并调整好机床参数。

2. 安装好文昌数控刀架，并将需要使用的刀片安装到夹持装置中。

3. 打开机床电源，并启动文昌数控刀架。

4. 根据加工要求，在控制系统中设置相应的参数和程序。

5. 开始加工。

四、注意事项1. 在使用前请仔细阅读说明书，并按照要求正确操作。

2. 在使用过程中，请勿将手部或其他物品靠近刀片区域，以免发生危险。

3. 在更换刀片时，请务必关闭机床电源，并按照要求正确操作。

4. 在加工过程中，如发现异常情况，请立即停止操作，并检查问题所在。

五、维护保养1. 定期清洁刀架表面和夹持装置，以保证其正常运行。

2. 定期检查伺服电机和控制系统，确保其正常工作。

3. 如出现故障，请及时联系专业维修人员进行处理。

六、技术参数1. 刀架行程：200mm2. 切削速度：0-1000m/min3. 切削深度：0-5mm4. 控制系统：数控系统七、总结文昌数控刀架是一种高精度、高效率的数控机床刀具，可广泛应用于各类金属材料的加工。

使用该产品需要注意安全事项，并定期进行维护保养。

本产品具有高性能和稳定性，可为用户带来良好的加工体验。

1.3. 结构组成与动作循环典型的数控转塔刀架一般有动力源（电极或油缸，液压马达）、机械传动机构、预分度机构、定位机构、锁紧机构、检测装置、接口电路、刀具安装台（刀盘）、动力刀座等组成。

数控转塔刀架的动作循环为：T指令（换刀指令）→刀盘放松（抬起）→转位→刀位检测→预分度→精确定位→刀具锁紧→结束，答复信号。

1.4. 技术性能与发展趋势数控转塔刀架的技术发展很快，现正逐步形成标准定型产品。

我国数控转塔刀架标准草案中所规定的主要技术性能如下：1.4.1. 精度定位精度要求高，一般要求工位目标位置重复定位精度在4"10"—，刀槽的工作位置定位精度在0.03-0.05mm。

各种形位公差为0.020.03mm-。

因此定位机构均采用精密多齿盘。

先进工艺用浮硬齿面对研,重复定位精度可高达"1另外,刀盘加工趋向用淬火硬磨削,以获得刀槽精度的长期保持性及高的刚度。

1.4.2. 运转性能主要是转位时间和转位频率。

先进水平一次转位周期0.3—ls,最快己达0.lS。

分度频率为600—1000次/h 。

双向转位就近换刀(最短路程换刀)的结构正在开发应用,如双向滚子端面凸轮机构 , 可显著缩短换到周期。

为了克服刀盘高速转位引起的惯性冲击,使用恰当的缓冲元件是其发展趋势。

1.4.3. 润滑与密封目前趋向于开发能终生润滑的产品,即在使用全过程中,不需要用户再采取任何润滑措施。

因工作环境恶劣,对密封性能要求很高,通常规定在刀架体内棋道压力105pa气路 ,浸入装有防锈液的试验箱内,在规定时间内,不得有漏气现象。

1.4.4. 负载能力与刚度陕西科技大学毕业设计说明书 2数控转塔刀架的负载能力与刚度,除了与有关零件的尺寸、形状、结构等有关外 , 受刀盘锁紧力影响也很大。

一般小型产品锁紧力为3⨯610N10N左右,高性能产品可达4以上。

对数控转塔刀架的静刚度目前尚无规范要求,有的企业标准已经提出测详见定, 但缺乏数据指示。

项目七：数控车床刀架典型故障诊断与维修项目导读：数控车床为了能在工件一次装夹中完成多个工步，缩短辅助时间，减少工件因多次安装引起的误差，都带有刀架系统。

数控车床的刀架是机床的重要组成部分，用于安装和夹持刀具。

它的结构和性能直接影响机床的切削性能和切削效率。

电动刀架作为数控车床的重要配置,在机床运行工作中起着至关重要的作用,一旦出现故障很可能使工件报废,甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故,而且刀架故障在数控车床故障中占有很大的比例，常常包括电气方面、机械方面以及液压方面的问题。

本项目通过对数控车床刀架的结构与工作原理的阐述，并以其在日常生产中遇到的常见故障为依据，剖析了生产中刀架出现的故障，并提出相应的维修方案。

一．学习任务：任务一：典型刀架拆装及结构分析任务二：刀架PMC画面调用及功能分析任务三：刀架电气线路检测与工作原理分析任务四：刀架无法运转故障诊断与维修任务五：刀架旋转不停止故障诊断与维修任务六：刀架无法锁紧故障诊断与维修二．项目学习目标：知识目标掌握数控车床典型刀架机构工作原理以及刀架PMC控制原理，理解刀架电路控制过程及霍尔元件工作原理。

技能目标能够熟练进行典型刀架机构拆装，读懂刀架PMC程序，能够熟练运用常用工具对霍尔元件以及刀架电路的进行检测，会对典型刀架故障进行诊断与排除。

教学条件oi Mate TD数控车床实训台，常用机械拆装工具，万用表，讨论桌。

三．案例情境：一台济南第一机床厂CK6136数控车床，系统为FANUC 0i Mate TD,刀架为四工位转盘式刀架。

故障现象为：运行换刀指令T0202，刀架无换刀动作，过了10秒后，系统界面跳出1004报警“Tool change over time”。

机床无法实现换刀，直接影响后道加工，给整套产品的生产进度造成了麻烦。

刀架的故障位置在哪里？怎么样才能快速排除刀架故障?要及时快速排除数控机床的刀架故障，维修人员首先必须熟练掌握刀架的结构、工作原理和控制流程，针对故障现象作出准确的判断；其次要能够读懂机床使用企业提供的资料信息，包括参数、梯形图以及电气原理图等等；同时能够利用系统的状态显示功能监测刀架的运行状态，掌握常用检测仪器和工具的使用方法，结合刀架换刀机构动作状态确定故障点。

数控车床刀架的设计1.刀架结构设计C型结构刀架适用于较大的切削力，具有较高的刚性和稳定性。

它的设计遵循了最佳结构参数，能够在工作时提供稳定的支撑力。

刀具安装在刀塔上，在刀塔内部发生旋转，进行加工。

Y型结构刀架适用于较小的切削力，具有较高的刚性和稳定性。

它的结构设计使得刀具可以在Y轴方向上移动，提供了更多的加工空间。

刀具安装在横梁上，横梁通过线性导轨进行移动。

2.刀具的安装方式机械夹持是一种常见的刀具安装方式，可以直接将刀具夹在刀架上。

机械夹持方式简单实用，适用于刀具较少或加工要求较低的场景。

快速换刀系统采用刀具和刀杆分离的设计，通过快速刀杆换装系统，实现快速刀具更换。

这种方式适用于需要频繁更换刀具的情况，可以提高生产效率。

3.刀具的换刀方式手动换刀方式需要操作人员手动更换刀具，耗时较长，适用于刀具更换次数较少的情况。

半自动换刀方式需要操作人员进行辅助工作，但大部分换刀过程由机械设备完成，可以提高换刀效率，适用于中等刀具更换频率的情况。

全自动换刀方式由数控系统控制，刀具更换过程完全由机械设备完成，可以实现快速、准确的换刀过程，适用于需要频繁更换刀具的情况。

总结：数控车床刀架的设计需要考虑刀架结构、刀具安装方式和刀具换刀方式等因素。

合理设计数控车床刀架可以提高加工精度和效率，适应不同的加工需求。

刀架结构的选择要考虑到刚性和稳定性，刀具安装方式的选择要考虑到刀具数量和加工要求，刀具换刀方式的选择要考虑到刀具更换频率和工作效率。

通过合理的设计，数控车床刀架可以提高数控车床的加工效果，满足不同的加工需求。

55一、前言A K 31 系列刀架是引进于世界著名的数控转塔刀架生产企业—意大利 Baruffaldi 公司的先进技术，由烟台环球机床附件集团有限公司获得生产许可证而生产制造的。

该系列转塔刀架是普及型及高级系数控车床的核心配套附件，可保证零件通过一次装夹自动完成车削外圆、断面、螺纹和镗孔、切槽、切断等加工工序。

我公司有数十台数控车床配备了该系列数控刀架，数控车床刀架的维修量在数控车床故障维修中占 50%以上，成为数控车床维修中的重要工作。

二、产品结构及传动原理图一 AK31 系列数控转塔刀架结构图1-电机 2-电机齿轮 3-齿轮 4-行星齿轮 5-驱动齿轮 6-滚轮架端齿7-沟槽 8-滚轮架 9-滚轮 10-双联齿盘 11-主轴 12-弹簧 13-插销14-动齿盘 15-定齿盘 16-箱体 17-电磁铁 18-预分度接近开关19-锁紧接近开关 20-蝶形弹簧 21-角度编码器 22-后盖 23-空套齿轮本刀架采用三联齿盘作为分度定位元件。

由电机驱动后，通过一对齿轮和一套行星齿轮系进行分度运动。

工作程序为：主机控制系统发出转位信号后，刀架上的电机制动器松开，电源接通，电机开始工作，通过齿轮 2、3 带动行星齿轮系 4 旋转，这时销齿轮 5 为定齿轮，由于与行星轮 4 啮合的齿轮 5、23 齿数不同，行星轮 4 带动空套齿轮 23旋转，空套齿轮带动滚轮架 8 转过预置角度，使端齿盘后面的断面凸轮松开，端齿盘向后移动脱开端齿啮合，滚轮架 8 受到端齿盘后端面键槽的限制停止转动，这时空套齿轮23 成为定齿轮，行星齿轮 4 通过齿轮 5 带动主轴 11 旋转，实现转位分度，当主轴转到预置位置时，角度编码器 21 发出信号，电磁铁 17 向下将插销 13 压入主轴 11 的凹槽中，主轴 11 停止转动，预分度接近开关 18 给电机发出信号，电机开始发现旋转。

通过齿轮2 与 3，行星齿轮 4 和空套齿轮 23，带动滚轮架 8 反转，滚轮压紧凸轮，使端齿盘向前移动，端齿盘重新啮合，这时锁紧接近开关 19 发出信号，切断电机电源，电机制动器通电刹紧电机，电磁铁断电，插销 13 被弹簧弹回，转位工作结束，主机可以开始工作。

自动回转刀架的工作原理自动回转刀架的换刀流程如图2.1所示。

图2.1自动回转刀架的换刀流程图2.2表示自动回转刀架在换刀过程中有关的销的位置。

其中上部的圆柱销2和下部的反靠销6起着重要作用。

当刀架处于锁紧状态时,两销的情况如图a所示，此时反靠销6落在反靠圆盘7的十字槽内，上刀体4的端面齿和下刀的端面齿处于啮合状态（上下端面齿在图a中未画出）。

需要换刀时，控制系统发出刀架的转位信号，三相异步电动机正向旋转，通过蜗杆副带动螺杆正向转动，与螺杆配合的上刀体4逐渐抬起，上刀体4与下刀体之间的端面齿慢慢脱开；与此同时，上盖圆盘1也随着螺杆正向转动（上盖圆盘1通过圆柱销与螺杆联接），当转过约150度时，上盖圆盘1直槽的另一端转到圆柱销2的正上方，由于弹簧3的作用，圆柱销2落入直槽内，于是上盖圆盘1就通过圆柱销2使得上刀体4转动起来（此时端面齿已完全脱开），如图b所示。

上盖圆盘1、圆柱销2以及上刀体4在正转的过程中，反靠销6能够从反靠圆盘7中十字槽的左侧斜坡滑出，而不影响上刀体4寻找刀位时的正向转动，如图c所示。

上刀体4带动磁铁转到需要的刀位时，发信盘上对应的霍尔元件输出低电平信号，控制系统收到后，立即控制刀架电动机反转，上盖圆盘1通过圆柱销2带动上刀体4开始反转，反靠销6马上就会落入反靠圆盘7的十字槽内，至此，完成粗定位，如图d所示。

此时反靠销6从反靠圆盘7的十字槽内爬不上来，于是上刀体4停止转动，开始下降，而上盖圆盘1继续反转，其直槽的左侧斜坡将圆柱销2的头部压入上刀体4的销孔内，之后，上盖圆盘1的下表面开始与圆柱销2的头部滑动。

在些期间，上、下刀本的端面齿逐渐啮合，实现定位，经过设定的延时时间后，刀架电动机停转，整个换刀过和结束。

由于蜗杆副具有自锁功能，所以刀架可稳定的工作。

a) b)c) d)图2.2 刀架转位过程中销的位置1—上盖圆盘2—圆柱销3—弹簧4—上刀体5—圆柱销6—反靠销7—反靠圆盘a)换刀开始时，圆柱销2与上盖圆盘1可以相对滑动b)上刀体4完全抬起后，圆柱销2落入上盖圆盘1槽内，上盖圆盘1将带动圆柱销2及上刀体4一起转动c)上刀体4连续转动时，反靠销6可从反靠圆盘7的槽左侧斜坡滑出d)找到刀位后，刀架电动机反转，反靠销6反靠，上刀体停转，实现粗定位3 总体结构设计3.1 减速机构的设计电动机的选择电动机选择三步异相电动机，额定功率为90W，额定转速为1440r/min，而刀架转速设定30r/min，由于转速较高不能直接驱动刀架，因此必须经过适当的减速。

刀架的分类方式有很多，按照形状可以分为以下几种：
1. 直立式刀架：刀具垂直于刀座，并且在水平方向上旋转。

适用于较大直径的刀具，操作方便，切削面在同一平面，是一种常用的刀架。

2. 倾斜式刀架：刀具与刀座成倾斜角度，并且可以在水平方向上旋转。

适用于不同角度切割和加工，操作灵活性高。

3. 摆动式刀架：主轴可以左右摆动，可实现不同角度和曲线形状的切削。

适用于扇形、圆弧等形状的加工，精度高。

4. 索引式刀架：刀具可以沿某一角度定位，使用简单方便，精度高。

5. 万能式刀架：多功能的刀架，可以实现不同角度、不同形状和多种加工方式，是一种比较常见的刀架类型。

此外，根据结构来分的话，刀架主要有两片式刀架、一体刀架、分体刀架、数控车床的刀架、塑料刀架、不锈钢刀架、木质刀架等类型。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。

烟台数控刀架数控转塔刀架的技术现状及发展趋势近年来，我国数控车床行业在国民经济保持快速发展和继续实施扩大内需的方针形势下取得了很大成绩，呈现出快速发展和进步的良好态势。

作为数控车床的核心功能部件之一，数控刀架虽然取得了较大进步，但与国外的水平相比，仍有一定的差距，成为制约主机发展的瓶颈因素之一。

烟台环球机床附件集团有限公司作为刀架专业化生产厂，作为国内机床附件行业的领头兵，在数控刀架生产开发方面有了较大突破，特别是及时跟踪国外先进技术，不断开发推出新品，满足主机配套发展的需要等方面有了长足发展。

本文介绍了数控转塔刀架基本组成结构，换刀动作及控制原理，数控转塔刀架技术的发展、演变以及目前国外最新技术发展状况和发展趋势，结合本公司从数控刀架技术引进到自主开发生产的历程，特别是近两年开发的伺服电机驱动刀架和采用模块化设计带铣削功能的动力刀架，标志着国内数控刀架向高速化、复合化方向发展，迈出坚实的一步，填补了国内空白。

重点介绍了卧式数控车床、立式数控车床所用的刀架的结构、性能、特点、控制原理；刀盘及刀夹的选择；重点配套厂家。

根据多年销售服务积累的经验，主机电器控制应注意的事项，为提高刀架的可靠性提供保障。

为提高刀架精度和可靠性而采取的技术措施。

通过本文希望有助于主机厂领导、设计人员、销售人员选型和应用，有助于主机的发展。

一、数控刀架基本结构，国外技术的发展演变及最新发展趋势：1、基本结构数控刀架作为数控车床的动作执行部件，其基本结构包括：1．1驱动装置：主要有电机、液压马达、齿轮、齿条。

1．2分度装置：通过机械液压传动结构到所需工位间的转动。

结构主要分为间歇分度结构和连续分度机构。

快速换刀一般选用双向旋转的连续分度机构。

1．3预定位装置：到达所需的工位后，停止分度运动，以便于齿盘正确啮合。

伺服电机驱动刀架，利用伺服电机编码器作为预定位。

1．4松开、刹紧装置：齿盘副的松开刹紧。

为了完成快速刹紧和得到大的刹紧力，松开和刹紧一般选用液压和机械等来实现松开和刹紧。

cnc数控车床的刀架结构控制系统和工作原理说明刀架是cnc数控车床其中重要的工作部件之一，数控刀架是cnc数控车床的一种辅助装置，它可使cnc数控车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。

下面就cnc数控车床刀架的工作原理分析如下。

cnc数控车床换刀时刀架的动作顺序是：刀架抬起、刀架转位、刀架定位和夹紧。

在cnc数控车床操作使用中，电动刀架是一个重要组成部分，它在使用中的合理运用能给操作员带来很多便捷，那么电动刀架的结构控制系统和工作原理究竟有哪些呢，以下就是关于上述的说明：一、cnc数控车床的刀架结构以经济型cnc数控车床刀架来介绍其结构组成，经济型cnc数控车床刀架是在普通型cnc数控车床的基础上发展起来的一种自动换刀装置，其功能和普通刀架一样，有四个刀位，能夹住四把不同功能的刀具，刀架回转90度，刀具交换一个刀位，但是刀架的回转和刀位号的选择是通过加工程序指令来控制的。

二、cnc数控车床刀架的控制系统刀架电气控制主要是通过控制两个交流接触器开控制刀架电动机的正转和反转，进而控制刀架的正转和反转。

三、cnc数控车床刀架的工作原理换刀时刀架的动作顺序是：刀架抬起、刀架转位、刀架定位和刀架夹紧。

1、刀架抬起：该刀架可以安装四种不同的刀具，转位信号通过加工程序指令。

数控系统发出换刀指令后，PMC控制输出正转信号，刀架电动机正转控制继电器KA3吸合，刀架电动机正转控制接触器KM3吸合，小型电动机1启动正转，通过平键套筒联轴器2使得蜗杆轴转动，从而带动其他蜗杆轴转动。

2、刀架转位：当端面齿脱开，转位套正好转过160度，涡轮丝杠前端的转位套上的销孔正好对准球头销的位置。

3、刀架定位：刀架体转动带着电刷座转动，当转到程序的刀号，PMC释放正转信号，输出反转信号，刀架电动机反转控制继电器吸合，刀架电动机反转控制接触器进行吸合，刀架电动机反转，定位销在弹簧的作用下进入粗定位盘的槽中进行粗定位。