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第六章 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的選擇設(shè)計(jì) 在總體方案論證中提到自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架是數(shù)控機(jī)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(jī)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(jī)床的設(shè)計(jì)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(shí)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(fù)荷切削 二 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的選擇 在本設(shè)計(jì)中 因設(shè)計(jì)時(shí)間等因素 設(shè)計(jì)者七絕頂引進(jìn)常州武進(jìn)數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的 LD4 I 型四工位自動(dòng)刀架 而不對(duì)其做具體設(shè)計(jì) 該型自動(dòng)刀架具有重復(fù)定位精度高 工 作剛性好 使用壽命長(zhǎng) 工藝性好等特點(diǎn) 下面對(duì)該刀架相關(guān)內(nèi)容做一簡(jiǎn)要分析說(shuō)明 LD4 I 型自動(dòng)刀架的技術(shù)參數(shù) 表 6 1 LD4 I 型自動(dòng)刀架的技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 刀位數(shù) 電機(jī)功率 電機(jī)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(dòng)刀架的技術(shù)指標(biāo) 表 6 2 LD4 I 型自動(dòng)刀架的技術(shù)指標(biāo) 換刀時(shí)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(jì)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(tái)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(jì)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(jī)發(fā)出換刀信號(hào) 刀架控制箱繼電器動(dòng)作 電機(jī)正轉(zhuǎn) 通過(guò)減速機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)將 上刀體上升至一定位置時(shí) 離合轉(zhuǎn)盤起作用 帶動(dòng)上刀體旋轉(zhuǎn)到所選刀位 發(fā)訊盤發(fā)出刀 位信號(hào) 刀架控制箱繼電器使電機(jī)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(guò)蝸輪蝸桿 鎖緊螺母使刀架固緊 當(dāng)夾緊力達(dá)到預(yù)先條好的狀態(tài)時(shí) 過(guò)流繼 電器動(dòng)作 切斷電源 電機(jī)停轉(zhuǎn)并向微機(jī)發(fā)出信號(hào) 開(kāi)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(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的安裝 該刀架安裝時(shí) 需先拆除原機(jī)床上的小拖板和原刀架 然后把電動(dòng)刀架置于中拖板上 此時(shí) 刀架高度應(yīng)使車刀前刀面基本通過(guò)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(dòng)機(jī)風(fēng)扇罩殼 逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 使上刀體相當(dāng)于下 刀體轉(zhuǎn)動(dòng) 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(shí)應(yīng)注意 將 刀架的兩側(cè)面分別與車床縱向和橫向的進(jìn)給方向平行 電動(dòng)刀架與系統(tǒng)的連線應(yīng)如下安裝 沿橫向工作臺(tái)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(wú)章 而使得加工時(shí)切屑 切削液以及其它雜物磕碰電動(dòng)刀 架連線 電 機(jī) 加速機(jī)構(gòu) 升降機(jī)構(gòu) 上刀體上升轉(zhuǎn)位 粗定位機(jī)構(gòu)信號(hào)符合 上刀體下降 精定位 刀架鎖緊 電機(jī)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(jì) 我們知道在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上加工螺紋或絲杠時(shí) 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(hào)的反饋元件 它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng) 發(fā)出主軸轉(zhuǎn)角位置變化信號(hào) 輸送到計(jì)算機(jī) 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(jìn)制編碼 二 十進(jìn)制編碼等 將一個(gè)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(cè)位移的個(gè)等份上的數(shù)碼轉(zhuǎn)換成便于應(yīng) 用的二進(jìn)制或其它表達(dá)方式的測(cè)量裝置 二 步進(jìn)電機(jī)頻率對(duì)編碼盤的限制 在世用主軸脈沖發(fā)生器時(shí) 受到步進(jìn)電機(jī)頻率的限制 如采用 1000HZ 的工作頻率 加 工 3mm 螺距的螺紋時(shí) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)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(guò) 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(dá)到 400r min 由此可見(jiàn) 當(dāng)螺距越大時(shí) 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(jiǎn)單 聯(lián)接方便 但是安裝后不能加工穿出主軸孔的較長(zhǎng)工件 而異 軸安裝無(wú)此缺陷 考慮到這一點(diǎn)設(shè)計(jì)者為使說(shuō)改造設(shè)計(jì)的車床具有較強(qiáng)的通用性 選擇采 用異軸安裝方式來(lái)安裝編碼盤 編碼盤通過(guò)傳動(dòng)比為 1 1 的同步齒形帶與主軸聯(lián)系起來(lái) 工作時(shí) 編碼器與主軸同步 旋轉(zhuǎn) 數(shù)控裝置控制進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)準(zhǔn)確地配合主軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 保證主軸每轉(zhuǎn) 一轉(zhuǎn) 螺紋車刀移動(dòng)一個(gè)螺紋導(dǎo)程 同時(shí)還保證每次走刀都在工作的同一點(diǎn)切入 而不亂 扣