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數(shù)控車床刀架的安裝與調(diào)試畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub

2022-09-07 11:59:54 本頁(yè)面
 

【正文】 指令。 ),并由微動(dòng)開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)給數(shù)控裝置。 b. 刀架轉(zhuǎn)位 刀架轉(zhuǎn)位 刀架抬起后,軸套 10 仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)刀架 8 轉(zhuǎn)過(guò) 90176。),數(shù)控裝置發(fā)出的換刀指令使霍爾開(kāi)關(guān) 10 中的某一個(gè)選通 ,當(dāng)磁性板 11 與被選通的霍爾開(kāi)關(guān)對(duì)齊后 ,霍爾開(kāi)關(guān)反饋信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn) ,插銷 7 在彈簧力作用下進(jìn)入反靠盤 6 地槽中進(jìn)行粗定位,上刀架體停止轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn),使其在該位置落下,通過(guò)螺母絲桿機(jī)構(gòu) 8 使上刀架移到齒盤 5 重新嚙合 , 第 18 頁(yè) 共 53 頁(yè) 實(shí)現(xiàn)精確定位。時(shí),齒盤 5 完全脫開(kāi),此時(shí)銷釘準(zhǔn)確進(jìn)入圓套 9中的凹槽中,帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。 第 17 頁(yè) 共 53 頁(yè) 四方刀架工作原理 如下圖( a)所示為 回轉(zhuǎn)刀架的工作原理為機(jī)械螺母升降轉(zhuǎn)位式 刀架,電動(dòng) 機(jī)經(jīng)彈簧安全離合器到蝸輪副帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn),螺母舉起刀架使上齒盤與下齒盤分離,隨即帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)到位,然后給系統(tǒng)發(fā)信號(hào)螺母反轉(zhuǎn)鎖緊。 它是采用蝸輪蝸桿傳動(dòng),三齒盤嚙合螺桿鎖緊的工作原理。它增加了數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性,而且必須將數(shù)控裝置送來(lái)的信號(hào)先轉(zhuǎn)換成電磁閥的 機(jī)械動(dòng)作,然后再將壓力油分配到相應(yīng)的液壓缸,因而增加了變速的中間環(huán)節(jié),帶來(lái)了更多的不可靠因素。 區(qū)別 離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)接通或切斷運(yùn)動(dòng)的元件, 便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。這時(shí),端齒離合器與空套齒輪 5 脫開(kāi)?;钊男谐虘?yīng)等于齒輪 5分度圓周長(zhǎng)的 1/6,并由限位開(kāi)關(guān)控制。 圖 817 數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架 1-活塞 2-刀架體 7-齒輪 4-齒圈 5-空套齒輪 6-活塞 8-齒條 9-固定插銷 11-推桿 12-觸頭 回轉(zhuǎn)刀架的全部動(dòng)作由液壓系統(tǒng)通過(guò)電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制,它的動(dòng)作分為 4 個(gè)步驟: 第 15 頁(yè) 共 53 頁(yè) (1)刀架抬起 當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后,壓力油由 a孔進(jìn)入壓緊液壓缸的下腔,活塞 1上升,刀架體 2 抬起,使定位用的活動(dòng)插銷 10 與固定插銷 9 脫開(kāi)。 回轉(zhuǎn)刀架必須具有良好的強(qiáng)度和剛度,以承受粗加工的切削力:同時(shí)要保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位的重復(fù)定位精度。 三、 回轉(zhuǎn) 刀架 立式回轉(zhuǎn)刀架(四工位)如圖所示 回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)要求 回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度,以承受粗加工時(shí)的切削抗力。 c 各大類中以可裝刀數(shù)不同而分型號(hào) 如可裝四把刀的叫立式四工位的 .以此類推 . 數(shù)控車床四方刀架、數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架、盤形自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架 、車削中心用動(dòng)力刀架。 2. 數(shù)控車床刀架的分類 a 分立式和臥式兩大類 刀架分立式刀架和臥式刀架,其中刀架有四方刀架、轉(zhuǎn)塔刀架、分度臺(tái)刀架、電動(dòng)刀架、回轉(zhuǎn)刀架、排刀架等。數(shù)控車床的刀 架必須具有良好的強(qiáng)度和剛度,以承受粗加工的切削力,同時(shí)要保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位的重復(fù)定位精度。 其中數(shù)控車床上的回轉(zhuǎn)刀架就是一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置 ,常用于數(shù)控車床。這就要求設(shè)計(jì)的刀架具有具有轉(zhuǎn)位快,定位精度高,切向扭矩大的特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)上述目的之手段是實(shí)現(xiàn)機(jī)床多功能化和工序工種集成,開(kāi)發(fā)多種多樣復(fù)合化加工的機(jī)種,如增添銑削功能的復(fù)合加工車削中心、雙主軸多刀塔 (雙刀塔或四刀塔 )數(shù)控車床和車削中心、雙主軸同步驅(qū)動(dòng),雙刀塔同時(shí)進(jìn)行加工車削中心、五軸聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合中心、車磨復(fù)合加工機(jī)床、具有車、銑、鏜、磨 第 12 頁(yè) 共 53 頁(yè) 和激光熱處理多種功能的高度復(fù)合化的復(fù)合加工中心等等。雖然我國(guó)數(shù)控機(jī)床附件的研制由無(wú)到有,取得了顯著成績(jī),但與國(guó)外先進(jìn)水平相比還是有一定差距的。他們生產(chǎn)的 AK31 系列全功能型數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架,主要規(guī)格有,中心高為 6 80、 100、 12 160 及 200mm; AK21 系列經(jīng)濟(jì)型數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架主要規(guī)格有:刀臺(tái)方尺寸為 80、 100、 13 150、 160、 190、 200、 2 300、 340mm。立式刀架有四、六工位兩種形式,主要用于簡(jiǎn)易數(shù)控車床;臥式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋轉(zhuǎn),就近選刀,用于全功能數(shù)控車床。所以 ( 1) 以 CK6140 數(shù)控車床為例分析了它的電氣控制,著重分析四方刀架的電氣控制原理圖; ( 2) 以 LDB4 系列電動(dòng)刀架為例分析了刀架的安裝、調(diào)試 ;( 3)例舉了一些常見(jiàn)刀架故障的排除方法;對(duì)操作者在操作過(guò)程中遇見(jiàn)的刀架故障有所幫助,他們?cè)谟鲆?jiàn)故障后有及時(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的能力。現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)為了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠, 將企業(yè)里普通機(jī)床該裝為經(jīng)濟(jì)的數(shù)控機(jī)床如 普通車床該為經(jīng)濟(jì)數(shù)控車床。 綜合訓(xùn)練程度分為: A、 B、 C 三個(gè)等級(jí)。 研究思想:刀架的安裝主要分機(jī)械部分、電氣部分, 從而分別對(duì)這兩部分進(jìn)行闡述。而對(duì)于中國(guó)現(xiàn)階段的國(guó)情以及現(xiàn)階段的發(fā)展形勢(shì)而言, 大力發(fā)展數(shù)控機(jī)床,但這不是盲目的發(fā)展。 數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場(chǎng)數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件,直接影響機(jī)床的性能和可靠性,是機(jī)床的故障高發(fā)點(diǎn)。 國(guó)外數(shù)控車床的發(fā)展目的在于提高加工精度和縮短制造周期。 有關(guān)人士指出,數(shù)控機(jī)床附件及其配套功能部件是我國(guó)機(jī)床工具制造業(yè) “十五 ”計(jì)劃重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品。 目前國(guó)內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主,分為立式和臥式兩種。現(xiàn)在工廠對(duì) 工人的要求以不在是只滿足懂操作的人,而是需要綜合性人才。 二、 意義及價(jià)值:隨著社會(huì)的 不斷 地 進(jìn)步,同時(shí)工業(yè)也不斷地發(fā)展 。現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)都提倡高效率、高質(zhì)量、高可靠的生產(chǎn)口號(hào)來(lái)滿足市場(chǎng)的需求。在工作過(guò)程中難免會(huì)遇見(jiàn)一些機(jī)械的常見(jiàn)故障,這就要求操作者需具備一些解決常見(jiàn)故障的能力。立式刀架有四、六工位兩種形式,主要用于簡(jiǎn)易數(shù)控車床;臥式刀架有八、十、十二 等工位,可正、反方向旋轉(zhuǎn),就近選刀,用于全功能數(shù)控車床。雖然我國(guó)數(shù)控機(jī)床附件的研制由無(wú)到有,取得了顯著成績(jī),但與國(guó)外先進(jìn)水平相比還是有一定差距的。實(shí)現(xiàn)上述目的之手段是實(shí)現(xiàn)機(jī)床多功能化和工序工種集成,開(kāi)發(fā)多種多樣復(fù)合化加工的機(jī)種,如增添銑削功能的復(fù)合加工車削中心、雙主軸多刀塔 (雙刀塔或四刀塔 )數(shù)控車床和車削中心、雙主軸同步驅(qū)動(dòng),雙刀塔同時(shí)進(jìn)行加工車削中心、五軸聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合中心、車磨復(fù)合加工機(jī)床、具有車、銑、鏜、磨和激光熱處理多種功能的 第 4 頁(yè) 共 53 頁(yè) 高度復(fù)合 化的復(fù)合加工中心等等。這就要求設(shè)計(jì)的刀架具有具有轉(zhuǎn)位快,定位精度高,切向扭矩大的特點(diǎn)。對(duì)于數(shù)控車床而言,現(xiàn)階段大多數(shù)是由普通機(jī)床進(jìn)行改裝而成經(jīng)濟(jì)的數(shù)控車床,這主要是為了減少投資。此外還對(duì)刀架安裝后調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的一些常見(jiàn)故障進(jìn)行故障排除,以便操作者能對(duì)常見(jiàn)故障進(jìn)行及時(shí)排除。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文)進(jìn) 度 表 日期 工作內(nèi)容 執(zhí)行情況 指導(dǎo)教師簽 第 7 頁(yè) 共 53 頁(yè) 字 指導(dǎo)教師 對(duì)進(jìn)度實(shí)施 情況總評(píng) . 評(píng)分 簽字 年 月 日 答 辯 組 評(píng)審意見(jiàn) 評(píng)分 組長(zhǎng)簽字 年 月 日 主考院校 評(píng)審意見(jiàn) 簽章 年 月 日 第 8 頁(yè) 共 53 頁(yè) 前言 當(dāng)前,高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)和先進(jìn)的制造技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的重要標(biāo)志之一,成為一個(gè)國(guó)家在競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)際市場(chǎng)上獲勝的關(guān)鍵因素。然而操作者就需要具備一定的數(shù)控技術(shù)知識(shí)。 這種主要由一般 (普通 )出發(fā)進(jìn)行研究討論 ,從而推出特殊的思路。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。煙臺(tái)機(jī)床附件公司生產(chǎn)的 AK31 系列數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架是引進(jìn)意大利技術(shù)生產(chǎn)的高性能機(jī)床附件,特別適宜全功能數(shù)控車床 ,可多刀夾持,變向轉(zhuǎn)位和任意刀位就近選刀,實(shí)現(xiàn)了加工程序的自動(dòng)化、高效化。為確保國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的大發(fā)展,就必須把數(shù)控機(jī)床附件盡快搞上去。我國(guó)數(shù)控車床經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,特別是近幾年迅速的發(fā)展,與國(guó)際先進(jìn)水平的差距在逐年縮小。它的原理采用蝸桿傳動(dòng),上下齒盤嚙合,螺桿夾緊的工作原理??梢栽O(shè)計(jì)成四方刀架、六角刀架或圓盤式軸向裝刀刀架等多種形式。刀架作為數(shù)控車床的重要部件。其中四方刀架是數(shù)控車床上最長(zhǎng)用的刀架之一。 刀架作為數(shù)控車床的重要配置,在機(jī)床運(yùn)行工作中起著至關(guān)重要的作用,一旦出現(xiàn)故障很可能造成工件報(bào)廢,甚至造成卡盤與刀 架碰撞的事故。由于車削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置,對(duì)于數(shù)控車床來(lái)說(shuō),加工過(guò)程中刀具位置不進(jìn)行人工調(diào)整,因此更有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu),以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后,具有盡可能高的重復(fù)定位精度(一般為 ~ )。 回轉(zhuǎn)刀架采用液壓缸轉(zhuǎn)位和定位銷定位的方式 圖 817 為數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架,它適用于盤類零件的加工。同時(shí),活塞桿下端的端齒離合器與空套齒輪 5 結(jié)合。 (3)刀架壓緊 刀架轉(zhuǎn)位之后,壓力油從 b孔進(jìn)入壓緊液壓缸上腔,活塞 1帶動(dòng)刀架體 2 下降。 (4)轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位 刀架壓緊之后,壓力油從 d 孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸的右腔,活塞 6帶動(dòng)齒條復(fù)位,由于此時(shí)端齒離合器已脫開(kāi),齒條帶動(dòng)齒輪 3 在軸上空轉(zhuǎn)。 它是 通過(guò)若干個(gè)安裝在 第 16 頁(yè) 共 53 頁(yè) 各傳動(dòng)軸上的離合器的吸合和分離的不同組合來(lái)改變齒輪的傳動(dòng)路線,實(shí)現(xiàn)主軸的變速。 四方刀架結(jié)構(gòu) 四方刀架是回轉(zhuǎn)刀架的一種,它 的外形是四方形的,同時(shí) 具有四個(gè)刀位 。具體工作程序;當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)位信號(hào)后,刀架電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)帶動(dòng)蝸桿 19 轉(zhuǎn)動(dòng),蝸桿 19 帶動(dòng)蝸輪 2 轉(zhuǎn)動(dòng),蝸輪 2 與蝸桿 19 用鍵聯(lián)接,螺桿 9 的轉(zhuǎn)動(dòng)把夾緊輪 14 往上抬,從而使三齒 圈(內(nèi)齒圈、外齒圈和夾緊齒圈)都松開(kāi),這時(shí)離合銷進(jìn)入離合盤 16 的槽內(nèi),反靠銷26 同時(shí)脫離反靠盤 10 的槽子,上刀體 15 開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)?shù)扼w 15 轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的刀位時(shí),磁鋼 22與發(fā)訊盤 24 上的霍爾元件相對(duì)應(yīng),發(fā)出到位信號(hào)。 工作過(guò)程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個(gè)步驟。 ③ 刀架定位 當(dāng)上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后(旋轉(zhuǎn) 90176。 ④ 刀架壓緊 刀架精確定位后,電機(jī)及許反轉(zhuǎn),夾緊刀架,當(dāng)兩齒盤增加到一定夾緊力時(shí), 電機(jī)由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn),防止電機(jī)不停反轉(zhuǎn)而過(guò)載毀壞,從而完成一次換刀過(guò)程。 (如不到位,刀架還可繼續(xù)轉(zhuǎn)位 180176。 c. 刀架壓緊 刀架轉(zhuǎn)位后,由微動(dòng)開(kāi)關(guān)發(fā)出的信號(hào)使電動(dòng)機(jī) 23 反轉(zhuǎn),銷 13 使 刀架 8 定住而不隨軸套 10 回轉(zhuǎn),于是刀架 8 向下位移,上下端齒 盤合攏壓緊。 第 20 頁(yè) 共 53 頁(yè) 刀架 電氣控制 數(shù)控的電氣控制線路與普通機(jī)床電路有所不同,除了常用的電器控制線路外,它還有數(shù)控裝置。驅(qū)動(dòng)裝置位于數(shù)控裝置和機(jī)床之間,包括進(jìn)給驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)裝置?,F(xiàn)以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車為例介紹數(shù)控機(jī)床的電氣 控制線路。數(shù)控機(jī)床對(duì)于安全性和可靠性有很高的要求,因此,控制線路中設(shè)置了一系列電氣保護(hù)環(huán)節(jié)。一般經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的進(jìn)給采用步進(jìn)電機(jī),進(jìn)給電機(jī)的運(yùn)動(dòng)由 NC裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制。以 CK6140數(shù)控車床電氣控制電路為例 數(shù)控機(jī)床刀架是由機(jī)床 PLC 來(lái)進(jìn)行控制,對(duì)于普通的四工位刀架來(lái)說(shuō),控制比較簡(jiǎn)單,一般用于普通的車床。下面我們分析 PLC 控制下的換刀過(guò)程。 1. 主回路分析 圖 8. 2是 CK6140 數(shù)控車床電氣控制中的 380V 強(qiáng)電回路。 TCl 為三相伺服變壓器 ,將交流380V 變?yōu)榻涣?200V,供給伺服電源模塊。 。 ( 2)刀架電動(dòng)機(jī)的控制 。刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí) ,刀架鎖緊定位。 首先我們將機(jī)床調(diào)至手動(dòng)狀態(tài),通過(guò)刀位選擇按鍵進(jìn)行目的刀位選擇,有的系統(tǒng)是利用波段開(kāi)關(guān)的形式進(jìn)行實(shí)現(xiàn),有的系統(tǒng)是利用記數(shù)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn),比如說(shuō)通過(guò)檢測(cè)刀位選擇信號(hào)( )的狀態(tài),如果按下刀位選擇按鍵, 的狀態(tài)應(yīng)該會(huì)改變一次,計(jì)數(shù)器的數(shù)值會(huì)發(fā)生改變,系統(tǒng)選擇的目的刀具也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。 刀架在正向旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中不停的對(duì)刀位輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),如圖 3 所示,每把刀具各有一個(gè)霍爾位置
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