【正文】 作過(guò)程如下：松開—轉(zhuǎn)位—夾緊1. 受到啟動(dòng)信號(hào)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，剎車松開。m）1100018抬起方向的最大傾覆力矩（N2″15凈重（kg）6016最大切削力矩（Nm）6011分度頻數(shù)（n/h）75012動(dòng)力輸出速比13定位分度精度177。轉(zhuǎn)位時(shí)間（s）9180176。轉(zhuǎn)為時(shí)間（s）745176。㎡）530176。鎖定時(shí)，變位齒輪反轉(zhuǎn)，把滾柱帶到中間位置，定位盤后退，三齒盤嚙合，如圖21所示。完成換刀過(guò)程并繼續(xù)加工。然后電機(jī)反轉(zhuǎn)，將滾柱帶回到各個(gè)滾柱相關(guān)的兩溝槽之間的居中位置上，由此使代有齒圈的環(huán)頂著彈簧，壓向兩個(gè)齒圈、使三個(gè)多齒盤嚙合并連接在一起。當(dāng)三個(gè)多齒盤嚙合時(shí)，變位齒輪鎖定，另一變位齒輪與剛性連接的主軸、轉(zhuǎn)動(dòng)齒盤轉(zhuǎn)動(dòng)，刀架板轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣始于選刀具進(jìn)入操作位置。由于在初始狀態(tài)下變位齒輪與主軸連在一起轉(zhuǎn)動(dòng)。刀架動(dòng)作順序：當(dāng)微機(jī)程序發(fā)出換刀信號(hào)，通過(guò)編碼器使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。預(yù)定位盤上還配有帶彈簧緩沖墊的減震部件，是為了減輕因制動(dòng)銷插入與預(yù)選刀具相關(guān)的缺口而引起撞擊，借助于彈性件之變形，在兩個(gè)方向上減少?zèng)_擊。 高度變位齒輪軸向承載在角度變位齒輪上中間夾有止推軸承，而角度變位齒輪有抵壓在止環(huán)上，中間介有一碟形彈簧，止環(huán)通過(guò)螺紋與主軸剛性連接。當(dāng)兩個(gè)齒輪中一個(gè)靜止時(shí)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就能傳遞給兩個(gè)齒輪中的一個(gè)。 工作結(jié)構(gòu)：在外支承體內(nèi)有一傳動(dòng)馬達(dá)，此馬達(dá)通過(guò)一級(jí)減速器減速，其中大齒輪通過(guò)銷釘與行星輪架作剛性連接，行星輪架沿周邊配置三個(gè)行星輪均布，將轉(zhuǎn)動(dòng)傳給行星輪架，后者又通過(guò)一滾針軸承可繞角度變位齒輪筒形部分轉(zhuǎn)動(dòng)，此齒輪借助于鍵與主軸剛性連接而旋轉(zhuǎn)，行星齒輪與帶滾柱環(huán)行體（高變位）齒輪嚙合，此齒輪與主軸共軸線且可繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。：4秒～。：3秒～；180176。立式四方刀架（螺母升降轉(zhuǎn)位）工作原理：當(dāng)微機(jī)控制程序發(fā)出信號(hào)，通過(guò)放大線路驅(qū)動(dòng)繼電器使電機(jī)旋轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)），通過(guò)減速機(jī)構(gòu)和螺母升降機(jī)構(gòu)將上刀體升起一定位置后，離合轉(zhuǎn)盤起作用，帶動(dòng)上刀體旋轉(zhuǎn)到所選刀位，刀位發(fā)訊盤發(fā)出信號(hào)，刀架控制器（繼電器）使電機(jī)反轉(zhuǎn)，通過(guò)反靠電機(jī)機(jī)構(gòu)使刀體下降，鼠牙盤嚙合，完成精定位，并通過(guò)蝸桿、鎖緊蝸輪，使刀架固緊，當(dāng)夾緊力達(dá)到預(yù)先調(diào)好的狀態(tài)后，過(guò)留繼電器動(dòng)作，切斷電流、電機(jī)停轉(zhuǎn)，并向微機(jī)發(fā)出換刀答復(fù)信號(hào)，加工開始執(zhí)行，刀架動(dòng)作順序?yàn)椋? 電機(jī)——減速機(jī)構(gòu)——升降機(jī)構(gòu)——上刀體上升轉(zhuǎn)位——信號(hào)符合——粗定位機(jī)構(gòu)——上刀體下降——精定為機(jī)構(gòu)——刀體鎖緊——電機(jī)停轉(zhuǎn)——換刀答復(fù)信號(hào)——加工順序執(zhí)行。 凸臺(tái)棘爪式轉(zhuǎn)塔刀架工作原理凸臺(tái)棘爪式轉(zhuǎn)塔刀架工作原理：該機(jī)構(gòu)有兩個(gè)凸臺(tái)1和2，蝸輪帶動(dòng)凸臺(tái)2相對(duì)于凸臺(tái)1轉(zhuǎn)動(dòng)，使其上下兩個(gè)齒盤分離、繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而棘輪機(jī)構(gòu)推動(dòng)刀架轉(zhuǎn)90度，然后利用接觸式開關(guān)或霍爾元件發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)信號(hào)，從新鎖緊刀架。因此轉(zhuǎn)塔刀架也向多品種、多功能、高效化發(fā)展。立式四方刀架一般電機(jī)右置，轉(zhuǎn)塔式刀架一般電機(jī)上置。近幾年來(lái)，數(shù)控車床加工中心逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的車，銑，刨，鏜類機(jī)床，特別是柔性加工單元FMU已成為展覽會(huì)上的主體，還有各種類型的柔性制造系統(tǒng)FMS不斷涌現(xiàn)，因此轉(zhuǎn)塔刀架相應(yīng)地產(chǎn)生了許多類型，適應(yīng)現(xiàn)代加工技術(shù)水平的不斷發(fā)展。 本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)塔刀架具有可靠的結(jié)構(gòu)，并能減少有關(guān)機(jī)械部件的數(shù)量。2. 十字槽輪刀架轉(zhuǎn)塔：體積大，零件多，目前使用較少；3. 電磁式：目前已能應(yīng)用，但多一套電路，并要有斷電保護(hù)；4. 液壓擺動(dòng)油缸：轉(zhuǎn)位可靠，力量可以再加大，但液壓件難制造，還多一套液壓系統(tǒng)，有泄油及發(fā)熱現(xiàn)象；5. 行星傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)比較具有重量輕，體積小，傳動(dòng)比大及效力高等優(yōu)點(diǎn)，單結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造比較困難。它采用多齒盤作為分度定位元件，分度工位由二進(jìn)制絕對(duì)編碼識(shí)別，刀架轉(zhuǎn)位與鎖緊由接近開關(guān)發(fā)出信號(hào)，接近開關(guān)與編碼器均可直接與PLC（可編程程序控制器）聯(lián)接；刀架分度為伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)內(nèi)部自帶制動(dòng)機(jī)構(gòu)，故具有定位精度高，動(dòng)作迅速，穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好，應(yīng)用范圍廣，維修方便等特點(diǎn)，是當(dāng)代具有國(guó)際先進(jìn)水平的高性能產(chǎn)品。8. 大扭矩伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)為平穩(wěn)可靠。6. 高剛性，高可靠性。4. 適應(yīng)與各種數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)接，接口簡(jiǎn)單。2. 轉(zhuǎn)位時(shí)間短。TOER系列數(shù)控刀架是高級(jí)系列數(shù)控車床和車削中心的核心配件，可保證零件通過(guò)一次裝架自動(dòng)完成車，銑，鉆，鉸，鏜，攻螺紋和曲面加工等加工程序。本產(chǎn)品是高性能機(jī)床的附件，是數(shù)控車削中中心的必備附件，而且特別適宜于全功能數(shù)控車窗，也是該機(jī)床的核心部分。在通常已知的情況下，以上操作是靠機(jī)械裝置進(jìn)行的。為此目的，我們?cè)O(shè)計(jì)此轉(zhuǎn)塔刀架，轉(zhuǎn)塔上有許多中刀具，它們能根據(jù)需要進(jìn)入操作位置，并在電子裝置控制下，對(duì)工件進(jìn)行所需要的機(jī)械加工。在對(duì)大量工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，需要按照預(yù)定的和自動(dòng)控制的周期對(duì)同一工件順序的使用若干刀具。37數(shù)控加工中心的自動(dòng)換刀裝置第一章 緒 論本設(shè)計(jì)是帶行星輪傳動(dòng)與定位裝置的刀架轉(zhuǎn)臺(tái)，用來(lái)支承刀架板上許多刀具之一進(jìn)入操作位置。本設(shè)計(jì)涉及采用電機(jī)機(jī)械操作之高速車床所用刀架。此外，機(jī)械加工中的一項(xiàng)基本要求就是速度，是要減少?gòu)囊环N刀具加工完畢至下一種刀具開始加工之間，轉(zhuǎn)臺(tái)使新的刀具轉(zhuǎn)至相應(yīng)操作位置的全部動(dòng)作所需的空載時(shí)間。轉(zhuǎn)臺(tái)從某一操作位置上脫開，必須沿最短路程按不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直至新的刀具進(jìn)入操作位置上才停止轉(zhuǎn)動(dòng)并回到鎖緊狀態(tài)。后者將一轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)傳遞給刀架板，同時(shí)控制這鎖定與松開的裝置動(dòng)作，其中采用了結(jié)構(gòu)特別和價(jià)格昂貴的構(gòu)件。可多刀夾持，雙向轉(zhuǎn)位和任意到位就近換刀，以實(shí)現(xiàn)加工程序的自動(dòng)化，高效化。其特點(diǎn)為：1. 結(jié)構(gòu)緊湊，定位精度高。3. 可雙向轉(zhuǎn)位和任意到位就近換刀。5. 刀具回轉(zhuǎn)傳動(dòng)鏈不妨礙元件動(dòng)作軸向尺寸。7. 可承受大切削力矩。9. 伺服電機(jī)有頂裝和側(cè)裝兩種安裝方式。 縱觀轉(zhuǎn)塔刀架發(fā)展?fàn)顩r：1. 螺母升降臺(tái)：零件多，加力可靠，精度較好，比某些簡(jiǎn)易型成本高，難度更大。行星減速器的重量?jī)H為普通減速器的1/21/6。它有一個(gè)固定件，用以支承一旋轉(zhuǎn)件，在旋轉(zhuǎn)件上可安裝一個(gè)用來(lái)支承許多刀具的刀架板，轉(zhuǎn)動(dòng)此旋轉(zhuǎn)件能使每個(gè)刀具到達(dá)操作位置，此外還配有一個(gè)傳動(dòng)馬達(dá)，轉(zhuǎn)塔刀架的特點(diǎn)：此馬達(dá)連接到一具有三部件的齒輪差速傳動(dòng)裝置上，其中的第一部件稱作驅(qū)動(dòng)件，它與此馬達(dá)相連，一方面控制著轉(zhuǎn)塔的開關(guān)，另外一方面控制著旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)；差動(dòng)裝置的第三個(gè)部件則通過(guò)一環(huán)形體傳動(dòng)裝置連接至一鎖定不轉(zhuǎn)而殼沿軸向移動(dòng)的部件，用以結(jié)合上述鎖定件與旋轉(zhuǎn)件，這兩個(gè)部件中之一備有旋轉(zhuǎn)鎖定裝置，并可由差動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，而將運(yùn)動(dòng)傳給另一部件以及與其有關(guān)的部件，用來(lái)順序控制鎖緊件與旋轉(zhuǎn)件的重新接合，同時(shí)還設(shè)有與軸向移動(dòng)且鎖定不動(dòng)的部件相關(guān)聯(lián)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)，用來(lái)將運(yùn)動(dòng)傳給處在操作位置上的旋轉(zhuǎn)刀具的裝置。刀架可分為：立式、臥式、抬起式、不抬起式，又可分為：四方式、轉(zhuǎn)塔式。由于立式刀架工位少、便宜，目前國(guó)內(nèi)使用較多，由于數(shù)控機(jī)床具有可變性大、工藝范圍廣、改變加工品種靈活、效率高等特點(diǎn)，越來(lái)越被用戶所認(rèn)識(shí)。第二章 方案論證數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架工作原理 十字槽輪轉(zhuǎn)塔刀架工作原理十字槽輪轉(zhuǎn)塔刀架工作原理是利用槽輪原理轉(zhuǎn)位及鎖定（加定位銷）的，銷釘每轉(zhuǎn)一周刀架轉(zhuǎn)90度（也可使銷釘轉(zhuǎn)一周刀架轉(zhuǎn)60度，即設(shè)計(jì)成大工位轉(zhuǎn)塔刀架）。電磁式轉(zhuǎn)塔刀架是利用一個(gè)有1000kgf左右拉緊力的線圈使刀架定位鎖緊，液壓擺動(dòng)油缸也有一個(gè)產(chǎn)生向下拉緊力的銷油缸，它也可以產(chǎn)生1000kgf以上的拉緊力。其中主要是雙插銷機(jī)構(gòu)，重復(fù)定位精度≤，工作可靠性≥3000次，換刀時(shí)間：90176。：～4秒；270176。 行星輪不抬起自動(dòng)刀架工作原理行星輪不抬起自動(dòng)刀架工作原理：其中的馬達(dá)通過(guò)行星齒輪減速后帶動(dòng)一帶有滾柱的環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，后者通過(guò)鎖定環(huán)的凸輪開口使鎖定環(huán)本身作軸向移動(dòng)，而鎖定環(huán)是與刀架一起轉(zhuǎn)動(dòng)的，因此使刀架板松開，此連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的帶滾柱的環(huán)通過(guò)與這些滾柱結(jié)合的相應(yīng)形狀的凹坑驅(qū)動(dòng)刀架板；當(dāng)?shù)竭_(dá)了所需位置且刀架板停轉(zhuǎn)時(shí)，該馬達(dá)即反轉(zhuǎn)而通過(guò)前述的凸輪開口使鎖定環(huán)返回刀鎖定位置。由行星齒輪和角度變位齒輪共同構(gòu)成一種行星差動(dòng)裝置，其中傳給行星齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。角度變位齒輪使連接有關(guān)刀架板的圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣使預(yù)選刀具進(jìn)入操作位置。主軸前端部加寬部分在其外圈上有一圈徑向缺口，它們的個(gè)數(shù)與轉(zhuǎn)臺(tái)位置停止個(gè)數(shù)一致，預(yù)定位盤上對(duì)著這些缺口位置設(shè)有可插入缺口中的徑向制動(dòng)銷，對(duì)著制動(dòng)銷的外面作滾動(dòng)。由于上述減震部件是設(shè)置在預(yù)定位盤上有最大直徑的部位，就能借助相應(yīng)彈性件的變形而有效的減震，這種變形在轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍內(nèi)，齒盤兩相鄰齒間距離，就足以將有限的止動(dòng)作用傳遞給相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。電機(jī)與小齒輪一起使大齒輪與行星輪架轉(zhuǎn)動(dòng)。而滾柱在高度變位齒輪凸輪輪廓上以特別可靠的方式來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)的松開，定齒盤則在壓縮彈簧作用下，壓向滾柱。當(dāng)編碼器探測(cè)的結(jié)果表明已經(jīng)到達(dá)操作位置時(shí)，致動(dòng)器即操縱鎖定螺栓向前進(jìn)給，后者即插入加寬部分的凹槽中，同時(shí)停止與加寬部分剛性連接的圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)；接著傳感器探測(cè)出鎖定螺栓完成的前向進(jìn)給，而使馬達(dá)停轉(zhuǎn)。當(dāng)滾柱來(lái)到凸輪輪廓的表面上時(shí)，近程傳感器探測(cè)出凸起的出現(xiàn)而使馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。滾柱工作原理如下圖所示： 圖21轉(zhuǎn)臺(tái)鎖定件操作圖，處于鎖定位置圖22轉(zhuǎn)臺(tái)鎖定件操作圖，處于松開位置變位齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將滾柱帶到與其相對(duì)應(yīng)的凹槽上，上面沒有溝槽的定位盤在彈簧作用下沿F方向作軸向進(jìn)給，滾柱插入槽中，變位齒輪凸爪卡在定位盤邊沿，變位齒輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，完成松開動(dòng)作，如圖22所示。第三章 技術(shù)數(shù)據(jù) 刀架的選擇（SELECTION OF TURRRET） 切削速度（With cutting speed）：Vt=200m/min對(duì)于不同的切削速度（For different cutting speeds）：Px=PVtx/Vt200（KW）鋼材的抗拉強(qiáng)度極限（Material steel with ultimate tensile strength）：R=66kg/剪切載荷（Tearing load）：Ks