四工位电动刀架拆装与调试（课堂PPT）

电动刀架拆装与调试授课日期:2015年11月授课教师:吴鸿雁11、刀架主要性能参数及选型介绍5、刀架的拆卸、装配与调试

3、刀架的工作原理及换刀过程2、刀架的机械结构4、刀架的电气控制原理6、刀架的常见故障排除

7、刀架的日常维护及注意事项

21、刀架主要性能参数及选型介绍

LD4B系列数控立式转塔刀架，是数控车床关键功能部件之一。刀架转位时上刀体免抬起，定位精度高，采用霍尔元件发信，具有良好的防水性能。广泛应用于各种数控车床上，使零件一次装夹就完成车端面、外圆、内孔、螺纹、割槽等各种加工工序。3

常用电工测量方法主要技术参数表4

常用电工测量方法外形尺寸参数5

常用电工测量方法外形尺寸值6

常用电工测量方法刀架的选用

选用合适的数控转塔刀架对数控机床是很重要的环节，它的大小规格、技术参数直接影响数控机床的性能、零件的加工精度、使用寿命等，因此，选用刀架必须注意以下几个方面：（1）刀架的中心高H2（刀架上刀体刀具安装面到刀架底面的距离）加上所用刀具的高度，必须与机床的中心高（主轴中心到中拖板之间的距离H）一致，如果不能一致，则选用刀架中心高低于机床中心高，但必须是最接近的，然后在刀架底面加相应厚度的垫板；（2）选用与机床相应规格的刀架。如果刀架小，刀具大，过宽的刀具会凸出上刀体，产生不安全因素，对刀架的刚性、使用寿命都会产生影响。

7

常用电工测量方法刀架在机床上的安装（1）测量刀架中心高与机床中心高是否一致，如果刀架中心高低的，预先准备相应厚度的垫板；（2）预先按刀架的安装尺寸在安装位置（一般为中拖板）打四个相应的螺纹孔，准备四只相应的内六角螺钉和扳手；（3）把刀架置于安装位置（一般是车床中拖板上），用一字螺丝刀拆下端盖上M10x1.5的闷头螺钉；（4）用内六角扳手（蜗杆轴端有6mm内六角孔），从端盖方向顺时针（面向端盖）摇动蜗杆，使上刀体转动约45°，下刀体上露出四个安装孔，把螺钉放入并拧紧。如果下刀体上有销孔，可以配打锥销孔。82、刀架的机械结构刀架机械结构图9刀架各零件名称及材料1011（1）当机床需要换刀加工时，控制系统发出换刀信号，正转继电器吸合，电机正转；（2）电机通过左、右联轴器带动蜗杆蜗轮副旋转，蜗轮带动螺杆旋转；（3）螺杆旋转带动夹紧轮上升，同时螺杆带动离合盘转动，离合销在离合盘平面上滑动；（4）在螺杆的旋转带动下夹紧轮一直上升，并与上、下刀体上的齿圈脱开，脱开距离大约为0.8-1mm时，离合销进入离合盘槽中；（5）此时螺杆旋转带动离合盘、离合盘带动离合销、离合销带动夹紧轮，夹紧轮带动上刀体及反靠销开始转位，反靠销从反靠盘粗定位槽内起出，上刀体便开始转位换刀；3、刀架的工作原理及换刀过程12（6）当上刀体转到系统设定刀位时，发信盘上霍尔元件与磁钢感应发出到位信号，正转继电器脱开、控制系统发出反转继电器吸合和延时信号，电机反转；（7）螺杆反向旋转带动离合盘、离合销、反靠销、上刀体反转，当反靠销在反靠盘平面上反转经过粗定位槽时，便落入粗定位槽内，夹紧轮及其上的上刀体无法再旋转，实现了粗定位状态；（8）离合盘在螺杆的带动下继续反转，离合销从离合盘拨位槽中起出，夹紧轮在螺杆的反转带动下开始下降，直至与上、下刀体的端齿完全啮合，实现精定位，刀架锁紧。（9）此时反转时间到，反转继电器脱开，（刀架带回答信号时，刀架锁紧后发出锁紧信号，系统收到锁紧信号后延时0.15s，反转继电器脱开），电机停止转动，刀架换刀程序结束，系统指令执行下一道加工程序。3、刀架的工作原理及换刀过程132：刀架的动作顺序1）不带锁紧回答信号刀架的动作顺序：换刀信号→正转继电器吸合→电机正转→夹紧轮与端齿脱开→上刀体转位→到位信号→正转继电器松开→反转延时信号→反转继电器吸合→电机反转→粗定位→夹紧轮与端齿啮合精定位并夹紧→反转继电器松开→电机停转→系统执行下道工序2）带锁紧回答信号刀架的动作顺序：换刀信号→正转继电器吸合→电机正转→夹紧轮与端齿脱开→上刀体转位→到位信号→正转继电器松开→反转信号→反转继电器吸合→电机反转→粗定位→夹紧轮与端齿啮合精定位并夹紧→刀架发出锁紧信号→延时0.15s→反转继电器松开→电机停转→系统执行下道工序。3、刀架的工作原理及换刀过程14刀架换刀过程中能实现免抬起功能的原因？夹紧轮能沿着销子在上刀体内上下运动，因此换刀过程中不需要整个上刀体上下移动。3、刀架的工作原理及换刀过程151、15T收信式控制原理1）刀架工作时，首先数控系统发出正转信号（低电平），控制正转继电器工作，刀架电机得电后开始正转，同时刀架信号盘按顺序发出刀位信号给系统，当系统收到所要的刀位信号后，撤消正转信号，发出反转信号，反转继电器工作，刀架电机得电反转，刀架开始反转锁紧，反转信号时间由系统设定，反转时间到，撤消反转信号，刀架电机失电停转，刀架换刀完成。此方式我厂配有15T控制盒，用户可根据需要选用。2）刀架接线表：4、刀架的电气控制164、刀架的电气控制15T刀架控制盒接线表：刀架信号线接口（15芯孔式插头）刀架电机线接口（4芯针式航空插头）控制信号线接口（15芯针式插头）电源线接口（4芯针式航空插头）174、刀架的电气控制184、刀架的电气控制电气控制注意事项（1）霍尔发讯盘：采用开关型、单极性霍尔传感器发讯。其输出为NPN型常开输出，低电平有效，最大额定输出电流25mA，使用电源为12V-24VDC。（2）发讯盘设计有限流保护电路。如果发讯盘的输出电流大于额定输出电流则保护电路启动,切断所有刀位信号输出电流(刀架连转)。此时需断开发讯盘电源,排除电路故障,重新上电即能正常工作。因此刀架接线时应确认发讯盘的负载电流是否符合要求。例如不能用发讯盘直接带继电器等大负载器件,另外加上拉电阻时上拉电阻阻值不可太小。带保护的发讯盘有12V和24VDC二种规格，使用前应确认所使用发讯盘的电源规格。（3）上拉电阻：有些CNC系统要求刀位输入信号高电平有效，此时应加上拉电阻，上拉电阻阻值及功率不可太小，以免损坏发讯盘。建议在24V电源下使用2KΩ，1/2W电阻。195、刀架的拆卸205、刀架的拆卸刀架拆卸工艺流程（1）拆卸下闷头，用内六角扳手顺时针转动蜗杆，使夹紧轮松开；（2）拆下铝盖，发讯座（发讯座内的磁钢不建议拆下）；（4）拆下信号线，拆下小螺母，取出发讯盘；（5）松开防松螺钉，拆下大螺母，止退圈，取出键，轴承；（6）取出离合盘（注意与螺杆的位置），离合销及弹簧；（7）夹住反靠销逆时针旋转上刀体，取出上刀体；(注意事项)215、刀架的拆卸刀架拆卸工艺流程（8）对上刀体进行拆解，拆卸下外齿圈上螺钉，用顶丝将外齿圈顶出，取出夹紧轮，长圆柱销，并从夹紧轮中取出反靠销。（9）拆下定轴与下刀体的联接螺钉，取出定轴、推力球轴承，蜗轮及螺杆。225、刀架的拆卸刀架拆卸过程中的注意事项：（1）在拆卸前先要利用内六角扳手顺时针转动蜗杆，使夹紧轮抬起，刀架处于松开状态，否则大螺母不易于拆卸下来。（2）逆时针旋转取出上刀体时，注意夹紧反靠销，否则反靠销掉下来落入反靠盘槽中后，上刀体就不能旋转了，此时可顺时针转动蜗杆，手扶住上刀体使其不动，使上刀体内的夹紧轮上升，从而使整个上刀体从螺杆上拆卸下来。（3）从上刀体上拆卸下外齿圈，可采用顶丝顶出，外齿圈上有相应的顶丝孔。236、刀架的装配刀架装配的工艺流程（1）装配时所有零件清洗干净，传动部件上润滑脂；（2）将蜗轮及螺杆，从下刀体底部装入，使蜗轮与蜗杆啮合好；（3）将推力球轴承（紧片在下，松片在上）套入定轴，将定轴装入下刀体底部，拧紧定轴与下刀体联接的螺钉；（4）将长圆柱销，夹紧轮和外齿圈装入上刀体（注意与上刀体的位置），用螺钉和锥销固定；（5）将两颗反靠销分别装入夹紧轮的销孔内，用黄油黏住，使反靠销不掉落即可；（6）将上刀体旋入螺杆，使螺杆上端面高出夹紧轮平面2-3mm，将弹簧和离合销放入销孔内，用力抵住离合销，左右旋转上刀体，使反靠销进入反靠盘槽内，此时上刀体与下刀体四方应对齐。24（7）装上离合盘；（注意，离合盘有方向）（8）装上推力球轴承（紧片在上，松片在下）、键、止退圈、大螺母，拧紧大螺母；（注意大螺母一定要拧紧）（9）用内六角扳手旋转蜗杆（蜗杆轴端有内六角孔），使每个刀位都能正常转位、松开、锁紧。拧紧大螺母上的防松螺钉；（10）装上发讯座（发讯座内有磁钢，一般不建议拆下）、发讯盘、小螺母，用小螺母将发讯盘拧紧，接上信号线。（红接“+”，黄接“-”，或绿接“-”）（11）通电试运行。刀架装配的工艺流程6、刀架的装配25刀架装配注意事项（1）将夹紧轮及外齿圈装入上刀体时，要注意夹紧轮、外齿圈与上刀体之间的相互位置。（2）将上刀体旋入螺杆的时候，应将两颗反靠销用黄油黏在夹紧轮的销孔内，防止其掉落。将上刀体旋入螺杆，使螺杆上端面高出夹紧轮平面2-3mm，将弹簧和离合销放入销孔内，用力抵住离合销，左右旋转上刀体，使反靠销进入反靠盘槽内，此时上刀体与下刀体四方应对齐。（3）略微调整螺杆位置，以便离盒盘的装入，螺杆上的销应装入离合盘的孔中，此时夹紧轮上的离合销也应正好在离合盘的槽中，注意离合盘的位置，离合盘和螺杆上的销孔是不对称的。（4）大螺母一定要拧紧，否则刀架无法锁紧，或者锁紧之后无法松开。6、刀架的装配26刀架装配注意事项（5）注意发讯盘内的霍尔元件与磁钢的位置，磁钢的高度应该跟霍尔元件对齐，在圆周方向上，一般情况在刀架锁紧状态下进行调整，使霍尔元件比磁钢向前（顺时针）大约磁钢宽度的三分之一。（6）信号线的接线顺序为：红线接（+），黄线接（-），白线接1号刀位，蓝线接2号刀位，紫线接3号刀位，橙线接4号刀位（发讯盘上写有数字）。6、刀架的装配277、刀架常见故障与排除方法288、刀架的日常维护及注意事项1、在维修、调整、清理、拆卸和安装本刀架前，必须先关闭主电源；2、刀