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1、,数控机床机械系统装调与维修一体化教程,主编：韩鸿鸾,模块四 自动换刀装置装调与维修,任务一 刀架换刀装置装调与维修,按数控装置的刀具选择指令，从刀库中将所需要的刀具转换到取刀位置，称为自动选刀。在刀库中选择刀具通常采用两种方法。,二、任意选择刀具,一、顺序选择刀具,1.刀具编码方式,2.刀座编码方式,3.编码附件方式,编码附件方式可分为编码钥匙、编码卡片、编码杆和编码盘等。,：三种编码方式有什么异同点?,4.利用PLC(可编程控制器)实现随机换刀,床身,a)回转刀架,c)排刀架 d)带动力刀具的刀架 图41 刀架换刀,刀架换刀,刀架换刀一般应用在数控车床上，以加工轴类零件为主，控制刀具沿X、
2、Z向进行各种车削、镗削、钻削等加工，但所加工孔的轴线一般都与Z轴重合，加工偏心孔要靠夹具协助完成。,c)排刀架,d)带动力刀具的刀架,b)四工位方刀架,任务目标,数控车床方刀架结构,一、经济型数控车床方刀架,1电动机 2联轴器 3蜗杆轴 4蜗轮丝杠 5刀架底座 6粗定位盘 7刀架体 8球头销 9转位套 10电刷座 11发迅体 12螺母 13、14电刷 15粗定位销,二、双齿盘转塔刀架(转塔刀架),图43转塔刀架 l、2-齿轮；3-槽轮盘；4-滚子：6-齿轮：7、8-端面齿盘；9-锥销；10-转塔盘；11-转塔轴；12-碟形弹簧；13、14-滚子；15-杠杆,转塔刀架,l、2-齿轮；3-槽轮盘；
3、4-滚子；6-齿轮； 7、8-端面齿盘；9-锥销；10-转塔盘；11-转塔轴；12-碟形弹簧；13、14-滚子；15-杠杆,传动系统图,：您所在学校所用到的刀架有哪几种？,一、刀架的拆卸,1.在刀架的拆卸过程中，应将各零部件集中放置，特别注意细小零件的存放，避免遗失。 2.刀架的安装基本上是拆卸的逆过程，按正确的安装顺序把刀架装好即可。操作时要注意保持双手的清洁，并注意零部件的防护。,以经济方刀架为例来介绍数控车床刀架的拆卸过程,二、刀架的维护,1.每次上下班清扫散落在刀架表面上的灰尘和切屑。 2.及时清理刀架体上的异物，防止其进入刀架内部，保证刀架换位的顺畅无阻，利于刀架回转精度的保持,清理
4、刀架体上的异物,3.严禁超负荷使用。 4.严禁撞击、挤压通往刀架的连线。 5.减少刀架被间断撞击（断续切削）的机会。 6.保持刀架的润滑良好。,刀架内润滑,7.尽可能减少腐蚀性液体的喷溅，下班后应及时擦拭涂油。 8.注意刀架预紧力的大小要调节适度，如过大会导致刀架不能转动。 9.经常检查并紧固连线、传感器元件盘（发信盘）、磁铁，注意发讯盘螺母联接紧固，如松动易引起刀架的越位过冲或转不到位。 10.定期检查刀架内部机械配合是否松动，否则容易造成刀架不能正常夹紧故障。 11.定期检查刀架内部后靠定位销、弹簧、后靠棘轮等是否起作用，以免造成机械卡死。,：利用实训时间对刀架进行维护。,三、刀架的检修,
5、检修实例1:经济型数控车床刀架放置不停故障的处理,故障现象：刀架旋转不停。 故障分析：刀架刀位信号未发出。应检查发讯盘弹性片触头是否磨坏；发讯盘地线是否断路。 故障排除：更换弹性片触头或调整发讯盘地线。,三、刀架的检修,检修实例2:经济型数控车床刀架越位故障的处理,故障现象：刀架越位。 故障分析：反靠装置不起作用。应检查反靠定位销是否灵活，弹簧是否疲劳；反靠棘轮与螺杆连接销是否折断；使用的刀具是否太长。 故障排除：针对检查的具体原因给予排除。,三、刀架的检修,检修实例3:经济型数控车床刀架转不到位故障的处理,故障现象：刀架转不到位。 故障分析：发讯盘触点与弹簧片触点错位。应检查发讯盘夹紧螺母是
6、否松动。 故障排除：重新调整发讯盘与弹簧片触点位置，锁紧螺母。,三、刀架的检修,检修实例4:经济型数控车床自动刀架不动故障的排除,故障现象：刀架不动。 故障分析：造成刀架不动的原因分别如下： 电源无电或控制箱开关位置不对。 电动机相序反。 夹紧力过大。 机械卡死。,故障排除：针对上述原因，故障处理方法分别是： 应检查电动机有无旋转现象。 检查电动机是否反转。 可用6六角扳手插入蜗杆端部，顺时针旋转，如用力可转动，但下次夹紧后仍不能起动，则可将电动机夹紧电流按说明书稍调小。 观察夹紧位置，要检查反靠定位销是否在反靠棘轮槽内，如定位销在反靠棘轮槽内，将反靠棘轮与蜗杆联接销孔回转一个角度重新打孔联接
7、；检查主轴螺母是否锁死，如螺母锁死应重新调整；检查润滑情况，如因润滑不良造成旋转零件研死，应拆开处理。,三、刀架的检修,检修实例5:SAG210/2NC数控车床刀架不转故障,故障现象: 上刀体抬起但转动不到位。 故障分析：该车床所配套的刀架为LD4-I四工位电动刀架。根据电动刀架的机械原理分析，上刀体不能转动可能是粗定位销在锥孔中卡死或断裂。拆开电动刀架更换新的定位销后，上刀体仍然不能旋转到位。在重新拆卸时发现在装配上刀体时，应与下刀体的四边对齐，而且齿牙盘必须啮合。 故障处理：按上述要求装配后，故障排除。,三、刀架的检修,检修实例6.SAG210/2NC数控车床刀架不能动作,故障现象：电动机
8、起不动，刀架不能动作。 故障分析：SAG210/2NC及CKD6140及数控车床，与之配套的刀架为LD4-I四工位电动刀架。分析该故障产生的原因，可能是电动机相序接反或电源电压偏低，但调整电动机电枢线及电源电压，故障不能排除。说明故障为机械原因所致。将电动机罩卸下，旋转电动机风叶，发现阻力过大。拿开电动机进一步检查发现，蜗杆轴承损坏，电动机轴与蜗杆离合器质量差，使电动机出现阻力。 故障处理：更换轴承，修复离合器后，故障排除。,：通过上网查询、工厂调研，在教师、工厂技术人员的参与下讨论总结常用刀架的故障诊断与排除方法。,刀架常见故障诊断及维修方法。,一、刀架故障诊断,二、经济型电动刀架常见故障,
9、故障诊断及维修方法,1. 机械卡死，电机堵转无法转位 大致有四种原因产生：粗定位销（两个）折断，中轴弯曲或折断，蜗轮、蜗杆损坏，电机与刀架体联接之联轴器损坏。更换相应部件即可修复。,2.转位不停 大致有三种原因产生： (1)磁铁位置不正确，调整它与传感元件相对位置，左右对正、前后距离适中（一般为23mm）； (2)被换位的传感元件损坏或连线折断，更换传感元件、恢复连线； (3)刀架24V电源没有，重新连接24V电源。,3.换位正常，有锁紧动作但锁不紧 大致有两种原因产生： (1)中轴弯曲需更换； (2)反转时间不足需修改相应参数。 4.执行换位命令时无动作 大致有两种原因产生： (1)电机缺相
10、需恢复其动力电路； (2)电机损坏需更换。,任务拓展,动力刀架,车削中心动力刀具主要由三部分组成：动力源、变速装置和刀具附件(钻孔附件和铣削附件等)。,车削中心上的动力刀具,总体结构,反向设置的动力刀具,一、动力刀架的结构,1刀具传动轴2-齿轮轴 3液压缸 4大齿轮,二、变速传动装置,动力刀具的传动装置 1-齿形带2-传动箱3-变速电动机4-空心轴5-中央锥齿轮,三、动力刀具附件,高速钻孔附件 l-锥齿轮2-滚针轴承3-刀具主轴4-角接触球轴承5-弹簧夹头,铣削附件,：动力刀架的应用。,三、动力刀具附件,l、3-锥齿轮 2-轴 4-横轴 5、6-圆柱齿轮 7-铣主轴 A-轴套,任务巩固,一、填
11、空题 1.为进一步提高数控机床的加工效率，数控机床和向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此必须有自动换刀装置，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。 2.在刀库中选择刀具通常采用顺序选择刀具和任意选择刀具两种方法。 3.任意选择法主要有刀具编码、刀座编码和编码附件三种编码方式。,一、填空题 4.数控车床回转刀架根据刀架回转轴与安装底面的相对位置，分为立式刀架和卧式刀架两种。 5.经济型数控车床方刀架换刀时的动作顺序是：刀架抬起、刀架转位、刀架定位和夹紧。 6.车削中心动力刀具主要由三部分组成：动力源、变速装置和刀具附件(钻孔附件和铣削附件等)。,二、选择题
12、 1.（ C ）是对每把刀具进行编码，由于每把刀具都有自己的代码，因此，可以存放于刀库的任一刀座中。 A.编码附件方式 B.刀座编码方式 C.刀具编码方式 2.随机换刀方式刀库中的刀具能与主轴上的刀具任意地直接交换，是利用（ C ）实现的。 A.刀具编码方式 B.刀座方式 C.可编程控制器 3.代表自动换刀的英文是（B）。 A.APC B.ATC C.PLC 4.数控机床自动选择刀具中任意选择的方法是采用（ C ）来选刀换刀。 A. 刀具编码 B. 刀座编码 C. 计算机跟踪记忆,二、选择题 5.加工中心选刀方式中常用的是（ C ）方式。 A刀柄编码 B.刀座编码 C.记忆 6.对刀具进行编码
13、是（ B ）的要求。 A. 顺序选刀 B. 任意选刀 C. 软件选刀 7.在刀库中每把刀具在不同的工序中不能重复使用的选刀方式是（ A ）。 A.顺序选刀 B.任意选刀 C.软件选刀 8.双齿盘转塔刀架由（ C ）将转位信号送可编程控制器进行刀位计数。 A.直光栅 B.编码器 C. 圆光栅 9.回转刀架换刀装置常用数控（ A ）。 A.车床 B.铣床 C.钻床,三、判断题（正确的划“”，错误的划“”） 1.（）数控车床采用刀库形式的自动换刀装置。 2.（）刀库中顺序选择刀具的方法刀库中每一把刀具在不同的工序中不能重复使用，为了满足加工需要，只有增加刀具的数量和刀库的容量，这就降了刀具和刀库的利
14、用率。 3.（）刀库中顺序选择刀具的方法需要刀具识别装置。 4.（）任意选择刀具法的优点是刀库中刀具的排列顺序与工件加工顺序对应，相同的刀具可重复使用。 5.（）刀具编码方式刀库中的刀具在不同的工序中也就可重复使用，用过的刀具也不一定放回原刀座中，避免了因刀具存放在刀库中的顺序差错而造成的事故，同时也缩短了刀库的运转时间。,三、判断题（正确的划“”，错误的划“”） 6.（）自动换刀装置的形式有回转刀架换刀、更换主轴换刀、更换主轴箱换刀、带刀库的自动换刀系统。 7.（）自动换刀装置只要满足换刀时间短、刀具重复定位精度高的基本要求即可。 8.（）利用软件选刀消除了由于识刀装置的稳定性、可靠性所带来的选刀失误。 9.（）车削加工中心必须配备动力刀架。 10.（）数控车床刀架的定位精度和垂直精度中影响加工精度的主要是前者。,
