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1、电动刀架拆装与调试,授课日期: 2015年11月,授课教师: 吴鸿雁,1、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,1、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。,常用电工测量方法,主要技术参数表,常用电工测量方法,外形尺寸参数,常用电工测量方法,
2、外形尺寸值,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。,常用电工测量方法,刀架在机床上的
3、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。,2、 刀架的机械结构,刀架机械结构图,刀架各零件名称及材料,（1）当机床需要换刀加工时，控制系统发出换刀信号，正转继
4、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,（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
5、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0.15 s，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,2：刀架的动作顺序 1）不带锁
6、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,刀架换刀过程中能实现免抬起功能的原因？ 夹紧轮
7、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,1、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,4、刀架的电气控制,15T刀架控制盒接线表： 刀架信号线接
8、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）,4、刀架的电气控制,4、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
9、,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2K，1/2W电阻。,5、刀架的拆卸,5、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
10、簧； （7）夹住反靠销逆时针旋转上刀体，取出上刀体；(注意事项),5、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。,5、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
11、，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。,6、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
12、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。,（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,刀架装配注意事项,（1）将夹紧轮及外齿圈装入
13、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,刀架装配注意事项,（5）注意发讯盘内的霍尔
14、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,7、刀架常见故障与排除方法,8、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、刀架电机使用电源为：50Hz、三相380V10%；发讯盘使用电源为直流24V或12V（通常为直流24V，如需使用直流12V，请定货时注明）。刀架在连续运行时，每分钟换刀次数不能超过6次，否则会烧坏电机； 3、在刀架工作时，刀架的四周请不要使用气枪清理铁屑以及污垢,否则刀架体内可能会有铁屑和污水,影响刀架正常运行和精度； 4、为保证刀架使用正常, 每班应加注清洁机油，并且每3个月应将刀架拆开清洗、保养一次，所有零件（除发讯盘、电机等电器部件外）清洗上油；,
