数控车床刀架的安装与调试毕业设计.docx
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数控车床刀架的安装与调试毕业设计.docx
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数控车床刀架的安装与调试毕业设计
西南科技大学毕业设计
题目:
数控车床刀架的安装与调试
四川省高等自学考试科毕业设计(论文)申报表
姓名
性别
男
年龄
考号
专业
地址
电话
邮编
毕业设计(论文)题目
数控车床刀架的安装与调试
拟请
指导教师
姓
名
职称
邮编
单位
毕业设计(论文)课题目的、意义及价值、基本条件及实施时间
一、目的:
设计本课题的主要目的是了解数控车床刀架的分类、作用、安装调试、常见故障的排除方法。
二、意义及价值:
随着社会的不断地进步,同时工业也不断地发展。
现在大多数企业都提倡高效率、高质量、高可靠的生产口号来满足市场的需求。
企业再不断地改进技术,来提高产品更换周期;使用先进的机械设备如数控车床、数控铣床、加工中心等,来提高产品的生产效率。
这就对我们的工作者要高的职业素养。
现在工厂对工人的要求以不在是只满足懂操作的人,而是需要综合性人才。
在工作过程中难免会遇见一些机械的常见故障,这就要求操作者需具备一些解决常见故障的能力。
所以基于这个原因我研究了数控车床刀架安装与调试这个课题。
教学主管
单位意见
主考院校
评审意见
西南科技大学毕业设计(论文)开题报告
学院
专业班级
姓名
学号
题目
数控车床刀架的安装及调试
题目类型
研究型
一.选题背景及依据(简述国内外研究现状、生产需求状况,说明选题目的、意义,列出主要参考文献)
数控刀架的发展趋势是:
随着数控车床的发展,数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
目前国内数控刀架以电动为主,分为立式和卧式两种。
立式刀架有四、六工位两种形式,主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋转,就近选刀,用于全功能数控车床。
另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
数控刀架的市场分析:
国产数控车床今后将向中高档发展,中档采用普及型数控刀架配套,高档采用动力型刀架,兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种,近年来需要量可达1000~1500台。
有关人士指出,数控机床附件及其配套功能部件是我国机床工具制造业“十五”计划重点发展的产品。
虽然我国数控机床附件的研制由无到有,取得了显著成绩,但与国外先进水平相比还是有一定差距的。
为确保国产数控机床的大发展,就必须把数控机床附件尽快搞上去。
为此他们建议国家有关部门,尽快制定有关鼓励、扶持国产数控机床附件发展的相关政策,加大对数控机床附件行业科研和技改投入,使国产数控机床附件行业有一个大发展。
国外数控车床的发展目的在于提高加工精度和缩短制造周期。
实现上述目的之手段是实现机床多功能化和工序工种集成,开发多种多样复合化加工的机种,如增添铣削功能的复合加工车削中心、双主轴多刀塔(双刀塔或四刀塔)数控车床和车削中心、双主轴同步驱动,双刀塔同时进行加工车削中心、五轴联动车铣复合中心、车磨复合加工机床、具有车、铣、镗、磨和激光热处理多种功能的高度复合化的复合加工中心等等。
我国数控车床经过多年的发展,特别是近几年迅速的发展,与国际先进水平的差距在逐年缩小。
对于某些依赖于进口的高档数控车床,如高精度数控车床和车削中心(主轴径跳轴跳≤0.001mm)、适用耐热合金和钛合金零件加工的大功率、高扭矩数控车床和车削中心等等要加强产品开发研究攻关,突破其核心技术。
数控刀架的高、中、低档产品市场数控刀架作为数控机床必需的功能部件,直接影响机床的性能和可靠性,是机床的故障高发点。
这就要求设计的刀架具有具有转位快,定位精度高,切向扭矩大的特点。
它的原理采用蜗杆传动,上下齿盘啮合,螺杆夹紧的工作原理。
虽然中国现在是制造业大国,但还不是制造业强国。
而对于中国现阶段的国情以及现阶段的发展形势而言,大力发展数控机床,但这不是盲目的发展。
对于数控车床而言,现阶段大多数是由普通机床进行改装而成经济的数控车床,这主要是为了减少投资。
出于此原因我选了数控车床刀架的安装、调试这个题。
二、主要研究(设计)内容、研究(设计)思想及工作方法或工作流程
主要研究内容:
数控车床回转刀架(四方刀架或电动刀架)的安装、调试。
研究思想:
刀架的安装主要分机械部分、电气部分,从而分别对这两部分进行阐述。
此外还对刀架安装后调试过程中出现的一些常见故障进行故障排除,以便操作者能对常见故障进行及时排除。
三、毕业设计(论文)工作进度安排
时间安排
工作进度
2009.5.17—2009.5.20
选题
2009.5.21—2009.5.25
理思路
2009.5.26—2009.5.31
理提纲
2009.6.1—2009.7.1
找资料
2009.7.2—2009.7.5
做引言部分
2009.7.6—2009.7.10
数控车床刀架的分类及作用
2009.7.11—2009.7.25
回转刀架
2009.7.26—2009.8.20
LDB4电动刀架
2009.8.21—2009.9.5
总结﹑参考文献以及修改
指导
教师
意见
指导教师签字___________
年月日
院系
毕业
设计
领导
小组
审核
意见
难度
综合训
练程度
是否隶属科研项目
教学院长(公章)___________
年月日
备注:
1、题目类型分为:
研究型、设计型和应用型等。
2、题目难度分为:
A、B、C、D四个等级。
3、综合训练程度分为:
A、B、C三个等级。
毕业设计(论文)进度表
日期
工作内容
执行情况
指导教师签字
2009.5.28
2009.6.12
2009.7.15
2009.8.24
指导教师
对进度实施
情况总评.
评分
签字年月日
答辩组
评审意见
评分
组长签字年月日
主考院校
评审意见
签章年月日
前言
当前,高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为衡量一个国家综合经济实力和科技水平的重要标志之一,成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
如今,中国已成为制造业大国,但还不是制造业强国。
我们要从制造业大国走向制造业强国,必须大力发展以数控技术为主的先进制造技术。
现在大多数企业为了经济实惠,将企业里普通机床该装为经济的数控机床如普通车床该为经济数控车床。
然而操作者就需要具备一定的数控技术知识。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
经济数控车床主要采用回转刀架。
在操作过程中需了解刀架的安装、调试的基本知识,以便在出现故障后有一定解决故障的能力。
所以
(1)以CK6140数控车床为例分析了它的电气控制,着重分析四方刀架的电气控制原理图;
(2)以LDB4系列电动刀架为例分析了刀架的安装、调试;(3)例举了一些常见刀架故障的排除方法;对操作者在操作过程中遇见的刀架故障有所帮助,他们在遇见故障后有及时解决现场问题的能力。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
这种主要由一般(普通)出发进行研究讨论,从而推出特殊的思路。
第一章引言……………………………………………………………………11
第二章数控车床刀架的分类及作用……………………………………12
2.1概述………………………………………………………………………….12
2.2刀架的分类………………………………………………………………………12
2.3数控车床刀架的作用…………………………………………………13
第三章回转刀架………………………………………………………………………….13
3.1回转刀架实物图……………………………………………………………………13酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
3.2回转刀架结构要求……………………………………………………………………13彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
3.3回转刀架的采用的转位、定位机构……………………………………………14謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
3.3.1回转刀架采用液压缸转位和定位销定位的方式………………………………14
3.3.2回转刀架采用电动机带动离合器定位…………………………………………15厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
3.3.2区别………………………………………………………………………….………15
3.4四方刀架结构………………………………………………………………………….16茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
3.5四方刀架工作原理……………………………………………………………………16鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
3.6四方刀架换刀过程…………………………………………………………………17籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
3.7四方刀架换刀动作顺序……………………………………………………………18預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
3.8刀架逻辑控制…………………………………………………………………………18.渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
3.9刀架电气控制………………………………………………………………………….19铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
3.9.1CK6140数控车床主回路分析………………………………………………………20擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
3.9.2CK6140数控车床电源电路分析……………………………………………………21贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
3.9.3CK6140数控车床控制电路…………………………………………………………23坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
3.9.3.1主轴电动机的控制……………………………………………………………23
3.9.3.2刀架电动机的控制…………………………………………………………24
3.9.3.3冷却泵电动机控制…………………………………………………….…25
3.10四方刀架的安装、调试……………………………………………………………28
第四章LDB4系列电动刀架…………………………………………………………31
4.1概述………………………………………………………………………….31
4.2实物图………………………………………………………………………….31
4.3工作原理………………………………………………………………………….31
4.4刀架动作顺序………………………………………………………………………….32
4.5LDB系列刀架技术参数……………………………………………………………32
4.6LDB系列刀架技术指标……………………………………………………………33
4.7LDB系列刀架安装……………………………….…………………………………35
4.7.1四方刀架结构组成………………………………………………………………35
4.7.2刀架结构零件实物图……………………………………………………………35
4.7.3拆装顺序及结构图………………………………………………………………37
4.7.4装配顺序………………………………………………………………………….38
4.7.5安装尺寸参数……………………………………………………………………38
4.7.6电动刀架的电气控制……………………………………………………………40
4.8刀架调试………………………………………………………………………….43蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
4.9数控车床刀架常见故障排除及方法分析………………………………………44買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
4.9.1概述…………………………………………………………………………44.綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
4.9.2基础知识………………………………………………………………………….44驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
4.9.3故障举例…………………………………………………………………………45猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
总结………………………………………………………………………….49
参考文献………………………………………………………………………….51
一、引言
数控刀架的发展趋势是:
随着数控车床的发展,数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
目前国内数控刀架以电动为主,分为立式和卧式两种。
立式刀架有四、六工位两种形式,主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋转,就近选刀,用于全功能数控车床。
另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
数控刀架的市场分析:
国产数控车床今后将向中高档发展,中档采用普及型数控刀架配套,高档采用动力型刀架,兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种,近年来需要量可达1000~1500台。
烟台机床附件公司是我国生产数控刀架的主要厂家之一。
他们生产的AK31系列全功能型数控转塔刀架,主要规格有,中心高为63、80、100、125、160及200mm;AK21系列经济型数控转塔刀架主要规格有:
刀台方尺寸为80、100、137、150、160、190、200、240、300、340mm。
烟台机床附件公司生产的AK31系列数控转塔刀架是引进意大利技术生产的高性能机床附件,特别适宜全功能数控车床,可多刀夹持,变向转位和任意刀位就近选刀,实现了加工程序的自动化、高效化。
目前,该公司数控刀架的国内市场占有率达到了40%左右,受到一大批机床主机厂的称赞。
锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
有关人士指出,数控机床附件及其配套功能部件是我国机床工具制造业“十五”计划重点发展的产品。
虽然我国数控机床附件的研制由无到有,取得了显著成绩,但与国外先进水平相比还是有一定差距的。
为确保国产数控机床的大发展,就必须把数控机床附件尽快搞上去。
为此他们建议国家有关部门,尽快制定有关鼓励、扶持国产数控机床附件发展的相关政策,加大对数控机床附件行业科研和技改投入,使国产数控机床附件行业有一个大发展。
構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
国外数控车床的发展目的在于提高加工精度和缩短制造周期。
实现上述目的之手段是实现机床多功能化和工序工种集成,开发多种多样复合化加工的机种,如增添铣削功能的复合加工车削中心、双主轴多刀塔(双刀塔或四刀塔)数控车床和车削中心、双主轴同步驱动,双刀塔同时进行加工车削中心、五轴联动车铣复合中心、车磨复合加工机床、具有车、铣、镗、磨和激光热处理多种功能的高度复合化的复合加工中心等等。
我国数控车床经过多年的发展,特别是近几年迅速的发展,与国际先进水平的差距在逐年缩小。
对于某些依赖于进口的高档数控车床,如高精度数控车床和车削中心(主轴径跳轴跳≤0.001mm)、适用耐热合金和钛合金零件加工的大功率、高扭矩数控车床和车削中心等等要加强产品开发研究攻关,突破其核心技术。
数控刀架的高、中、低档产品市场数控刀架作为数控机床必需的功能部件,直接影响机床的性能和可靠性,是机床的故障高发点。
这就要求设计的刀架具有具有转位快,定位精度高,切向扭矩大的特点。
它的原理采用蜗杆传动,上下齿盘啮合,螺杆夹紧的工作原理。
輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
2、数控车床刀架的作用及分类
1.概述
数控机床为了能在工件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序,以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差,必须带有自动换刀装置。
而对自动换刀装置的基本要求是:
换刀时间短,刀具重复定位精度高,有足够的刀具存储量,刀库占地面积小及安全可靠等。
尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
其中数控车床上的回转刀架就是一种简单的自动换刀装置,常用于数控车床。
可以设计成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。
回转刀架上分别安装着四把、六把或更多的刀具,并按数控装置的指令换刀。
识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
数控车床使用的刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架等,即在其上装有四把刀、六把或更多的刀具。
数控车床的刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力,同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。
刀架作为数控车床的重要部件。
凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
目前数控车床刀架基本为电动刀架,其特点是定位更准确、迅速。
老式传统车床刀架多为手动、液压驱动或少部分的电动。
恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。
2.数控车床刀架的分类
a分立式和卧式两大类
刀架分立式刀架和卧式刀架,其中刀架有四方刀架、转塔刀架、分度台刀架、电动刀架、回转刀架、排刀架等。
其中四方刀架是数控车床上最长用的刀架之一。
立式刀架大多用在经济型数控车床上,多为四工位.而卧式刀架一般用在中高档数控机床上,多为斜轨。
鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
b分电机带动和液压驱动两种(液压驱动的一般是卧式的)
如电动机传动的转塔刀架、液压驱动的转塔刀架;两者的区别在于采用的定位方式和驱动方式不同。
c各大类中以可装刀数不同而分型号
如可装四把刀的叫立式四工位的.以此类推.
数控车床四方刀架、数控车床六角回转刀架、盘形自动回转刀架、车削中心用动力刀架。
3.刀架的作用
刀架作为数控车床的重要配置,在机床运行工作中起着至关重要的作用,一旦出现故障很可能造成工件报废,甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故。
它是车床的支撑部件之一,其中起支撑、刀具装夹作用;同时它也是进给系统的一部分。
最重要的是在工件加工过程中还提供切削力、定位精度。
硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
三、回转刀架
1、立式回转刀架(四工位)如图所示
2、回转刀架的结构要求
回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工时的切削抗力。
由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置,对于数控车床来说,加工过程中刀具位置不进行人工调整,因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构,以保证回转刀架在每次转位之后,具有尽可能高的重复定位精度(一般为0.001~0.005mm)。
阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
3、回转刀架的采用的转位、定位机构
回转刀架除采用液压缸转位和定位销定位以外,还可采用电动机带动离合器定位,以及其他转位和定位机构。
数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。
氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:
同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。
1、回转刀架采用液压缸转位和定位销定位的方式
图8-17为数控车床六角回转刀架,它适用于盘类零件的加工。
在加工轴类零件时,可以用四方回转刀架。
由于两者底部安装尺寸相同,更换刀架十分方便。
釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
图8-17 数控车床六角回转刀架
1-活塞 2-刀架体 3、7-齿轮 4-齿圈 5-空套齿轮
6-活塞 8-齿条 9-固定插销 10、11-推杆 12-触头
回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,它的动作分为4个步骤:
(1)刀架抬起 当数控装置发出换刀指令后,压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔,活塞1上升,刀架体2抬起,使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。
同时,活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。
怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
(2)刀架转位 当刀架抬起后,压力油从c孔进入转位液压缸左腔,活塞6向右移动,通过联接板带动齿条8移动,使空套齿轮5作逆时针方向转动。
通过端齿离合器使刀架转过60º。
活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6,并由限位开关控制。
谚辞調担鈧谄动禪泻類。
(3)刀架压紧 刀架转位之后,压力油从b孔进入压紧液压缸上腔,活塞1带动刀架体2下降。
齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9,利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙,实现反靠定位。
刀架体2下降时,定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧,同时齿轮3与齿圈4的锥面接触,刀架在新的位置定位并夹紧。
这时,端齿离合器与空套齿轮5脱开。
嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。
(4)转位液压缸复位 刀架压紧之后,压力油从d孔进入转位液压缸的右腔,活塞6带动齿条复位,由于此时端齿离合器已脱开,齿条带动齿轮3在轴上空转。
熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
如果定位和夹紧动作正常,推杆11与相应的触头12接触,发出信号表示换刀过程已经结束,可以继续进行切削加工。
鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
2、回转刀架采用电动机带动离合器定位
如下图(a)所示为螺母升降转位刀架,电动机经弹簧安全离合器到蜗轮副带动螺母旋转,螺母举起刀架使上齿盘与下齿盘分离,随即带动刀架旋转到位,然后给系统发信号螺母反转锁紧。
纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
3、区别
离合器是应用电磁效应接通或切断运动的元件,便于实现自动操作。
它是通过若干个安装在各传动轴上的离合器的吸合和分离的不同组合来改变齿轮的传动路线,实现主轴的变速。
颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
液压缸是通过改变不同的通油方式可以使三联齿轮获得三个不同的变速位置。
它必须在主轴停车之后才能进行,但停车时拨动滑移齿轮啮合又可能出现“顶齿”现象。
它增加了数控机床液压系统的复杂性,而且必须将数控装置送来的信号先转换成电磁阀的机械动作,然后再将压力油分配到相应的液压缸,因而增加了变速的中间环节,带来了更多的不可靠因素。
濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。
4、四方刀架结构
四方刀架是回转刀架的一种,它的外形是四方形的,同时具有四个刀位。
在加工零件时可以根据加工要求的不同可以同时一次性装四把刀,所以叫它四方刀架。
銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。
如下图8-1所示立式四方刀架结构。
它是采用蜗轮蜗杆传动,三齿盘啮合螺杆锁紧的工作原理。
具体工作程序;当主机系统发出转位信号后,刀架电机转动,电机带动蜗杆19转动,蜗杆19带动蜗轮2转动,蜗轮2与蜗杆19用键联接,螺杆9的转动把夹紧轮14往上抬,从而使三齿圈(内齿圈、外齿圈和夹紧齿圈)都松开,这时离合销进入离合盘16的槽内,反靠销26同时脱离反靠盘10的槽子,上刀体15开始转动,当刀体15转到对应的刀位时,磁钢22与发讯盘24上的霍尔元件相对应,发出到位信号。
系统收到信号后发出电机反转延时信号,电机反转,上刀体15稍有反转,反靠销26进入反靠盘10的槽子实行初定位,离合销25脱离离合盘16的槽子,夹紧轮14往下压紧内外齿圈直至锁紧,延时结束。
主机系统指令下一道程序。
挤貼綬电麥结鈺贖哓类。
5、四方刀架工作原理
如下图(a)所示为回转刀架的工作原理为机械螺母升降转位式刀架,电动机经弹簧安全离合器到蜗轮副带动螺母旋转,螺母举起刀架使上齿盘与下齿盘分离,随即带动刀架旋转到位,然后给系统发信号螺母反转锁紧。
工作过程可分为刀架抬起、刀架转位、刀架定位并压紧等几个步骤。
图2.1为螺旋升降式四方刀架,其工作过程如下:
① 刀架抬起 当数控系统发出换刀指令后,通过接口电路使电机正转,经传动装置2、驱动蜗杆蜗轮机构1、蜗轮带动丝杆螺母机构8逆时针旋转,此时由于齿盘4、5处于啮合状态,在丝杆螺母机构8转动时,使上刀架体产生向上的轴向力将齿盘松开并抬起,直至两定位齿盘4、5脱离啮合状态,从而带动上刀架和齿盘产生“上台”动作。
② 刀架转位 当圆套9逆时针转过150°时,齿盘4、5完全脱开,此时销钉准确进入圆套9中的凹槽中,带动刀架体转位。
③ 刀架定位 当上刀架转到需要到位后(旋转90°、180°或270°),数控装置发出的换刀指令使霍尔开关10中的某一个选通,当磁性板11与被选通的霍尔开关对齐后,霍尔开关反馈信号使电机反转,插销7在弹簧力作用下进入反靠盘6地槽中进行粗定位,上刀架体停止
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- 数控车床 刀架 安装 调试 毕业设计