四工位自動刀架設計

四工位自動刀架設計

　　我公司是壓力容器專業制造企業，隨著生產規模的不斷擴大，壓力容器配件的加工數量越來越多，加工精度要求也越來越高，用普通機床加工容器配件效率低，精度不易控制，已不適應企業的生產要求。購置數控機床成本較高，因此我們對現有的普通機床進行了數控化改造。自動刀架是數控車床的重要組成部分之一，改造普通車床時必須將普通方刀架改為自動刀架。C6140普通車床刀架改造方案如下：
　　
　　一、總體方案
　　
　　經改造后的數控車床自動刀架為四工位，最長自動換刀時間控制為3．07秒。自動刀架的作用是在數控車床的加工過程中實現較短時間的自動換刀和手動換刀。自動換刀過程是按照數控加工程序的換刀命令將相應刀號的車刀轉到加工位置；手動換刀過程是根據需要用手按換刀按鈕，刀架順時針轉90度使下一把車刀轉到加工位置。換刀過程包括刀架抬起、轉位、定位和夾緊等步驟。換刀過程由單片機控制，機械系統執行。刀架位置由傳感器和粗定位銷進行粗定位，由鼠牙盤進行精定位。刀架的重復定位誤差為零。
　　
　　二、機械系統與結構
　　
　　自動刀架機械系統的結構如圖(一)所示，主要由蝸輪1、刀架座2、刀架體4、鼠牙盤3、粗定位銷5、球頭銷6、刀位傳感器電刷7等組成。蝸輪與絲杠為整體結構，刀架體內側有內螺紋與絲杠配合，絲杠導程為9mm。上下鼠牙盤采用漸開線齒形，大端模數為2，齒數為68，上鼠牙盤升高4mm即可使上下鼠牙盤完全脫開。自動刀架采用三相異步電動機驅動，經過蝸輪蝸桿傳動得到所需轉速。蝸輪蝸桿機構具有自鎖性，可以避免刀架在切削加工過程中產生松動。刀架的升降采用絲杠螺母機構實現，蝸輪轉160度后鼠牙盤脫開，同時球頭銷在彈簧力作用下壓入轉位套的槽口中，使刀架與蝸輪一起轉動而實現刀具轉位。根據設計要求，電動機反轉時刀架下落并加緊，但不能反轉，故采用了粗定位銷。

　　三、刀架位置檢測系統
　　
　　刀架位置采用接觸式碼盤作為傳感器進行檢測，刀架夾緊是否到位采用位置開關檢測。接觸式碼盤是一種絕對式檢測裝置，可直接把被測轉角位置用數字代碼表示出來。接觸式碼盤的特點是體積小，輸出功率大。該接觸式碼盤有兩個電刷S0、S1，兩電刷電位的高低組合可以測出刀架的四個刀位。
　　
　　四、控制系統硬件電路
　　
　　由于刀架控制系統比較簡單，故采用了MCS

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