C616数控车床自动回转刀架机电系统de设计.pdf

摘要 传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要。因此，本文对普 通机床的换刀装置进行改进，对一台四工位的立式自动回转刀架进行数控化设计，使该装置具有自动松 开、转位、精密定位等功能。新的数控換刀装置功能更强， 可靠性更稳定，功率增大，结抅简单，维修 方便。 关键词：四工位立式刀架；自动回转；主传动部件；电气控制 1 绪论 经济型数控是我国80年代科技发展的产物。这种数控系统由于功能适宜.价格便宜. 用它来改造车床，投 资少、见效快、成为我国“七五”、“八五”重点推广的新技术之一。十几年来，随着科学技术的发展，经 济型数控技术也在不断进步，数控系统产品不断改进完善. 并且有了阶段性的突破，使新的经济型数控 系统功能更强，可靠性更稳定，功率增大，结构简单，维修方便。由于这项技术的发展增强了经济型数 控的活力，根据我国国情，该技术在今后一段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。对于 原有老的经济型数控车床，特别是80年代末期改造的设备，由于种种原因闲置的很多，浪费很大；在用 的设备使用至今也十几年了，同样面临进一步改造的问题。通过改造可以提高原有装备的技术水平，大 大提高了生产效率，创造更大的经济效益。数控车床主要由主轴箱、床鞍、尾架、刀架、对刀仪、液压 系统、润滑系统、气动系统及数控装置组成。数控车床的出现对提高生产率改将产品质量以及改善劳动 条件和提高效率上发挥了重要的作用。在提高效率上主要表现在两个方面：1）通过刀具的快速自动定 位，提高了空程速度和划线工艺的时间。2）批量加工一致性好，可以减少工件检验和时间。特别是经 济型老车床对刀等还需要手动完成，以及在加工一个零件过程中，更换刀具，装卸零件，测量和搬运零 件用于大部分时间占辅助时间长的刀具交换和刀具尺寸调整。加工时间相对较短，为缩短加工辅助时 间，充分发挥数控机床的功能，进一步压缩非切削时间，数控机床正朝着一台机床在一次装夹中完成多 工序加工的发展方向。在这类多工序的数控机床中必须带有自动换刀装置，在多工序数控机床出现之后. 又逐步发展和完善了各类回转刀具的自动更换装置，扩大了换刀数量，以便有可能实现更复杂的换刀操 作，在自动换刀数控机床上，自动换刀装置应满足换刀时间短，刀具重复定位精度高，足够的刀具储存 量，换刀安全可靠等要求。 1.1 数控车床自动回转刀架的概述 数控车床主要由主轴箱、床鞍、尾架、刀架、对刀仪、液压系统、润滑系统、气动系统及数控装置组 成。数控车床的出现对提高生产率改善产品质量以及改善劳动条件等发挥了重要的作用。传统的车床例 如CA6140的刀架上只能装一把刀，换刀的速度慢，换刀后还须重新对刀，并且精度不高，生产效率低， 不能适应现代化生产的需要，因此有必要对机床的换刀装置进行改进，为了能在工件的一次装夹中完成 多个工序加工，缩短加工辅助时间，减少多次安装所引起的加工误差，充分发挥数控机床的效率，釆用 “工序集中”的原则，釆用自动回转刀架。数控车床上使用的自动回转刀架是一种最简单的换刀装置，自 动回转刀架是在一定的空间范围内，能执行自动松开、转位、精密定位等一系列动作的一种机构。对于 自动回转刀架，根据装刀数量的不同，自动回转刀架分有四工位、六工位和八工位等形式。根据安装的 不同方式，自动回转刀架可分为立式和卧式。而根据机械定位方式不同，自动回转刀架又可分为端齿盘 定位型和三齿盘定位型等。其中端齿盘定位型换刀时要将刀架抬起，换刀速度较慢且密封性差，但其结 构简单。三齿盘定位叫免抬型，其特点时换刀时刀架不拾起，因此换刀速度快且密封性好，但其结构复 杂。 自动回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚性，以承受粗加工时的切削抗力，为了保证转位之后具 有髙的重复定位精度，自动回转刀架还需要选择可靠的定位方案和合理的定位结构。自动回转刀架的自 动换刀是由控制系统和驱动电路来实现的。 1.2 设计研究内容 设计一台四工位的立式自动回转刀架.适用于C616经济型数控车床。要求绘制自动回转刀架的机械结构 图，设计控制刀架自动转位的硬件电路，编写刀架的控制软件，选用电动机的额定功率为90W ，额定转 速为1440r/min ，换刀时的速度为30r/min。分别对其组成部分即机械总体结构、工作原理、主传动部件 及电气控制部分进行设计、控制，并对自动回转刀架出现的一些常规故障问题提出一些修理意见。[1] 1.3 研究实际社会意义及应用效果 传统的车床的刀架上只能装一把刀，换刀的速度慢，换刀后还须重新对刀，并且精度不高，生产效率 低，不能适应现代化生产的需要，因此有必要对机床的换刀装置进行改进，数控车床上使用的自动回转 刀架是一种