數(shù)控車床四方回轉(zhuǎn)刀架拆裝及維護(hù)研究
2020-5-26 來源： 江蘇省常熟職業(yè)教育中心 作者：彭建飛
摘要：本文以四方回轉(zhuǎn)刀架作為研究對象，詳細(xì)分析了它的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)位動作過程，然后進(jìn)行拆卸詳解，并指出了裝配過程的一些關(guān)鍵點，提出在日常維護(hù)過程中的操作要點，能夠滿足工廠實際的維護(hù)要求，為機(jī)修人員提供了正確的思路，供同行們參考、研究。
關(guān)鍵詞：四方回轉(zhuǎn)刀架；拆卸；裝配
1、背景
數(shù)控車床的四方回轉(zhuǎn)刀架，主要作用是用于安裝和夾持刀具，其本身是機(jī)床的重要組成部分。它的結(jié)構(gòu)和使用性能直接影響機(jī)床的切削性能以及切削效率。能夠在工件一次裝夾中完成多個工步，縮短輔助動作時間，減少工件因多次安裝引起的誤差，一般都帶有刀架系統(tǒng)。
2、回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)及換刀動作分析
2.1 回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)
圖 1 所示為一種螺旋升降立式四方回轉(zhuǎn)刀架，刀架的回轉(zhuǎn)軸與機(jī)床主軸成垂直布置，結(jié)構(gòu)較簡單，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多采用這種刀架。回轉(zhuǎn)式刀架上回轉(zhuǎn)頭上的各個刀座是用于安裝或支持各種不同用途的刀具，通過回轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)、分度和定位，機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)自動換刀。
圖 1 數(shù)控車床方刀架結(jié)構(gòu)
注：1- 電動機(jī)；2- 聯(lián)軸器；3- 蝸桿軸；4- 蝸輪絲杠；5-刀架底座；6- 粗定位盤；7- 刀架體；8- 球頭銷；9- 轉(zhuǎn)位套；10- 電刷座；11- 發(fā)信體；12- 螺母；13、14- 電刷；15- 粗定位銷
2.2 回轉(zhuǎn)刀架換刀動作分析
數(shù)控車床刀架從 CNC 系統(tǒng)接收換刀指令到驅(qū)動電機(jī)動作，當(dāng)換刀指令發(fā)出后，刀架電機(jī)啟動正轉(zhuǎn)，通過平鍵套筒聯(lián)軸器使蝸桿轉(zhuǎn)動，從而帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，蝸輪帶動螺桿轉(zhuǎn)動。刀架上刀體中安裝有離合盤，內(nèi)孔有內(nèi)螺紋，與螺桿旋合。當(dāng)渦輪開始旋轉(zhuǎn)時，刀架下刀體固定不動，蝸輪轉(zhuǎn)動使上刀體抬起，當(dāng)抬至一定距離后，上、下齒盤脫開，刀架開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號時，刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)，上刀體逐漸下落，反靠銷在彈簧力的作用下進(jìn)入下齒盤中進(jìn)行粗定位，當(dāng)上、下齒盤黏合時候?qū)崿F(xiàn)精確定位。刀架機(jī)構(gòu)的動作過程主要的環(huán)節(jié)如圖 2 所示。可以總結(jié)為這樣四步：刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位、夾緊刀架。
圖 2 刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)動作流程
3、回轉(zhuǎn)刀架的拆卸及裝配過程
3.1 回轉(zhuǎn)刀架的拆卸過程
從上往下拆解開來，可以分為 12 步：（1）拆上防護(hù)蓋；（2）拆發(fā)信盤連接線；（3）拆發(fā)信盤鎖緊螺母；（4）拆磁鋼；（5）拆轉(zhuǎn)位盤鎖緊部件；（6）拆轉(zhuǎn)位盤；（7）拆刀架體；（8）旋出刀架體；（9）拆粗定位盤；（10）拆刀架底座；（11）拆刀架軸和蝸輪 - 絲杠；（12）拆分絲杠 -蝸輪，具體過程如圖 3 所示。
圖 3 拆卸過程
3.2 回轉(zhuǎn)刀架的裝配過程
裝配過程是拆卸過程的反過程，根據(jù)裝配圖 1，把各零件裝配起來，實現(xiàn)刀架的轉(zhuǎn)位功能。主要是清洗各部件，測量并檢查各部件的摩擦磨損情況，特別注意兩對銷子不能搞錯，并在旋轉(zhuǎn)部位加注清潔黃油；端齒部位及外端齒與下刀體旋轉(zhuǎn)面也要加注清潔機(jī)油；安裝發(fā)訊盤，然后接上信號線。（注意紅線接 +，綠線接 -，發(fā)訊盤上的霍爾元件位置基本與磁鋼對齊，其他可根據(jù)刀位號以順時針黃，橙，藍(lán)，白）；最后要將刀架裝上機(jī)床，通電試運行查看是否正常。
4 、日常維護(hù)工作
刀架的維護(hù)與維修一定要緊密結(jié)合起來，維修中容易出現(xiàn)故障的地方，就是要重點維護(hù)的地方。
（1）每次上下班前清掃散落在刀架表面上的灰塵和切屑。刀架體類部件容易存留一些切屑，粘連起來時清理起來很費事，并且時常與切削液混合，容易引起氧化腐蝕。由于刀架體的基本動作是旋轉(zhuǎn)時抬起，到位時要反轉(zhuǎn)落下，沒有及時清理的鐵屑很容易卡在里面，所以每次下班前都應(yīng)清潔
刀架表面的切屑、灰塵，防止污物進(jìn)入刀架體內(nèi)；
（2）要及時清理刀架體，防止異物進(jìn)入刀架內(nèi)部。保證刀架換位的順暢無阻，才能利于刀架回轉(zhuǎn)精度的保持；及時拆開并清潔刀架內(nèi)部機(jī)械聯(lián)接處，否則容易產(chǎn)生故障，比如內(nèi)齒盤上有碎屑會造成夾緊不牢，也可能導(dǎo)致加工尺寸發(fā)生變化；定期對電動刀架進(jìn)行清理，包括拆開電動刀架，進(jìn)行清掃定位齒盤；
（3）嚴(yán)禁擠壓、撞擊通往刀架的連線；
（4）保持刀架的潤滑良好，定期檢查刀架內(nèi)部潤滑情況。如果潤滑不良，易造成旋轉(zhuǎn)件研死，導(dǎo)致刀架無法啟動；
（5）盡可能減少腐蝕性液體的噴濺，若無法避免，下班后應(yīng)及時擦拭、涂油；
（6）注意調(diào)節(jié)刀架預(yù)緊力的大小，遵循適度原則，如過大會導(dǎo)致刀架不能轉(zhuǎn)動；
（7）經(jīng)常檢查并緊固傳感器元件盤（發(fā)信盤）、磁鐵、連線，注意發(fā)信盤螺母聯(lián)接是否緊固，若松動易引起刀架的轉(zhuǎn)不到位或越位（過沖）；
（8）定期檢查刀架內(nèi)部機(jī)械配合，若松動，易造成刀架不能正常夾緊故障；
（9）定期檢查刀架內(nèi)部的彈簧、反靠定位銷、后靠棘輪等是否起作用，以免造成機(jī)械卡死。
5 、結(jié)論
數(shù)控車床的四方回轉(zhuǎn)刀架，結(jié)構(gòu)還是比較復(fù)雜，零件較多，通過嚴(yán)格的裝配和維護(hù)，獲得良好的定位精度和重復(fù)定位精度，是保證生產(chǎn)出合格加工件的關(guān)鍵。本文探討的拆卸步驟和維護(hù)方法，能夠讓刀架長期運行在優(yōu)良的工作狀態(tài)，減少故障的發(fā)生、為企業(yè)創(chuàng)造出更好的效益。
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