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数控车床六工位刀架设计

第1章 设计内容和要求

(1)设计数控车床六工位刀架及床身； (2)电动功率：120w； (3)电机转速：1400r/min； (4)刀位数：6

(5)床身最大加工直径：400mm； (6)刀尖到导轨距离：200mm。

第2章 刀架结构方案的确定

2.1 刀架结构方案

刀架换刀过程工作原理:换刀信号→电机正转→刀架抬起→刀架转位→刀位信号→电机反转→初定位→精定位刀架压紧→电机过流停转→换刀结束。

刀架的设计必须满足以下要求：

(1)切削刀具数量较多，可安装多种形式的刀具，至少应能安装同类表面加工所需各种的各种车外圆刀具或孔加工刀具，并且刀具易于更换和调正；

(2)须切削的空间太小。为了能加工最大规格零件，刀架上两把

相邻刀具之间要有合适的距离，避免刀具对工件、卡盘、尾座等发生干涉和碰撞；刀架大小要合理；

(3)换刀快速准确，在PC可编程序器及其软件配合下，可实现最短路线逻辑选刀；

(4)结构简单，定位夹紧可靠，强度高，能承受机床强力切削和连续长时间正常工作；

(5)定位精度高，且应具有较高的精度稳定性和保持性。 2.1.1 液压式结构

六角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,其换刀动作可以分为以下四个步骤。

(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，活塞上升，刀架体抬起使定位活动插销与固定插销脱开。同时，活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮结合。 (2)刀架转位 当刀架抬起之后，压力油由C孔转入液压缸左腔，活塞向右移动，通过连接板带动齿条移动，使空套齿轮做逆时针方向转动，通过端齿离合器使刀架转过60°。活塞的行程应等于齿轮节圆周长的1/6，并由限位开关控制。

(3)刀架压紧 刀架转位之后，压力油由B孔进入压紧液压缸的上腔，活塞带动刀架体下降。中心轴轴套的底盘上精确的安装着六个带斜楔的圆柱固定插销，利用活动插销消除定位销与孔之间的间隙，从而实现可靠定位。刀架体下降时，定位活动插销与另一个固定插销卡紧，同时中心轴轴套与刀架套的锥面接触，刀架

在新的位置定位并压紧。这里，端齿离合器与空套齿轮脱开。 (4)转位液压缸复位 发架压紧之后，压力油由D孔进入转位液压缸右腔，活塞带动齿条复位。由于此时端齿离合器已脱开，齿条带动齿轮在轴上空转。推杆与相应的角头接触，发出信号表示换刀过程已经完成 2.1.2 机械式结构

螺旋升降立式刀架的数控车床,其电动换刀过程可以分为以下四个步骤。

(1)刀架抬起 当数控装置发出换刀指令后，电机正转，并经联轴器、轴，滑键带动蜗杆、蜗轮、轴、轴套转动。轴套的外圆上有两处凸起，可在套筒内孔中的螺旋槽内滑动，从而举起与套筒相连的刀架及上端齿盘，使上齿盘与下端齿盘分开，完成刀架抬起动作。

(2)刀架转位 刀架抬起后，轴套仍在继续转动，同时带动刀架转过60°(若不到位，刀架还可继续转位120°、180°、240°、300°、360°)，并由微动开关发出信号给数控装置。 (3)刀架压紧 刀架转到位后，由微动开关发出的控制信号使电机反转，销使刀架定位而不随轴套回转，于是刀架向下移动，上、下端六分度齿盘合拢压紧进行精确定位，而电机继续反转从而使中心轴产生向上的轴向力作用在推力球轴承上，轴承则用螺钉将压盖固定使推力球轴承不移动。

(4)电机停止 刀架压紧后，蜗杆继续转动则产生轴向位移，压