数控刀架组图
刀架原理简介
刀架原理简介该装配图为螺旋升降式四方回转刀架，其工作原理见图：图2-1 数控车床四工位刀架结构1-直流伺服电动机；2-联轴器；3-蜗杆轴；4-蜗轮丝杠；5-刀架底座；6-粗定位盘；7-刀架体；8-球头销；9-转为套；10-电刷座；11-发信号；12-螺母；13、14-电刷；15-粗定位图2-1所示为经济型数控机床常用方刀架结构，该刀架可以安装四把不同的刀具转位信号有加工程序指定。
其工作过程为：刀架抬起—刀架转位—刀架定位—夹紧刀架。
（1）刀架抬起当数控装置发出换刀指令后，电动机1启动正常，通过套筒连轴器2使蜗杆轴3转动，从而带动蜗轮丝杠4转动。
刀架体7的内孔加工有螺纹，与蜗轮丝杠旋合，蜗轮与丝杠为整体结构。
蜗轮丝杠内孔与刀架中心轴式间隙配合，在转位换刀时，中心轴固定不动，蜗轮丝杠绕中心轴旋转。
当蜗轮开始转动时，由于刀架底座5和刀架体7上的端面齿处在啮合状态，且蜗轮丝杠轴向固定，因此刀架体7抬起。
（2）刀架转位当刀架体抬至一定距离后，刀架底座5和刀架体7的端面齿脱开，转位套9用销钉与蜗轮丝杠4联接，随蜗轮丝杠一同转动，当端面齿完全脱开时转位套正好转过160°（如图所示），球头销8在弹簧力的作用下进入转位套9的槽中，带动刀架体转位。
（3）刀架定位刀架体7转动时带着电刷座10转动，当转到程序指定的刀号时，粗定位销15在弹簧力的作用下进入粗定位盘6的槽中进行粗定位，同时电刷13接触导体使电动机1翻转。
由于粗定位槽的限制，刀架体7不能转动，使其在该位置垂直落下，刀架体7和刀架底座5上的端面齿啮合实现精确定位。
（4）夹紧刀架电动机继续反转，此时蜗轮停止转动，涡杆轴3自身转动，当两端面齿增加到一定夹紧力时，电动机1停止转动。
译码装置由发信体13.14组成，电刷13负责发信号，电刷14负责位置判断当刀架定位出现过位或不到位时，可松开螺母12，调好发信体11与电刷14的相对位置。
刀架故障实例分析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。
数控车床刀架的设计
数控车床刀架的设计1.刀架结构设计C型结构刀架适用于较大的切削力，具有较高的刚性和稳定性。
它的设计遵循了最佳结构参数，能够在工作时提供稳定的支撑力。
刀具安装在刀塔上，在刀塔内部发生旋转，进行加工。
Y型结构刀架适用于较小的切削力，具有较高的刚性和稳定性。
它的结构设计使得刀具可以在Y轴方向上移动，提供了更多的加工空间。
刀具安装在横梁上，横梁通过线性导轨进行移动。
2.刀具的安装方式机械夹持是一种常见的刀具安装方式，可以直接将刀具夹在刀架上。
机械夹持方式简单实用，适用于刀具较少或加工要求较低的场景。
快速换刀系统采用刀具和刀杆分离的设计，通过快速刀杆换装系统，实现快速刀具更换。
这种方式适用于需要频繁更换刀具的情况，可以提高生产效率。
3.刀具的换刀方式手动换刀方式需要操作人员手动更换刀具，耗时较长，适用于刀具更换次数较少的情况。
半自动换刀方式需要操作人员进行辅助工作，但大部分换刀过程由机械设备完成，可以提高换刀效率，适用于中等刀具更换频率的情况。
全自动换刀方式由数控系统控制，刀具更换过程完全由机械设备完成，可以实现快速、准确的换刀过程，适用于需要频繁更换刀具的情况。
总结：数控车床刀架的设计需要考虑刀架结构、刀具安装方式和刀具换刀方式等因素。
合理设计数控车床刀架可以提高加工精度和效率，适应不同的加工需求。
刀架结构的选择要考虑到刚性和稳定性，刀具安装方式的选择要考虑到刀具数量和加工要求，刀具换刀方式的选择要考虑到刀具更换频率和工作效率。
通过合理的设计，数控车床刀架可以提高数控车床的加工效果，满足不同的加工需求。
AK31系列刀台工作原理及维修实例解析
55一、前言A K 31 系列刀架是引进于世界著名的数控转塔刀架生产企业—意大利 Baruffaldi 公司的先进技术，由烟台环球机床附件集团有限公司获得生产许可证而生产制造的。
该系列转塔刀架是普及型及高级系数控车床的核心配套附件，可保证零件通过一次装夹自动完成车削外圆、断面、螺纹和镗孔、切槽、切断等加工工序。
我公司有数十台数控车床配备了该系列数控刀架，数控车床刀架的维修量在数控车床故障维修中占 50%以上，成为数控车床维修中的重要工作。
二、产品结构及传动原理图一 AK31 系列数控转塔刀架结构图1-电机 2-电机齿轮 3-齿轮 4-行星齿轮 5-驱动齿轮 6-滚轮架端齿7-沟槽 8-滚轮架 9-滚轮 10-双联齿盘 11-主轴 12-弹簧 13-插销14-动齿盘 15-定齿盘 16-箱体 17-电磁铁 18-预分度接近开关19-锁紧接近开关 20-蝶形弹簧 21-角度编码器 22-后盖 23-空套齿轮本刀架采用三联齿盘作为分度定位元件。
由电机驱动后，通过一对齿轮和一套行星齿轮系进行分度运动。
工作程序为：主机控制系统发出转位信号后，刀架上的电机制动器松开，电源接通，电机开始工作，通过齿轮 2、3 带动行星齿轮系 4 旋转，这时销齿轮 5 为定齿轮，由于与行星轮 4 啮合的齿轮 5、23 齿数不同，行星轮 4 带动空套齿轮 23旋转，空套齿轮带动滚轮架 8 转过预置角度，使端齿盘后面的断面凸轮松开，端齿盘向后移动脱开端齿啮合，滚轮架 8 受到端齿盘后端面键槽的限制停止转动，这时空套齿轮23 成为定齿轮，行星齿轮 4 通过齿轮 5 带动主轴 11 旋转，实现转位分度，当主轴转到预置位置时，角度编码器 21 发出信号，电磁铁 17 向下将插销 13 压入主轴 11 的凹槽中，主轴 11 停止转动，预分度接近开关 18 给电机发出信号，电机开始发现旋转。
通过齿轮2 与 3，行星齿轮 4 和空套齿轮 23，带动滚轮架 8 反转，滚轮压紧凸轮，使端齿盘向前移动，端齿盘重新啮合，这时锁紧接近开关 19 发出信号，切断电机电源，电机制动器通电刹紧电机，电磁铁断电，插销 13 被弹簧弹回，转位工作结束，主机可以开始工作。
数控机床结构结构图
可编程控制器
数控车床 数控车床的工艺用途 的组成 数控车床的组成
影响车床布局形式的因素
操作面板
输入输出设备 CNC装置
伺服单元、驱动装置和测量装置
PLC、机床I/O电路和装置 机床主机
数控车床 主轴箱和尾座的布局形式 水平床身配置水平滑板
数 的布局 床身和导轨的布局形式
倾斜床身配置倾斜滑板 水平床身配置倾斜滑板
按照技术水平的高低分类 1.数显及打字型 2.带有小型电子计算机
进行数据处理型 3.计算机数字控制型
其他分类方法 大型、中型、小型；精密型、生产型
三
三坐标测量 机的构成
坐
三坐标测量机的主体 三坐标测量机的测量系统 三坐标测量机计算机控制系统和软件
标
三坐标测量机
直接测量方法 程序测量方法
测 的测量方式
床概述 数控冲床的工作原理
数控冲床的
数控冲床的组成
主机
数控装置
冲 组成与结构 数控冲床的结构
床
典型数
ZX数控冲床 性能特点
技术参数
控冲床
伺服复合小型精密钣金加工冲床
主要特点 技术参数
三坐标测 量机概述
三坐标测量机的功能 按照工作方式分类 1.点位测量法 2.连续扫描测量方式 三坐标测量机的类型 按照结构形式分类 1.悬臂式 2.桥式 3.龙门式 4.立柱式 5.坐标镗床式
冷却润滑技术（冷却
轨
数控机床导轨的类型与特点 滚动导轨
静压导轨
数控机床自动排 屑装置
平面链式排屑装置 刮板式排屑装置 螺旋式排屑装置 磁性排屑器
摩擦阻力小
位置检测装置
位置检测装置的要求（4点） 数字式与模拟式
的要求与类型
AK21系列数控转塔刀架
7
最大倾覆力矩(N.m)
1700
8
重复定位精度(mm)
0.005
9
毛重(kg)
80
10
净重(kg)
68
11
箱体尺寸（长宽高）(cm)
49X34X43
AK21166X4安装尺寸图
主要规格和参数：
序号
项目
参数
1
刀台方(mm)
166
2
工位数(个)
4
3
装刀基面高(mm)
70
4
单工位转位时间(mm)
3.24
0.005
9
毛重(kg)
68
10
净重(kg)
56
11
箱体尺寸（长宽高）(cm)
49X34X43
AK21150X6D安装尺寸图
主要规格和参数：
序号
项目
参数
1
刀台装刀基准面到中心距离(mm)
107
2
工位数(个)
6
3
装刀基准孔高(mm)
147
4
单工位转位时间(mm)
3.0
5
刀架转速(s)
20
6
最大切向力矩(r/min)
0.005
9
毛重(kg)
71
10
净重(kg)
60
11
箱体尺寸（长宽高）(cm)
58X28X42
AK21240X4A安装尺寸图
主要规格和参数：
序号
项目
参数
1
刀台方(mm)
240
2
工位数(个)
4
3
装刀基面高(mm)
120
4
单工位转位时间(mm)
数控车床刀架的设计
摘要数控加工的加工精度高，生产率高，能减轻操作者劳动强度，改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
它的发展和运用，影响着制造业水平高低，实现生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向，所以非常值得我们去研究。
本设计通过对数控车床六工位自动控制刀架工作原理的分析，综合考虑刀架工作过程的优缺点，确定了设计方案，得到了最终设计的结果,也达到了预先设定的目的。
本设计主要包括了数控车床刀架机构的主要部件，其中包括转位机构，刀架的定位机构，驱动伺服电机的选择，蜗轮蜗杆的设计，刀架主轴的结构设计等。
最终得到常用的数控车床六工位刀架应满足的要求。
关键词:六工位；电动刀架ABSTRACTWith its high working accuracy and productivity, the numerical control processing can reduce the operators’ labor intensity, improve labor condition, and is thus advantageous in the modernization of manufacturing management as well as improvement of economic benefit. Hence, the development and the utilization the numerical control processing play a role and become the development direction in the advancement of manufacturing industry.Based on the analysis of operating principle and process of six-station automatic control knife rest of numerically controlled lathe, this paper determines its solution approach and conclusion. The paper first discusses how to choose such critical pieces of the knife rest of numerically controlled lathe as indexing mechanism, positioning mechanism, drive servo motors, and then discusses the design of worm gear, worm drive, and the structure of principle axis of the knife rest, etc.. The paper then concludes the requirements of common six-station automatic control cutter of numerically controlled lathe.Key words: six-location; electronic knife rest第一章引言1.1 毕业设计的背景及目的。
数控车床数控回转刀架图
毕业设计（论文）任务书1. 毕业设计（论文）的目的：运用制图软件对数控车床数控回转刀架进行测绘熟悉数控车床数控回转刀架内部结构掌握数控车床数控回转刀架的设计2．毕业设计（论文）任务的内容和要求（包括原始数据、技术指标、工作要求等）：1、对数控车床数控回转刀架进行测绘（需要进行解体测绘）3、将造型完成部件进行装配，完成刀架装配拓展功能：（发挥部分）使用ＵＧ运动仿真进行运动仿真运用4、上交光盘PＲＴ文件，任务书，进度表主要参数：（单位：mm）刀架底座：170*166*50旋转托盘：146*126*32（其他参数另附图纸）3．参考文献：《机械设计教程》机械工业出版社《数控机床使用说明书》数控机床实验室资料以及网上相关资料查询4．毕业设计（论文）进度计划教研室审核意见：主任年月日一、对虚拟制造的认识：际上有代表性的文献，对虚拟制造给出如下定义：虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上群组协同工作，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，以及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。
可以看到，“虚拟制造”虽然不是实际的制造，但却实现实际制造的本质过程，是一种通过计算机虚拟模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，提高人们的预测和决策水平，使得制造技术走出主要依赖于经验的狭小天地，发展到了全方位预报的新阶段。
虚拟现实（Virtual Reality）技术是使用感官组织仿真设备和真实或虚幻环境的动态模型生成或创造出人能够感知的环境或现实，使人能够凭借直觉作用于计算机产生的三维仿真模型的虚拟环境。
基于虚拟现实技术的虚拟制造（Virtual Manufacturing）技术是在一个统一模型之下对设计和制造等过程进行集成，它将与产品制造相关的各种过程与技术集成在三维的、动态的仿真真实过程的实体数字模型之上。
数控机床刀架结构(一)
数控机床刀架结构（一）
数控机床刀架分为转塔刀架和直排刀架两大类。
(1)转塔式刀架
转塔式刀架有立式数控转塔刀架和卧式数控转塔刀架，每种刀架按性能不同又可分为简易和全功能两种。
简易刀架和全功能数控刀架的区别是：前者只能沿一个方向（一般为逆时针方向）转位，而后者可按最短距离就近选刀位，其中卧式全功能数控转塔刀架可自动选择正反转。
转塔式刀架一般采用电气或液压驱动完成自动换刀，卧式液压全功能数控转塔刀架由大转矩液压马达驱动，液压刹紧，端齿盘作精定位，采用计数盘和接近开关或双片平行共扼凸轮进行分度。
其特点是结构简单、动作平稳可靠、分度精度高、可双向回转、就近选刀和进行重负荷切削等优点。
我们是青岛输送机、潍坊输送机、烟台输送机领导者！。
数控车床刀架装配图
2
开槽圆柱头螺钉2
2
开槽沉头螺钉
2
弹簧
2
开槽圆柱头螺钉1
2
圆柱销
2
普通平键1轴承盖来自1套筒21
套筒长
1
端盖16 -
1
内六角螺钉
7
霍尔元件代替物
1
反靠盘7
2
圆螺母
1
蜗杆轴
1
四角头螺栓
8
深沟球轴承
3
上刀架体
1
套筒1
1
蜗轮
1
推力球轴承
1
中心轴
1
下刀架体4
1
名称
数量
C
D
材料
单件 总计 重量
备注
机电1102
标记 处数 分区 更改文件号 签名 年 月 日
1
2
3
160
B
14 8
96
A 110
6 20 24
40
230
110
A B
170
B
A 65
4
5
B-B
10 16
12
7
5
17 H9/d9
Φ17 H8/h7 20 H8/h7
3
2
6 A
B
C
5
12 D 零件代号 借(通)用件登记 描图 描校 旧底图总号 底图总号 签字 日期
1
180 17 H7/k6
17 H7/k6 34
设计 雷云云
标准化 雷云云 2014.7.17 阶 段 标 记 重量 比例
自动换刀装置
审核 雷云云
工艺 雷云云
批准
共 䄜张
1：1.5 第 䄜张
DJ-ZPT
数控车床四方回转刀架汇总
四方回转刀架的工作过程
• 上图所示为四方刀架零件图。
• 其工作过程为：刀架抬起-刀架转位-刀 架定位-夹紧刀架。
刀架抬起
• 当数控装置发出换刀指令后，电动机1启动正常， 通过套筒联轴器2使蜗杆轴3转动，从而带动涡轮 丝杠4转动。刀架体7的内孔加工有螺纹，与螺纹 丝杠旋合，涡轮与丝杠为整体结构。 • 涡轮丝杠内孔与刀架中心轴式间隙配合，在转位 换刀时，中心轴固定不动，涡轮丝杠绕中心轴旋 转。当涡轮开始转动时，由于刀架底座5和刀架体 7上的端面齿处在啮合状态，且涡轮丝杠轴向固定， 因此刀架体7抬起。
夹紧刀架
• 电动机继续反转，此时涡轮停止转动，蜗杆轴3自 身转动，当两端面齿增加到一定夹紧力时，电动 机1停止转动。 • 译码装置由发信体13﹑14组成，电刷13负责发信 号，电刷14负责位置判断当刀架定位出现过位或 不到位时，可松开螺母12，调好发信体11与电刷 14的相对位置。 • 刀架在正向旋转的过程中不停的对刀位输入信号 进行检测，每把刀具各有一个霍尔位置检测开关。 各刀具按顺序依次经过发磁体位置产生相应的刀 位信号。当产生的刀位信号和目的刀位寄存器中 的刀位相一致的时候，PLC认为所选刀具已到位。
数控车床四方回转刀架
组成及其工作原理
四方回转刀架的组成零件
• • • • • • • 直流伺服电机 蜗杆轴 刀架底座 刀架体 转位套 发信体 电刷 • • • • • • • 联轴器 涡轮丝杠 粗定位盘 球头销 电刷座 螺母 粗定位销
四方刀架的主要构成部分
• • • •
1-直流伺服电机；2-联轴器；3-蜗杆轴； 4-涡轮丝杠；5-刀架底座；6-粗定位盘； 7-刀架体；8-球头销；9-转位套； 10-电刷座；11-发信体；12-螺母；13﹑14电刷；15-粗定位销
数控机床刀架安装 PPT课件
• 图2为利用十字槽轮来转位及锁紧刀架（还要加定位销）， 钉9每转一周刀架8转90度（也可设计成六工位等）。 11
图C为凸台棘爪式刀架，蜗轮带动凸台14相对于凸台13转动使其上、下
端齿盘分离，继续旋转则棘轮机构推动刀架12转90度，然后利用接触开
关或霍尔元件发出电机17的反转信号，重新锁紧刀架。
Y0.7：刀架反转继电器控制输出。
19
三、六角回转刀架
20
21
机床拆装视频地址
• http://222.90.73.50/jidian/spjc_sho w.asp?id=139
22
17
18
• 1 M2 刀架电动机
2 QF3 刀架电动机带过载保护的电源空开
3 KM5、KM6 刀架电动机正、反转控制交流接触器
4 KA1 由急停控制的中间继电器
5 KA6、KA7 刀架电动机正、反转控制中间继电器
6 S1~S4 刀位检测霍尔开关
7 SB11 手动刀位选择按钮
8 SB12 手动换刀启动按钮
及原理。
• 1）、机械结构剖面图
• 2）、拆装视频
15
16
• 当数控系统发出换刀信号时，首先继电器K6动作， 换刀电动机正转驱动蜗轮蜗杆机构使上刀体上升。当上 刀体上升到一定的高度时，离合转盘起作用，带动上刀 体旋转进行选刀。刀架上方的发信盘中对应的每个刀位 都安装有一个传感器（如霍尔开关、感应开关等），当 上刀体旋转到某刀位时，该刀位的传感器向数控系统输 出信号，数控系统将刀位信号与指令刀位信号进行比较， 当两信号相同时，说明上刀体已旋转到所选刀位。此时 数控系统控制继电器K6释放，继电器K7吸合，换刀电 动机反转。活动销反靠在反靠盘上初定位。在活动销反 靠的作用下，螺杆带动上刀体下降，直至齿牙盘咬合， 完成精定位，并通过蜗轮和蜗杆锁紧螺母，使刀架紧固。 此时，数控系统控制继电器K2释放，换刀电动机停转， 从而完成换刀动作。
数控课程设计 六工位刀架
天津职业技术师范大学TianJin University of T echnology and Education数控课程设计（数控车床六工位刀架设计）专业：机械维修及检测技术教育班级学号：学生姓名：指导教师：（讲师）系别：二〇一二年六月目的为了进一步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在一台机床上一次装夹即可完成多道工序或全部工序的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心，如车学中心、镗铣中心、钻穴中心等。
这类多工序加工的数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，以便选用不同的刀具，完成不同工序的加工工艺。
自动换刀装置应当具备换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储备量、占地面积小、安全可靠等特性。
摘要数控车床的刀架是机床的重要组成部分，刀架用于夹持切削用的刀具，其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
因此数控车床的刀架设计的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量，进而影响到制造业的飞速发展。
本次主要是研究数控车床的机械结构和刀架控制系统。
其中分析了数控车床刀架的基本种类，数控车床六工位刀架控制系统的机械机构和电气控制以及六工位刀架的PLC程序；测绘数控车床六工位刀架部分的电气原理图、接线图；对六工位刀架的动作过程的分析。
关键字：刀架；plc控制；编码器；数控机床目录第1节概述........................................................................... 错误！未定义书签。
1.1 数控刀架的发展趋势................................................ 错误！未定义书签。
1.2 发展方向.................................................................... 错误！未定义书签。
1.3 课题研究意义 (1)第2节刀架机械结构 (2)2.1 刀架总述 (2)2.2 刀架的基本结构 (2)2.3 刀架的几种典型结构 (3)第3节换刀工作原理 (4)3.1 数控车床编码器刀架换刀工作原理 (5)3.2 编码器真值表 (5)3.3 编码器的工作原理 (5)3.4 刀架转位过程 (6)第4节数控车刀架电气控制系统设计 (7)4.1 刀架的控制和接口 (7)4.2 六工位刀架PLC接线原理图 (8)4.3 PLC编程的基本步骤及基本编程 (10)4.4 六工位刀架梯形图.................................................... 错误！未定义书签。
数控四工位刀架拆装
数控四方刀架拆装调试目录摘要 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章机械结构 . (1)1.1 刀架总述 (1)1.2 数控车床的刀架分类 (1)1.3数控车床四工位刀架 (3)1.3.1换刀工作原理 (3)1.3.2刀架拆装 (6)第2章：数控车刀架电气控制系统设计 (9)2.1霍尔原理在刀架中运用的简单概述 (9)2.2四工位刀架PLC接线原理图 (10)第3章：刀架调试及故障分析 (12)3.1机械与电气调试部分 (12)3.2数控车床刀架常见故障的实例分析 (13)3.3 刀架使用注意事项 (14)第4章结论 ............................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 ........................................................................... 错误!未定义书签。
第1章机械结构1.1 刀架总述数控刀架安装在数控车床的滑板上。
它上面可以装夹多把刀具，在加工中实现自动换刀刀架的作用是装夹车刀，孔加工刀具及螺纹刀具并能准确迅速的选择刀具进行对工件的切削。
刀架滑板由纵向（Z轴）滑板和横向（X轴）滑板组成，Z轴滑板安装在床身导轨上，可以沿床身纵向运动，横向滑板安装在纵向滑板上，能沿纵向滑板的导轨进行横向运动，刀架滑板的作用是安装在其上的刀架刀具在加工中实现纵向和横向的进给运动。
1.2 数控车床的刀架分类1.排刀式刀架一般用于小规格的数控车床，以加工棒料或盘类零件为主。
在排刀式刀架中，夹持着各种不同用途的刀具沿着机床X坐标方向排列在横向滑板上。