数控刀架的类型功能及其基本要求
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
3.9 机床刀架和
双手式：结构复杂，换刀时间短， 双手式：结构复杂，换刀时间短，这 种机械手除完成拔刀， 插刀外， 种机械手除完成拔刀 ， 插刀外 ， 还起运 输刀具的作用。 输刀具的作用。
（三）机床刀架自动换刀装置应满足的要求 1、满足工艺过程所提出的要求 （转位要求） 转位要求） 、 机床依靠刀具和工件间相对运动形成工件表 而工件的表面形状和表面位置的不同， 面，而工件的表面形状和表面位置的不同，要 求刀架和刀库上能够布局足够的刀具， 求刀架和刀库上能够布局足够的刀具，能方便 而正确地加工各种工件表面。 而正确地加工各种工件表面。为了实现在工件 的一次安装中完成多工序加工，所以要求刀架， 的一次安装中完成多工序加工，所以要求刀架， 刀库可以方便地转位。 刀库可以方便地转位。
2、在刀架、刀库上要能牢固地安装刀具 、在刀架、 (正确、牢固安装 正确、 正确 牢固安装) 在刀架安装刀具时还应能精确地调 整刀具的位置， 整刀具的位置，采用自动交换刀具时应 能保证刀具交换前后都能处于正确位置。 能保证刀具交换前后都能处于正确位置。 以保证刀具和工件间准确的相对位置， 以保证刀具和工件间准确的相对位置， 刀架的运动精度将直接反映到被加工工 件的几何形状精度和表面粗糙度上， 件的几何形状精度和表面粗糙度上，为 刀架的运动轨迹必须准确， 此，刀架的运动轨迹必须准确，运动应 平稳，刀架运动的终点到位应准确， 平稳，刀架运动的终点到位应准确，且 精度保持性要好， 精度保持性要好，以便长期保持刀具的 正确位置。 正确位置。
2、齿盘定位的特点 、 ①定位精度高 端齿盘定位齿数多， 且沿圆周均布， 端齿盘定位齿数多 ， 且沿圆周均布 ， 有自动定心作用， 分度精度在± 。 有自动定心作用 ， 分度精度在 ± 3″。 高 的达0.4″。 磨损对定心精度无影响 ， 装 的达 。 磨损对定心精度无影响， 置容易。 置容易。
简述数控铣床的各部分组成及其功能
简述数控铣床的各部分组成及其功能
数控铣床是一种用于加工金属、塑料等材料的机床，它是通过计算机
程序控制刀具和工件的移动来实现精密加工的。
下面将详细介绍数控
铣床的各部分组成及其功能。
1. 机身：数控铣床的主体部分，通常由铸造或焊接而成。
它支撑着所
有其他组件，并提供了稳定的加工平台。
2. 工作台：位于机身上方，用于固定待加工的工件。
通常由T型槽和
螺纹孔组成，以便夹紧和固定不同形状和大小的工件。
3. 刀架：用于固定刀具并使其能够在三个方向上移动。
刀架通常由主轴、伸缩臂、升降装置和旋转装置等组成。
4. 主轴：负责驱动刀具旋转并提供加工力。
主轴通常由电机、变速器、轴承和冷却系统等组成。
5. 控制系统：负责编程、监测和控制整个加工过程。
它包括计算机、
数控系统、编程软件和操作面板等组件。
6. 切削液系统：用于冷却和润滑切削过程中的刀具和工件。
它通常由
泵、储液箱、喷嘴和管道等组成。
7. 夹具：用于夹紧工件以保持其稳定性。
夹具通常由夹具底座、夹紧块和螺栓等组成。
8. 传感器：用于测量加工过程中的各种参数，如位置、速度、力和温度等。
传感器通常包括编码器、位移传感器和压力传感器等。
总之，数控铣床是一种高精度的机床，它由多个部分组成，每个部分都有特定的功能，共同协作实现精密加工。
文昌数控刀架说明书
文昌数控刀架说明书1. 产品概述文昌数控刀架是一种用于加工金属材料的刀具支撑装置。
它采用先进的数控技术，能够精确控制刀具的位置和角度，提高加工效率和质量。
本说明书将详细介绍文昌数控刀架的特点、结构、使用方法和注意事项，以帮助用户正确并安全地使用该产品。
2. 产品特点•高精度：文昌数控刀架采用先进的数控技术，可以实现高精度的刀具定位和角度调整，满足复杂加工需求。
•多功能：该产品配备多种不同类型的刀具夹持装置，可适应不同形状和尺寸的切削工具。
•稳定性强：文昌数控刀架采用高强度材料制造，结构稳定，能够承受高速、重负荷的加工操作。
•易于操作：该产品配备直观简洁的操作界面，用户只需简单设置参数即可完成复杂加工任务。
•安全可靠：文昌数控刀架内置多重安全保护装置，确保操作人员和设备的安全。
3. 产品结构文昌数控刀架主要由以下几个部分组成：•底座：用于固定整个刀架，具有稳定性和可靠性。
•立柱：连接底座和横梁，提供支撑和调整刀具高度的功能。
•横梁：连接立柱并可在水平方向上移动，用于调整刀具位置。
•刀架：安装在横梁上，用于夹持刀具并实现数控调整。
•控制系统：包括电气控制柜、数控系统和操作界面，用于设置加工参数和监控加工过程。
4. 使用方法4.1 安装准备1.将文昌数控刀架放置在平稳的地面上，并确保底座牢固固定。
2.检查各个连接部位是否紧固，并进行必要的调整。
4.2 夹持刀具1.根据加工需求选择合适的切削工具，并将其插入到刀架中。
2.使用正确的夹紧装置将切削工具夹持牢固。
4.3 设置加工参数1.打开控制系统的电源，并确保各个设备正常运行。
2.进入数控系统的操作界面，根据加工要求设置刀具位置、角度、进给速度等参数。
4.4 启动加工1.检查刀具和工件是否安装正确，并确保安全防护装置完好。
2.在数控系统中启动加工程序，观察加工过程，及时调整参数以保证加工质量。
5. 注意事项•在使用文昌数控刀架前，请先阅读本说明书并熟悉产品结构和使用方法。
机械制造装备设计9
11 1
刀柄 刀具识别装置
次线圈 编码环 检测线圈
(a)
(b)
非接触式磁性识别
光导纤维刀具识别
利用PLC（可编程控制器）实现随机换刀
3.4.4 带有刀库的自动换刀装置
（四） 换 刀 机 械 手
常见的机械手形式
3.4.4 带有刀库的自动换刀装置
1）单臂单爪回转式机械手 可以回转不同的角度进行自动换刀，手臂上只有 一个夹爪，不论在刀库上或在主轴上，均靠这一个夹 爪来装刀及卸刀，因此换刀时间较长。
3.4.4 带有刀库的自动换刀装置
2）单臂双爪摆动式机械手 手臂上有两个夹爪，两个夹爪有所分工，一个 夹爪只执行从主轴上取下“旧刀”送回刀库的任务， 另一个夹爪则执行由刀库取出“新刀”送到主轴的任 务，其换刀时间较上述单爪回转式机械手要短。
3.4.4 带有刀库的自动换刀装置 3）单臂双爪回转式机械手 手臂两端各有一个夹爪，两个夹爪可同时抓取刀 库及主轴上的刀具，回转180°后又同时将刀具放回 刀库及装入主轴。换刀时间较以上两种单臂机械手均 短，是最常用的一种形式。图右边的一种机械手在抓 取刀具或将刀具送入刀库及主轴时，两臂可伸缩。
3.4.2 机床的几种典型刀架
（3）双排回转刀架：外圆类、内孔类刀具分别布 置在刀架的一侧面。回转刀架的回转轴与主轴倾 斜，每个刀位上可装两把刀具，用于加工外圆和 内孔。
3.4.2 机床的几种典型刀架
回转刀架的工位数最多可达20多个，但最常用的 是8、10、12和16工位4种。工位数越多，刀间夹 角越小，非加工位置刀具与工件相碰而产生干涉 的可能性就越大，因此在刀架布刀时要给予考 虑，避免发生干涉现象。
数控机床的典型结构与部件
第2章数控机床的典型结构与部件2.1 数控机床的结构特点及要求2.1.1数控机床的结构特点由于数控机床的控制方式和使用特点，使数控机床与普通机床在机械传动和结构上有显著的不同，其特点有：（1）采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，机械传动结构大为简化，传动链缩短。
（2）采用刚度和抗振性较好的机床新结构，如动静压轴承的主轴部件、钢板焊接结构的支承件等。
（3）采用在效率、刚度、精度等各方面较优良的传动元件，如滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆副以及塑料滑动导轨、滚动导轨、静压导轨等。
（4）采用多主轴、多刀架结构以及刀具与工件的自动夹紧装置、自动换刀装置和自动排屑、自动润滑冷却装置等，以改善劳动条件、提高生产率。
（5）采取减小机床热变形的措施，保证机床的精度稳定，获得可靠的加工质量。
2.1.2数控机床的结构要求及措施1．提高机床的静、动刚度在数控机床加工过程中，加工精度除了取决于数控系统，还取决于数控机床本身的精度。
而由机床床身、导轨工作台、刀架和主轴箱的几何精度和变形所产生的误差取决于它们的结构刚度，并且这些误差在加工过程不能进行人为的调整和补偿。
因此，必须把移动件的重量和切削力引起的弹性变形控制在最小限度之内，以保证加工精度和表面质量。
为了提高机床的静刚度，在机床结构上常采用以下措施。
1）为提高机床主轴的刚度，常采用三支承结构，并且选用刚性好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。
2）为提高机床整体的刚度，常采用筋板结构。
表2-1给出了方形截面立柱在加筋前后的静刚度比值。
从表中可以看出，加筋板后相对弯曲刚度和扭转刚度均提高。
表2-1 方形截面立柱加筋前后的静刚度比值加筋形式相对质量相对弯曲刚度相对扭曲刚度1 1 11.24 1.17 1.381.34 1.21 8.861.63 1.32 17.73）在大型数控机床中，移动载荷对机床边形有较大的影响。
常采用液压平衡和重快平衡来减少构件的变形，如图2-1所示，利用重块有效地减小主轴箱左右移动对横梁变形的影响。
数控车床四工位电动刀架设计
数控车床四⼯位电动⼑架设计数控车床四⼯位电动⼑架设计摘要：数控车床今后将向中⾼当发展，中档采⽤普及型数控⼑架配套，⾼档采⽤动⼒型⼑架，兼有液压⼑架、伺服⼑架、⽴式⼑架等品种，预计近年来对数控⼑架需求量将⼤⼤增加。
数控⼑架的发展趋势是：随着数控车床的发展，数控⼑架开始向快速换⼑、电液组合驱动和伺服驱动⽅向发展。
根据加⼯对象不同，有四⽅⼑架、六⾓⼑架和⼋（或更多）⼯位的圆盘式轴向装⼑⼑架等多种形式。
回转⼑架上分别安装四把、六把或更多⼑具，并按数控装置的指令换⼑。
本部分主要对四⼯位⽴式电动⼑架的机械设计和应⽤继电-接触控制系统控制部分的设计。
并对以上部分运⽤CAD做图，对电动⼑架有更直观的了解。
最后的提出了对电动⼑架提出了意见和措施。
关键词：数控⼑架，电动⼑架，四⼯位Abstract:numerical control lathe, will in future development, the middle-grade high when to by supporting, high-grade nc cutter revised by both cutting, dynamic type hydraulic cutter, servo cutter, vertical cutter etc varieties, expected in recent years on the nc cutter demand will increase greatly. Nc cutter is the development trend of the development of numerical control lathe, along with, nc cutter began to change cutters quickly and electrohydraulic servo driver combined driving and direction. According to different targets, have four processing cutting, hexagonal cutter and eight (or more) can dise-type axial outfit knife knife, and other forms. Turn the tool carrier separately installs four, six or more tools, and press CNC equipment instructions change knife. This part of 4 Labour vertical electric mainly the mechanical design and application of cutting the relay - contact control system of control part of the design. And the above part of CAD do diagram, a more intuitive electric knife understanding. The final proposed to the electric cutter puts forward opinions and measures.Keywords: nc cutter, electric cutter, four locations引⾔数控机床是集机械、电⽓、液压、⽓动、微电⼦和信息等多项技术为⼀体的机电⼀体化产品。
自动回转刀架说明书最终版
数控车床自动回转刀架机电系统设计摘要数控车床的刀架是机床的重要组成部分。
随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
电动刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。
本设计主要是对立式四工位电动刀架机械传动部分的设计，对关键零部件进行了设计校核，并运用Auto CAD软件，做出了回转刀架装配图，对电动刀架有了更直观的了解。
关键词: 数控车床回转刀架结构设计 Auto CADCNC lathe automatic rotary turret Electro-Mechanical Systems DesignAbstractThe CNC lathe machine frame is the important component. Along with the development of CNC lathe, CNC turret began to rapid change,electro-hydraulic servo driver and combination development direction. Electric turret is an important tradition of CNC lathe, reasonable structure, and the correct selection electric turret control, can improve labor productivity and shorten the production preparation time, eliminate human error, the improvement of the machining accuracy and consistency of machining precision, etc. This design is mainly to the vertical 4 electric turret mechanical transmission parts design, the design of the key parts. and using Auto CAD software , rotary cutter made assembly, to have more intuitive electric turret .Keywords:CNC lathe rotary cutter structure design Auto CAD目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (4)1.1国内发展情况 (4)1.2国外发展情况 (4)1.3结构组成与动作循环 (5)1.4技术性能和发展趋势 (5)1.5 数控车床背景意义 (7)1.6 数控车床自动回转刀架的概述 (7)1.7 研究的实际社会意义及应用效果 (8)第二章设计任务 (9)第三章总体结构设计 (9)3.1 减速传动机构设计 (9)3.2 上刀体锁紧与精定位机构的设计 (9)3.3 刀架抬起机构的设计 (9)第四章自动回转刀架的工作原理 (11)第五章主要传动部件的设计 (14)5.1 蜗杆副的设计计算 (14)5.2 螺杆的设计计算 (19)5.3 轴承的选用 (20)第六章电器控制部分的设计 (21)6.1硬件电路设计 (21)6.1.1 收信电路 (21)6.1.2 发信电路 (22)6.1.3 单片机8031控制系统 (24)6.1.4 I/O接口芯片及其扩展电路设计 (27)6.1.5 8255并行I/O接口芯片 (33)6.2 控制软件设计 (36)第七章总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)一绪论1.1. 国内发展情况我国的刀架生产还处在发展阶段，品种、规格、可靠性等方面还需要有一个完善的过程，远远没有达到成熟。
AK31系列数控回轮刀架使用说明书_中文
尊敬的用户：感谢您选用我公司产品。
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如有不明之处，请及时与我公司联系，谨防出现意外事故。
联系地址:烟台市芝罘区凤凰台路1号烟台环球机床附件集团有限公司联系电话:************(总机)、6524611传 真:************邮政编码:264002电子信箱:*******************************网 址:编制日期:2007-10-12特别注意：1．要求预分度电磁铁、制动线圈配置单独电源(容量不小于100VA)；编码器、传感器要求使用系统电源，且与系统之间连接不能有中间继电器； 2．刀架电机的保护:(1)刀架转位过程中，一定时间内找不到工位时，电机断电(AK3180、AK31l00、AK31125三种规格为6秒，AK31160、．AK31200两种规格为10秒)；(2)预分度电磁铁通电后1.5秒钟，如果见不到预分度传感器信号，应立即给电机断电；(3)刀架电机反转锁紧过程中，2秒钟之内见不到锁紧传感器信号，应立即给电机断电；3．刀架电机上的温控保护不能直接接到系统板上，应通过中间继电器控制；4．发生刀架转不到位时，应重新转动，并且必须沿故障前的转向旋转； 5．预分度电磁铁芯杆表面要定期(6个月)注人l-3滴润滑油(见图1件17)。
目录1产品的用途、特点及规格参数 (1)1.1用途 (1)1.2特点 (1)1.3主要规格参数（见表1） (1)2 产品结构及传动原理 (2)3 产品的安装 (4)3.1刀架的安装尺寸参照图3及表2 (4)3.2刀架的安装 (5)3.3刀盘的安装 (5)3.4 冷却液的输入 (6)3.5刀架两侧的允许钻孔深度 (7)4 电器布置、接线 (8)4.1刀架电器部件分布图（见图7） (8)4.2 电机 (8)4.2.1 电机参数（见表5） (8)4.2.2 制动器 (8)4.2.3 温控开关 (8)4.3 编码器真值表 (9)4.4 电器件引线位置表 (9)4.5 编码器、接近开关的输出接口方式(见图8) (10)5 运行信号波形图及说明 (10)5.1 运行信号波形图 (10)5.2 运行过程说明 (11)6 产品性能参数图表 (11)6.1各方向力允许最大值图表 (11)6.2 刀具干涉图表 (12)7 刀架的调试、维护 (13)7.1刀架的润滑 (13)7.2更换冷却液套 (13)7.3更换电机 (14)7.4更换编码器 (14)7.5 调整与更换预分度接近开关 (15)7.6 更换预分度电磁铁 (16)7.7 调换锁紧接近开关 (16)8 注意事项及常见故障排除 (17)8.1 (17)8.2 (17)8.3 故障及排除表 (17)9 通用刀盘尺寸图 (19)1产品的用途、特点及规格参数1.1用途本刀架系引进世界著名数控转塔刀架生产企业－意大利Baruffaldi公司的先进技术，并获得其生产许可证而生产制造的。
毕业设计(论文)-fanuc数控车床的刀架控制系统设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-fanuc数控车床的刀架控制系统设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/381bb21b6294dd88d1d26bbd.png)
毕业设计说明书课题名称：FANUC数控车床的刀架控制系统设计学生姓名学号二级学院（系）电气电子工程学院专业机电一体化技术班级指导教师起讫时间：2012年2月13日～2012 年4月 6 日课题名称:FANUC数控车床摘要六工位简易刀架是经济型车床上最常用的一种自动换刀机构。
刀架采用三相异步电动机驱动，刀位检测采用霍尔元件。
这种刀架只能单方向换刀，电动机正转换刀，反转锁紧。
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。
本设计主要对总体结构设计、主要传动部件的设计和电气控制部分设计。
包括电气电路和控制软件的设计。
本设计的自动回转刀架控制系统电路简单，可靠性高，有效地解决了传统机床换刀主要依靠手工换刀，辅助时间长，精度不高，累积误差大，加工出的产品既费时且质量不如数控加工的问题，也为车床数控改造中的自动换刀问题提供一种有效的解决途径。
关键词：机械设计；刀架控制原理；刀架电气控制系统；自动换刀；自动回转刀架。
目录摘要 (I)第1章机械结构 (2)刀架总述 (2)数控车床刀架的分类 (2)数控车床刀架传动装置的原理与应用 (3)数控车床六工位刀架换刀工作原理 (8)第2章数控车刀架电气控制系统设计 (12)霍尔原理在刀架中运用的简单概述 (12) (13)六工位刀架梯形图 (14)第3章数控车刀架常见故障分析....... (15)数控车刀架机械与电气故障分析排除 (15)数控车床刀架常见故障的实例分析 (16)刀架使用注意事项 (17)第4章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)第1章机械结构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。
数控刀架设计
摘要数控机床的出现对提高生产常理、改进产品质量以及改善劳动条件等已经发挥了重要的作用。
为了进一步压缩非切削时间，多数数控机床往往在一次装夹中完成多工序加工。
数控机床的刀架是机床的重要组成部分，数控刀架是数控车床最普遍的一种辅助装置，它可使数控车床在工件一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，以缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高机床的加工效率和加工精度。
随着现代科学技术的发展，数控刀架向高智能化、高精度等方向发展。
刀架已不再是单纯的电动的，已是电液组合驱动和伺服驱动，能实现精确的控制，有效的提高劳动生产率，缩短生产时间。
数控刀架应具有良好的强度和刚度，这样才能提高加工精度，同时能承受加工的阻力，这就需要刀架有可靠的定位机构，同时刀架应具有很好的互换性，做好接口单元，这样提高刀架的可使用性，这样才能提高的刀架的生存能力，在这样一个知识的时代。
刀架的驱动通常是靠电机驱动，伺服在控制系统的的指挥下，其通过控制系统和驱动电路来实现。
由于反馈系统在刀架中的运用，相比较以前的开环系统，闭环系统具有很高的调节功能，大大的提高了刀架的换刀精度。
关键词：数控刀架、强度、刚度AbstactCNC machine tools have played an important role to improve the common sense of production 、the product quality and the working conditions. In order to compress the non-cutting time, the majority process of CNC tools are often completed in a single setup machining processes. CNC machine tool turret is an important part of the machine, CNC turret CNC lathes are the most common kind of assistive devices, it will enable the CNC lathe in the workpiece in a single setup, multiple or even all of the processing operation to shorten the processing auxiliary time, reduce errors caused by multiple installations of the workpiece during processing, thereby improving the machining efficiency and machining accuracy. With the development of modern science and technology, CNC turret to the development of high intelligence, high-precision direction. Is no longer pure electric turret is a combination of electro-hydraulic drive and servo-driven to achieve precise control, and improve labor productivity, shorten the production time.CNC turret should have good strength and stiffness, so as to improve the precision, can withstand the resistance of the processing, which needs turret reliable positioning mechanism, turret should have good interchangeability, good interfaceunit, so to improve the tool holder can be used, so in order to improve the tool carrier viability in an era of knowledge. The turret drive usually rely on motor drives, servo control system of command, control systems and driver circuit to achieve. Feedback system in the turret, compared to the previous open-loop system, closed-loop system has a high degree of regulatory function, greatly improve the turret tool change accuracy.Keywords:CNC turret、strength 、stiffness第一章绪论1.1数控刀架发展数控刀架最先起源于国外，作为数控机床的一部分，数控刀架于1959年诞生于美国卡耐•特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）。
数控车床常用刀具及选择
数控车床常用刀具及选择1．数控刀具的结构数控车床刀具种类繁多，功能互不相同。
根据不同的加工条件正确选择刀具是编制程序的重要环节，因此必须对车刀的种类及特点有一个基本的了解。
在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等，其中以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用。
数控车床使用的车刀、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具均有整体式和机夹式之分，除经济型数控车床外，目前已广泛使用可转位机夹式车刀。
(1) 数控车床可转位刀具特点数控车床所采用的可转位车刀，其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形成的，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。
但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如下表所示。
表2-2 可转位车刀特点(2) 可转位车刀的种类可转位车刀按其用途可分为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、切槽车刀、切断车刀和螺纹车刀等，见表2-3。
表2-3 可转位车刀的种类端面车刀900、450、750 普通车床和数控车床内圆车刀450、600、750、900、910、930、950、107.50普通车床和数控车床切断车刀普通车床和数控车床螺纹车刀普通车床和数控车床切槽车刀普通车床和数控车床(3) 可转位车刀的结构形式①杠杆式：结构见图2-16，由杠杆、螺钉、刀垫、刀垫销、刀片所组成。
这种方式依靠螺钉旋紧压靠杠杆，由杠杆的力压紧刀片达到夹固的目的。
其特点适合各种正、负前角的刀片，有效的前角范围为-60°～+180°；切屑可无阻碍地流过，切削热不影响螺孔和杠杆；两面槽壁给刀片有力的支撑，并确保转位精度。
②楔块式：其结构见图2-17，由紧定螺钉、刀垫、销、楔块、刀片所组成。
这种方式依靠销与楔块的挤压力将刀片紧固。
其特点适合各种负前角刀片，有效前角的变化范围为-60～+180。
两面无槽壁，便于仿形切削或倒转操作时留有间隙。
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。
数控车床自动回转刀架的控制设计
目录第一章引言 (1)1.1概述 (1)1.2数控车床自动回转刀架的发展趋势 (1)1.3刀架的设计准则 (2)第二章数控车床自动回转刀架的设计 (3)2.1数控车床刀架应满足的要求 (3)2.2刀架的工作原理 (6)2.3步进电机的选用 (7)2.4蜗杆及蜗轮的选用与校核 (8)2.5蜗杆轴的设计 (10)2.6蜗轮轴的设计 (17)2.7中心轴的设计 (18)2.8齿盘的设计 (20)2.9轴承的选择 (23)第三章PLC控制单元设计 (26)3.1PLC与工业控制计算机（IPC）和集散控制系统（DSC）的比较 (26)3.2控制电路硬件接线图 (27)3.3PLC控制流程图 (31)总结 (32)参考文献 (33)第一章引言1.1 概述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，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
在一定程度上，刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。
随着数控车床的不断发展，刀架结构形式也在不断翻新。
其中按换刀方式的不同，数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。
其中，带刀库的数控加工中心自动换刀装置自1958年研制成功以来，其机械结构和控制方式不断得到改进和完善。
自动换刀装置时加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有更换主轴头换刀以及带刀库的自动换刀系统。
1.2 数控车床自动回转刀架的发展趋势数控刀架的发展趋势是：随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
目前国内数控刀架以电动为主，分为立式（如图1-1）和卧式（如图1-2）两种。
立式主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。
另外，卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
电动刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。
数控车床常用数控刀具概述
数控加工刀具的选择
数控机床刀具的选用原则 刀具的选用应根据机床的加工能力、工
件材料的性能、加工工序、切削用量、以及 其他相关因素正确选用刀具和刀柄。
刀具选择的基本原则是：所选刀具应与 被加工材料相适应、安装调整方便、刚性好、 耐用度和精度高
数控刀具的种类
数控刀具的种类（按切削工艺分类）
1.车削刀具 （1）外圆车刀
三爪卡盘特点： 三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需
要找正。 卡爪：正爪
反爪——装夹直径较大的零件。 装夹特点：方便、省时、自动定心好，但夹紧力
小 适用范围：装夹外型规则的中、小型工件。
三爪卡盘装夹工件的找正
找正原因： （1）工件较长，旋转中心与主轴中心不重合 （2）卡盘使用时间过长，已失去应用的精度
固定顶尖刚性好，定心准确，但中心孔与顶尖之 间是滑动摩擦，易磨损和烧坏顶尖。因此只适用 于低速加工精度要求较高的工件。支承细小工件 时可用反顶尖，这时工件端部作成顶尖形。
活顶尖内部装有滚动轴承，顶尖和工件一起转动 ，能在高转速下正常工件。但活顶尖的刚性较差 ，有时还会产生跳动而降低加工精度。所以，活 顶尖只适用于精度要求不太高的工件。
为了防止工件由于切削力作用而产生]轴向 位移，可在卡盘内装一限位支承，或利用工件 的阶台作限位。
谢 谢！
顶尖
顶尖有前顶尖和后顶尖两种，用于定心并承受工 件的重力和切削力
前顶尖：
可直接安装在车床主轴锥孔中，也可用 三爪自定心卡盘夹住一自制有60°锥角 的钢制前顶尖。这种顶尖卸下后再次使 用时必须将锥面再车一刀，以保证顶尖 锥在的轴线与车床主轴旋转中心同轴。
后顶尖：
有固定顶尖和活顶尖两种。使用时可将后顶尖插 入车床尾座套筒的锥孔内。
数控伺服刀架工作原理
数控伺服刀架工作原理数控伺服刀架是一种用于工业加工的工具，它采用数字控制技术和伺服电机控制，能够实现高精度、高效率的切削加工。
接下来将详细介绍数控伺服刀架的工作原理。
数控伺服刀架由伺服电机、传动机构、刀具和控制系统组成。
其工作原理主要分为两个方面：位置控制和力控制。
首先，我们先来讲述一下位置控制的原理。
位置控制是数控伺服刀架的基本功能之一，它能够精确地控制刀具的位置。
这是通过伺服电机驱动传动机构来实现的。
伺服电机是一种能够根据控制信号精确控制角度和速度的电机，它通过传动机构将转动运动转变为线性运动，从而控制刀具的位置。
在位置控制中，控制系统会发出指令信号，告诉伺服电机要达到的目标位置。
伺服电机接收到指令信号后，会按照设定的速度和加速度进行转动，使得传动机构带动刀具按照指定的路径移动。
同时，伺服电机内置的位置传感器会实时检测刀具的位置，并将数据回传给控制系统，从而实现闭环控制。
控制系统会根据实际位置和目标位置的差异，不断调整伺服电机的转动，以使得刀具最终到达目标位置。
除了位置控制，力控制也是数控伺服刀架的重要工作原理之一。
力控制是在切削加工中起到关键作用的控制方式，它能够保证加工的稳定性和质量。
在力控制中，传感器会实时检测切削过程中的刀具受力情况，并将数据反馈给控制系统。
控制系统会根据传感器反馈的力信号，控制伺服电机的转动。
如果刀具受到较大的力作用，控制系统会相应地调整伺服电机的转动速度和加速度，使刀具适应受力情况。
这种力控制方式能够使切削过程更加稳定，避免刀具因过大的力而断裂或加工质量不达标。
数控伺服刀架的工作原理主要是通过位置控制和力控制来实现的。
位置控制通过伺服电机驱动传动机构，精确控制刀具的位置；力控制则通过传感器检测刀具受力情况，控制伺服电机的转动以适应受力情况。
这种工作原理使得数控伺服刀架能够实现高精度、高效率的切削加工，提高生产效率和产品质量。
总之，数控伺服刀架是一种基于数字控制和伺服电机技术的高精度切削工具。
八工位回转刀架说明书
C616卧式车床八工位数控回转刀架设计【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。
本设计通过对八工位卧式电动控制刀架的工作原理的分析，确定了多种方案，综合考虑各种方案的优缺点、性价比后，采用电动回转刀架。
其刀架机构的主要部件包括减速传动机构、刀架的抬起机构、锁紧与转位精定位机构等，控制系统软件包括控制系统的选择，控制系统软硬件的设计，收发信电路的设计等，设计中所采用螺杆抬起机构、端齿盘定位机构和单片机控制系统都计较经济实用，适合我们我国现阶段数控机床的发展需要。
【关键词】八工位，电动刀架，自动化，8051单片机目录1 绪论 (5)1.1 引言 (5)1.2 国内外研究现状 (5)1.3 存在的问题 (6)1.4 解决的方法 (7)2 方案设计 (8)2.1 自动刀架的基本要求和类型 (8)2.1.1自动刀架的基本要求 (8)2.1.2自动刀架的类型 (8)2.2 方案的拟定和确定 (9)3 总体结构设计 (11)3.1 减速传动机构方案设计 (11)3.2 刀架抬起机构设计 (12)3.3 上刀体锁紧与精定位机构设计 (13)4 主要部件的设计计算 (15)4.1 减速传动机构的设计计算 (15)4.1.1蜗杆的选型 (15)4.1.2蜗杆副的材料选择 (15)4.1.3按齿面接触疲劳强度进行设计 (15)4.1.4蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸 (19)4.1.5校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度 (19)4.2 螺杆的设计计算 (21)4.2.1螺距的确定 (21)4.2.2其他参数的确定 (21)4.2.3自锁性能校核 (21)4.3 端齿盘设计 (22)4.3.1 端齿盘的特点 (22)4.3.2 端齿盘主要参数的设计计算 (22)5 电气控制部分设计 (26)5.1 控制系统的选择 (26)5.2 控制方式的选择 (27)5.3 硬件电路设计 (27)5.3.1收信电路设计 (27)5.3.2发信电路设计 (29)5.4 控制软件设计 (31)6 致谢 (37)7 参考文献 (38)1 绪论1.1 引言电动刀架是数控车床重要的传统结构，应用了自动控制、微电子、传感测量等方面的最新成就，是典型的机电一体化产品。
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数控刀架的类型功能及其基本要求
按换刀方式的不同，数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式，下面对这三种形式的刀架作简单的介绍。
1. 排式刀架
排式刀架一般用于小规格数控车床，以加工棒料或盘类零件为主。
其结构形式为：
夹持着各种不同用途刀具的刀夹沿着机床的X坐标轴方向排列在横向滑板上。
这种刀架在刀具布置和机床调整等方面都较为方便，可以根据具体工件的车削工艺要求，任意组合各种不同用途的刀具，一把刀具完成车削任务后，横向滑板只要按程序沿X轴移动预先设定的距离后，第二把刀就到达加工位置，这样就完成了机床的换刀动作。
这种换刀方式迅速省时，有利于提高机床的生产效率。
2. 回转刀架
回转刀架是数控车床最常用的一种典型换刀刀架，一般通过液压系统或电气来实现机床的自动换刀动作，根据加工要求可设计成四方、六方刀架或圆盘式刀架，并相应地安装4把、6把或更多的刀具。
显恒数控回转刀架的换刀动作可分为刀架抬起、刀架转位和刀架锁紧等几个步骤。
它的动作是由数控系统发出指令完成的。
回转刀架根据刀架回转轴与安装底面的相对位置，分为立式刀架和卧式刀架两种。
3. 带刀库的自动换刀装置
上述排刀式刀架和回转刀架所安装的刀具都不可能太多，即使是装备两个刀架，对刀具的数目也有一定限制。
当由于某种原因需要数量较多的刀具时，应采用带刀库的自动换刀装置。
带刀库的自动换刀装置由刀库和刀具交换机构组成。
数控刀架的功能及其基本要求
数控机床上的刀架是安放刀具的重要部件，许多刀架还直接参与切削工作，如卧式车床上的四方刀架，转塔车床的转塔刀架，回轮式转塔车床的回轮刀架，自动车床的转塔刀架和天平刀架等。
这些刀架既安放刀具，而且还直接参与切削，承受极大的切削力作用，所以它往往成为工艺系统中的较薄弱环节。
随着自动化技术的发展，机床的刀架也有了许多变化，特别是数控车床上采用电(液)换位的自动刀架，有的还使用两个回转刀盘。
显恒数控加工中心则进一步采用了刀库和换刀机械手，定现了大容量存储刀具和自动交换刀具的功能，这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把，自动交换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。
因此，刀架的性能和结构往往直接影响到机床的切削性能、切削效率和体现了机床的设计和制造技术水平。
基本要求：
1）换刀时间短，以减少非加工时间。
2）减少换刀动作对加工范围的干扰。
3）刀具重复定位精度高。
4）识刀、选刀可靠，换刀动作简单可靠。
5）刀库刀具存储量合理。
6）刀库占地面积小，并能与主机配合，使机床外观协调美观。
7）刀具装卸、调整、维修方便，并能得到清洁的维护。