基于单片机的数控车床4刀位刀架的自动换刀装置的设计
数控机床的自动换刀装置设计
第六章数控机床的自动换刀装置第一节自动换刀装置的形式数控机床为了能在工件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序，以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差，必须带有自动换刀装置。
数控车床上的回转刀架就是一种简单的自动换刀装置，所不同的是在多工序数控机床出现之后，逐步发展和完善了各类回转刀具的自动换刀装置，扩大了换刀数量，从而能实现更为复杂的换刀操作。
在自动换刀数控机床上，对自动换刀装置的基本要求是：换刀时间短，刀具重复定位精度高，有足够的刀具存储量，刀库占地面积小及安全可靠等。
各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的形式、工艺范围及其刀具的种类和数量。
其基本类型有以下几种。
一、转刀架换刀回转刀架是一种最简单的自动换刀装置，常用于数控车床。
可以设计成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。
回转刀架上分别安装着四把、六把或更多的刀具，并按数控装置的指令换刀。
回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工时的切削抗力。
由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，对于数控车床来说，加工过程中刀具位置不进行人工调整，因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转位之后，具有尽可能高的重复定位精度（一般为0.001～0.005mm）。
一般情况下，回转刀架的换刀动作包括刀架抬起、刀架转位及刀架压紧141等。
回转刀架按其工作原理分为若干类型，如图6-1所示。
图6-1a)所示为螺母升降转位刀架，电动机经弹簧安全离合器到蜗轮副带动螺母旋转，螺母举起刀架使上齿盘与下齿盘分离，随即带动刀架旋转到位，然后给系统发信号螺母反转锁紧。
转位刀架刀架内装信号盘上齿盘销钉端齿盘定位开电动机合下齿盘销钉n螺母弹簧安全离合器蜗轮副(a)(b)刀架凸轮凸轮拔爪棘爪上齿盘下齿盘电动机液压缸棘轮摆动阀芯(c)(e)(d)回转刀架的类型及其工作原理图6-1图6-1b)所示为利用十字槽轮来转位及锁紧刀架（还要加定位销），销钉每转一周，刀架便转1/4转（也可设计成六工位等）。
数控车床核心部件：液压转位换刀的立式4工位刀塔结构设计
数控车床核心部件：液压转位换刀的立式4工位刀塔结构设计简介液压刀塔是数控车床的自动换刀装置。
立式液压刀塔有壳体，壳体内有圆柱形腔体，腔体内有上段伸出壳体的刀盘轴，壳体内、刀盘轴的外圆周有圆环形液压缸，圆环形液压缸有进液口和出液口，圆环形液压缸内有定位连在刀盘轴上的圆环形活塞，刀盘轴的前段依次连有活动端齿盘和刀盘，壳体的前端有可与活动端齿盘相啮合的固定端齿盘，刀盘轴的后端连有刀盘轴的旋转驱动装置。
数控车床在使用时，在刀盘上固定有不同加工步骤所需的多个刀具，活动端齿盘与固定端齿盘处于啮合状态，刀盘固定不动，刀盘上的一个刀具准确地固定在工作位置。
数控车床在使用过程中需要换刀具时，先用立式液压刀塔的环形液压缸推动刀盘轴上的环形活塞沿轴向向前运动，驱动刀盘轴和刀盘沿轴向向前运动，使刀盘上的活动端齿盘脱离与固定端齿盘的啮合，然后用刀盘轴的旋转驱动装置驱动刀盘轴旋转，让下一加工步骤所用的新刀具较为准确地转到工作位置，再用环形液压缸推动刀盘轴上的环形活塞沿轴向向后运动，让刀盘上的活动端齿盘与固定端齿盘恢复啮合，压紧端齿盘，刀盘固定不动，让下一加工步骤所用的新刀具精准地固定在工作位置。
为了驱动刀盘轴旋转，现有技术中，刀盘轴的旋转驱动装置有液压旋转驱动装置和电动旋转驱动装置，液压旋转驱动装置有液压马达，液压马达驱动的速度不是很快，把下一加工步骤所用的新刀较转到工作位置也不是很准确，生产准备时间较长，劳动生产率不是很高；伺服电机驱动刀盘轴旋转的电动旋转驱动装置，电动旋转驱动装置转位快、精度高，但电动旋转驱动装置结构复杂、造价较高，电动机外露在立式液压刀塔的侧面，不仅使立式液压刀塔的体积大，使用时数控车床内的润滑冷却液也容易喷溅到电动机上，时间长了会污损电动机，不适于在只需要四工位的数控车床用刀塔。
液压转位换刀的立式4工位刀塔结构设计壳体 1，壳体内有圆柱形腔体 2，圆柱形腔体内有前段伸出壳体的刀盘轴3，壳体内圆柱形腔体的中段、刀盘轴的外圆周有圆环形液压缸 4，圆环形液压缸内有定位连在刀盘轴上的圆环形活塞 5，刀盘轴的前段依次连有活动端齿盘 6 和刀盘 7，壳体的前端有与活动端齿盘相啮合的固定端齿盘8，刀盘轴的后段连有双缸刀盘轴旋转驱动装置，双缸刀盘轴旋转驱动装置有在壳体内圆柱形腔体后段的鼓形柱转套 9，鼓形柱转套与壳体之间有轴承 10，鼓形柱转套的内圆孔有内齿 11，刀盘轴的后段插入鼓形柱转套的内圆孔里，刀盘轴插入鼓形柱转套的内圆孔里的后段有与鼓形柱转套的内齿相啮合的外齿 12，壳体内、圆柱形腔体的侧面有进出口相串连的第一液压缸 13 和第二液压缸 14，第一液压缸和第二液压缸的轴线互相垂直，第一液压缸和第二液压缸的轴线所在平面与刀盘轴的轴线相垂直，第一液压缸和第二液压缸的轴线与鼓形柱转套轴线之间的距离大于鼓形柱转套内接圆柱面的半径、小于鼓形柱转套外圆柱面的半径，上述液压缸的活塞杆15 前端、靠近鼓形柱转套轴线一侧、有与活塞杆的轴线交角 a 是 10 度 ~20 度的斜面 16。
数控车床四工位刀架设计
即校验下式是否成立：
式中 ........涡轮齿根弯曲应力，单位为Mpa;
..........涡轮齿形系数；
.........螺旋角影响系数
.........涡轮的许用弯曲应力，单位为MPa
由蜗杆头数Z1=1，传动比i=48,可以算出涡轮齿数
则涡轮的当量齿数：
根据涡轮变位系数x2=1和当量齿数ZV2=48.46,得齿形系数 =1.95
2.
GB/T10085----1988推荐采用渐开线蜗杆（Z1蜗杆）和锥面包络蜗杆（ZK蜗杆）。本设计采用结构简单，制造方便的渐开线型圆柱蜗杆(Z1型)。
2.
刀架中的蜗杆副传递的功率不大，但蜗杆转速较高，因此蜗杆的材料选择45钢，其螺旋齿面要求淬火，硬度为45~55HRC，以提高表面耐磨性；涡轮的转速较低，其材料主要考虑耐磨性，选用铸锡磷青铜ZcuSn10P1,采用金属模铸造。
“现代设计与制造综合实践”报告
题目：数控车床设计
学院：机械与电子控制工程
专业：机械工程及其自动化
学生姓名：
学号：
平时成绩：
报告与答辩成绩：
最终成绩：
指导教师：
年月日
摘要
数控车床集计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，是典型的机电一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式，产业结构，管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大的变化。本文较为详细的介绍了对车床重要组成部分的设计和它们的结构和工作原理，通过查阅各种资料对这些部分进行结构设计，工艺设计，软件模拟仿真等，让我们对数控车床的了解得到很大提高，同时也熟练掌握了很多专业软件。
按齿面接触疲劳强度进行设计
刀架中的蜗杆副采用闭式传动，多因齿面胶合或点蚀而失效。因此，在进行承载能力计算时，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再按齿根弯曲疲劳强度进行校核。
数控车床自动换刀装置的设计
机械工程学院专业课程设计说明书机械工程学院专业课课程设计说明书设计题目：数控车床自动换刀装置的设计专业：专业设计制造班级：姓名：学号指导教师：2012年12 月30 日目录第1章数控机床的产生 (5)第2章数控机床的发展 (6)2.1 数控系统的发展 (6)2.2 机床的发展趋势 (6)第3章绪论3.1 概述 (8)3.1.1 四刀位数控车床,换刀的故障现象 (8)3.1.2 六刀位数控车床换刀的故障现象 (8)3.2 稳压电源故障 (8)3.3 系统程序锁故障 (9)3.4 结束语 (9)第4章诊断4.1数控机床的故障诊断技术 (9)4.1.1数控系统自诊断 (9)4.1.2在线诊断和离线 (10)4.2数控机床故障的实用诊断方法诊断 (10)4.2.1诊断常用的仪器、仪表及工具万用表-可测电阻、交、直流电压、电流 (11)4.2.2诊断技术资料 (11)4.2.3故障处理 (11)4.2.4数控系统故障诊断方法 (11)4.2.5故障诊断应遵循的原则 (11)4.3数控机床故障的类型与特点 (12)第5章维护5.1主传动链的维护 (13)5.2刀库及换刀装置的维护 (13)5.3液压系统的维护 (14)参考文献 (14)第1章数控机床的产生在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件（批量在10～100件）约占机械加工总量的80%以上。
尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。
为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。
数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。
它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。
根据国家标准ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。
数控机床的自动换刀装置设计
第六章数控机床的自动换刀装置第一节自动换刀装置的形式数控机床为了能在工件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序，以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差，必须带有自动换刀装置。
数控车床上的回转刀架就是一种简单的自动换刀装置，所不同的是在多工序数控机床出现之后，逐步发展和完善了各类回转刀具的自动换刀装置，扩大了换刀数量，从而能实现更为复杂的换刀操作。
在自动换刀数控机床上，对自动换刀装置的基本要求是：换刀时间短，刀具重复定位精度高，有足够的刀具存储量，刀库占地面积小及安全可靠等。
各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的形式、工艺范围及其刀具的种类和数量。
其基本类型有以下几种。
一、转刀架换刀回转刀架是一种最简单的自动换刀装置，常用于数控车床。
可以设计成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。
回转刀架上分别安装着四把、六把或更多的刀具，并按数控装置的指令换刀。
回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工时的切削抗力。
由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，对于数控车床来说，加工过程中刀具位置不进行人工调整，因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转位之后，具有尽可能高的重复定位精度（一般为0.001～0.005mm）。
一般情况下，回转刀架的换刀动作包括刀架抬起、刀架转位及刀架压紧等。
回转刀架按其工作原理分为若干类型，如图6-1所示。
图6-1a)所示为螺母升降转位刀架，电动机经弹簧安全离合器到蜗轮副带动螺母旋转，螺母举起刀架使上齿盘与下齿盘分离，随即带动刀架旋转到位，然后给系统发信号螺母反转锁紧。
图6-1 回转刀架的类型及其工作原理图6-1b)所示为利用十字槽轮来转位及锁紧刀架（还要加定位销），销钉每转一周，刀架便转1/4转（也可设计成六工位等）。
图6-1c)所示为凸台棘爪式刀架，蜗轮带动下凸轮台相对于上凸轮台转动，使其上、下端齿盘分离，继续旋转，则棘轮机构推动刀架转90º，然后利用一个接触开关或霍尔元件发出电动机反转信号，重新锁紧刀架。
数控车床四工位自动回转刀架的工作原理
数控车床四工位自动回转刀架的工作原理引言：数控车床是一种高精度加工设备，广泛应用于机械加工行业。
四工位自动回转刀架是数控车床的重要组成部分，它能够实现在加工过程中刀具的自动更换，提高生产效率和加工精度。
本文将详细介绍数控车床四工位自动回转刀架的工作原理。
一、工作原理概述四工位自动回转刀架主要由刀架本体、伺服电机、刀杆、刀具等部分组成。
刀架本体安装在数控车床主轴箱上，通过伺服电机驱动刀杆进行回转。
刀杆上装有多个刀具，可在加工过程中根据加工要求自动更换刀具。
下面将详细介绍其工作原理。
二、刀架本体和伺服电机刀架本体是四工位自动回转刀架的核心部分，它通常由高强度铸铁材料制成，具有良好的刚性和稳定性。
伺服电机则用于驱动刀架的回转运动。
通过数控系统对伺服电机进行控制，可以实现刀架的精确定位和回转速度的调节。
三、刀杆和刀具刀杆是连接刀架本体和刀具的重要部分，通常由高强度合金钢制成。
刀杆上安装有多个刀具座，刀具座上则安装有不同类型的刀具。
刀具根据加工要求的不同，可以选择不同的刀具进行自动更换。
这样，数控车床在加工过程中可以根据需要灵活选择刀具，提高加工效率和精度。
四、工作原理详解1. 初始位置设定：在加工前，数控系统会根据加工程序设定初始位置，确定刀架的起始位置和工作方向。
2. 伺服电机驱动：根据加工要求，数控系统通过控制伺服电机的运动，使刀架进行回转。
回转的速度和方向可以通过数控系统进行调节。
3. 刀具选择：在加工过程中，数控系统会根据加工程序的要求，从刀具库中选择合适的刀具。
刀具库中存储了各种类型的刀具，根据加工要求可灵活选择。
4. 刀具更换：当需要更换刀具时，数控系统会通过控制伺服电机，使刀架停在合适的位置。
然后，利用机械装置将当前使用的刀具卸下，并安装新的刀具。
5. 加工过程：在刀具更换完成后，刀架会继续回转，数控车床进行加工作业。
在加工过程中，数控系统可以根据需要调整刀具的进给速度和切削深度，以实现不同形状和精度的加工要求。
-基于单片机的车床刀架控制系统(MCS-51)的设计详解
成都工业学院成教院毕业设计（论文）论文题目：基于单片机的车床刀架控制系统(MCS-51) 的设计教学点：重庆学院指导老师：职称：讲师学生姓名：### 学号:专业：机电一体化技术成都工业学院成教院制二〇一四年三月二十一日成都工业学院成教院毕业设计（论文）任务书题目：基于单片机的车床刀架控制系统(MCS-51) 的设计任务与要求：以MCS-51系列8031单片机为控制核心的总体改造设计方案模型； ,微机数控系统硬件组成与软件设计及工作流程；实现并增强其自动化加工、稳定质量、提高工效和适用性。
时间： 2013年 11月 28 日至 2014 年 4 月 17 日共 20 周教学点：重庆科创职业学院学生姓名：学号：专业: 机电一体化技术指导单位或教研室：重庆学院指导教师：职称：讲师成都工业学院成教院制毕业设计(论文)进度计划表日期工作内容执行情况指导教师签字2013.11.28-2013.12.20查找资料，选题2013.12.22-2014.1.31完成论文的初稿2014.2.1-2014.3.15完成论文二稿的写作2014.3.16-2014.4.5完成论文的终稿及格式修改2014.4.6-2014.4.20 定稿，打印论文，做好评阅的准备2014.4.21-2014.4.25论文评阅教师对进度计划实施情况总评签名年月日本表作评定学生平时成绩的依据之一。
摘要了解数控机床的概念，所谓数字控制是按照含有机床(刀具)运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术 ,而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品 ,其技术范围覆盖很多领域。
而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。
它的优点很多,可以在同一机床上一次装夹可完成多个操作，生产率显著提高等优点，但它的价格昂贵。
由于本文论述了选择PHILPS公司的89C58微控制器，采用I/O接口向系统各部分发出各种命令，同时对车床的参数进行巡回监测、数据处理以及控制计算、逻辑判断，使机床的X、Z轴的动作精度得到控制、刀架实现自动切换。
四工位立式刀架机械设计
四工位立式刀架机械设计四工位立式刀架是一种在数控机床上常用的自动换刀装置。
它的主要作用是在加工过程中实现刀具的自动更换，以提高生产效率。
以下是对四工位立式刀架机械设计的简要介绍：1. 结构设计：四工位立式刀架通常由刀架本体、传动装置、控制系统、刀具安装部位等组成。
刀架本体通常为立式结构，具有四个刀位，可以安装不同类型的刀具。
传动装置负责实现刀架转体时无需抬起，解决刀架密封问题。
2. 传动方式：四工位立式刀架的传动方式有多种，例如蜗轮蜗杆传动、齿轮传动、丝杠螺母传动等。
蜗轮蜗杆传动具有结构简单、传动比稳定、噪音低等优点；齿轮传动具有传动比准确、承载能力高等优点；丝杠螺母传动具有响应速度快、精度高等优点。
3. 控制系统：四工位立式刀架的控制系统是整个装置的核心部分，负责实现刀架的自动换刀和刀具的保护。
控制系统通常采用数控系统，可以接收来自机床的指令，实现刀架的定位、旋转和锁紧等动作。
此外，控制系统还具有故障诊断和预警功能，有助于确保设备的安全运行。
4. 刀具安装部位：四工位立式刀架的刀具安装部位可根据刀具类型和加工需求进行配置。
常见的刀具类型包括铣刀、钻头、切削刀等。
为了确保刀具的稳定性和加工精度，刀具安装部位需要具有较高的刚性和精度。
5. 安全性设计：在四工位立式刀架的设计中，安全性至关重要。
例如，设置限位开关以防止刀架旋转过位；在刀架升降过程中，采用有限位装置以确保刀架在指定位置停止；此外，还应考虑电缆、气路等元件的防护措施，防止在加工过程中发生意外损坏。
总之，在四工位立式刀架的机械设计中，需要综合考虑结构、传动方式、控制系统、刀具安装部位和安全性等因素，以实现高效、安全、稳定的刀具更换功能。
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。
四工位立式回转刀架机电系统设计
四工位立式回转刀架机电系统设计本设计是基于数控机床的自动回转刀架仿真。
主要的工作可以分成两部分，一部分是机构仿真，另一部分是电气控制。
机构仿真是先对四工位立式回转刀架的工作原理的分析和对零件进行结构设计。
电气控制就是把程序导入到PLC中来控制刀架电动机中的两个继电器，从而实现对刀架的正反转控制，而且电机的停转可以通过限位开关的开关信号来控制，实现自动换刀。
标签：自动回转刀架；刀架控制原理；刀架电气控制系统仿真1 数控机床刀架的介绍自动换刀系统是数控机床的重要组成部分。
机床的加工性能受刀具夹持原件的结构特性及它与機床主轴的连接方式的直接影响。
而机床的换刀效率受到刀库结构形式及刀具交换装置工作方式的影响，而整机的成本造价又受自动换刀系统本身及相关结构的复杂程度的直接影响。
2 数控刀架的工作原理及电气设计电气是机械的控制中心，也就是说电气原理的设计可以实现机械动作的复杂操作控制。
下面我们通过数控刀架的电气知识霍尔效应、刀架的接线原理图和具体的经济型刀架换刀过程等，对电气原理的运用做进一步的了解。
2.1 数控车床四工位刀架换刀工作原理电机会在接到换刀键或者换刀的指令后正转，蜗杆、涡轮、轴、轴套由于花键的定位作用，同联轴器一同转动。
轴套外圆上有两处凸起，能够限位轴套，使轴套在套筒内孔中的螺旋槽内作滑动，因刀架与上端齿盘同套筒相连，此时会因套筒的滑动被举起，使上下齿盘分开，刀架抬起，当套筒继续转动时，刀架会被带动旋转90°（如不到刀位，刀架还可以继续转180°、270°、360°），而且此时控制装置能够收到由微动开关发出的检测信号，直到刀架转到指定位置，控制装置会根据微动开关提供的刀架已经到达指定位置的信号，使电动机反转，此时定位销会使刀架定位不再回转，刀架则向下移动，上下端齿盘重新压合。
当蜗杆继续转动，产生轴向位移，压缩弹簧，曲面压缩开关使电机停止旋转，从而完成一次转位。
「数控机床的自动换刀装置设计」
「数控机床的自动换刀装置设计」一、需求分析数控机床的自动换刀装置主要用于在加工过程中自动更换刀具，以适应不同的加工任务和实现多种加工工艺的自动化。
因此，自动换刀装置的设计要满足以下需求：1.快速准确的刀具更换：自动换刀装置需要能够在短时间内完成刀具的更换，且保证更换的准确性。
2.高效的自动化控制：自动换刀装置需要与数控系统实现自动化控制，能够根据加工任务自动选择合适的刀具。
3.安全可靠的操作：自动换刀装置需要具备安全可靠的设计，避免因操作失误导致的事故发生。
二、设计原则在自动换刀装置的设计过程中，需要遵循以下原则：1.结构简单、紧凑：自动换刀装置需要满足空间限制，尽可能小巧紧凑，以适应各种机床的安装条件。
2.操作方便、人性化：自动换刀装置的控制操作要简便易懂，方便操作人员进行操作和维护。
3.刀具固定牢固可靠：刀具在加工过程中会受到较大的切削力和振动力，因此自动换刀装置需要确保刀具固定牢固，以保证加工精度和工件质量。
三、设计方案基于上述需求和设计原则，设计了一种数控机床的自动换刀装置。
该装置的设计主要包括以下几个部分：1.刀库设计：刀库是存放刀具的地方，需要设计合理的刀具存储位置和刀具取放机构。
刀库可以采用旋转式或者移动式，既可以满足换刀的快速性，又可以满足复杂工艺下的多种刀具存储需求。
2.自动换刀机构设计：自动换刀机构用于完成刀具的取放。
可以采用伺服电机或气动执行器控制换刀机构的运动，实现快速精确的换刀动作。
3.刀具固定设计：刀具在切削过程中会受到较大的力，需要采用可靠的夹持装置将刀具固定在主轴上。
常用的刀具固定装置有机械夹紧和磁力夹持装置，可以根据具体的加工需求选择合适的装置。
4.控制系统设计：自动换刀装置需要与数控系统实现自动化控制，根据加工任务自动选择合适的刀具。
控制系统可以采用PLC或者单片机进行控制，通过传感器检测刀具状态，并发送信号控制换刀动作。
5.安全设计：自动换刀装置需要具备安全可靠的设计，可以在换刀过程中检测到异常情况，如刀具松动或擦伤等，并及时采取安全保护措施，避免事故的发生。
四工位自动刀架系统设计说明书
摘要自动换刀装置是数控机床上最普遍的一种辅助装置，它可以使数控机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。
本论文是关于数控机床四工位自动回转刀架系统的设计。
完成了主要部件的装配并绘制必要的零部件图，完成了整个系统的设计。
其中包括自动刀架方案设计、总体结构设计、主要参数及传动机构的设计计算和电气控制部分设计。
采用三相异步电动机提供动力源，蜗轮蜗杆副传递动力，螺杆螺母副传递运动，实现上刀体升降运动，用端齿盘定位，单片机进行系统控制，实现了数控机床四工位自动换刀装置的自动换刀和精确定位要求。
关键词: 数控机床；回转刀架；控制系统；单片机AbstractIt is the most general kind of servicing unit on numerical control lathe to change one hundred sheets of devices automatically, it can make the numerical control locomotive finish many kind even all processing processes while putting and inserting in once of work piece, assisting time in order to shorten processing, reduce the error caused by work piece of numerous installation in the processing course, thus improve the processing efficiency and machining accuracy of the lathe.This thesis turns the design of the system of the knife rest round automatically in four engineering location about numerical control lathe. Have finished the assembly of the main part and draw the essential spare part picture, has finished the design of the whole system. Include automatic knife design, the overall structural design, primarily the design parameters and calculation of transmission and electrical control part of the design. Adopt three different step motors to offer the power source, worm pair of worm gear transmits power, spiral shell pole spiral shell eye transmit sport while being vice, one hundred sheets of body hoist or lower sport, orientate with end tooth dish realize, one-chip computer carry on system control, realize numerical control lathe four worker location change to change knife and accurate to orientate the requirement automatically one hundred sheets of device automatically.Keywords: Numerical Controlled Machine; Turn the Knife Rest; the Control System; Single-Chip Micro目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 题目的背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 存在的问题和发展趋势 (2)1.4 本文主要研究内容 (3)第2章自动刀架方案设计 (4)2.1 自动刀架的基本形式和应满足的要求 (4)2.1.1 自动刀架的形式 (4)2.1.2 自动刀架的基本要求和功能分析 (5)2.2 初步确定自动刀架的方案 (6)2.3 自动回转刀架的换刀流程 (7)第3章总体结构设计 (10)3.1 减速传动机构方案设计 (10)3.2 上刀体锁紧与精定位机构设计 (11)3.3 刀架抬起机构设计 (11)3.4 自动回转刀架的换刀过程中有关销的位置 (12)第4章主要参数及传动机构的设计计算 (14)4.1 动力参数的确定 (14)4.1.1 电机容量的设计计算 (14)4.1.2 各轴的运动动力参数 (15)4.2 蜗杆传动的设计计算 (16)4.2.1 按齿面接触疲劳强度设计 (16)4.2.2 蜗轮蜗杆的主要参数与几何尺寸 (18)4.2.3 校核齿根弯曲疲劳强度 (19)4.2.4 精度等级和表面粗糙度及结构的确定 (20)4.3 丝杆螺母传动的设计计算 (20)4.3.1 丝杆螺母材料的选择 (20)4.3.2 螺距的确定 (21)4.3.3 其他参数的确定 (21)4.3.4 自锁性能校核 (21)4.4 多齿盘定位机构的设计 (22)4.4.1 原理与特点 (22)4.4.2 设计计算 (23)第5章电气控制部分设计 (27)5.1 总体设计 (27)5.2 控制芯片及I/O接口芯片的选型 (28)5.2.1 8051单片机介绍 (28)5.2.2 可编程I/O芯片8255A介绍 (28)5.3 传感器选型 (31)5.3.1 霍尔效应 (32)5.3.2 霍尔元件的基本结构 (33)5.4 硬件电路设计 (33)5.4.1 发信电路 (33)5.4.2 收信电路 (35)5.4.3 延时锁紧电路 (36)5.4.4 复位电路 (37)5.5 控制流程 (37)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)CONTENTS Abstract.................................................................................. 错误!未定义书签。
数控车床四工位自动回转刀架的工作原理
数控车床四工位自动回转刀架的工作原理数控车床是一种利用计算机控制的自动化加工设备，它能够对工件进行高精度的加工。
在数控车床的加工过程中，自动换刀架是非常重要的一个部件。
数控车床的自动换刀架有多种不同的形式，其中四工位自动回转刀架是一种独特的结构形式。
那么，数控车床四工位自动回转刀架的工作原理是什么呢？首先，我们需要了解一下自动换刀架的开发历程。
在传统的机械车床上，工人需要使用手动换刀方式来完成不同工件的加工。
这种方式需要大量的人工操作，效率低下。
为了提高生产效率，人们开发了半自动、全自动换刀设备，但这些设备还是需要人工操作。
到了数控车床时代，人们开始探索自动换刀架的开发。
目前市场上的自动换刀架包括四工位自动回转刀架和六面体自动换刀架等多种形式。
那么，四工位自动回转刀架是如何完成换刀操作的呢？四工位自动回转刀架的结构包括主轴箱、回转齿轮、滑枕座、夹持器、挡板和数控系统等几个部分。
主轴箱是整个自动换刀架的核心部件，它包括主轴、主轴轴承和电机等部分。
主轴箱的作用是帮助刀具完成快速切换，确保工件加工的高效性和精度。
回转齿轮是刀具换掉的关键，它位于主轴箱的下方。
回转齿轮是用来控制刀具的旋转方向和角度，通过与滑枕座的配合，实现不同角度上的快速切换。
滑枕座位于主轴箱下方，滑轨折线的形式可以轻松地实现不同角度的转动。
滑枕座的上方是夹持器，它是用来固定刀具的部分，确保刀具不会在换刀过程中被弄乱。
在实际的操作中，数控系统会发出指令，让自动回转刀架开始工作。
首先，夹持器会收缩，放开当前的刀具。
随后，回转齿轮会旋转，使得滑枕座开始转动。
当滑枕座旋转到正确角度时，夹持器会再次张开，夹住下一把刀具，然后回转齿轮停止运动。
此时，刀具已经换完，数控系统会发出指令，要求主轴开始旋转。
自动回转刀架会根据指令旋转到正确位置，以完成后续加工过程的顺利进行。
总结起来，数控车床四工位自动回转刀架的工作原理就是通过数控操作，让自动回转刀架完成不同角度上的快速切换，从而实现工件加工的高效性和精度。
CW6163×2000普通车床数控化改造总体设计及四工位自动刀架设计
CW6163×2000普通车床数控化改造总体设计及四工位自动刀架设计数控车床为了能在工件的一次装夹中完成多工序加工，缩短辅助时间，减少多次安装所引起的加工误差，必须带有自动回转刀架。
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。
为了保证转位具有高的重复定位精度，自动回转刀架还要选择可靠的定位方案和合理的定位结构。
自动回转刀架自动换刀时由控制系统和驱动电路来实现。
关键词：自动回转刀架；蜗轮蜗杆副一绪论（一）概论数控机床是一种高效自动加工机床，是一种典型的基地啊一体化产品，数控机床有着普通机床难以具备的特点。
正因为特点使它得到广泛的应用。
具有广泛的适应性和较大的灵活性、高的生产效率、高的加工精度、稳定的加工质量、复杂零件的加工能力、工序集中等特点，是实现柔性制造系统的必要装备。
（二）数控机床的发展现状数控机床正在向精密、高速、复合、智能、环保的方向发展。
精密和高速加工对传动及其控制提出了更高的动态特性和控制精度，更高的进给速度和加速度，更低的振动噪声和更小的磨损二、设计任务与总体方案的确定（一）系统总体方案设计将CW6163普通车床改造成采用闭环控制的经济型数控车床，要求该车床进给两坐标联动并且能够实现直线插补和圆弧插补并增配自动回转刀架和主轴脉冲发生器，能车削螺纹。
数控系统总体方案设计的内容包括：系统运动方式的确定，执行机构及传动方案的确定，伺服电机类型及调速方案确定，计算机控制系统的选择等。
图1 CW6163x2000普通车床三、主传动系统的改造（一）主传动系统普通车床进行数控化改造时，为了减少工作量一般保留原有的主传动机构和变速操纵机构。
改造后使其主运动和进给运动分离，主电机的作用仅为带动主轴旋转，主轴的正转、反转和停止由数控系统来控制。
采用交流变频器实现主轴电机的无极变速，本设计选用F1000-G0110T3C型变频器，该型号适配电机11KW，额定输出电流为23A。
自动换刀装置的设计(本科毕业设计)
本科毕业设计说明书实验室用自动换刀装置的设计学院：机电学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：王建学号：080515979指导教师：丁海泉职称：副教授设计完成日期：二Ο一二年六月目录前言 (Ⅰ)摘要 (II)绪论 (1)1. 课题背景 (1)2. 研究的主要内容 (3)第一篇自动换刀装置机械设计一. 总体方案的设计 (4)二．刀库结构设计及计算 (5)三.机械手结构设计及计算 (10)四.主轴结构设计及计算 (15)五.总体结构尺寸的确定 (17)第二篇自动换刀装置电气设计一. 总论 (20)二.电气控制方案的确定 (21)三.PLC输入输出安排 (21)四.PLC控制换刀过程 (23)五.PLC与继电器控制的区别 (24)总结 (25)参考文献 (26)CAD 图纸详细资料QQ:549294917前言金属切削机床是机械制造业的基础装备，它随着科学技术突飞猛进的发展和微电子、航天、国防等工业的发展需求，正朝着高精度、自动化、柔性化、微型化和集成化方向迅速发展。
计算机技术和分析技术的进步，为机床设计理论和技术的发展提供了有力的技术支持。
本次设计主要对小型立式加工中心自动换刀装置的具体结构以及换刀过程进行设计计算和相关说明。
将机械系统、驱动装置、电气原理、自动控制系统和信息处理系统等机电一体化要素组成各种可靠结构。
全文共分为两篇，第一篇为自动换刀装置的机械结构部分的设计计算，对刀库、机械手、主轴等结构进行设计以及对支撑结构、导轨的设计。
第二篇为电气部分的布置及相关计算，包括电器原理图，电器接线图的设计，PLC的选择及应用。
在参加毕业设计的全过程中，丁海泉老师给予了大力的支持和指导，在此，向丁老师表示衷心的感谢！由于水平有限，时间仓促，在设计中错漏及不足之处仍然有之，敬请老师同学们给予批评指导。
王建2012年6月5日摘要如今数控技术已经是当今社会制造业的主导技术，数控技术大力发展同时教学资源也得到了提升，研究教学用装置模型已是必不可少的，将装置的模型在课堂上展示能更好地体现真实性，但是现在实验室模型技术不够完善。
四工位电动刀架换刀原理
四工位电动刀架换刀原理电动刀架是一种用于快速、高效切割的装备，常用于工业生产线上。
在使用过程中，由于刀具磨损等原因，需要定期更换刀片。
为了提高工作效率，降低换刀时间，研发了四工位电动刀架。
四工位电动刀架是一种能够同时装载四个刀具的刀架，可以在切割过程中实现自动换刀。
其工作原理如下：1. 切割过程中，电动刀架上的四个工位分别搭载不同的刀具，可以是不同种类的刀片，也可以是不同形状的刀具。
2. 当某个工位的刀具磨损到一定程度，需要更换时，电动刀架会自动检测到该情况，并发送指令。
3. 接收到指令后，电动刀架会停止切割工作，将待更换的刀具从工位中取出。
4. 同时，电动刀架会自动旋转到下一个工位，准备进行下一次切割。
5. 在电动刀架旋转的同时，操作人员可以将新的刀具放入上一个工位。
这样，当电动刀架旋转到该工位时，就可以直接将新的刀具取出，实现快速换刀。
6. 当所有工位都完成了换刀操作后，电动刀架会重新开始切割工作，实现连续切割。
通过这种四工位电动刀架的换刀原理，可以大大提高切割效率。
不仅减少了换刀时间，还可以在切割过程中实现自动化操作，减少人工干预，提高生产线的自动化程度。
四工位电动刀架还可以根据不同的切割需求，选择合适的刀具进行装载。
这样，不仅可以适应不同材料的切割，还可以根据需要进行多种形状的切割，提高了切割的精度和灵活性。
总结一下，四工位电动刀架通过自动化的换刀原理，可以在切割过程中实现快速、高效的刀具更换。
它的工作原理简单明了，操作方便，大大提高了生产线的切割效率和自动化程度。
这种创新的装备为工业生产提供了更好的解决方案，有助于提高生产效率和降低成本。
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毕业设计（论文）任务书摘要数控车床的发展与应用，大大降低了零件加工的辅助时间，极大的提高了生产效率。
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。
自动换刀装置应当满足换刀时间短、安全可靠等基本要求。
本课题主要对四工位立式自动回转刀架的机械设计和用PLC编程对控制部分的设计。
并对以上部分运用ATUOCAD作图，对自动回转刀架有更直观的了解。
目录第一章引言1.1概述1.2 数控车床自动回转刀架的发展趋势1.3 刀架的设计准则第二章数控车床自动回转刀架的设计2.1 数控车床刀架应满足的要求2.1.1 动力刀架的整体方案设计2.1.2 数控机床刀架的类型选择2.2 刀架的工作原理2.3 步进电机的选用2.4 蜗杆及蜗轮的选用与校核2.4.1 选择传动的类型2.4.2 选择材料和确定许用应力2.4.3 按接触强度确定主要参数2.5蜗杆轴的设计2.5.1 蜗杆轴的材料选择，确定许用应力2.5.2按扭转强度初步估算轴的最小直径2.5.3确定各轴段的直径和长度2.5.4蜗杆轴的校核2.5.5键的选取与校核2.6 蜗轮轴的设计2.6.1蜗轮轴材料的选择，确定需用应力2.6.2按扭转强度，初步估计轴的最小直径2.6.3确定各轴段的直径和长度2.7中心轴的设计2.7.1刀架轴的结构设计及计算2.7.2确定各轴段的直径和长度2.7.3轴的校核2.8齿盘的设计2.8.1齿盘的材料选择和精度等级2.8.2确定齿盘参数2.8.3按接触疲劳强度进行计算2.9轴承的选择2.9.1轴承内部结构2.9.2轴承分类与特点2.9.3滚动轴承的配合2.9.4滚动轴承的润滑2.9.5滚动轴承的密封装置第三章PLC控制单元设计3.1 PLC与工业控制计算机（IPC）和集散控制系统（DSC）的比较3.1.2 刀架换刀控制方式的选定3.2 控制电路硬件接线图3.3 PLC控制流程图总结参考文献第一章引言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。
另外，加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高：尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制指令外，很重要的一点是数控车床需配备易于控制的电动刀架，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活方便地完成各种几何形状的加工。
数控刀架的市场分析：国产数控车床将向中高档发展，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。
图 1-1 立式回转刀架图1-2 卧式回转刀架1.3 刀架的设计准则我们设计主过程，本着一下几条设计准则：1）创造性的利用所需要的物理性能和控制；2）预测意外载荷；3）创造有利的载荷条件；4）提高合理的应力分布和刚度面；5）辨别功能载荷及其意义；6）重量尽量轻；7）应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸；8）根据性能组合选择材料；9）在储备零件与整体零件之间进行选择；10）进行功能设计以适应制造工艺和降低成本的要求。
第二章数控车床自动回转刀架的设计2.1 数控车床刀架应满足的要求1）满足工艺过程所提出的要求。
机床依靠刀具和工件间相对运动形成工件表面，而工件的表面形状和表面位置的不同，要求刀架能够布置足够多的刀具，而且能够方便而正确地加工各工件表面，为了实现在工件的一次安装中完成多工序加工，所以要求刀架可以方便地转位。
2）在刀架以要能牢固地安装刀具，在刀架上安装刀具进还应能精确地调整刀具的位置，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。
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加工工件的几何形状精度和表面粗糙度上，为此，刀架的运动轨迹必须准确，运动应平稳，刀架运转的终点到位应准确。
面且这种精度保持性要好，以便长期保持刀具的正确位置。
3）刀架应具有足够的刚度。
由于刀具的类型、尺寸各异，重量相差很大，刀具在自动转换过程中方向变换较复杂，而且有些刀架还直接承受切削力。
考虑到采用新型刀具材料和先进的切削用量，所以刀架必须具有足够的刚度，以使切削过程和换刀过程平稳。
4）可靠性高。
由于刀架在机床工作过程中，使用次数很多，而且使用频率也高，所以必须充分重视它的可靠性。
5）刀架是为了提高机床自动化而出现的，因而它的换刀时间应尽可能缩短，以利于提高生产率。
目前自动换刀装置的换刀时间在0.8—6秒之间不等。
而且还在进一步缩短。
6）操作方便和安全。
刀架是工人经常操作的机床部件之一，因此它的操作是否方便和安全，往往是评价刀架设计好坏的指标。
刀架上应便于工人装刀和调刀，切屑流出方向不能朝向工人，而且操作调整刀架的手柄（或手轮）要省力，应尽量设置在便于操作的地方。
2.1.1 动力刀架的整体方案设计刀架是车床的重要组成部分，加工中心的动力刀架可安装各种非动力辅助刀夹和动力刀夹进行加工，用于夹持加工用的刀具,因此其结构直接影响到车床的加工性能和加工效率。
刀架采用端齿分度，转位由步进电动机驱动，刀位由二进制绝对编码器识别，动力刀具由变频电机驱动，通过同步齿形带等将动力传递到刀夹。
各类数控机床的自动换到装置的结构取决于机床的类型、工艺范围、使用刀具种类和数量。
数控机床常用的自动换刀装置的类型、特点、适用范围见表2-1表2-12.1.2 数控机床刀架的类型选择按换刀方式的不同，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。
刀具的典型布置方式如下图所示。
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。
宝鸡机床厂生产的CK7620P全功能数控车床配置的就是排式刀架。
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。
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。
本次设计的刀架是四工位刀架，刀位较少，且要求精度较高，所以可以选择回转刀架和排式刀架，且一次装夹中完成多工序加工，缩短辅助时间，减少多次安装所引起的加工误差保证转位具有高的重复定位精度具有转位快，定位精度高，切向扭矩大的特点。
而电动机最低转速为35r/min，最高转速为4000r/min，额定转速为ne=2000 r/min刀具顺利换刀，因此需要很高的稳定性。
对于以上三种刀架，排式刀架加工棒料或盘类零件为主，局限性较大，同时定位精度不高，况且排式刀架往复运动幅度较大，占用空间多。
综上，本次设计选用回转刀架作为设计对象，其具有换刀时间短、结构简单紧凑、容纳刀具较少的特点，所以较为合适，对于回转刀架根据安装方式的不同可分为立式和卧式两种根据机械定位方式的不同，自动回转刀架又可分为端齿盘定位型和三齿盘定位型等。
其中断齿盘定位型换刀时刀架需抬起，换刀速度较慢且密封性较差，但其结构较简单。
三齿盘定位型又叫免抬型，其特点是换刀时刀架不抬起，因此换刀时速度快且密封性好，但其结构较复杂。
由于本人初次设计数控刀架，所以选择较为简单的端齿盘定位，结构简单。
同时，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。
为了保证转位具有高的重复定位精度，自动回转刀架还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时由控制系统和驱动电路来实现的。
发信转位采用霍尔元件，使用寿命长。
根据以上对机床刀架类型、性能及其使用场合的综合比较，并结合现有数控车床的实例，本次设计的动力刀架为伺服电机驱动的转塔式自动回转刀架。
2.2 刀架的工作原理回转刀架的工作原理为机械螺纹升降转位式。
工作过程可分为刀架抬起、刀架转位、刀架定位并压紧等几个步骤。
图2.1为自动回转刀架，其工作过程如下：1) 刀架抬起当数控系统发出换刀指令后, 通过接口电路使电机正转, 经传动装置驱动蜗杆蜗轮机构3、蜗轮螺纹即螺母机构延逆时针旋转 ,此时由于上下齿盘40、6处于啮合状态，在丝杆螺母机构转动时，使上刀架体产生向上的轴向力将上齿盘40松开并抬起,直至两定位齿盘40、6脱离啮合状态,从而带动上刀架和齿盘产生“上台”动作。
2) 刀架转位当圆套13逆时针转过150°时，齿盘40、6完全脱开，此时销钉准确进入圆套13中的凹槽中，带动刀架体转位。
3) 刀架定位当上刀架转到需要到位后（旋转90°、180°或270°），数控装置发出的换刀指令使霍尔开关19中的某一个选通,当磁性板18 与被选通的霍尔开关对齐后,霍尔开关反馈信号使电机反转,插销39在弹簧力作用下进入反靠盘7地槽中进行粗定位，上刀架体停止转动，电机继续反转，使其在该位置落下，通过螺母丝杆机构使上刀架移到齿盘40、6 重新啮合, 实现精确定位。