数控转塔刀架分类与结构分析
文昌数控刀架说明书
文昌数控刀架说明书一、产品概述文昌数控刀架是一种高精度、高效率的数控机床刀具，可应用于各类金属材料的加工。
本产品采用先进的数控技术，能够实现自动化操作，提高加工效率，降低人力成本。
二、产品结构文昌数控刀架主要由以下部分组成：1. 刀架主体：由整体铸造而成，具有高强度和稳定性。
2. 刀片夹持装置：采用快速换刀系统，可快速更换不同规格的刀片。
3. 伺服电机：驱动刀架实现自动化操作。
4. 控制系统：采用先进的数控技术，可实现多种加工方式。
三、使用方法1. 将需要加工的工件放入机床中，并调整好机床参数。
2. 安装好文昌数控刀架，并将需要使用的刀片安装到夹持装置中。
3. 打开机床电源，并启动文昌数控刀架。
4. 根据加工要求，在控制系统中设置相应的参数和程序。
5. 开始加工。
四、注意事项1. 在使用前请仔细阅读说明书，并按照要求正确操作。
2. 在使用过程中，请勿将手部或其他物品靠近刀片区域，以免发生危险。
3. 在更换刀片时，请务必关闭机床电源，并按照要求正确操作。
4. 在加工过程中，如发现异常情况，请立即停止操作，并检查问题所在。
五、维护保养1. 定期清洁刀架表面和夹持装置，以保证其正常运行。
2. 定期检查伺服电机和控制系统，确保其正常工作。
3. 如出现故障，请及时联系专业维修人员进行处理。
六、技术参数1. 刀架行程：200mm2. 切削速度：0-1000m/min3. 切削深度：0-5mm4. 控制系统：数控系统七、总结文昌数控刀架是一种高精度、高效率的数控机床刀具，可广泛应用于各类金属材料的加工。
使用该产品需要注意安全事项，并定期进行维护保养。
本产品具有高性能和稳定性，可为用户带来良好的加工体验。
自动回转刀架
1.3. 结构组成与动作循环典型的数控转塔刀架一般有动力源（电极或油缸，液压马达）、机械传动机构、预分度机构、定位机构、锁紧机构、检测装置、接口电路、刀具安装台（刀盘）、动力刀座等组成。
数控转塔刀架的动作循环为：T指令（换刀指令）→刀盘放松（抬起）→转位→刀位检测→预分度→精确定位→刀具锁紧→结束，答复信号。
1.4. 技术性能与发展趋势数控转塔刀架的技术发展很快，现正逐步形成标准定型产品。
我国数控转塔刀架标准草案中所规定的主要技术性能如下：1.4.1. 精度定位精度要求高，一般要求工位目标位置重复定位精度在4"10"—，刀槽的工作位置定位精度在0.03-0.05mm。
各种形位公差为0.020.03mm-。
因此定位机构均采用精密多齿盘。
先进工艺用浮硬齿面对研,重复定位精度可高达"1另外,刀盘加工趋向用淬火硬磨削,以获得刀槽精度的长期保持性及高的刚度。
1.4.2. 运转性能主要是转位时间和转位频率。
先进水平一次转位周期0.3—ls,最快己达0.lS。
分度频率为600—1000次/h 。
双向转位就近换刀(最短路程换刀)的结构正在开发应用,如双向滚子端面凸轮机构 , 可显著缩短换到周期。
为了克服刀盘高速转位引起的惯性冲击,使用恰当的缓冲元件是其发展趋势。
1.4.3. 润滑与密封目前趋向于开发能终生润滑的产品,即在使用全过程中,不需要用户再采取任何润滑措施。
因工作环境恶劣,对密封性能要求很高,通常规定在刀架体内棋道压力105pa气路 ,浸入装有防锈液的试验箱内,在规定时间内,不得有漏气现象。
1.4.4. 负载能力与刚度陕西科技大学毕业设计说明书 2数控转塔刀架的负载能力与刚度,除了与有关零件的尺寸、形状、结构等有关外 , 受刀盘锁紧力影响也很大。
一般小型产品锁紧力为3⨯610N10N左右,高性能产品可达4以上。
对数控转塔刀架的静刚度目前尚无规范要求,有的企业标准已经提出测详见定, 但缺乏数据指示。
数控车床刀架典型故障诊断与维修
项目七：数控车床刀架典型故障诊断与维修项目导读：数控车床为了能在工件一次装夹中完成多个工步，缩短辅助时间，减少工件因多次安装引起的误差，都带有刀架系统。
数控车床的刀架是机床的重要组成部分，用于安装和夹持刀具。
它的结构和性能直接影响机床的切削性能和切削效率。
电动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使工件报废,甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故,而且刀架故障在数控车床故障中占有很大的比例，常常包括电气方面、机械方面以及液压方面的问题。
本项目通过对数控车床刀架的结构与工作原理的阐述，并以其在日常生产中遇到的常见故障为依据，剖析了生产中刀架出现的故障，并提出相应的维修方案。
一．学习任务：任务一：典型刀架拆装及结构分析任务二：刀架PMC画面调用及功能分析任务三：刀架电气线路检测与工作原理分析任务四：刀架无法运转故障诊断与维修任务五：刀架旋转不停止故障诊断与维修任务六：刀架无法锁紧故障诊断与维修二．项目学习目标：知识目标掌握数控车床典型刀架机构工作原理以及刀架PMC控制原理，理解刀架电路控制过程及霍尔元件工作原理。
技能目标能够熟练进行典型刀架机构拆装，读懂刀架PMC程序，能够熟练运用常用工具对霍尔元件以及刀架电路的进行检测，会对典型刀架故障进行诊断与排除。
教学条件oi Mate TD数控车床实训台，常用机械拆装工具，万用表，讨论桌。
三．案例情境：一台济南第一机床厂CK6136数控车床，系统为FANUC 0i Mate TD,刀架为四工位转盘式刀架。
故障现象为：运行换刀指令T0202，刀架无换刀动作，过了10秒后，系统界面跳出1004报警“Tool change over time”。
机床无法实现换刀，直接影响后道加工，给整套产品的生产进度造成了麻烦。
刀架的故障位置在哪里？怎么样才能快速排除刀架故障?要及时快速排除数控机床的刀架故障，维修人员首先必须熟练掌握刀架的结构、工作原理和控制流程，针对故障现象作出准确的判断；其次要能够读懂机床使用企业提供的资料信息，包括参数、梯形图以及电气原理图等等；同时能够利用系统的状态显示功能监测刀架的运行状态，掌握常用检测仪器和工具的使用方法，结合刀架换刀机构动作状态确定故障点。
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。
数控机床转塔刀架
自动回转刀架的工作原理自动回转刀架的换刀流程如图2.1所示。
图2.1自动回转刀架的换刀流程图2.2表示自动回转刀架在换刀过程中有关的销的位置。
其中上部的圆柱销2和下部的反靠销6起着重要作用。
当刀架处于锁紧状态时,两销的情况如图a所示，此时反靠销6落在反靠圆盘7的十字槽内，上刀体4的端面齿和下刀的端面齿处于啮合状态（上下端面齿在图a中未画出）。
需要换刀时，控制系统发出刀架的转位信号，三相异步电动机正向旋转，通过蜗杆副带动螺杆正向转动，与螺杆配合的上刀体4逐渐抬起，上刀体4与下刀体之间的端面齿慢慢脱开；与此同时，上盖圆盘1也随着螺杆正向转动（上盖圆盘1通过圆柱销与螺杆联接），当转过约150度时，上盖圆盘1直槽的另一端转到圆柱销2的正上方，由于弹簧3的作用，圆柱销2落入直槽内，于是上盖圆盘1就通过圆柱销2使得上刀体4转动起来（此时端面齿已完全脱开），如图b所示。
上盖圆盘1、圆柱销2以及上刀体4在正转的过程中，反靠销6能够从反靠圆盘7中十字槽的左侧斜坡滑出，而不影响上刀体4寻找刀位时的正向转动，如图c所示。
上刀体4带动磁铁转到需要的刀位时，发信盘上对应的霍尔元件输出低电平信号，控制系统收到后，立即控制刀架电动机反转，上盖圆盘1通过圆柱销2带动上刀体4开始反转，反靠销6马上就会落入反靠圆盘7的十字槽内，至此，完成粗定位，如图d所示。
此时反靠销6从反靠圆盘7的十字槽内爬不上来，于是上刀体4停止转动，开始下降，而上盖圆盘1继续反转，其直槽的左侧斜坡将圆柱销2的头部压入上刀体4的销孔内，之后，上盖圆盘1的下表面开始与圆柱销2的头部滑动。
在些期间，上、下刀本的端面齿逐渐啮合，实现定位，经过设定的延时时间后，刀架电动机停转，整个换刀过和结束。
由于蜗杆副具有自锁功能，所以刀架可稳定的工作。
a) b)c) d)图2.2 刀架转位过程中销的位置1—上盖圆盘2—圆柱销3—弹簧4—上刀体5—圆柱销6—反靠销7—反靠圆盘a)换刀开始时，圆柱销2与上盖圆盘1可以相对滑动b)上刀体4完全抬起后，圆柱销2落入上盖圆盘1槽内，上盖圆盘1将带动圆柱销2及上刀体4一起转动c)上刀体4连续转动时，反靠销6可从反靠圆盘7的槽左侧斜坡滑出d)找到刀位后，刀架电动机反转，反靠销6反靠，上刀体停转，实现粗定位3 总体结构设计3.1 减速机构的设计电动机的选择电动机选择三步异相电动机，额定功率为90W，额定转速为1440r/min，而刀架转速设定30r/min，由于转速较高不能直接驱动刀架，因此必须经过适当的减速。
数控车床转塔刀架原理分析与故障诊断
０ 引 言
转塔刀架是 数控 车床 的核 心部 件 ， 也是 机 床 的重 要组成部分 ， 换刀 过程的好坏关 系到机 床的可靠 运行 ， 直接影响到数 控机 床 的使用 效率 。就 目前而 言 ， 塔 转 刀架种类 繁 多 ， 更新 换代快 ， 从早 期 的液压 、 尔元 件 霍
控制 ， 发展 至今 的编码器 电动控制 、 服控制 。控 制方 伺
发出后 ， 位会有微 动 ， 刀 常伴 有 “ 嗡嗡 ” ， 时刀架 电 声 此 机处于堵转 状态 ， 有保 护开 关跳 闸等 情况 发生 。遇 到 上述情 况 ， 要 拆 下 定 位 销 后 面 的 电 磁 铁 （ ３所 需 图 示 ） 摘除定位销上 面的弹簧 ， ， 检查 或更换 定位销 ， 同时 对刀盘重新进行 调整 。许多应用 厂家 由于对刀架 的机 械结构和工作原理 缺乏 了解 ， 对该 故障不知如何处理 。
统； 置（ 配 ４～８ 工 位 德 国 Ｓ Ｕ Ｅ ） Ａ Ｔ Ｒ或 意 大 利 Ｄ Ｐ － Ｕ Ｌ
ＭＡ Ｉ ＴＣ转塔 刀架 ； 主轴 交 流伺服 ， 挡无 级调 速 ； Ｚ 分 Ｘ， 二轴交 流伺服驱动 ， 配有 光栅 尺实 现位 置调谐 闭环控
制 ；Ｉ Ｍ Ｎ Ｌ ７— ０ ＳＥ Ｅ ＳＰ Ｃ Ｓ ３ ０逻 辑 控制 ； ｒｆ ｕ 接 口等 Ｐｏ ｂ ｓ ｉ
为： 数控 系统 发 出选 刀指令 一 Ｐ Ｃ逻 辑分 析处 理一 刀 Ｌ 架松开一 刀位抬起转位一选 刀指令与 目标刀位 比较一
障部位 ， 检查各 接 口连接是 否 良好 、 点是 否有 松 动 ， 触 信号线有 没有 断 线 。② 编码 器 信 号输 出状 态 是 否 正 常、 连接有没有松动 、 窜位。此情况需要更 换或 重新 调 整编码器 。③霍 尔元 件控 制 的转塔 刀架 ， 需要 检 查霍
刀架的分类
刀架的分类方式有很多，按照形状可以分为以下几种：
1. 直立式刀架：刀具垂直于刀座，并且在水平方向上旋转。
适用于较大直径的刀具，操作方便，切削面在同一平面，是一种常用的刀架。
2. 倾斜式刀架：刀具与刀座成倾斜角度，并且可以在水平方向上旋转。
适用于不同角度切割和加工，操作灵活性高。
3. 摆动式刀架：主轴可以左右摆动，可实现不同角度和曲线形状的切削。
适用于扇形、圆弧等形状的加工，精度高。
4. 索引式刀架：刀具可以沿某一角度定位，使用简单方便，精度高。
5. 万能式刀架：多功能的刀架，可以实现不同角度、不同形状和多种加工方式，是一种比较常见的刀架类型。
此外，根据结构来分的话，刀架主要有两片式刀架、一体刀架、分体刀架、数控车床的刀架、塑料刀架、不锈钢刀架、木质刀架等类型。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
烟台数控刀架
烟台数控刀架数控转塔刀架的技术现状及发展趋势近年来，我国数控车床行业在国民经济保持快速发展和继续实施扩大内需的方针形势下取得了很大成绩，呈现出快速发展和进步的良好态势。
作为数控车床的核心功能部件之一，数控刀架虽然取得了较大进步，但与国外的水平相比，仍有一定的差距，成为制约主机发展的瓶颈因素之一。
烟台环球机床附件集团有限公司作为刀架专业化生产厂，作为国内机床附件行业的领头兵，在数控刀架生产开发方面有了较大突破，特别是及时跟踪国外先进技术，不断开发推出新品，满足主机配套发展的需要等方面有了长足发展。
本文介绍了数控转塔刀架基本组成结构，换刀动作及控制原理，数控转塔刀架技术的发展、演变以及目前国外最新技术发展状况和发展趋势，结合本公司从数控刀架技术引进到自主开发生产的历程，特别是近两年开发的伺服电机驱动刀架和采用模块化设计带铣削功能的动力刀架，标志着国内数控刀架向高速化、复合化方向发展，迈出坚实的一步，填补了国内空白。
重点介绍了卧式数控车床、立式数控车床所用的刀架的结构、性能、特点、控制原理；刀盘及刀夹的选择；重点配套厂家。
根据多年销售服务积累的经验，主机电器控制应注意的事项，为提高刀架的可靠性提供保障。
为提高刀架精度和可靠性而采取的技术措施。
通过本文希望有助于主机厂领导、设计人员、销售人员选型和应用，有助于主机的发展。
一、数控刀架基本结构，国外技术的发展演变及最新发展趋势：1、基本结构数控刀架作为数控车床的动作执行部件，其基本结构包括：1．1驱动装置：主要有电机、液压马达、齿轮、齿条。
1．2分度装置：通过机械液压传动结构到所需工位间的转动。
结构主要分为间歇分度结构和连续分度机构。
快速换刀一般选用双向旋转的连续分度机构。
1．3预定位装置：到达所需的工位后，停止分度运动，以便于齿盘正确啮合。
伺服电机驱动刀架，利用伺服电机编码器作为预定位。
1．4松开、刹紧装置：齿盘副的松开刹紧。
为了完成快速刹紧和得到大的刹紧力，松开和刹紧一般选用液压和机械等来实现松开和刹紧。
cnc数控车床的刀架结构控制系统和工作原理说明
cnc数控车床的刀架结构控制系统和工作原理说明刀架是cnc数控车床其中重要的工作部件之一，数控刀架是cnc数控车床的一种辅助装置，它可使cnc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。
下面就cnc数控车床刀架的工作原理分析如下。
cnc数控车床换刀时刀架的动作顺序是：刀架抬起、刀架转位、刀架定位和夹紧。
在cnc数控车床操作使用中，电动刀架是一个重要组成部分，它在使用中的合理运用能给操作员带来很多便捷，那么电动刀架的结构控制系统和工作原理究竟有哪些呢，以下就是关于上述的说明：一、cnc数控车床的刀架结构以经济型cnc数控车床刀架来介绍其结构组成，经济型cnc数控车床刀架是在普通型cnc数控车床的基础上发展起来的一种自动换刀装置，其功能和普通刀架一样，有四个刀位，能夹住四把不同功能的刀具，刀架回转90度，刀具交换一个刀位，但是刀架的回转和刀位号的选择是通过加工程序指令来控制的。
二、cnc数控车床刀架的控制系统刀架电气控制主要是通过控制两个交流接触器开控制刀架电动机的正转和反转，进而控制刀架的正转和反转。
三、cnc数控车床刀架的工作原理换刀时刀架的动作顺序是：刀架抬起、刀架转位、刀架定位和刀架夹紧。
1、刀架抬起：该刀架可以安装四种不同的刀具，转位信号通过加工程序指令。
数控系统发出换刀指令后，PMC控制输出正转信号，刀架电动机正转控制继电器KA3吸合，刀架电动机正转控制接触器KM3吸合，小型电动机1启动正转，通过平键套筒联轴器2使得蜗杆轴转动，从而带动其他蜗杆轴转动。
2、刀架转位：当端面齿脱开，转位套正好转过160度，涡轮丝杠前端的转位套上的销孔正好对准球头销的位置。
3、刀架定位：刀架体转动带着电刷座转动，当转到程序的刀号，PMC释放正转信号，输出反转信号，刀架电动机反转控制继电器吸合，刀架电动机反转控制接触器进行吸合，刀架电动机反转，定位销在弹簧的作用下进入粗定位盘的槽中进行粗定位。
AK21136X4型数控转塔刀架说明书
规格
AK21186×4
AK21136×4
AK21160×4
刀尖高L
86
136
160
底座A×D
218×170
245×200
312×250
刀台C×D
170×170
200×200
250×250
总高H
198
247
285
B
194
224
280
E
110
170
220
F
30
15
15
J
110
150
220
P
35
40
45
图2
故障
原因
排除措施
刀架无法启动
1．电机电源没接通
2．电机电源相序不对
3．电机有故障
4．热敏电阻的作用
1．将电源接通
2．将电机电源线中任意两线调换一个位置，以更正相序
3．更换电机
4．减少刀架负载，使其不要过载
刀架无法停在选定的位置上
1．磁铁与磁性开关之间距离太大，无法感应信号
2．开关接线虚焊
3．磁性开关损坏
刀架部电线的安排，要认真细心，以防止电线被损坏或刮伤。刀架走线见图2。
电路说明：
1．因霍尔开关Umax=24V、Imax= 20mA，所以电路中R的取值不应过小(实物取3. 3KΩ)否则霍尔开头容易损坏。
2．调试时，调整磁铁的位置，使刀架在锁紧时，指示灯D刚好发光。
3．刀架盘供电为24V。
注：该刀架在每一工位上都设有两个出水口，但不能同时出水，根据加工工件需要的冷却方式，可将每一工位上的两上出水口进行调换，达到冷却的目的。
4．主要技术参数和外形（参见图1）
哈挺T42-L型超精密数控车床转塔刀架
哈挺T42-L型超精密数控车床转塔刀架哈挺T42-L型超精密数控车床转塔刀架的结构、原理，对刀架故障进行诊断，提出维修方法并成功修复刀塔液压缸大量漏油故障。
一、引言哈挺T42-L数控车床是1998年从美国进口的超精密车床，能进行较长工件的精密加工，是工厂的关键设备。
设备结构十分复杂，数控刀塔是设备的精密组件之一，有12个刀位，刀盘上还带有动力头，可车、铣两用。
由于刀塔内部密封件损坏，液压油从刀塔液压缸中大量漏出，每两天要加一桶液压油。
经咨询哈挺中国服务中心，答复说：国内不能提供该种刀塔的维修技术服务，需运回美国修理，费用一万多美元，时间需6个月以上。
由于哈挺公司的维修费用过高、维修周期长，工厂决定自主排除故障。
二、下42-L数控转塔刀架的结构与工作原理T42-L数控转塔刀架（图1）该转塔刀架包括12刀位刀盘、刀盘主轴、刀盘传动机构、液压缸、带绝对编码器的交流伺服电机（驱动刀盘）、刀盘锁紧或松开接近开关、动力头及驱动电机。
刀盘和动力头的左侧照片见图2。
在刀架体内，刀盘驱动伺服电机轴上的皮带轮通过同步带驱动一个与蜗杆同轴的皮带轮，蜗杆带动蜗轮转动，转动的蜗轮通过啮合的齿实现刀盘转动。
刀架工作过程（以手动为例）：转动操作面板上的位置开关(station)到指定刀位（1~12），然后按开始开关（TERRET IN-DEX1），若刀架在指定刀位，则无任何动作；刀架不在指定刀位，则顺序完成以下过程：①控制刀盘顶出的电磁阀打开，液压油推动活塞使刀盘被顶出，数齿与定齿机构脱离。
②接近开关指示灯灭，给系统发“刀盘松开”信号。
③带绝对编码器的交流伺服电机，按最短距离顺时针或逆时针旋转到指定刀位。
④电磁阀动作，液压控制换向，液压油反向推动活塞使刀盘缩回，数齿与定齿机构啮合。
⑤接近开关指示灯亮，给系统发“刀盘锁紧”信号。
三、诊断与修复1．诊断从刀架结构看，刀架体内有推动刀盘运动的液压缸，有多个O形密封圈，漏油可能是液压缸的O形密封圈损坏造成的。
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！。
数控车床工位自动回转刀架结构设计
数控车床工位自动回转刀架结构设计随着制造业的快速发展和智能制造的推广，数控车床在加工工件时，对于自动化水平的要求越来越高。
作为数控车床的重要组成部分，刀架的设计和制造直接影响到加工效果和加工质量。
本文将从数控车床工位自动回转刀架结构设计入手，探讨刀架的设计和发展。
1.自动回转刀架的组成结构数控车床工位自动回转刀架主要由底座、回转架、定位机构、刀具柄和传动机构构成。
其中，底座是整个刀架的主体部分，主要承载回转架和定位机构；回转架是刀架的核心组件，通过底座和传动机构实现回转；定位机构是使刀具的位置精确定位的部件，其在回转架上，可以方便地完成刀具的切换和调整；刀具柄是刀具与刀架的连接部分，传递切削力，完成切削动作；传动机构用于控制回转架的转动，具有稳定性和准确性等特点。
2.自动回转刀架的控制系统自动回转刀架采用数控技术进行控制，通过数控系统实现底座和回转架的精确定位和调整。
在使用过程中，可以根据需要进行切换和调整，实现多种加工方式的转换。
同时，数控系统还可以实现自动换刀和排布切削等功能，提高生产效率和品质。
3.自动回转刀架的发展趋势随着自动化技术的不断创新和应用，自动回转刀架的发展也日益向智能化、自动化方向发展。
多刀位刀架、柔性制造单元等新技术的应用，使刀架能够适应更加个性化和定制化的生产需求，为加工行业带来了很大的便利。
同时，自动化控制系统和机器视觉技术等的应用，使刀架在操作和控制方面得到了进一步的提升，为加工行业发展带来了新的机遇和挑战。
综上，数控车床工位自动回转刀架的设计和制造，是制造业向自动化、智能化转型的重要一步，对于提高生产效率和保证产品质量都具有重要意义。
未来，随着技术的不断发展和创新，自动回转刀架的应用前景将更加广阔，也将为制造业发展带来更大的贡献。
一种数控回转刀架的结构与性能
一种数控回转刀架的结构与性能河北理工学院 刘金声 刘 芳 关键词 数控车床 回转刀架 行星传动 分度结构 性能 数控回转刀架是数控车床重要部件之一,它在一定程度上标志着数控车床的技术水平,并且与加工精度和生产效率密切相关。
因此,国内外都在不断地提高数控回转刀架的重复定位精度和转位速度,以适应高质量、高效率生产的要求。
目前具有世界先进水平的数控车床,其转位速度已达到1s 以内,重复定位精度可保证小于0.002mm 。
数控车床回转刀架按结构分有转塔型和转塔—刀库型两种。
目前转塔型的较多,转塔上一般有4～12个工位,水平式转轴占绝大多数。
现在采用较多的数控回转刀架有:德国的SAU TER (肖特)、意大利的DU-PLOMAT IC(杜普洛马蒂克)和BARUFFALDI (巴鲁法迪)等,它们都有自己的系列型式、规格和专利。
下面仅介绍德国的肖特公司的数控回转刀架。
其结构见附图。
刀架的分度过程是以普通三相交流电动机驱动,通过三级行星齿轮降速,借助电动机正反转来完成转塔刀架的松开、升起、转位、落下和夹紧肖特刀架结构图1.刀盘体2.缓冲橡胶块3.缓冲盘(粗定位盘)4.壳体5.下端齿盘6.固定端齿盘7.连接销钉8.上端齿盘(下部离合器)9.上部离合器 10.碟形弹簧 11.最后一级压紧环 12.开关传动齿轮 13.轴齿轮 14.升起圆柱形弹簧 15.电机 16.粗定位盘3上的定位孔 17.预分度销钉 18.预插销连杆固定动作。
主要动作顺序是:回转刀架被锁紧在某一原位上时,驱动电动机与电磁铁均处于断电状态。
离合器9和8处于锁紧状态。
当电动机15正转时,行星轮机构的最后一级驱动压紧环11和齿形离合器上部9一起旋转,约转20°角,上部离合器9的凸起部分落入下部离合器8的凹槽部分。
在圆柱形弹簧14的作用下使下部离合器8升起而脱开双层端齿盘5(与刀盘1连接)和固定于壳体4上的固定端齿盘6,完成刀架的升起动作。
由于采用双层端齿盘结构,使刀盘体1无轴向运动。
数控转塔刀架分类与结构分析综述
图3.1 三联齿盘式转塔动力刀架结构示意图
3.1.2三联齿盘式转塔动力刀架优缺点
优点：
锁紧齿盘质量小，滑移速度快，且冲击小。
缺点：
齿盘间装配间隙和误差难调整 安装三联齿盘时，动齿盘与定齿盘之间难免有装配误差，动齿盘和定齿盘产 生轴向错位：如果锁紧齿盘与定齿盘紧密结合则不能与动齿盘紧密结合，如图 3.2所示；如果锁紧齿盘与动齿盘紧密结合则无法与定齿盘紧密结合，如图3.3所 示。如此造成三联齿盘的接触面的刚度降低，刀架的重复定位精度减小，甚至发 生“吃刀”现象。
2019/2/20
，在刀塔设计开发上大多遵循所谓的德式快换刀座(
VDI Toolholder System )规范，因此在VDI规范占有
较大的市占有率下，其后较小型的刀塔制造商以及工
具机厂所自行研发的动力刀塔也都会依循此规范。
3.1三联齿盘式转塔动力刀架结构分析
3.1.1三联齿盘式转塔动力刀架结构
三联齿盘式转塔动力刀架主要采用如图3.1所示的刀架结构， 包括定齿盘、动齿盘、锁紧齿盘、活塞、导向销、主轴、传动 齿轮和伺服电机等。其中，动齿盘安装在主轴上，定齿盘安装 在箱体上，锁紧齿盘安装在动齿盘和定齿盘的对侧，构成三联 齿盘，活塞与锁紧齿盘安装在一起，并通过导向销与油腔端盖 相连。当需要转位时，前油腔通入液压油，在活塞的作用下锁 紧齿盘与动、定齿盘分离，伺服电机通过齿轮1、2、3和大齿 轮的传动，主轴旋转，使刀架转位，转位到位后由伺服电机停 止转动并锁紧，实现初定位；初定位后，后油腔通入液压油， 在活塞的作用下锁紧齿盘与动、定齿盘啮合，实现精定位。
在其动力传递方式上，增加过 渡轮机构，使其只有在工位上 的刀具才能转动，提高刀架的 功率利用率； 在定位方式上采用双联齿盘的 定位方式，提高刀架的定位刚 度和精度。
数控车床自动回转刀架
数控车床自动回转刀架数控车床自动回转刀架是一种很重要的设备，它在工业生产中起着关键的作用。
它能够自动旋转，实现多种加工模式，适用于各种复杂的加工任务。
本文将详细介绍数控车床自动回转刀架的结构、工作原理、优点和应用领域。
一、结构数控车床自动回转刀架主要由刀架本体、凸轮箱、旋转电机、转台、工件夹持装置、压板等零部件组成。
其中，刀架本体包括底板、前后滑块、前后齿条、刀架盘、液压缸和刀臂等。
二、工作原理数控车床自动回转刀架是利用液压传动机构和电机驱动机构两种机械手段来实现的。
当主轴转动时，凸轮箱随之旋转，转动角度可以根据加工工艺要求任意设定。
刀架盘固定于凸轮箱上，有多个刀架孔，刀臂可根据需要插入不同的刀架孔中。
不同的刀架孔和刀臂的组合，可以实现不同的加工形式。
由液压缸驱动的压板，可以确保工件夹持的安全可靠，同时可以防止工件在加工过程中发生偏移和震动。
通过数控系统编程，可以实现多次加工、飞切、自动调整工件长度以及自动检测刀具磨损等功能。
三、优点1、精度高：由于采用了数控系统，可以精确控制各个动作的位置和角度，从而保证了加工精度。
2、加工效率高：数控车床自动回转刀架可以自动完成多次加工，可大大提高加工效率。
3、灵活性强：可以根据需要选择不同的加工模式，灵活适应不同工作要求。
4、易于操作：数控系统的操作界面友好，方便操作员设置加工参数和监控加工进度。
四、应用领域数控车床自动回转刀架广泛应用于机械加工、航空航天、军工、船舶、汽车、电子和仪器仪表等领域。
它可以完成各种精密小零件的加工工作。
随着数控技术的不断进步和发展，自动回转刀架的功能和应用范围也将不断扩大。
总之，数控车床自动回转刀架是一种非常重要的机械设备，它在工业自动化生产中具有十分重要的作用。
它的优点是精度高、效率高、灵活性强、易于操作等。
它的应用领域非常广泛，可以适用于各种机械加工、航空航天、军工、船舶、汽车、电子和仪器仪表等领域。
专用转塔车床转塔刀架部件设计
随着数控技术的发展，数控刀架的发展也越来越快。加工中心的自动换刀装置从最早的转塔头式的自动换刀，到 回转式换刀，回转插入式换刀装置，二轴转动式换刀装置，主轴直接式换刀装置，无机械手自动换刀与有机械手自动换到。可以说数控刀架的发展也是数控机床技术发展的体现，数控刀架在动力方面也越来越现代化和科技化了，从最早机床的手动转塔换刀，到盘型自动回转换刀，电机传动的转塔换刀，液压驱动的转塔换刀到加工中心使用的动力刀架，排式刀架的使用。数控刀架的发展在朝着更加自动化，科技化，复杂化的趋势发展[5]。
2.二轴转动式换刀装置
二轴转动式换刀装置可用于测置或后置式的刀库，其结构特点最适用于立式加工中心。接到换刀指令，换刀机构从等待位置开始运动，加紧主轴上得刀具并将其取下，转至刀具库中，并将刀具放回刀具库；从刀具库中取出欲换上的刀具，转向主轴，并将刀具装入主轴；然后返回等待位置，换刀完成。这种换刀的主要优点是刀具库位于机床的一侧，能够最大限度的保护刀具。由于带刀库的自动换刀装置的数控机床主轴箱内只有一根主轴，设计主轴部件时能充分增强它的刚度，可以满足精密加工要求。另外，刀库可以存放数量较大的刀具，因而可以进行复杂零件的多工序加工，大大提高机床适应性和加工效率。因此特别适用于数控钻床、数控镗铣床和加工中心。缺点是整个换刀过程动作较多，换刀时间较长，系统复杂，可靠性较差[3]。
After the request processing parts and analyzing the reference other special turret lathe structure, so as to determine the design turret lathe concrete structure. This design is the machine by ordinary lathe bed and the head of a bed, a modified into the box is its design with low cost, convenient in maintenance and can better satisfy the requirements of precision machining parts. This paper mainly involves turret lathe turret cutter parts design, and design the turret cutter hydraulic system. In the design process using the design method and analogy method, bold combination design innovation improves turret lathe machining parts precision.
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动力刀架钻孔、攻螺纹
动力刀架铣削槽口
动力刀架角度钻孔、铣削 曲面
Do In One
动力刀架铣侧平面
图2.5车铣概念复合机功能 在新世代车铣复合机中，不论是具分度的C轴头部、副主轴、Y轴等，都必须搭配动力刀塔才 能具备车铣复合的功能，因此一座功能性佳、精度高的C轴动力刀塔，将使新世代车铣复合机 更臻完善。
2.2.3动力刀架分类
（1）动力刀架是根据动力刀和刀盘换刀是否用同一个动力源将 动力刀架分为：
➢单伺服刀架（图2.6） ➢双伺服刀架（图2.7）
图2.6 单伺服动力刀架
图2.7双伺服动力刀架
（2）动力刀架又根据动力刀与刀架轴线的角度分为：
➢轴向伺服刀架（其刀盘如图2.8） ➢径向伺服刀架（其刀盘如图2.8） ➢皇冠型伺服刀架（如图2.8）
2.数控刀架种类
❖ 数控转塔刀架是数控车床上的核心功能部件之一，其分类如图2.1所示：
数控刀架
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
非动力刀架
动力刀架
电动刀架
液压刀架 伺服刀架 直驱刀架
双动力刀架
单动力刀架
复合型刀架
Y轴单动力刀架
径 向 双 动 力
轴 向 双 动 力
径 向 单 动 力
皇 冠 型 单 动 力
轴 向 单 动 力
Y轴轴向单动力 Y轴径向单动力 Y轴皇冠型刀架
1.2我国数控刀架发展现状及未来发展要求
❖ 发展现状:
➢ 起步阶段，品种单一，不可靠。 ➢ 与世界先进制造行业相比，存在很大的差距。 ➢ 国内配套厂家较少 。
❖未来发展要求： ➢刀架转位时间最短，且转位准确。 ➢刀架定位精度高、动作迅速、稳定可靠。 ➢可多刀夹持，双向转位和任意刀位就近选刀； ➢应用范围广，维修方便等特点 。
图2.2 LDB4电动刀架
❖液压刀架是集机、电、液于一体的主要机床附件，已广泛应用于各 类中高档数控车床。动力驱动是由液压旋转马达和液压伸缩缸来完成， 而位置控制是由光电编码器系统和机械定位副齿牙盘来控制。液压刀 架换刀动作包括松开、分度、预定位、精定位、夹紧五个主要动作。
图2.3 液压刀架
❖伺服电动刀架主要用于 高档数控机床，其机械结 构简单，刚性好，锁紧迅 速可靠。系统由刀架控制 器、伺服电机、减速器、 液压锁紧系统等构成，可 完成刀盘的转位、转速、 初定位、精定位动作和锁 紧及选刀控制等动作。
2.2动力刀架
2.2.1动力刀架含义：
➢具有刀具传动装置的刀架一般称为动力刀架。比如，在转塔（回轮）刀 架上装有回转刀具时，转塔（回轮）刀架就兼有钻、铣等功能。
2.2.2动力刀架的用途
➢ 伴随加工件的日益复杂化、精度等级以及加工效率的进步，多轴向、高 转速成为工具机必备的条件，除了加工中心机走向机能复合化外，车床 方面已由早期的卧式车床开发出许多新的加工型态，例如双刀塔、立式 车床、倒立车床、以及车铣概念机种，以顺应新时代加工方式的需求。
图2.4 非动力伺服刀架
➢由于伺服刀架的出现，使伺服刀架本体上加装动力模块的动力刀架 也应运而生，这种双伺服的动力刀架主要配置在中端的车削中心上， 动力刀架的转位和动力刀具的驱动采用的都是伺服电机，因而结构 上有进一步整合和发展的空间。1990年代，出现了单伺服动力刀架 产品，这种动力刀架主要搭配在各种高端的车削中心和车铣复合加 工中心上，其结构复杂，技术含量高。
数控转塔刀架分类与结构分析
1.绪论
1.1刀架的发展
刀架，作为机床的重要组成部分，刀架的发展是伴随着机床的发 展的。
➢最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔 逊斯公司（Parsons Corporation）实现数字技术进行机械加工的。 ➢1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控 系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世 界上第一台数控机床。
➢ 双联齿盘方式 ➢ 三联齿盘方式（如图2.11）
圆型轴向刀盘
多角型径向刀盘
皇冠型刀架
图2.8
（3）动力刀架上动力刀的进给一般是依赖于刀架的进给 系统，为提高动力刀的加工范围部分动力刀架增加Y轴和B 轴，形成Y轴动力刀架（如图2.9）和B轴动力刀架（如图 2.10）。
图2.9 Y轴动力刀架
图2.10 B轴动力刀架
（4）刀架锁紧方式
❖ 刀架的锁紧方式直接影响到刀加的精度以及切削时的 刚性，主要可分为
B轴单动力刀架
图2.1 数控刀架分类
2.1非动力刀架
➢非动力刀架一般根据驱动方式分为： 普通电机驱动的电动刀架; 液压马达驱动的液压刀架; 伺服电机驱动的伺服刀架; 力矩电机直接驱动的直驱刀架。
❖电动刀架是数控机床进行换刀的实现机构，实现刀架上刀盘的转动 和刀盘的初定位、定位与夹紧的运动，以实现刀具的自动转换，具有 传动机械结构、电气正反转控制、PLC编程控制等功能。常见的电动 刀架中具有典型的结构有TND360 刀架和LDB4刀架，这两种刀架采用 了不同的传动升降结构，不同定位控制；但都实现了刀盘的正向换刀 和反向锁紧，刀盘的圆周定位功能。
➢19543年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由
美国本迪克斯公司（Bendix Cooperation）正式生产出来。 ➢1959年3月，由美国卡耐•;特雷克公司（Keaney & Trecker Corp.）开
发出 4第一台具有自动换刀装置的数控机床。
➢1980年代，在电动刀架和液压刀架的本体基础上外加动力刀具驱动模 块的形式，构成了动力刀架。