四方刀架和六角刀架結(jié)構(gòu)及工作原理畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄摘要 2第一章 概述 3 第二章 常見數(shù)控機(jī)床刀架的結(jié)構(gòu)及工作原理 4 2.1自動(dòng)換刀裝置的形式 4 2.11轉(zhuǎn)位刀架 4 2.12刀庫(kù) 4 2.13機(jī)械手 5 2.2常見的換刀類型 6 2.2.1六角回轉(zhuǎn)刀架 6 2.2.2四方刀架 7 2.2.3帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng) 8 2.2.4刀架交換裝置 92.3 SLD150 刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理 92.4 LD4B 刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理 112.5兩種結(jié)構(gòu)的比較 12第三章 常見故障分析與診斷 133.1刀架和刀庫(kù)常見故障及維修 133.2 刀架故障實(shí)例分析 163.2.1故障實(shí)例一 163.2.2故障實(shí)例二 173.2.3故障實(shí)例三 17結(jié)束語(yǔ) 致謝參考文獻(xiàn)附錄 摘要數(shù)控機(jī)床在使用過(guò)程中，我們?yōu)槟愠Ｒ姷墓收嫌械都茴?、主軸類、螺紋加工類、系統(tǒng)顯示類、驅(qū)動(dòng)類、通信類等故障，而其中刀架的故障占有很大的比例。雖各廠家所產(chǎn)生的刀架結(jié)構(gòu)、尺寸各異，均有所不同，但無(wú)論是哪一類刀架，故障原因大多雷同，維修方法也可以互相參考。為此，及時(shí)排除刀架故障，懂得部分維修手段是必然的。但如何才能盡快的解決刀架故障呢？首先我們要了解刀架的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)他的機(jī)械原理，才快速的判定故障所在。本次設(shè)計(jì)以四方刀架和六角刀架結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行分析，并且按照周邊的一些故障分析與排除關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 刀架維修 故障處理 【<a href=" title="牛皮癬北京醫(yī)院,北京牛皮癬醫(yī)院" target=_blank" style="color:#0C0C0C; text-decoration:none;">牛皮癬北京醫(yī)院,北京牛皮癬醫(yī)院</a>】【<a href=" 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概述數(shù)控機(jī)床是一種高投入的高效自動(dòng)化機(jī)床，加工柔性好，精度高，由于其投資比普通機(jī)床高得多，因此降低數(shù)控機(jī)床的維修率，縮短故障修復(fù)時(shí)間提高機(jī)床利用率是十分重要的工作。但由于技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)。復(fù)雜，對(duì)維修人員的素質(zhì)要求很高，要求他們具備較高的專業(yè)知識(shí)和豐富的維修經(jīng)驗(yàn)，這樣才能及時(shí)排除數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障。自從20世紀(jì)60年代世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造系統(tǒng)（FMS、CIMS等）中不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。由于數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜，種類繁多?，F(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的“使用難、維修難”問(wèn)題，已經(jīng)是影響數(shù)控機(jī)床有效利用的首要問(wèn)題。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都非常注重機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，為了用先進(jìn)技術(shù)和工業(yè)裝備制造業(yè)，機(jī)械制造裝備工業(yè)得到先發(fā)展。對(duì)比之下，我國(guó)目前機(jī)械制造業(yè)的裝備水平還比較落后，表現(xiàn)在大部分工廠的機(jī)械制造裝備基本上通用機(jī)床加專用工藝裝備，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械裝備中的比重還非常低，導(dǎo)致“剛性”強(qiáng)，更新產(chǎn)品速度慢，導(dǎo)致勞動(dòng)生產(chǎn)率低下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。SLD150刀架是利用自動(dòng)換刀結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)刀架上刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)和刀盤的開定位，定位與夾緊運(yùn)動(dòng)的。實(shí)現(xiàn)其刀具轉(zhuǎn)換包括了傳動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)，電氣正反轉(zhuǎn)控制，PLC編程控制等內(nèi)容，使它具備了機(jī)械、電氣等綜合特點(diǎn)的同時(shí)也是刀架在數(shù)控加工過(guò)程中更容易出現(xiàn)故障，所以作為一名合格的數(shù)控機(jī)床作業(yè)人員，具備排除故障的技能就顯得尤為重要。 【<a href=" title="北京白癜風(fēng),北京白癜風(fēng)醫(yī)院" target=_blank" style="color:#0C0C0C; text-decoration:none;">北京白癜風(fēng),北京白癜風(fēng)醫(yī)院</a>】【<a href=" title="北京白癜風(fēng)醫(yī)院,北京白癜風(fēng)?？漆t(yī)院" target=_blank" style="color:#0C0C0C; text-decoration:none;">北京白癜風(fēng)醫(yī)院,北京白癜風(fēng)專科醫(yī)院</a>】【<a href=" title="北京白癜風(fēng)?？漆t(yī)院,北京最好白癜風(fēng)醫(yī)院" target=_blank" style="color:#0C0C0C; text-decoration:none;">北京白癜風(fēng)專科醫(yī)院,北京最好白癜風(fēng)醫(yī)院</a>】【<a href=" title="北京最好白癜風(fēng)醫(yī)院,白癜風(fēng)治療" target=_blank" style="color:#0C0C0C; text-decoration:none;">北京最好白癜風(fēng)醫(yī)院,白癜風(fēng)治療</a>】第二章 常見數(shù)控機(jī)床刀架的結(jié)構(gòu)及工作原理2.1 自動(dòng)換刀的裝置形式自動(dòng)換刀的裝置形式是數(shù)控機(jī)床重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，他的形式多種多樣。2.1.1轉(zhuǎn)位刀架數(shù)控車床上用的最多的就是電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，可以同時(shí)安裝4、6、8、12把刀具不等。主要用于數(shù)控機(jī)床，是數(shù)控機(jī)床中的一種專用的自動(dòng)化機(jī)械。它不但可以存儲(chǔ)道具，而且在切削時(shí)要連同刀具一起承受切削力，在加工過(guò)程中完成刀具交換轉(zhuǎn)位、定位夾緊等動(dòng)作。在卸裝過(guò)程中要認(rèn)真分析它的轉(zhuǎn)位定位和夾緊等機(jī)構(gòu)的工作原理。2.1.2 刀庫(kù)刀庫(kù)是加工中心機(jī)床的關(guān)鍵部件之一，在加工中心機(jī)床中用來(lái)存儲(chǔ)和運(yùn)送刀具，它的結(jié)構(gòu)形式很多主要有盤式和鏈?zhǔn)剑ㄒ妶D2-1）倆種結(jié)構(gòu)形式（還有其他形式），盤式刀庫(kù)存儲(chǔ)容量較小(30把刀以下),鏈?zhǔn)降稁?kù)存儲(chǔ)容量較大。在加工過(guò)程中進(jìn)行換刀時(shí)控制系統(tǒng)選定刀具后，刀庫(kù)必須把選定的刀具運(yùn)送到的、特定的位置準(zhǔn)備機(jī)械手取刀具或機(jī)床的主軸直接取刀。有的大型的加工中心還裝有特殊刀具運(yùn)輸裝置，從刀庫(kù)上取出刀具送到換刀位置。就機(jī)械運(yùn)動(dòng)來(lái)講刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)主要由刀具的運(yùn)送和定位機(jī)構(gòu)組成，運(yùn)送速度要快，定位要準(zhǔn)。此外，刀具在刀庫(kù)中裝卡方法不同刀庫(kù)結(jié)構(gòu)也不同，但是要求各個(gè)刀具的刀柄在刀庫(kù)中安裝位置必須一致，并且固定可靠又要便于新舊刀具交換（取下或裝上）。 圖2-1 盤式和鏈?zhǔn)降稁?kù)http/2.1.3機(jī)械手在加工中心換刀機(jī)構(gòu)的核心部位。換刀時(shí)機(jī)械手在機(jī)床主軸（或刀架）與刀庫(kù)之間，執(zhí)行新舊刀具交換任務(wù)，在一個(gè)換刀程序中要完全抓刀、拔刀。、交換（新舊刀對(duì)調(diào)）裝刀、復(fù)位等動(dòng)作。通常有三個(gè)自由度，即抓刀與復(fù)位是一個(gè)自由度；拔刀與裝刀是一個(gè)自由度；新舊刀具位置交換是一個(gè)自由度。換刀動(dòng)作在加工過(guò)程中是一個(gè)輔助動(dòng)作，要求機(jī)械手動(dòng)作迅速平穩(wěn)可靠。特別是在高速旋轉(zhuǎn)中交換刀具時(shí)，刀具不能從機(jī)械手中甩出來(lái)，因此機(jī)械手必須具有相應(yīng)的鎖緊機(jī)構(gòu)，機(jī)械手完成各個(gè)動(dòng)作是靠位置控制的，一個(gè)動(dòng)作結(jié)束后，必須發(fā)出一個(gè)回答信號(hào)給PLC。以便啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作，拆裝時(shí)要著重分析它的鎖緊機(jī)構(gòu)和各行程開關(guān)的安裝部位22圖 機(jī)械手三種示意圖2.2常見的換刀類型2.2.1 六角回轉(zhuǎn)刀架刀架的全部動(dòng)作由液壓系統(tǒng)通過(guò)電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，它的動(dòng)作部分分為4個(gè)步驟：（1）刀架抬起 當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，壓力油由a孔進(jìn)入壓緊液壓缸的下腔，活塞1上升，刀架體2抬起，是定位用的活動(dòng)插銷10與固定插銷9脫開。同時(shí)，活塞桿下端de 端齒離合器與空套齒輪5結(jié)合。（2）刀架轉(zhuǎn)位 當(dāng)?shù)都芴鸷?，壓力油從C空進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸左腔，活塞6向右移動(dòng)，通過(guò)連接板帶動(dòng)齒條8移動(dòng)，使空套齒輪5作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)端齒離合器使刀架轉(zhuǎn)過(guò)60度?；钊倪M(jìn)程應(yīng)等于齒輪5分度圓周長(zhǎng)的1/6,并由限位開關(guān)控制。（3）刀架壓緊 刀架轉(zhuǎn)位之后，壓力油從B孔進(jìn)入壓緊液壓缸上腔，活塞1帶動(dòng)刀架體2下降。齒輪3的底盤上的精確的安裝有6個(gè)帶斜楔的圓柱固定插銷9，利用活動(dòng)插銷10消除定位銷對(duì)與孔之間的間隙，實(shí)現(xiàn)反靠定位。刀架體2下降時(shí)，定位活動(dòng)插銷10與另一個(gè)固定插銷9卡緊，同行齒輪3與齒圈4的錐面接觸，刀架在新的位置定位并夾緊。這時(shí)，端齒離合器與空套齒輪5脫開。（4）轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位 刀架壓緊之后，壓力油從D孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓腔的右腔，活塞6帶動(dòng)齒條復(fù)位，由于此時(shí)端齒離合器已脫開,齒條帶動(dòng)齒輪3在軸上空轉(zhuǎn)。如果定位和夾緊動(dòng)作正常，推桿11與相應(yīng)的觸頭12接觸，發(fā)出信號(hào)表示換刀過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，可以繼續(xù)進(jìn)行切削加工?；剞D(zhuǎn)刀架除了采用液壓缸轉(zhuǎn)位和定位銷定位之外，還可以采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離合器定位，以及其他轉(zhuǎn)位和定位機(jī)構(gòu)。 1活塞 2刀架體 3缸體 4壓盤 5齒輪 6活塞 7活塞桿 8齒條 9固定插銷 10活動(dòng)插銷 11拉桿 12觸頭圖 2-3六角刀架結(jié)構(gòu)圖2.2.2 四方刀架（1)刀架抬起 當(dāng)換刀指令發(fā)出后，刀架電機(jī)正傳，通過(guò)蝸桿連軸器帶動(dòng)渦輪絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，帶架體內(nèi)孔有螺紋，與渦輪絲杠旋合。渦輪絲杠內(nèi)控與刀架中心軸的動(dòng)配合，在環(huán)衛(wèi)換刀時(shí)，中心軸固定不動(dòng)，渦輪絲杠環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)。由于刀架底座和刀架體嚙合，且渦輪絲杠軸向固定，這是刀架抬起。（2）刀架換刀 當(dāng)?shù)都荏w抬至一定距離后，斷面齒脫開。轉(zhuǎn)位套用銷釘與渦輪絲杠連接，隨渦輪絲杠一同轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)斷面齒完全脫開，轉(zhuǎn)位套正好轉(zhuǎn)過(guò)160度，球頭銷子彈簧作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)為套的槽中，帶動(dòng)刀架轉(zhuǎn)位。（3）刀架定位 刀架體轉(zhuǎn)位時(shí)帶動(dòng)電刷座一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號(hào)時(shí)，定位銷在彈簧作用下進(jìn)入粗定位盤的槽中進(jìn)行粗定位，同時(shí)電刷接觸導(dǎo)面使用電機(jī)反轉(zhuǎn)，由于粗定位槽的限制，刀架體不能轉(zhuǎn)動(dòng)，使其在該位置垂直落下，刀架體和刀架底座上得端面 齒嚙合實(shí)現(xiàn)精確定位。（4)刀架鎖緊 刀架電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，此時(shí)渦輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨夾緊力增加，轉(zhuǎn)矩不斷增大，達(dá)到一定值時(shí)，在傳感器的控制下，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，刀架鎖緊。2.2.3帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng) 帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫(kù)和刀具交換機(jī)構(gòu)組成。首先把加工過(guò)程中需要的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)整后，按一定的方式放到刀庫(kù)中去。換刀時(shí)先在刀庫(kù)中選刀，并由刀具交換裝置從刀庫(kù)和主軸上取出刀具，在進(jìn)行交換刀具后，將新刀裝入主軸，把舊刀放回刀庫(kù)。存放刀具的刀庫(kù)具有較大的容量，它既可以安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，也可以作為單獨(dú)部件安裝到機(jī)床外，并由搬運(yùn)裝置運(yùn)送刀具。與轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較，由于帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置數(shù)控機(jī)床主軸箱內(nèi)只有一個(gè)主軸，設(shè)計(jì)主軸部件就有可能充分加強(qiáng)它的剛度，因而能滿足精密加工的要求。另外，刀庫(kù)可以存放數(shù)量很大的刀具，因而能進(jìn)行復(fù)雜零件的多工序加工，這樣就明顯提高了機(jī)床的適應(yīng)性和加工效率。所以帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置特別適用于數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床和數(shù)控銑床。刀庫(kù)是自動(dòng)換刀裝置的主要部件，其容量布局以及結(jié)構(gòu)對(duì)時(shí)空機(jī)床的設(shè)計(jì)有很大的影響。根據(jù)刀庫(kù)所需要的容量和取道刀方式，可以將刀庫(kù)設(shè)計(jì)成多種樣式。一下列出了幾種。單盤式刀庫(kù)，為適應(yīng)機(jī)床主軸的布局，刀庫(kù)的刀具軸線可以按不同的方向配置，刀具可做度翻轉(zhuǎn)的圓盤刀庫(kù)，采用這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化取刀動(dòng)作，刀庫(kù)容量通常為1530把，因取刀方便，所以應(yīng)用最為廣泛。鼓輪彈倉(cāng)式刀庫(kù)，其結(jié)構(gòu)十分緊湊，在相同的空間內(nèi)，它的容量較大，但取刀較復(fù)雜。鏈?zhǔn)降稁?kù)，其結(jié)構(gòu)有較大的靈活性，存放刀具數(shù)量也較多，選刀和取刀動(dòng)作十分簡(jiǎn)單。當(dāng)鏈條較長(zhǎng)時(shí)，可以增加支承鏈輪的數(shù)目，使鏈條折疊回繞，提高了空間利用率。多盤式和格子式刀庫(kù)，他們雖然也具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，但選刀和取刀復(fù)雜，應(yīng)用較少。為一龍門加工中心采用的鏈?zhǔn)降?，為一立式加工中心的圓盤式刀庫(kù)。2.2.4刀架交換裝置數(shù)控機(jī)床的刀具交換方式通常分為有刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換和采用機(jī)械手交換刀具兩類。刀具的交換方式和它們的具體結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的生產(chǎn)率和工作可靠性有直接的影響。由刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)換刀的裝置，在換刀時(shí)必須先將用過(guò)的刀具送回刀庫(kù)，然后再?gòu)牡綆?kù)中取出新的刀具，兩個(gè)動(dòng)作不能同時(shí)進(jìn)行，因此換刀時(shí)間長(zhǎng)。采用機(jī)械手換刀（見圖23）的方式應(yīng)用最為廣泛，這是因?yàn)闄C(jī)械手換刀有很大的靈活性而且可以減少換刀時(shí)間。目前在加工中心上絕大多數(shù)都使用記憶式的任選換刀方式這種方式能將刀具號(hào)和刀庫(kù)中的刀套位置對(duì)應(yīng)的記憶在數(shù)控系統(tǒng)的PLC中，不論刀具放在哪個(gè)刀套內(nèi)都能始終記憶著它的軌跡。刀庫(kù)上有位置檢測(cè)裝置，可以檢測(cè)出每個(gè)刀套的位置，這樣刀具就可以任意取出并送回。刀庫(kù)上愛(ài)沒(méi)有機(jī)械原點(diǎn)使每次選刀時(shí)，就近選取，如對(duì)于盤式刀庫(kù)來(lái)說(shuō)，每次選刀運(yùn)動(dòng)角度都不會(huì)超過(guò)180。圖2-4 機(jī)械手換刀過(guò)程2.3 SLD150 刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理SLD150數(shù)控刀架普遍應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，是一種立式刀架，有四工位和六工位之分，見下圖。CNC系統(tǒng)(數(shù)控系統(tǒng))發(fā)出換刀指令信號(hào)，轉(zhuǎn)位電動(dòng)機(jī)(17)開始正轉(zhuǎn)，并通過(guò)蝸桿(2)、渦輪(3)帶動(dòng)傳動(dòng)軸(4)正轉(zhuǎn)。此時(shí)刀架的動(dòng)齒盤(14)與定齒盤(15)處于喫合狀態(tài)，刀架上體連帶動(dòng)齒盤(14)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使升降螺母(13)在傳動(dòng)軸(4)的帶動(dòng)下上升，由于升降螺母固定于刀架上體，因而刀架上體上升，同時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)位套(8)帶動(dòng)同步套(10)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)都苌象w的動(dòng)齒盤(14)脫離刀架下體的定齒盤(15)時(shí)(此時(shí)刀架上體的升幅為50.5mm),刀架上體不再上升并已具備轉(zhuǎn)動(dòng)條件。這時(shí)同步套上的缺口剛好對(duì)應(yīng)上轉(zhuǎn)位銷(12)，轉(zhuǎn)位銷上的彈簧將轉(zhuǎn)位銷推入同步套缺口，開始帶動(dòng)刀架上體轉(zhuǎn)動(dòng)。在刀架上體裝有一塊磁鐵(9)，磁鐵隨刀架上體轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定位置，CNC系統(tǒng)通過(guò)編碼盤(6)上的霍爾開關(guān)(7)接收到信號(hào)，隨即發(fā)出轉(zhuǎn)位電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的指令，刀架上體隨之反靠，當(dāng)豎向定位銷(11)滑入定位槽，止住刀架上體轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)位電動(dòng)機(jī)尚未停轉(zhuǎn)，迫使升降螺母(13)下移，刀架上體隨之下落，同步套的轉(zhuǎn)動(dòng)將轉(zhuǎn)位銷頂出同步套的缺口。至刀架上體的動(dòng)齒盤與刀架下體的定齒盤喫合時(shí)，刀架達(dá)到精定位。這時(shí)由撞環(huán)推動(dòng)頂桿來(lái)壓合微動(dòng)開關(guān)(16)發(fā)出刀架精定位的信號(hào)。CNC系統(tǒng)接受此信號(hào)后，約有0.551s的延時(shí)即斷開轉(zhuǎn)位電動(dòng)機(jī)的電源。至此為一個(gè)完整的換刀程序。1鎖緊螺母 2蝸桿 3蝸輪 4傳動(dòng)軸 5螺桿 6編碼盤 7霍爾開關(guān)8轉(zhuǎn)位套 9磁鐵 10同步套 11定位銷 12轉(zhuǎn)位銷 13升降螺母14動(dòng)齒盤 15定齒盤 16微動(dòng)開關(guān) 17電動(dòng)機(jī)圖25 工作原理圖2.4 LD4B 刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理LD4B的工作原理及特點(diǎn)：LD4B系統(tǒng)立式電動(dòng)刀架采用蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，三齒盤嚙合螺桿鎖緊的工作原理。具體工作程序?yàn)椋寒?dāng)主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，刀架電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)蝸桿（11）轉(zhuǎn)動(dòng)，11帶動(dòng)蝸輪（7）轉(zhuǎn)動(dòng)，7與蝸桿（9）用鍵聯(lián)接，9的轉(zhuǎn)動(dòng)把夾緊輪（14）往上抬，從而使三齒圈（內(nèi)齒圈，外齒圈，夾緊圈）都松開，這時(shí)，離合銷進(jìn)入離合盤（16）的槽內(nèi)，反靠銷（26）同時(shí)脫離反靠盤（10）的槽子，上刀體（15）開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)15轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的刀位時(shí)，磁鋼（22）與發(fā)訊盤（24）上的霍爾元件相對(duì)應(yīng)，發(fā)出到位信號(hào)。系統(tǒng)收到信號(hào)后發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)延時(shí)信號(hào)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，15稍有反轉(zhuǎn)，26進(jìn)入10的槽子實(shí)行初定為，25脫離16的槽子，14往下壓緊內(nèi)外齒圈直至鎖緊，延時(shí)結(jié)束。主機(jī)系統(tǒng)指令下一道工序。刀架拆裝順序：拆卸順序(1)拆下悶頭5，用內(nèi)六角扳手順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿11，時(shí)夾緊輪14松開。(2)拆下鋁蓋20，罩座19.(3)拆下刀位線，拆下小螺母23，取出發(fā)訊盤24.(4)拆下大螺母18，止退圈17，取出鍵，軸承。(5)取下離合盤16，離合銷25及彈簧。(6)夾住反靠銷26逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)上刀體，取出上刀體15.(7)拆下點(diǎn)擊罩28，電機(jī)聯(lián)座27，軸承蓋4，蝸桿11.(8)拆下螺釘，取出定軸8，蝸桿7，螺桿9，軸承。(9)拆下反靠盤10，防護(hù)圈13.(10)拆下外齒圈12，夾緊輪14，取出反靠銷26。2、（1）裝配時(shí)所有零件清洗干凈，傳動(dòng)部件上潤(rùn)滑。 （2）按拆卸反順序裝配1-右聯(lián)軸器 2-左聯(lián)軸器 3-調(diào)整墊 4-軸承蓋 5-悶頭 6-下刀體 7-蝸輪 8-定軸 9-螺桿 10-反靠盤 1-蝸桿 12-外齒圈 13-防護(hù)圈 14-加緊輪 15-上刀體 16-離合盤 17-止退圈 18-大螺母 19-罩座 20-鋁蓋 21-發(fā)訊支座 22-磁鋼 23-小螺母 24-發(fā)訊盤 25-離合 26-反靠銷 27-聯(lián)接座 28-電機(jī)罩圖2-6 工作原理2.5兩種結(jié)構(gòu)的比較 兩種結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)：都實(shí)現(xiàn)了刀盤的抬起和鎖緊動(dòng)作，刀盤的圓周定位，實(shí)現(xiàn)了同樣的功能，并且都是立式刀架。兩種結(jié)構(gòu)只是機(jī)械結(jié)構(gòu)不同，而在電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的電氣控制上是完全相同的。兩種的區(qū)別：SLD150刀架是靠齒盤和升降螺母及傳動(dòng)軸的配合下運(yùn)動(dòng)的，利用霍爾開關(guān)（見圖2-7）接收信號(hào)發(fā)出指令來(lái)控制刀架運(yùn)動(dòng)的，并可以利用壓合微動(dòng)開關(guān)來(lái)發(fā)出精定位信號(hào)，用在立式機(jī)床上；LD4B刀架是利用蝸桿蝸輪配合和磁鋼與發(fā)迅盤上的霍爾元件發(fā)出的信號(hào)來(lái)完成動(dòng)作的，其主要用在臥式機(jī)床上 圖2-7 霍爾元件開關(guān)第三章 常見故障分析與診斷3.1刀架和刀庫(kù)常見故障及維修1.刀架不能啟動(dòng)機(jī)械方面的原因1)刀架預(yù)緊力過(guò)大。當(dāng)用六角扳手插入蝸桿端部旋轉(zhuǎn)時(shí)不易轉(zhuǎn)動(dòng)，而用力時(shí)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)，但下次夾緊后刀架仍不能啟動(dòng)。此種現(xiàn)象出現(xiàn)，可確定刀架不能啟動(dòng)的原因是預(yù)緊力過(guò)大，可通過(guò)調(diào)小刀架電機(jī)夾緊電流排除之。2)刀架內(nèi)部機(jī)械卡死。當(dāng)從蝸桿端部轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿時(shí)，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)不動(dòng)，其原因是機(jī)械卡死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內(nèi)，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉(zhuǎn)一個(gè)角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應(yīng)重新調(diào)整；再次，由于潤(rùn)滑不良造成旋轉(zhuǎn)件研死，此時(shí)，應(yīng)拆開，觀察實(shí)際情況，加以潤(rùn)滑處理。電氣方面的原因1)電源不通、電機(jī)不轉(zhuǎn)。檢查溶芯是否完好、電源開關(guān)是否良好接通、開關(guān)位置是否正確。當(dāng)用萬(wàn)用表測(cè)量電容時(shí)，電壓值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，可通過(guò)更換保險(xiǎn)、調(diào)整開關(guān)位置、使接通部位接觸良好等相應(yīng)措施來(lái)排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架至控制器斷線、刀架內(nèi)部斷線、電刷式霍爾元件（見圖3-1）位置變化導(dǎo)致不能正常通斷等情況。圖3-1電刷式霍爾元件2)電源通，電機(jī)反轉(zhuǎn)，可確定為電機(jī)相序接反。通過(guò)檢查線路，變換相序排除之。3)手動(dòng)換刀正常、機(jī)控不換刀，應(yīng)重點(diǎn)檢查微機(jī)與刀架控制器引線、微機(jī)I/O接口及刀架到位回答信號(hào)。2刀架連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、到位不停由于刀架能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，機(jī)械方面出現(xiàn)故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查：檢查刀架到位信號(hào)是否發(fā)出，若沒(méi)有到位信號(hào)，則是發(fā)訊盤(見圖3-2)故障。可檢查：發(fā)訊盤彈性觸頭是否磨壞、發(fā)訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接。此時(shí)需要更換彈性片觸頭或重修，針對(duì)其線路中的繼電器接觸情況、到位開關(guān)接觸情況、線路連接情況相應(yīng)地進(jìn)行線路故障排除。當(dāng)僅出現(xiàn)某號(hào)刀不能定位時(shí)，則是由于該號(hào)刀位線斷路所至。3刀架越位過(guò)沖或轉(zhuǎn)不到位刀架越位過(guò)沖故障的機(jī)械原因可能性較大。主要是后靠裝置不起征作用。首先檢查后靠定位銷是否靈活，彈簧是否疲勞。此時(shí)應(yīng)修復(fù)定位銷使其靈活或更換彈簧。其次，檢查后靠棘輪與蝸桿連接是否斷開，若斷開，需更換連接銷。若仍出現(xiàn)過(guò)沖現(xiàn)象，則可能是由于刀具太長(zhǎng)過(guò)重，應(yīng)更換彈性模量稍大的定位銷彈簧。出現(xiàn)刀架運(yùn)轉(zhuǎn)不到位（有時(shí)中途位置突然停留），主要是由于發(fā)訊盤觸點(diǎn)與彈性片觸點(diǎn)錯(cuò)位，即刀位信號(hào)膠木盤位置固定偏移所致。此時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整發(fā)訊盤與彈性片觸頭位置并固定牢靠。若仍不能排除故障，則可能是發(fā)訊盤夾緊螺母松動(dòng)，造成位置移動(dòng)。4刀架不能正常夾緊出現(xiàn)該故障時(shí)，首先檢查夾緊開關(guān)位置是否固定不當(dāng)，并調(diào)整至正常位置；其次，用萬(wàn)用表檢查其相應(yīng)線路繼電器是否能正常工作，觸點(diǎn)接觸是否可靠。若仍不能排除，則應(yīng)考慮刀架內(nèi)部機(jī)械配合是否松動(dòng)。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)由于內(nèi)齒盤上有碎屑造成夾緊不牢而使定位不準(zhǔn)，此時(shí)，應(yīng)調(diào)整其機(jī)械裝配并清潔內(nèi)齒盤。5其它故障現(xiàn)象除以上故障外，有時(shí)還出現(xiàn)：無(wú)法機(jī)控選刀、夾緊后無(wú)回答信號(hào)、啟動(dòng)或松開手控按紐刀架返原來(lái)位置等故障現(xiàn)象。出現(xiàn)這些故障的主要原因是電路中繼電器接觸不良、膠木盤位置不正、電源相序不對(duì)所致，可分別讀其加以調(diào)整、修復(fù)，使故障排除。 圖 3-2 發(fā)訊盤3.2刀架故障實(shí)例分析 數(shù)控車換刀一般的過(guò)程是：換刀電機(jī)接到換刀信號(hào)后，通過(guò)蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號(hào)與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀架到位后，電機(jī)反轉(zhuǎn)縮緊刀架。3.2.1案例一：一臺(tái)六刀位數(shù)控車床，換刀時(shí)所有刀位都找不到，刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止，并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報(bào)警：換刀超時(shí)或沒(méi)有信號(hào)輸入。故障分析：對(duì)于該故障，仍可以排除機(jī)械故障，歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種： 磁性元件脫落； 六個(gè)霍爾元件同時(shí)全部損壞； 霍爾元件（見圖3-3）的供電和信號(hào)線路開路導(dǎo)致無(wú)電壓信號(hào)輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來(lái)電路圖，利用萬(wàn)用表對(duì)霍爾元件的電氣線路的供電線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：刀架檢測(cè)線路端子排上的24V供電電壓為0V，其它線路均正常。以該線為線索沿線查找，發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落，接上后仍無(wú)反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。解決方法：利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后，故障排除。圖3-3 霍爾元件3.2.2案例二：一臺(tái)四刀位數(shù)控車床，發(fā)生一號(hào)刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。故障分析：由于只有一號(hào)刀找不到刀位，可以排除機(jī)械傳動(dòng)方面的問(wèn)題，確定是電氣方面的故障?？赡苁窃摰段坏幕魻栐捌渲車€路出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能輸送給PLC。對(duì)照電路圖利用萬(wàn)用表檢查后發(fā)現(xiàn)：1號(hào)刀位霍爾元件的24V供電正常，GND線路為正常，T1信號(hào)線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能發(fā)出。解決方法：更換新的霍爾元件后故障排除，一號(hào)刀正常找到。3.2.3案例三：一臺(tái)配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機(jī)床廠的六刀位車床，選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報(bào)警：換刀超時(shí)。故障分析：刀架選刀正常，正轉(zhuǎn)正常，就是不能反向鎖緊。說(shuō)明蝸輪蝸桿傳動(dòng)正常，初步定為電氣線路問(wèn)題。在機(jī)床刀架控制電氣原理圖上，發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號(hào)是由一個(gè)位置開關(guān)來(lái)控制發(fā)出的，是不是該開關(guān)即周圍線路存在問(wèn)題呢？為了確認(rèn)這個(gè)故障原因，打開刀架的頂蓋和側(cè)蓋，利用萬(wàn)用表參照電路圖檢查線路，發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路，通過(guò)用手按動(dòng)刀架反向鎖緊位置開關(guān)未動(dòng)作。于是重新?lián)Q刀一次來(lái)觀察一下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：果然擋塊未運(yùn)動(dòng)到位。于是把擋塊螺栓擰緊，試換刀一次正常。再換一次刀，原故障又出現(xiàn)了，同時(shí)發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)位置開關(guān)的擋塊不到位，于是把該軸套進(jìn)行了軸向定位處理，將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。 解決辦法：對(duì)軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。致謝三年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻始終只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開始。三年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)和親友的大力支持下，走的辛苦也收獲滿囊，在畢業(yè)論文即付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。偉人名人為我所崇拜，可是我更急切地要把握的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人，我的老師。我不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的師長(zhǎng)。您以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)，深邃的思想，雄闊的視野，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如受人以漁，置身其間，耳濡目染，是我樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，從論文的選定和論文的寫作指導(dǎo)都離不開指導(dǎo)老師的悉心點(diǎn)撥。感謝我的爸媽，在我的求學(xué)路上給與的支持和鼓勵(lì)，你們的健康快樂(lè)是我最大的心愿。在這次畢業(yè)論文即將完成之際，我向各位師長(zhǎng)，同學(xué)們至以真誠(chéng)的感謝！ 參考文獻(xiàn)1陳桂芬機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖 西安電子科技大學(xué)出版年社2006;2 姚道如 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 中國(guó)電力出版社 2008;3 數(shù)控刀架故障維修畢業(yè)設(shè)計(jì)例文 豆丁網(wǎng) ；4 曹琰 數(shù)控機(jī)床應(yīng)用與維修 北京：電子工業(yè)出版社 1994;5 孫慧平 數(shù)控機(jī)床調(diào)試安裝技術(shù) 2008.86 陳子銀 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用 2007.77 杜增輝 數(shù)控機(jī)床故障維修技術(shù)與實(shí)例 2009.28 盧斌 數(shù)控機(jī)床及其維修 機(jī)械工業(yè)出版社 2010- 21 -