刀架

1学校代码：43708学号：200703102126莱芜职业技术学院毕业论文LD4系列电动刀架的原理与上刀体的制作系别：机电系专业：数控技术及应用学生姓名：田亚楠指导教师：孙召瑞入学日期：2007年9月论文完成日期：2010年4月2前言因学校实习车间的数控车床架刀体损坏，被压坏，导致换刀无法进行定位，原来打算买成套的刀架，但因为成套刀架的价格太贵，原来刀架的电机并未损坏，而且这种刀架在一般的市场很难买到，眼看还有两个星期就到实习，在孙老师及其他老师探讨下，决定自行加工制作损坏的上刀体。经过查找LD4系列电动刀架资料，知道其特点是由销盘、内端面齿、梯形螺纹、外端面齿盘组合成的四端齿定位机构，该机构实现了上刀体转位时抬起，自动找位压紧彻底可靠的解决了刀架的自动紧密问题。由于三端面齿机构具有较大的工艺难度。在学院具备的技术设施条件，跟孙老师要求的用手工编程，几经探索和攻坚，终于试制成功。目前已在广州数控上车床上成功应用。在加工过程中遇到的问题：例在配合时的公差，端面齿的特点及规律，用尖刀加工大螺距的梯形罗纹（在数控车），怎样加固刀架的强度等等；由此我写了这篇论文，请老师点评。3目录4一、工作原理二、技术参数三、技术指标四、安装五、调试六、安装尺寸参数七、常见故障分析及排除方法八、拆装顺序及结构图九、电动刀架的电气控制十、刀架的加工过程5一、工作原理在拆装中了解起工作原理：当工作人员进行换刀操作时，微机发出换刀信号时，这时控制继电器开始进行动作，传到电机，电机正转，通过蜗杆和蜗轮，这时螺杆将销盘上升至一定高度时，离合销进入离合盘槽中，离合盘带动离合销，离合销又带动销盘，销盘带动上刀体转位，当上刀体转到所需刀位时，有刀架上霍尔元件电路发出刀位信号，电机反转，反靠销进入反靠盘槽，离合销从离合盘中爬出，刀架完成粗定位。同时销盘下降端齿啮合，完成精定位。刀架锁紧。反转时间到，继电器动作，电机停止。延时继电器动作，切断电源，电机停转。向微机发出回答信号，加工程序开始。换到信号电机正传刀体转位刀位信号电机反转初定位精定位夹紧电机停转回答信号加工程序进行6二、技术参数刀架型号配车床型号刀位数电机功率电机转速夹紧力上刀体尺寸下刀体尺寸LD4-C0625C0625460W14005000N130×130133×135LD4-C6125C6125460W14005000N130×130133×135LD4-C6132C6132490W140010000N166×166166×180LD4-C6132AC6132A490W140010000N152×152161×171LD4-C6136C6136490W140010000N166×166166×180LD4-C6140C6140490W140012000N166×166192×192LD4-C6150C6150490W140012000N166×166192×192LD4-C6163C61634180W140018000N130×130200×200LD4-C6163AC6163A4180W140018000N240×240240×240LD4-C6172C61724250W140020000N300×300300×3007三、技术指标刀架型号配车床型号重复定位精度工作可靠性换刀时间90度180度270度LD4-C0625C0625≤0.005＞60000次2.1s2.6s3.1sLD4-C6125C6125≤0.005＞60000次2.1s2.6s3.1sLD4-C6132C6132≤0.005＞60000次2.4s3.1s3.7sLD4-C6132AC6132A≤0.005＞60000次2.4s3.1s3.7sLD4-C6136C6136≤0.005＞60000次2.4s3.1s3.7sLD4-C6140C6140≤0.005＞60000次2.4s3.1s3.7sLD4-C6150C6150≤0.005＞60000次2.4s3.1s3.7sLD4-C6163C6163≤0.005＞60000次2.6s3.3s4sLD4-C6163AC6163A≤0.005＞60000次2.6s3.3s4sLD4-C6172C6172≤0.005＞60000次3.1s3.9s4,5s四、安装将上刀体架旋转，对准反靠盘，按住离合器，逆时针旋转45度，上入螺杆，使与下刀体的位置相符，8五、调试1.使用前应试运转，试运转时应能灵活轻松无异常声音，以及不到位或过冲现象。2.在首次通电后，发现有异常现象：如电机不转或刀台连转不停，应立即关闭电源，对照常见故障排除方法（1）（2）原因进行排除解决。六、安装尺寸参数9刀架型号尺寸HHABCC1DEE1LL1L2H1刀方ΦZLD4-C06255113313510090120152033513020815214960LD4-C61255713313510090120152033513020815214960LD4-C6132701661801301301561818375166224179201370LD4-C6132A701611711261261461212340152193168251350LD4-C61367071661801301301561818375166224179201370LDB4-C6140811921921521521682020400166250189251370LDB4-C61501251921921521521682020400166250235251370LDB4-C612025200200150130177253550020029023332138010163LDB4-C6163A1202524024021021021015155402403302454013100LDB4-C617215730030026026026020205703003903304018160*上述参考广州数控车床6150刀架说明书*七、常见故障分析及排除方法故障现象可能原因排除方法电机起不动上刀体不转动1电机相线接反2电源电压偏低3定位销安装不合适1)立即切断电源，调整电机相位2)电源电压正常后使用3)将定位销调整上刀体连转不停1)发信盘接地线断路2)发信盘电源线断路3)霍尔元件断路或短路4)磁钢磁极装反5)磁钢与霍尔元件高度位置不准去掉上盖，检修发信装置接线路。调整磁钢磁极方向。更换霍尔元件。（找到将其他线位接到错误线位上排除可能原因）上刀体在某刀位不到位1)某霍尔元件断路或短路2)某霍尔元件与磁钢无信号3)磁钢与磁极位置不合适去掉上盖，检修霍尔元件线路板焊接处，或更换霍尔元件。上刀体转位时不到位或过冲太大磁钢在圆周方向相对于霍尔元件太前或太后调整磁钢在圆周方向相对于霍尔元件的位置注：调整霍尔元件与磁钢的相对位置，一般在刀架锁紧状态下进行，其霍尔元件应比磁钢向前大约磁钢宽度的三分之一。*上述参考广州数控车床6150刀架说明书*八、拆装顺序及结构图1)拆卸顺序11A.使刀架处于松开状态，拆下上盖1，拆下发信盘2上的电线，然后拆下小螺母3，发信盘2，磁钢座4。B.取出大螺母5内的二只M4螺钉，卸下大螺母5及止退圈24，平面轴承，离合盘6。C.取下上刀体14，拆下外端齿8，螺杆7，销盘26，离合销25，反靠销13（注意外端齿8，销盘26相对于上刀体14的位置）。D.拆下电机，连接座23，端盖18。E.从端盖18端向连接座23端敲出蜗杆19及轴承。F.卸下中轴11，取出蜗轮10及平面轴承，卸下反靠盘12。1上盖2发信盘3小螺母15霍尔元件16磁钢4磁钢座5大螺母14上刀体6离合器盘7螺杆26销盘24止退圈8外端齿9下刀体10蜗轮11中轴12反靠盘13反靠销2725离合销23电机2)装配顺序A.装配时即将所有零件清洗上油，传动部分上润滑脂。B.按拆卸反顺序装配。C.刀架在啮合状态时上刀体14与下刀体9应平行。反靠销13应在反靠盘12槽中，离合销25应在离合盘6平面上，大约离槽125度左右。D.使刀架锁紧，调整磁钢16与霍尔元件15的相对位置。12九、电动刀架的电气控制电动刀架的电气控制分强电和弱电两部分，强电部分由三相电源驱动三相交流异步电机正反向旋转，从而实现刀架的松开，转位夹紧等动作；弱电部分由位置传感器（霍尔元件3120μ）组成。每一个霍尔元件相对于刀架一格工位，根据数控系统的不同，霍尔元件的接线方式也不同，现分别说明：1.3/5T型换刀时数控系统将相应的刀位线（T1-T4）接地，然后等待回答信号，刀架的松开，转位，夹紧动作全部有控制箱完成。2.15T型换刀时，数控系统将正转信号置地，然后检测相应刀位线（T1-T4），当刀架到位后，撤销正转信号，同时给出反转信号，等刀架夹紧后撤销反转信号。13十刀架的加工毛胚：锻打毛胚（具有所需的强度和硬度）刀具：普通硬脂合金刀下例为FANUC0iMC程序（B类宏程序）TLCK6130E刀架的加工110110M121108070401007862141430如图所示，无论是加工平面，还是圆柱面，以及螺纹和端面齿，我都采用了宏14程序，虽然现代制造技术在各种CAD/CAM软件应用下日趋成熟，从规模较大的的各种企业，到那些仅有1~2台数控或加工中心的数控“加工店”，随处可见UGMasterCAMPro/ECAXA等知名CAD/CAM软件的阴影。个人认为：在能应用手工编程的地方尽量不使用自动编程，在必要的地方可以采用自动编程，宏程序确实也有广泛的应用空间，并且能方便工人编程，锻炼工人的编程能力，帮助工人更加深入地了解自动编程的本质，提高数控加工工艺水平。梯形螺纹程序对于梯形螺纹，尤其是螺距比较大的，在加工上比较困难，第一是配到合适的刀具，二是随着加工的深度越来越难，几乎是整个刀头都在受力，刀具的温度也持续增高，这时很容易把刀头损坏，而下面的这个程序就保证了罗纹刀的受力均匀，从开始到结束都是大部分都是刀尖在受力，这样减少的受力范围，增加了刀具的寿命，即使在无切削液的状态下，都能完成加工，从而保证了一次加工的可能性。如图所是：15O1234;G40G97G99;M03S400T0101;#2=第一层吃刀量#3=每层吃刀量#4=螺纹角度#5=螺纹高度；N5#10=TAN[#4]*#2;步距#1=0;#6=螺纹上端宽度；N10#11=#6-#10-#1;螺纹每层刀的位置G0X35.Z[#11+5];快速定位G92X[35+#2]Z-50.F10.;#1=#1+#3;每次变化量#12=#6-2*#10;判断每一层的长度IF[#1LE[#12]]GOTO10;#2=#2+#3;判断高度IF[#2LE#5]GOTO5;G00Z50.;退刀M05;M30;16O1234；G54G90G00X50.Y0.Z10.;；M3S1500;G00X50.Y0.Z10.;#1=-0.5；N10G1Z[#1];#2=100;#3=80;#4=0;N20#24=#2*COS[#4];#25=#2*SIN[#4];G1X[#24]Y[#25];#24=#3*COS[#4];#25=#3*SIN[#4];G1X[#24]Y[#25];#24=#3*COS[#4+9];#25=#3*SIN[#4+9];G1X[#24]Y[#25];#24=#2*COS[#4+9];#25=#2*SIN[#4+9];G1X[#24]Y[#25];#4=#4+18;IF[#4LE342]GOTO20;#1=#1-0.5;IF[#1GE-3.5]GOTO10;GOOZ100.;M5;M30;