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數控車床四方回轉刀架拆裝及維護研究

2020-5-26 來源：江蘇省常熟職業教育中心作者：彭建飛

摘要：本文以四方回轉刀架作為研究對象，詳細分析了它的結構和轉位動作過程，然后進行拆卸詳解，并指出了裝配過程的一些關鍵點，提出在日常維護過程中的操作要點，能夠滿足工廠實際的維護要求，為機修人員提供了正確的思路，供同行們參考、研究。

關鍵詞：四方回轉刀架；拆卸；裝配

1、背景

數控車床的四方回轉刀架，主要作用是用于安裝和夾持刀具，其本身是機床的重要組成部分。它的結構和使用性能直接影響機床的切削性能以及切削效率。能夠在工件一次裝夾中完成多個工步，縮短輔助動作時間，減少工件因多次安裝引起的誤差，一般都帶有刀架系統。

2、回轉刀架的結構及換刀動作分析

2.1 回轉刀架的結構

圖 1 所示為一種螺旋升降立式四方回轉刀架，刀架的回轉軸與機床主軸成垂直布置，結構較簡單，經濟型數控車床大多采用這種刀架。回轉式刀架上回轉頭上的各個刀座是用于安裝或支持各種不同用途的刀具，通過回轉頭的旋轉、分度和定位，機床能夠實現自動換刀。

圖 1 數控車床方刀架結構

注：1- 電動機；2- 聯軸器；3- 蝸桿軸；4- 蝸輪絲杠；5-刀架底座；6- 粗定位盤；7- 刀架體；8- 球頭銷；9- 轉位套；10- 電刷座；11- 發信體；12- 螺母；13、14- 電刷；15- 粗定位銷

2.2 回轉刀架換刀動作分析

數控車床刀架從 CNC 系統接收換刀指令到驅動電機動作，當換刀指令發出后，刀架電機啟動正轉，通過平鍵套筒聯軸器使蝸桿轉動，從而帶動蝸輪轉動，蝸輪帶動螺桿轉動。刀架上刀體中安裝有離合盤，內孔有內螺紋，與螺桿旋合。當渦輪開始旋轉時，刀架下刀體固定不動，蝸輪轉動使上刀體抬起，當抬至一定距離后，上、下齒盤脫開，刀架開始轉動。當轉到程序指定的刀號時，刀架電機反轉，上刀體逐漸下落，反靠銷在彈簧力的作用下進入下齒盤中進行粗定位，當上、下齒盤黏合時候實現精確定位。刀架機構的動作過程主要的環節如圖 2 所示。可以總結為這樣四步：刀架抬起、刀架轉位、刀架定位、夾緊刀架。

圖 2 刀架機械結構動作流程

3、回轉刀架的拆卸及裝配過程

3.1 回轉刀架的拆卸過程

從上往下拆解開來，可以分為 12 步：（1）拆上防護蓋；（2）拆發信盤連接線；（3）拆發信盤鎖緊螺母；（4）拆磁鋼；（5）拆轉位盤鎖緊部件；（6）拆轉位盤；（7）拆刀架體；（8）旋出刀架體；（9）拆粗定位盤；（10）拆刀架底座；（11）拆刀架軸和蝸輪 - 絲杠；（12）拆分絲杠 -蝸輪，具體過程如圖 3 所示。

圖 3 拆卸過程

3.2 回轉刀架的裝配過程

裝配過程是拆卸過程的反過程，根據裝配圖 1，把各零件裝配起來，實現刀架的轉位功能。主要是清洗各部件，測量并檢查各部件的摩擦磨損情況，特別注意兩對銷子不能搞錯，并在旋轉部位加注清潔黃油；端齒部位及外端齒與下刀體旋轉面也要加注清潔機油；安裝發訊盤，然后接上信號線。（注意紅線接 +，綠線接 -，發訊盤上的霍爾元件位置基本與磁鋼對齊，其他可根據刀位號以順時針黃，橙，藍，白）；最后要將刀架裝上機床，通電試運行查看是否正常。

4 、日常維護工作

刀架的維護與維修一定要緊密結合起來，維修中容易出現故障的地方，就是要重點維護的地方。

（1）每次上下班前清掃散落在刀架表面上的灰塵和切屑。刀架體類部件容易存留一些切屑，粘連起來時清理起來很費事，并且時常與切削液混合，容易引起氧化腐蝕。由于刀架體的基本動作是旋轉時抬起，到位時要反轉落下，沒有及時清理的鐵屑很容易卡在里面，所以每次下班前都應清潔

刀架表面的切屑、灰塵，防止污物進入刀架體內；

（2）要及時清理刀架體，防止異物進入刀架內部。保證刀架換位的順暢無阻，才能利于刀架回轉精度的保持；及時拆開并清潔刀架內部機械聯接處，否則容易產生故障，比如內齒盤上有碎屑會造成夾緊不牢，也可能導致加工尺寸發生變化；定期對電動刀架進行清理，包括拆開電動刀架，進行清掃定位齒盤；

（3）嚴禁擠壓、撞擊通往刀架的連線；

（4）保持刀架的潤滑良好，定期檢查刀架內部潤滑情況。如果潤滑不良，易造成旋轉件研死，導致刀架無法啟動；

（5）盡可能減少腐蝕性液體的噴濺，若無法避免，下班后應及時擦拭、涂油；

（6）注意調節刀架預緊力的大小，遵循適度原則，如過大會導致刀架不能轉動；

（7）經常檢查并緊固傳感器元件盤（發信盤）、磁鐵、連線，注意發信盤螺母聯接是否緊固，若松動易引起刀架的轉不到位或越位（過沖）；

（8）定期檢查刀架內部機械配合，若松動，易造成刀架不能正常夾緊故障；

（9）定期檢查刀架內部的彈簧、反靠定位銷、后靠棘輪等是否起作用，以免造成機械卡死。