数控转塔刀架分类与结构分析课件.ppt

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1、数控转塔刀架分类与结构分析1.绪论34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（ParsonsCorporation）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。1954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（BendixCooperation）正式生产出来。1959年3月，由美国卡耐•;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出第一台具有自动换刀装置的数控机

2、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。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。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。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：数控刀架非动力刀架动力刀架电动刀架液

3、压刀架伺服刀架双动力刀架单动力刀架复合型刀架直驱刀架径向双动力轴向双动力径向单动力轴向单动力皇冠型单动力Y轴单动力刀架B轴单动力刀架Y轴轴向单动力Y轴径向单动力Y轴皇冠型刀架图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

4、，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。图2.2LDB4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

5、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。图2.4非动力伺服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。2.2.2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

6、、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。其中车铣概念复合机无疑是一项新技术结合的工具机杰作，最大的优点在于可轻易地在同一机台上做复杂零件的加工，车铣复合机可同时进行车削(Turning)、钻孔(Drilling)、攻牙(ThreadCutting)、端面切槽(SlotCutting)、侧面切槽(KeywayCutting)、侧面铣削(FaceCutting)、角度钻孔(C-axisAngleDrilling)、曲线铣削(CamCutting)….等等。即由一台工具机即可完成一个零件的所有加工流程，大大降低上下料换机台加工的时间，以及减少人为公差的机会

7、，达到“DoInOne”的加工概念（如图2.5）。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。动力刀架钻孔、攻螺纹动力刀架角度钻孔、铣削曲面动力刀架铣侧平面DoInOne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。动力刀架铣削槽口图2.5车铣概念复合机功能（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