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數(shù)控刀架范文第1篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；刀架；故障分析及排除

數(shù)控機(jī)床是一種具有高精度、高柔韌性、高效率、高自動化機(jī)床設(shè)備，由于其成本投入要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通機(jī)床，因而減少機(jī)床故障發(fā)生率、延長機(jī)床使用壽命是其日常管理的重要內(nèi)容。通常情況下，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床程序技術(shù)高度復(fù)雜，對于維修人員的素質(zhì)和專業(yè)能力要求較高，以致其故障檢測和排除相對效率較低。作為機(jī)床故障的主要類型，刀架故障的排除就顯得更為重要。因此，加強(qiáng)有關(guān)數(shù)控機(jī)床刀架故障的分析和排除措施的探討，對于提高數(shù)控機(jī)床檢修質(zhì)量、改善數(shù)控機(jī)床使用效率具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1.數(shù)控機(jī)床電動刀架工作原理

數(shù)控機(jī)床電動刀架的一般工作原理為：工作人員將指令輸入到機(jī)床中，在指令傳輸給計(jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)輸出換刀指令，此時控制刀架繼電器開始工作；當(dāng)繼電器合閘后，刀架電動機(jī)開始動作，在經(jīng)過渦輪、蝸桿、螺桿過程后使刀架銷盤上升到固定高度，此時離合銷嵌入到離合盤槽內(nèi)，兩者循環(huán)帶動；銷盤同時引起上刀架體轉(zhuǎn)動，當(dāng)上刀架體旋轉(zhuǎn)到恰當(dāng)位置時，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，此時反靠銷嵌入到反靠盤中，離合銷退出離合盤，以此刀架實(shí)現(xiàn)粗定位；銷盤的下降端齒嚙合，在經(jīng)過精確定位后刀架便鎖緊；刀架反轉(zhuǎn)完成一個周期后，繼電器會自動切斷，電動機(jī)繼而停止運(yùn)行；當(dāng)延時繼電器開始動作后，中斷電源、電動機(jī)停止動作，向計(jì)算機(jī)輸入返回指令，加工過程便開始2.數(shù)控機(jī)床刀架典型故障分析及排除

2.1.換刀指令失效

故障原因分析：刀架電動機(jī)的三相電源缺相進(jìn)行輸出造成轉(zhuǎn)矩較小；接觸線圈發(fā)生不同程度的老化或損壞；電動機(jī)不同相采用了錯誤的接線順序，從而導(dǎo)致電動機(jī)通電后發(fā)生逆時針旋轉(zhuǎn)，而其內(nèi)部的離合銷、彈簧、反靠銷等機(jī)械結(jié)構(gòu)智能進(jìn)行單向運(yùn)動，造成電動機(jī)非正常制動；控制刀架繼電器出現(xiàn)故障；刀架電動機(jī)出現(xiàn)損壞；主觸點(diǎn)發(fā)生短路或斷路；接線端子接觸不牢或滑落。

排除措施：關(guān)閉電源檢查器件有無松動；檢查刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)是否正常；檢查機(jī)床控制和強(qiáng)電回路是否完整；檢查電機(jī)的QF4是否出現(xiàn)跳閘；采用更換法檢查電機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2.刀架轉(zhuǎn)位不停

故障原因：刀架體內(nèi)的磁極和磁鋼方向相反，發(fā)信盤與磁鋼位置不一致、高度不精確；連接發(fā)信盤的電源發(fā)生斷路，沒有正常的電源供應(yīng)，發(fā)信盤便不能開始運(yùn)行；發(fā)信盤霍爾元件出現(xiàn)斷路或短路，作為發(fā)信盤的重要元件之一，每個霍爾元件都有一個固定的刀位，如果其中的一個霍爾元件出現(xiàn)問題，就會造成刀架轉(zhuǎn)位不停的故障；當(dāng)?shù)都荏w內(nèi)發(fā)信盤的接地線出現(xiàn)短路或斷路時，刀架停止信號不能及時傳輸?shù)较到y(tǒng)中，也會造成刀架體轉(zhuǎn)位不停。

排除措施：對于線路故障問題應(yīng)當(dāng)拆除刀架體上蓋，檢查發(fā)信盤的接地線路或電源是否出現(xiàn)斷路，若是斷路問題及時更換線路；對于磁鋼磁極方向故障應(yīng)當(dāng)將刀架體的磁鋼磁極方向調(diào)整一致，并仔細(xì)檢查發(fā)信盤與磁鋼位置是否平行，并做適當(dāng)調(diào)整；對于霍爾元件的問題，因?yàn)榛魻栐c發(fā)信盤通常是固定在一個整體的密封裝置內(nèi)，所以先用三用表對發(fā)信盤兩側(cè)的接線柱電阻進(jìn)行檢測，如果兩側(cè)電阻值不一致則表示發(fā)信盤發(fā)生損壞，此時更換新的發(fā)信盤即可。

2.3.刀架電動機(jī)無法正常啟動

故障原因：在刀架電動機(jī)拆卸后重新安裝時經(jīng)常會出現(xiàn)這種問題。這通常是由于安裝過程中，沒有準(zhǔn)確連接刀架電動機(jī)相位和電源相位所致。

排除措施：當(dāng)在電源接通時如果聽到刀架電動機(jī)出現(xiàn)異常聲響，應(yīng)當(dāng)立刻切斷連接電源，調(diào)整電動機(jī)相位使其與電源相位相一致；如果調(diào)整完成后刀架仍不能正常動作，且向下推進(jìn)，電動機(jī)出現(xiàn)異常聲響，則應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行進(jìn)行接線。

2.4.刀架無法鎖緊

故障原因：刀架裝配時，可能存在較大的積累誤差，導(dǎo)致反靠銷、離合銷擁有較長的裝配尺寸；沒有正確設(shè)置系統(tǒng)PMC刀具鎖緊時間參數(shù)；刀架電動機(jī)無法接收到反轉(zhuǎn)信號；絲杠螺母副出現(xiàn)卡死。[2]

排除措施：檢查反靠銷、離合銷裝配尺寸，如果過長要通過修磨使其長度縮短；重新設(shè)定系統(tǒng)PMC刀具鎖緊時間參數(shù)，通常將其周期設(shè)置為1S；查看刀架反轉(zhuǎn)接觸器是否正常；對刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查，調(diào)整絲杠螺母副的固定位置。

2.5.上刀體轉(zhuǎn)位不精確

故障原因：反轉(zhuǎn)裝置不能正常運(yùn)行；由于運(yùn)轉(zhuǎn)周期過長，刀架在機(jī)床強(qiáng)烈振動狀態(tài)下，霍爾元件在圓周方向與磁鋼發(fā)生不同程度的偏離，造成上刀體轉(zhuǎn)位過大或過小；彈簧片觸點(diǎn)與發(fā)信盤觸點(diǎn)出現(xiàn)不同程度的偏離；在發(fā)信盤安裝過程中，沒有恰當(dāng)調(diào)整鼠牙盤和發(fā)信盤的位置，這些都會引起上刀體轉(zhuǎn)位不精確的現(xiàn)象。

排除措施：檢查彈簧有無損害或老化，反靠銷是否能夠進(jìn)行靈活定位，螺桿連接銷和反靠棘輪能否正常連接，檢查完成后根據(jù)不同情況采取合理措施；調(diào)整霍爾元件在圓周方向上的位置，使其與磁鋼包保持一致；檢查發(fā)信盤夾緊螺母是否正常夾緊，如果出現(xiàn)松動現(xiàn)象要對彈簧片觸點(diǎn)位置和發(fā)信盤觸點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整，最后鎖緊螺母。

2.6.上刀架體不能旋轉(zhuǎn)到所需刀位

故障原因：部分霍爾元件與磁鋼之間失去作用信號；部分霍爾元件出現(xiàn)短路或斷路；發(fā)信盤內(nèi)的霍爾元件沒有對應(yīng)好正確的刀位信號。[3]

排除措施：加強(qiáng)對發(fā)信盤的全面檢查，如果發(fā)信盤出現(xiàn)故障則及時更換發(fā)信盤；檢修發(fā)現(xiàn)盤內(nèi)部線路連接是否正常，修整出現(xiàn)問題的線路；信號線未對應(yīng)的情況一般會出現(xiàn)在安裝和調(diào)整發(fā)信盤的過程中，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)刀位信號重新連接信號線。

3.結(jié)束語

數(shù)控機(jī)床刀架故障能否及時排除直接關(guān)系到數(shù)控機(jī)床的良好穩(wěn)定運(yùn)行。因此，相關(guān)技術(shù)和維修人員應(yīng)當(dāng)充分了解刀架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理和動作過程，加強(qiáng)對故障現(xiàn)象的分析和診斷，在掌握數(shù)控機(jī)床監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上合理排除故障，以此不斷提高刀架故障檢修質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁林，付福起，李海濱.數(shù)控車床刀架典型故障分析及排除[J].制造技術(shù)與機(jī)床. 2010，13（14）：74-75

數(shù)控刀架范文第2篇

[關(guān)鍵詞]數(shù)控車床；刀架鉆夾系統(tǒng)；設(shè)計(jì)及使用；

中圖分類號：C39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）27-0077-01

引言

目前在我國機(jī)械加工領(lǐng)域中使用的數(shù)控車床大部分都是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，特別是在私營企業(yè)、國有小企業(yè)、教學(xué)單位和西部落后地區(qū)使用的數(shù)控車床90%以上為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，并且有一部分?jǐn)?shù)控車床還是用普通車床改裝而成。這些數(shù)控車床都是使用四工位立式數(shù)控刀架，機(jī)床的局限性造成鉆頭裝夾時定位精度不高，難以達(dá)到加工要求，把鉆頭準(zhǔn)確定位并裝夾在此類數(shù)控車床的刀架上就成為一個技術(shù)難點(diǎn)。

0.數(shù)控車床鉆頭夾具的設(shè)計(jì)要求

①可以保證工件穩(wěn)定的加工精度；

②確保安裝、加工工件時操作安全；

③裝夾操作要省時、省力和方便。在結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的情況下，盡量采用氣動、高效自鎖機(jī)構(gòu)等自動化夾緊裝置，提高裝夾速度；

④應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。

1.設(shè)計(jì)方案比選

筆者在總結(jié)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種實(shí)用新型數(shù)控車床刀架鉆夾，使用它裝夾鉆頭既能夠方便、快捷地把鉆頭安裝在數(shù)控車床刀架上，又能夠使鉆頭定位準(zhǔn)確。具體技術(shù)設(shè)計(jì)方案如下：方案1（參見圖1-3）：

此設(shè)計(jì)方案的數(shù)控車床刀架鉆夾適用于直柄鉆頭及中心鉆，其包括鉆夾體1、螺絲孔2、V形槽3、夾緊墊片4、V形塊5等要素。在鉆夾體1一側(cè)開有3個螺絲孔2。

方案2（參見圖4）：此設(shè)計(jì)方案的數(shù)控車床刀架鉆夾適用于錐柄鉆頭，鉆夾體1設(shè)計(jì)為長方體，在鉆夾體1長度方向水平設(shè)置一個莫氏錐孔2，在莫氏錐孔尾部水平設(shè)置一個扁孔3，用來配合鉆頭錐柄尾部的扁榫，以防止鉆頭打滑及拆卸鉆頭。

2.設(shè)計(jì)原理及說明

方案1：（1）如圖1所示，鉆夾體1為長方體，其各面及各面之間的平面度、垂直度、平行度都有適當(dāng)?shù)木纫螅ㄖ饕男挝还钊鐖D所示），以保證鉆夾體1在數(shù)控刀架上的定位精度，從而保證鉆頭的定位精度。（2）在鉆夾體內(nèi)，水平設(shè)置一條V形槽3，V形槽3的中心線與鉆夾體平行，V形角的角平分線與水平面平行，這樣就使得尺寸大小不等的鉆頭安裝在V形槽里夾緊之后其中心高度都是一樣的，且V形槽的中心線高度相等。（3）鉆夾體底面到V形槽的中心線的高度H，設(shè)計(jì)與數(shù)控刀架車刀支承面到車床主軸中心線的高度相等，這樣鉆頭在安裝使用時，在高度方向上無需再用墊片調(diào)整。（4）鉆頭用3個內(nèi)六角螺栓夾緊，圖3的墊片安放在鉆頭與螺栓之間，用于夾緊尺寸大的鉆頭，目的是在夾緊鉆頭時使鉆頭受力均勻，防止鉆頭彎曲變形、夾傷等；圖3的V形塊亦安放在鉆頭與螺釘之間，主要用于裝夾尺寸小的鉆頭。

方案2：該鉆夾外形為長方體設(shè)計(jì)，其各面及各面之間也都有相應(yīng)的平面度、垂直度、平行度等形位公差的要求（主要的形位公差如圖4所示）。在長度方向水平設(shè)有一莫氏錐孔，垂直于錐孔在錐孔后面水平設(shè)置有一扁孔，以配合鉆頭錐柄后端的扁榫，目的是防止鉆頭打滑轉(zhuǎn)動及拆卸鉆頭。鉆夾的后部在與錐孔同一軸心線上開一螺絲孔，此孔與扁孔、錐孔連通，擰進(jìn)螺絲即可把鉆頭從錐孔推出。底面到莫氏錐孔中心線的高度H，與刀架車刀支承面到車床主軸中心高度相等，鉆頭在安裝使用時無需再用墊片調(diào)整。

3.使用方法

（1）安裝

方案1：參照圖1-4所示，安裝前先把刀架的刀位擦干凈，把鉆夾的V形槽及底面（A面）和垂直面（B面）吹洗干凈，安裝時，首先把鉆頭插入V形槽3里套入墊片5，用螺絲2夾緊，然后把鉆夾安放在刀位上（注意把鉆夾與刀架的各接觸面壓平、貼緊），再用刀架螺絲夾緊鉆夾安裝即完畢。

方案2的安裝與方案1同理。

（2）對刀

鉆頭在安裝完畢之后與其它刀具一樣還要進(jìn)行對刀才能使用，本人在實(shí)踐中總結(jié)出鉆頭常用的對刀方法有以下三種（因Z軸方向?qū)Φ侗容^容易在此不作陳述）：

目測對刀法。就是移動鉆頭用眼睛觀測，當(dāng)觀察到鉆頭中心與工件旋轉(zhuǎn)中心一致后，設(shè)置鉆頭X方向的刀補(bǔ)。

定點(diǎn)對刀法。像其它刀具一樣移動鉆頭使鉆頭的棱邊輕輕接觸到試車過的外圓處，然后設(shè)置鉆頭X方向的刀補(bǔ)（注意要加上鉆頭的直徑值）。

對中法。如數(shù)控銑床對刀的方法一樣，啟動主軸，移動刀架使鉆頭先后與試車過的工件前后兩邊輕輕接觸，2個接觸位置的平均值即為工件旋轉(zhuǎn)中心。用G00指令把鉆頭移動到中心位置，再設(shè)置鉆頭X方向的刀補(bǔ)。

（3）換刀

因鉆頭磨損需刃磨或更換時，只需松開夾緊鉆頭的螺絲2（方案2擰進(jìn)螺絲頂出錐鉆頭）即可把鉆頭卸下，此時鉆夾仍牢牢固定在刀架上，然后把新鉆頭插入V形槽（方案2為錐孔，注意擰退卸刀螺絲）夾緊，對Z方向重新對刀即可使用。如果是鉆通孔或孔深精度要求不高，對于方案1換刀時還有一捷徑，即先進(jìn)行前面程序的加工直到調(diào)出鉆頭并快速定位到起刀點(diǎn)，即G00X0Z3處，然后暫停，再把鉆頭從鉆夾后面插入，用目測方法，當(dāng)鉆尖到達(dá)Z3處后夾緊即可繼續(xù)進(jìn)行加工。

4.局限性

（1）因受刀架裝刀位置高度尺寸的影響，鉆夾的V形槽（或錐孔）不能做得太大，因此在使用直徑大的鉆頭時有一定局限性。

（2）鉆頭裝夾時的定位精度受刀架精度影響，在鉆深孔時，仍需根據(jù)試鉆情況對鉆頭進(jìn)行微調(diào)。

5.結(jié)束語

此鉆頭夾具在長達(dá)一年的實(shí)際加工作用過程中，已證實(shí)其所鉆之孔均能達(dá)到10至12的公差等級精度，鉆頭的使用壽命亦不受到額外影響。實(shí)踐證明此鉆頭夾具具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用方便、安全有效等優(yōu)點(diǎn)。在批量生產(chǎn)中與使用尾座對比，生產(chǎn)效率明顯提高，工人的勞動強(qiáng)度明顯降低。

參考文獻(xiàn)

數(shù)控刀架范文第3篇

關(guān)鍵詞：粗定位；精定位；磁鋼；反轉(zhuǎn)時間；拆裝

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）05-0195-02

近幾年隨著全國職業(yè)技能大賽的開展，每年全區(qū)都要進(jìn)行“數(shù)控機(jī)床維修與調(diào)試”的比賽，我們學(xué)院也參與其中，逐漸地對數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)和維修有了更加深入的了解。通過對各種資料的研究和反復(fù)對數(shù)控車床四方刀架的拆裝與故障調(diào)試，我發(fā)現(xiàn)基本找不到一份詳盡的拆裝說明?，F(xiàn)就將我在數(shù)控車床四方刀架拆裝與調(diào)試競賽過程中的一些發(fā)現(xiàn)和體會做一闡述。

一、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床四方刀架的結(jié)構(gòu)及動作原理

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床四方刀架完全由電氣控制，其功能雖然與普通車床四方刀架相同，但結(jié)構(gòu)已有很大改變，其結(jié)構(gòu)圖如下：

1-上蓋；2-發(fā)信盤；3-小螺母；4-磁鋼座；5-大螺母；6-離合器盤；7-螺桿；8-外端齒；9-下刀體；10-蝸輪；11-中軸；12-反靠墊；13、27-反靠銷；14-上刀體；15-霍爾元件；16-磁鋼；23-聯(lián)軸器；24-止退圈；25-離合銷；26-銷盤；27-銷釘

1.主要部件作用：原動力件：電機(jī)；機(jī)械傳動件：蝸桿、10、11、7、26；基礎(chǔ)件：9、14；位置傳感元件：2、15、16；機(jī)械定位件：25、27、12、13。

2.結(jié)構(gòu)說明：（1）靜止不動的原件：電機(jī)、9、11、24、5、2、3、15。（2）傳動：電機(jī)軸。23蝸桿107（內(nèi)螺紋，中軸11為外螺紋）。（3）機(jī)械粗定位：上刀體14底面的端面定位齒和下刀體9外端齒尚嚙合。（4）機(jī)械精定位：離合銷25把上刀體14與螺桿7離合完成精定位。（5）系統(tǒng)定位：霍兒元件15內(nèi)有四個位置分別對應(yīng)四個刀位，每個刀位的指令固定，刀位對準(zhǔn)磁鋼后完成系統(tǒng)指令。

3.動作原理：（1）松開：系統(tǒng)發(fā)出指令電動機(jī)啟動蝸桿轉(zhuǎn)動10蝸輪螺桿7轉(zhuǎn)動上刀體14沿中軸11垂直上升（上刀體14底面的端面定位齒和下刀體9外端齒尚處于嚙合狀態(tài)，上刀體14無法轉(zhuǎn)動）端面定位齒完全脫離。（2）換刀：上刀體14轉(zhuǎn)動（離合銷25將上刀體14與螺桿7連在一起）刀位轉(zhuǎn)動。（3）定位：霍兒元件15（有四個位置分別對應(yīng)四個刀位）與指令對應(yīng)的刀位對準(zhǔn)磁鋼16發(fā)出信號，刀架電動機(jī)開始反轉(zhuǎn)。（4）鎖緊：離合銷25將上刀體14與螺桿7分離離合器盤6帶動螺桿7向下鎖緊上刀體14換刀完成（電動機(jī)的反轉(zhuǎn)時間是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的，不能過長不能太短，太短刀架不能鎖緊，太長電動機(jī)容易燒壞……）。

二、刀架的拆裝過程

1.拆下上蓋1，記清發(fā)信盤2上的不同顏色電線的位置，然后拆下小螺母3、發(fā)信盤2和磁鋼座4。

2.擰出大螺母5內(nèi)兩只M4螺釘，取出大螺母5及止退圈24、平面軸承和離合盤6。

3.向上轉(zhuǎn)出上刀體14，拆下外端齒8、螺桿7、螺母18、離合銷25、反靠銷13。

4.拆下電機(jī)電線，拆去電機(jī)與下刀體的連接螺栓，拆去電機(jī)。

5.拆去中軸11下端蓋上的螺釘，取出下端蓋、蝸輪10、中軸。

6.取出蝸桿及軸承。

7.裝配前所有零件清洗上油，傳動部位上脂。

8.按拆卸反順序裝配。

三、四方刀架常見故障分析

1.電動刀架的每個刀位都轉(zhuǎn)動不停。故障原因：發(fā)信盤無+24V或COM輸入；刀位上+24V電壓偏低，線路上的上拉電阻開路；刀位電平信號參數(shù)未設(shè)置好；霍爾元件損壞；磁塊故障，磁塊無磁性或磁性不強(qiáng)。

2.電動刀架不轉(zhuǎn)。故障原因：刀架電機(jī)三相反相或缺相；系統(tǒng)的正轉(zhuǎn)控制信號無輸出；系統(tǒng)的正轉(zhuǎn)控制信號輸出正常，但控制信號這一回路存在斷路或元器件損壞；刀架電機(jī)無電源供給；機(jī)械卡死；刀架電機(jī)損壞。

3.刀架鎖不緊。故障原因：發(fā)信盤位置沒對正；系統(tǒng)反鎖時間不夠長；機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)故障。

4.刀架某一位刀號轉(zhuǎn)不停，其余刀位可以轉(zhuǎn)動。故障原因：此位刀的霍爾元件損壞；此位刀信號線斷路，造成系統(tǒng)無法檢測到位信號；系統(tǒng)的刀位信號接收電路有問題。

5.刀架有時轉(zhuǎn)不動。故障原因：刀架的控制信號受干擾；刀架內(nèi)部機(jī)械故障，造成的偶爾卡死；系統(tǒng)的刀位信號接收電路有問題。

6.輸入刀號能轉(zhuǎn)動刀架，直接按換刀鍵刀架不能轉(zhuǎn)動。故障原因：霍爾元件偏離磁塊，置于磁塊前面，手動鍵換刀時，刀架剛一轉(zhuǎn)動就檢測到刀架到位信號，然后馬上反轉(zhuǎn)刀架；手動換刀鍵失靈。

清楚認(rèn)識數(shù)控車床四方刀架的拆裝和常見故障對維修數(shù)控機(jī)床來說意義重大，通過上述的分析，希望能對有用者有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]晏初宏.數(shù)控機(jī)床與機(jī)械結(jié)構(gòu)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]鄧三鵬.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[3]廖兆榮，楊旭麗.數(shù)控機(jī)床電氣控制[M].北京：高等教育出版社，2008.

[4]GSK980TD車床CNC使用手冊[Z].

[5]廣州數(shù)控維修手冊[Z].

數(shù)控刀架范文第4篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；加工刀具；優(yōu)化改進(jìn)

中圖分類號：TG51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

數(shù)控車床不僅能夠提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，而且能夠控制生產(chǎn)成本，確保經(jīng)濟(jì)效益。但在實(shí)際數(shù)控車床生產(chǎn)過程中，其生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量在一定程度上受到加工刀具的影響。相對來講，數(shù)控車床的加工刀具切削原理跟普通的車床并無差別，然而，結(jié)合數(shù)控車床的實(shí)際加工零件、車床性能，來對刀具進(jìn)行有效選擇，并科學(xué)地調(diào)整相關(guān)參數(shù)，是確保加工精度，提升生產(chǎn)效率的前提保障。本文以GSK980T經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床加工刀具為例，對其加工刀具存在的問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施，以提升刀具使用性能，確保加工精度與加工效率。

1.數(shù)控車床加工刀具應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前大部分?jǐn)?shù)控車床所使用的刀具均為焊接式的合金車刀，在使用該種刀具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)加工時，由于輪軸蓋零件材質(zhì)為鑄鐵，其表面較為堅(jiān)硬，因此容易導(dǎo)致刀尖磨損，使得被加工的輪軸蓋零件表面精度受到較大影響。同時，在生產(chǎn)過程中，若是使用兩把車刀進(jìn)行，就會因反復(fù)換刀而大大延長了程序使用時間，并容易出現(xiàn)崩刀狀況，使得刀具的使用成本增加。

2.數(shù)控車床加工刀具的優(yōu)化與改進(jìn)

2.1 加工刀具的有效安裝

在數(shù)控車床的加工刀具安裝中，若是安裝位置不恰當(dāng)，或是安裝不牢固，會導(dǎo)致切削時發(fā)生振動，或致使工件表面存在振紋，容易導(dǎo)致刀具破損，嚴(yán)重影響到工作效率。因此，在安裝過程中，要注意刀具的刀尖要與刀工件軸線保持等高水平。其中，精加工時，刀尖可以略低于工件軸線，而在粗加工以及車削大直徑工件時，刀尖可以略高于工件軸線。同時，還要注意對車刀探出長度進(jìn)行控制，以免過長而出現(xiàn)剛度差，使得加工件表面粗糙，或存在扎刀、打刀等問題。而刀桿底部要保持平整，且墊片前端要對齊，并用兩個螺釘交替擰固的方式來確保車刀安裝的穩(wěn)固性。在使用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位的刀具時，要擦拭干凈刀片、墊片，并用螺釘固定刀片。

2.2 加工刀具的正確選擇

數(shù)控車床在加工中所使用的刀具種類較多，而為了確保刀具與車床的適應(yīng)性，要選擇通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的刀具。在刀具的選擇中，要保證其安裝與調(diào)整的便捷性，且刃磨方便，剛度、精度較高，排屑性能好。其中，刀具的規(guī)格化與通用化能夠便于刀具的高效管理，而可轉(zhuǎn)位刀具能夠有效增加刀具互換性。在整體式的車刀選擇中，通常使用小型車刀與螺紋車刀，以及多功能車刀，且刃磨方便，抗彎與沖擊韌性良好，刀口較鋒利。針對焊接式車刀，該種刀具主要是將硬質(zhì)的合金刀片采用焊接緊固形式，固定于刀體上，經(jīng)刃磨而車刀。因此，在選用該種車刀時，要盡量選擇結(jié)構(gòu)簡單，剛性良好，制造方便的刀具。

由于本次研究加工的產(chǎn)品為輪軸蓋（具體如圖1所示），其外形A與B已經(jīng)加工完成，但內(nèi)孔粗加工中產(chǎn)品精度較低，形狀簡單，需要批量生產(chǎn)，且使用的是GSK980T經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，因此，數(shù)控車刀具可選擇機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀。該種刀具的精確度較高，能夠確保刀片重復(fù)定位時的精度，且定位相對方便，能夠保障刀尖的位置，避免刀尖磨損時更換整個刀具。另外，在刀具優(yōu)化中，可適當(dāng)使用復(fù)合式夾緊結(jié)構(gòu)，以便更好地適應(yīng)刀架的快速移動與換位，并快速更換不同的切削部件，進(jìn)行多種切削的高效加工，并確保刀具在自動切削過程中不會出現(xiàn)松動現(xiàn)象。

2.3 加工刀具的有效補(bǔ)償

數(shù)控車床在更換加工ο笫保需要注意刀具的有效補(bǔ)償，以免對加工零件質(zhì)量產(chǎn)生影響，并降低機(jī)床功效。在編制加工程序過程中，進(jìn)行刀具的補(bǔ)償調(diào)整，是提升加工質(zhì)量與加工效率的基礎(chǔ)前提。通常來講，刀具補(bǔ)償是用于補(bǔ)償?shù)毒咴趯?shí)際安裝位置上，與理論編程位置之間的差距，在刀具有效補(bǔ)償之后，更換刀具時，僅需要改變刀具的位置補(bǔ)償值即可，無須再變更零件的加工程序。刀具的位置補(bǔ)償，主要分為相對補(bǔ)償與絕對補(bǔ)償兩種。一般來說刀具的位置補(bǔ)償功能，主要是由程序段內(nèi)的T代碼來加以實(shí)現(xiàn)。而T代碼后4位數(shù)中，前兩位表示刀具號，后兩位表示刀具的補(bǔ)償號。實(shí)際上，刀具補(bǔ)償號為刀具補(bǔ)償寄存器地址號，此寄存器內(nèi)包括刀具幾何偏置量、磨損偏置量。在設(shè)定過程中，要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要及刀具性能、精度等進(jìn)行調(diào)整。

2.4 加工刀具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在數(shù)控車床的加工刀具結(jié)構(gòu)優(yōu)化上，要盡量少用復(fù)雜結(jié)構(gòu)的刀具，以減少裝夾產(chǎn)生的誤差，進(jìn)而大大提升加工表面精度及相互位置的精度。而在刀的結(jié)構(gòu)上，若是將加工輪軸蓋兩把刀，通過合并變?yōu)橐话训叮瑒t不再需要旋轉(zhuǎn)刀架。在這種過程中，刀架就能夠有效減少由于刀具的磨損而降低加工精度，同時也能夠避免生產(chǎn)中斷現(xiàn)象的發(fā)生，避免機(jī)器故障，并降低維修難度。同時，一把刀在定位過程中，僅需要一組定位銷釘，若是使用了標(biāo)準(zhǔn)刀具，在換刀時，只需要在刀尖松、緊定位螺絲上調(diào)至，而無須松緊刀架定位銷釘裝，及拆刀桿，避免刀架定位銷釘受到損壞。

優(yōu)化改進(jìn)之后的刀具，主要是將兩把機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀，合并為一把機(jī)夾刀。而刀桿在通過熱處理后，用螺絲固定刀尖的A、B位置，這樣一來，刀具便可以完成之前兩把刀的同樣工作，且方便刀具的裝、卸，大大提升了生產(chǎn)效率。另外，該種刀具改進(jìn)，能夠避免加工時頻繁的轉(zhuǎn)換刀架，并減少了因頻繁旋轉(zhuǎn)刀架、換刀所導(dǎo)致的故障。而刀具在磨損之后，僅需要松開螺絲，通過位移或更換不重磨刀片，進(jìn)行簡單刀補(bǔ)，便可以投入生產(chǎn)。

結(jié)語

在數(shù)控車床加工生產(chǎn)中，刀具的優(yōu)化改進(jìn)能夠有效解決批量生產(chǎn)時刀具存在的問題，并提升了生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了停產(chǎn)待修時間、調(diào)試時間、刀具換刀時間，讓操作者的工作強(qiáng)度大大降低，經(jīng)濟(jì)效益良好。

參考文獻(xiàn)

[1]周光輝，苗發(fā)祥，李彥廣.數(shù)控加工中心任務(wù)與刀具集成調(diào)度模型與改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，48（12）：.

數(shù)控刀架范文第5篇

關(guān)鍵詞 數(shù)控車床 梯形螺紋 換刀精車

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

目前數(shù)控機(jī)床從業(yè)人員普遍認(rèn)為數(shù)控車床只能加工三角螺紋和小螺距螺紋，對于較大螺距的梯形螺紋也只能進(jìn)行粗加工和半精加工。因?yàn)閿?shù)控加工梯形螺紋過程中，刀具磨損或者強(qiáng)度不夠而損壞時無法保證零件的尺寸精度和圖紙要求需更換刀具，而數(shù)控車床在螺紋加工過程中刀具位置發(fā)生變化螺紋起點(diǎn)也發(fā)生變化，所以不能用來精加工。

1梯形螺紋加工時換刀具螺紋不亂紋的必要條件

無論是應(yīng)用普通車床還是數(shù)控車床進(jìn)行螺紋梯形螺紋車削，都要滿足以下兩個條件進(jìn)行切削加工：

（1）螺紋的車削加工時，螺紋的螺旋線按照車床主軸旋轉(zhuǎn)一周，刀具縱向移動一個螺距或者導(dǎo)程的規(guī)律進(jìn)行螺紋加工。

（2）更換螺紋刀具后，在刀具刀位點(diǎn)統(tǒng)一的前提下，每次車削與粗車時起點(diǎn)一致就不會產(chǎn)生亂紋現(xiàn)象。

2數(shù)控車床車削螺紋的加工原理

數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)和普通車床進(jìn)給最大的區(qū)別是，主、進(jìn)給傳動分離。數(shù)控車床的主傳動與進(jìn)給采用了各自獨(dú)立的伺服電機(jī)，使傳動鏈變得簡單，可靠，同時各電機(jī)即可單獨(dú)運(yùn)動也可實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動。所以，數(shù)控車床車削螺紋時，溜板箱上的縱向絲杠和螺母是由該軸的伺服電機(jī)直接進(jìn)行驅(qū)動的。傳動過程如下：主軸主軸脈沖發(fā)生器數(shù)控系統(tǒng)；電機(jī)（或帶有機(jī)械接口――縱向長絲桿、螺母）滑板箱刀架。

通過其傳動途徑可以看出，數(shù)控車床車削螺紋時，不是像普車那樣通過主軸到溜板箱一系列傳動鏈所控制，而是由數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行控制的。設(shè)計(jì)者為了保證數(shù)控車床在車削螺紋時有固定的起刀點(diǎn)和退刀點(diǎn)在主軸上安裝了光電脈沖編碼器，從而保證數(shù)控車削螺紋時通過與數(shù)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，使其能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)刀具運(yùn)動要求。原因是，光電編碼器的電壓是由數(shù)控系統(tǒng)提供的，當(dāng)與數(shù)控車床主軸同步轉(zhuǎn)動的中心旋轉(zhuǎn)一周時，光電編碼器可發(fā)出兩路或者多路脈沖信號：一路是一個脈沖數(shù)所表示的定位脈沖，用來控制螺紋車削時的起刀點(diǎn)，保證了螺紋加工過程不會亂紋；另一路是與定位脈沖信號相同的螺紋加工時的縱向進(jìn)給脈沖信號，即主軸每旋轉(zhuǎn)一周時發(fā)出數(shù)控所要求的脈沖信號，用來控制所加工螺紋的螺距或者導(dǎo)程的大小。正因?yàn)槿绱耍瑪?shù)控車床車加工螺紋是根據(jù)機(jī)床主軸每旋轉(zhuǎn)一周，刀具縱向移動一個螺距或者導(dǎo)程的規(guī)律而加工出來的。所以每一把成型的螺紋刀具只要刀位點(diǎn)一致就不會出現(xiàn)亂紋現(xiàn)象。

3數(shù)控車床的換刀原理

首先根據(jù)加工工藝我們?yōu)榱吮阌诳刂泼恳话褦?shù)控車刀在加工時的先后順序、位移、起始位置及規(guī)定路線，須在加工前進(jìn)行對刀，從而建立工件坐標(biāo)系，使每一把刀具刀位點(diǎn)通過系統(tǒng)補(bǔ)償都能重合在工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)。進(jìn)而可以得出，每一把成型的梯形螺紋刀具在刀具刀位點(diǎn)統(tǒng)一的前提下，每次車削螺紋的起刀點(diǎn)一致，所以精加工梯形螺紋而不會出現(xiàn)亂紋。

4梯形螺紋車削時主軸轉(zhuǎn)速的選擇

在數(shù)控車床上車削梯形螺紋零件時、采用高速車削不能很好的控制和保證零件的表面粗糙度，不能夠滿足零件圖紙要求，低速車削生產(chǎn)效率較低，提高加工成本，而加工過程中從高速直接變?yōu)榈退贂r則會使梯形螺紋產(chǎn)生亂紋現(xiàn)象。為避免這一現(xiàn)象發(fā)生，變速車削時的亂紋問題可以通過簡單方法解決，粗車梯形螺紋時首先采用高轉(zhuǎn)速進(jìn)行車削，在用轉(zhuǎn)速來精車修光。從而，既保證了梯形螺紋的尺寸精度和表面粗糙度又提高了生產(chǎn)效率。

5梯形螺紋車削時常用進(jìn)刀方法分析

直進(jìn)法：螺紋車刀X軸方向間歇車削至螺紋底徑。此方法切削梯形螺紋時，螺紋車刀的三面切削刃都進(jìn)行車削，加工中容易導(dǎo)致排屑困難，切削熱和切削力增加，刀尖磨損嚴(yán)重。當(dāng)進(jìn)給量過大時容易產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象。該方法可以使用螺紋車削固定循環(huán)指令G92實(shí)現(xiàn)，顯然這種方法是不可取的。

斜進(jìn)法：螺紋車刀沿牙型角方向斜向間歇車削至螺紋底徑。應(yīng)用此方法車削梯形螺紋時。螺紋車刀的三面切削刃只有一個側(cè)切削刃進(jìn)行車削，排屑較為順暢，刀尖的受熱和受力情況得到改善，車削時不易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象。該方法可以使用螺紋車削復(fù)合循環(huán)指令G76來實(shí)現(xiàn)。相對于直接進(jìn)刀法，此方法是可取的。

綜上所述：梯形螺紋等大螺距、導(dǎo)程的零件加工根據(jù)加工工藝應(yīng)采用斜進(jìn)法的G76指令進(jìn)行車削加工。

6加工梯形螺紋時存在問題