卧轴三齿盘式数控回轮刀架太原矿山机器厂古晓亮太原第一机床厂刘晓村,余为民,郭卫德,古纯效 山西省勘测院张华太原第一机床厂生产的NC40A数控车床中,曾用过不同厂家的多种回轮刀架 ,近期又用了烟台机床附件厂引进意大利Baruffaldi公司技术生产的AK31100X 12数控回轮刀架。AK31系列数控回轮刀架具有定位精度;高、刚性好、结构简单、维修方便 、可以实现双向转位和任意刀位就近选刀的特性。该刀架的分度主轴呈水平状态,分度定位采用三 个端面齿盘,分度转位时其回轮主轴并不伴随轴向位移,其主要结构和工作原理如图所示。刀架的 中心高为100mm,工位数为12,重复定位精度士2",刀盘外径为必400mm,刀孔分度 回直径为o340mm,刀孔直径为必40mm。图中,刀架基体11的后端装有后盖13,刀架 转位由电机12驱动,电机内装有电磁制动器14。电机轴端的主动齿轮10啮合被动齿轮9,当 其转动时可使行星轮系的转臂18获得转动。转臂18上的行星齿轮8,可与两个中心齿轮啮合: 右面的中心齿轮19固定在分度主轴16上,主轴16后端的偏心销联结有绝对编码器15;左面 的中心齿轮20空套在分度主轴16上,并且齿轮20联结有滚轮架ZI,其上的滚轮22紧贴在 活动齿盘24的端面凸轮表面上。活动齿盘24上的端面齿,可与两个端面齿盘啮合:其一为固定 在刀架基体11上的固定齿盘1,其二为固定在主轴16上的转位齿盘25。该刀架的精确分度定 位主要依靠三个端面齿盘1、25、24之间的相互啮合;刀架的预(粗)分度定位尚需依靠活动 齿盘24的内部凸齿和径向插销2进入主轴16前部的相应轴向分度槽中。为了减轻分度定位时的 冲击,还在插销2附近的齿盘24的局部区域装有两个吸振杆(图中未画出),使在精确定位之前 (齿盘24未进入啮合之前)能够吸收预定位时的振动。为了控制滚轮架ZI与齿盘24之间相对 转动既定角度,滚轮架21的凸块4插在齿盘24的凹槽3内,并且齿盘24轴向移动时仍能保持 4与3之向的搭合。弹簧23的功用是保持齿盘24向右移动的弹力。电磁衔铁5用来向下推动插 销2进入主轴16的分度槽中,并且用来感应接近开关6发出相关信号。另一个接近开关7,是按 滚轮架ZI转动相应角度时外周表面的不同感应状态发出相关信号,碟簧17用来控制三个齿盘的 啮合压力。若设图中各齿轮x有齿效为。、转速为nx时,按照行星轮系公式可有AK3ll00 \12数控回轮刀架的结构示意图l、24、25.齿盘2.插销3.凹槽4.凸块5.电磁衔铁 6、7接近开关8.行星齿轮9.被动齿轮0.主动齿轮11刀架基体12二电机13.后盖14 .电磁制动器15.编码器16.主轴17.碟簧18、转臂19、20.齿轮ZI滚轮架22. 滚轮23.弹簧当n。一0时,则n。。一_·,。;。;当。。;。一0时,则n,。---· n;。;当,;。。一0时,则n;。一二进一上上·n。。显然,当山一0时,为普通轮系状态 ;当n;。一0或,;z。一0时.为行星轮系状态;这种行星轮系中,Z;。与Z。。是很接近 的(二者齿数相差很少),故可获得较大的减速传动;若Z。。>z;。时,则,;。。与n;同 向,;;;。与,;。反向。图中所示数控回轮刀架的工作循环过程如下:(1)当机床的主机控 制系统按照前一工序的刀位编码和后一工序的刀位编码根据就近选刀的原则所确定的电机转向而发 出刀架转位信号之后,电机上的电磁制动器14松开。接通电机12的电源,使电机按一定转向旋 转,经过齿轮10及9传动行星轮系旋转。这时,由于分度主轴16处于齿盘锁紧状态,中心齿轮 19并不转动,因此中心齿轮20带动滚轮架21及滚轮22转过一个预置角度,活动齿盘24上 的凸轮四部相对于滚轮,弹簧23使得齿盘24向后移动,从而三个齿盘脱开啮合。(2)当齿盘 处于脱开状态时,由于齿盘24后端的凹槽3卜制了滚轮架ZI前端的凸块4转动,于是中心齿轮 20停止转动,同时中心齿轮19开始转动,从而带动分度主轴16及刀架上的刀盘按既定转向旋 转,开始了变换刀位的转位分度运动。(3)当主轴16转到预选的位置时,由它所带动的角度编 码器15发出到位信号,接通电磁铁的电源,使其电磁衔铁5向下移动,将播销2压入主轴16的 相应分度槽中,于是主轴16停止转动,实现了预分度定位。(4)当其预分度定位的同时,电磁 衔铁5感应了项分度传感器(接近开关6)发出电机诞转信号,使电机开始反向旋转。这时,由于 分度主轴16被插销2预定位,于是中心齿轮19停止转动,同时中心齿轮20开始反向转动,从 而带动滚轮架21及滚轮22反转,滚轮压紧在凸轮表面上,克服了弹簧23的弹力,使得活动齿 盘24向前移动,从而三个齿盘重新啮合,实现了精确分度定位。(5)当其精确分度定位的同时 。滚轮架21的外周表面感应了锁紧传感器(接近开关7)发出停止电机和制动电机的信号。切断 电机电源、接通电磁制动器电源,使电磁制动器14刹住电机12停止其转动,并使电磁铁断电, 电磁衔铁5和插销2被弹簧弹回原位(图示位置),至此刀架转位循环结束,主机可以开始工艺程 序所拟定的工作。第一作者:刘晓村,太原第一机床厂,邮编:030024(编辑刘淑兰)(收 修改稿B期:1995-08-26)卧轴三齿盘式数控回轮刀架@古晓亮,刘晓村,余为民,郭 卫德,古纯效,张华$太原矿山机器厂,太原第一机床厂,山西省勘测院14刹住电机12停止其 转动,并使电磁铁断电,电磁衔铁5和插销2被弹簧弹回原位(图示位置),至此刀架转位循环结 束,主机可以开始工艺程序所拟定的工作。第一作者:刘晓村,太原第一机床厂,邮编:030024(编辑刘淑兰)(收修改稿B期:1995-08-26)卧轴三齿盘式数控回轮刀架@古晓亮,刘晓村,余为民,郭卫德,古纯效,张华$太原矿山机器厂,太原第一机床厂,山西省勘测院
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