快速可靠的自动换刀机构
快速可靠的自动换刀机构
Ｄｅ ｉ ｎ ｎ ｌｕ ａ ｎ ｓ ｇ ｄＣａ ｃ ｌ ｔ ａ Ｊ ｏ
快速可靠的 自动换刀机构 有照责任公司 设计院 ， 黑龙江 齐齐哈尔 ｜１０ ６０５
育 花键轴 Ｊ 上 的机 械手 （＿ ７ ｆ机械 手体 ２ 销 轴 ２ ｊ ｛ ２、 ０和弹 簧２ ｌ 在 加 Ｔ中心 ｌ，机 碱 手 自动换 刀 的速度 与可 靠性 直 组 成 ） 成抓 与换 刀动 作 ： ： 完 接 关 系到生 产效 率 和蝼个 机床 的 Ｉ靠性 ，是机床 制造 厂 ｌ ： ｒ （ 松 与夹 刀 ： 凸轮 ６ 在滚 子 Ｊ ． Ｊ ２） 盘形 压 ０上 使增 和Ｊ 广都 分关 注的 问题 通常 自动 换 机 构是 采． 液 活塞 Ｉ 向下 移动 ， 力油通 过管 路使 松 ．￣缸 活寒 向 Ｆ Ｉ １ ｊ ［ ｝ ｛ ｌ ｒｈ Ｊ 压或气动元件驱动（ 油缸或气缸＋ 齿轮齿条等１ ． 机械手的 移动， 推动爽紧轩松歼夹刀的弹簧完成松刀动作 央刀是
们 使滚 轮始 动 和停止 的瞬 问 舶速
度 为 ０ ， 角 加速 度 也为 ０ 这 就 ． 避 免 ｒ刚性 冲击 和柔性 冲 ， ｎ以 ｒ
机 工 械 程师 ２０ 年第４ Ｉ１ ２ ０６ 期 ３
维普资讯
盘类零件尺寸公差、 形位公差综合检具设计
令． 主轴 箱 卜升 到按 刀位置 ， 械手 机 的手臂逆 时针 旋转 ７ 。两个手 爪删 ５． 时 抓住 ｌ轴 和 刀庳中 的刀 具－ ：械 三 ｄＬ Ｊ 手 向下拔 出 乳 － 械 手臀逆 时针 机 旋 转 ｌ０－，１ ｏ Ｉ， ８ ） ，械手 ｝ ‘ 升将 新 刀插入
主轴 ．
现 间隙 ． 簧 １ 动锁 紧轴 ｌ 弹 ９推 ８上移 ． 销 轴 ２ 将 ０顶住 不
Ｘ ？４ Ｈ ｌ 型立式加 Ｊ 中心 自 动换刀机构示意图如图所 能后 退 ． 刀具 自动锁 紧 ， 样就 保证 ｒ 械手 在旋转 换刀 这 机 示 ． 刀 动作 由 电机 ｌ齿轮 ２、、、 动一 组 凸轮 来控 时 ． 换 、 ３４５带 手爪 中的 刀接不 会被 抛 出 送 刀结束 ， 械予 回到 Ｊ 机
数控加工系统的自动换刀装置
第二节数控加工系统的自动换刀装置为了进一步提高数控机床的加工效率，数控机床向着工件在一台机床上经一次装夹可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，从而出现了各种类型的加工中心机床和车削中心机床。
这类机床为了完成不同工序的加工工艺，需使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置。
自动换刀装置应满足换刀时间短、刀具重复定位精度高、刀具储存量足够、结构紧凑及安全可靠等要求。
各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的类型、工艺范围、使用刀种类和数目。
目前数控机床使用的自动换刀装置主要有转塔式自动换刀和刀库式自动换刀二种。
一、转塔式自动换刀装置转塔式自动换刀装置又分回转刀架式和转塔头式二种，回转刀架式用于各种数控车床和车削中心机床。
转塔头式多用于数控钻、镗、铣床。
（一）回转刀架换刀回转刀架换刀是一种简单的自动换刀装置。
在回转刀架各刀座安装或夹持各种不同用途的刀具，通过回转刀架的转位实现换刀。
回转刀架可在回转轴径向和轴向安装刀具。
在数控车床上，回转刀架和其上的刀具布置大致有：（1）一个回转刀架，外圆类、内孔类刀具混合放置，如图6-10所示。
（2）两个回转刀架，分别布置外圆和内孔类刀具。
如图6-11所示，上刀架的回转轴与主轴平行，用于装外圆类刀具；下刀架的回转轴与主轴垂直，用于装内孔类刀具。
图6-11 带有两个回转刀架的数图6-12 双排回转刀架外形图控车床（3）一个回转刀架，外圆类、内孔类刀具分别布置在刀架的一侧面，如图6-12所示。
回转刀架的回转轴与主轴倾斜，每个刀位上可装两把刀具，用于加工外圆和内孔。
回转刀架的工位数最多可达20余个，但最常用的是8、10、12和16工位4种。
工位数越多，刀间夹角越小，非加工位置刀具与工件相碰而产生的干涉可能性越大；在刀架布刀时要给予考虑，避免发生干涉现象。
回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工时切削抗力和减小刀架在切削力作用下的位移变形，提高加工精度。
回转刀架还要选择可靠的定位方案和定位结构，以保证回转刀架在每次转位之后具有高的重复定位精度。
数控机床自动换刀
主轴
❖三鼓轮式
行星鼓轮式
特点：不同类型的刀具及轻重型刀具可分别放置， 空间利用率高，但传动机构和运动控制装置 复杂，适用于刀库容量大的场合。
③ 链式 单环链式
特点：结构紧凑，刀库 容量大，可充分利用空 间，通常为轴向取刀， 位置精度较低，适用于 刀库容量大的场合。
第七节 数控机床典型机械结构
数控机床自动换刀
2021/7/16
二、自动换刀装置
对自动换刀装置的 基本要求
自动换刀装置的形式
换刀时间短 刀具重复定位精度高 有足够的刀具贮存量 刀库占地面积小及安全可靠
回转刀架换刀 更换主轴头换刀 更换主轴箱换刀 带刀库的自动换刀系统
1、回转刀架换刀
1）回转刀架结构要求：良好的强度和刚性
2）回转刀架的换刀动作 2、更换主轴换刀
刀柄
触针 刀具识别装置
编码环
特点：结构简单，寿命较短，可靠性较差，难于快速换刀
四、刀具的选刀方式
非接触式识别装置 1 10 10
特点：无磨损，无噪音，寿命长，反应速度快，适用于高 速，换刀频繁的场合。
四、刀具的选刀方式
光电识别装置
四、刀具的选刀方式
③ 刀座编码方式
永久性编码 临时性编码
刀座编码
特点：结构较复杂，换刀过程动作多，换刀时间长。 适用场合：多用于钻床、镗铣床和数控组合机床。
三、刀库
1、刀库的功能 功能：储存加工工序所需的各种刀具及辅助工具。 2、刀库的种类
① 直线式
特点：结构简单，刀库容量小，一般可容纳 8-12把刀具，故少用。
② 鼓轮式（圆盘式）
1）单鼓轮式 刀具、鼓轮轴线平行
❖多环链式
三、刀库
「数控机床的自动换刀装置设计」
「数控机床的自动换刀装置设计」一、需求分析数控机床的自动换刀装置主要用于在加工过程中自动更换刀具，以适应不同的加工任务和实现多种加工工艺的自动化。
因此，自动换刀装置的设计要满足以下需求：1.快速准确的刀具更换：自动换刀装置需要能够在短时间内完成刀具的更换，且保证更换的准确性。
2.高效的自动化控制：自动换刀装置需要与数控系统实现自动化控制，能够根据加工任务自动选择合适的刀具。
3.安全可靠的操作：自动换刀装置需要具备安全可靠的设计，避免因操作失误导致的事故发生。
二、设计原则在自动换刀装置的设计过程中，需要遵循以下原则：1.结构简单、紧凑：自动换刀装置需要满足空间限制，尽可能小巧紧凑，以适应各种机床的安装条件。
2.操作方便、人性化：自动换刀装置的控制操作要简便易懂，方便操作人员进行操作和维护。
3.刀具固定牢固可靠：刀具在加工过程中会受到较大的切削力和振动力，因此自动换刀装置需要确保刀具固定牢固，以保证加工精度和工件质量。
三、设计方案基于上述需求和设计原则，设计了一种数控机床的自动换刀装置。
该装置的设计主要包括以下几个部分：1.刀库设计：刀库是存放刀具的地方，需要设计合理的刀具存储位置和刀具取放机构。
刀库可以采用旋转式或者移动式，既可以满足换刀的快速性，又可以满足复杂工艺下的多种刀具存储需求。
2.自动换刀机构设计：自动换刀机构用于完成刀具的取放。
可以采用伺服电机或气动执行器控制换刀机构的运动，实现快速精确的换刀动作。
3.刀具固定设计：刀具在切削过程中会受到较大的力，需要采用可靠的夹持装置将刀具固定在主轴上。
常用的刀具固定装置有机械夹紧和磁力夹持装置，可以根据具体的加工需求选择合适的装置。
4.控制系统设计：自动换刀装置需要与数控系统实现自动化控制，根据加工任务自动选择合适的刀具。
控制系统可以采用PLC或者单片机进行控制，通过传感器检测刀具状态，并发送信号控制换刀动作。
5.安全设计：自动换刀装置需要具备安全可靠的设计，可以在换刀过程中检测到异常情况，如刀具松动或擦伤等，并及时采取安全保护措施，避免事故的发生。
自动换刀装置的形式---回转刀架换刀
8.4.1 自动换刀装置的形式自动换刀装置是加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有以下几种。
1．回转刀架换刀数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四方刀架、六角刀架，即在其上装有四把、六把或更多的刀具。
回转刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力：同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。
图8-17为数控车床六角回转刀架，它适用于盘类零件的加工。
在加工轴类零件时，可以用四方回转刀架。
由于两者底部安装尺寸相同，更换刀架十分方便。
图8-17 数控车床六角回转刀架1－活塞2－刀架体3、7－齿轮4－齿圈5－空套齿轮6－活塞8－齿条9－固定插销10、11－推杆12－触头回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，它的动作分为4个步骤：(1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后，压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔，活塞1上升，刀架体2抬起，使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。
同时，活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。
(2)刀架转位当刀架抬起后，压力油从c孔进入转位液压缸左腔，活塞6向右移动，通过联接板带动齿条8移动，使空套齿轮5作逆时针方向转动。
通过端齿离合器使刀架转过60º。
活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6，并由限位开关控制。
(3)刀架压紧刀架转位之后，压力油从b孔进入压紧液压缸上腔，活塞1带动刀架体2下降。
齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9，利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙，实现反靠定位。
刀架体2下降时，定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧，同时齿轮3与齿圈4的锥面接触，刀架在新的位置定位并夹紧。
这时，端齿离合器与空套齿轮5脱开。
(4)转位液压缸复位刀架压紧之后，压力油从d孔进入转位液压缸的右腔，活塞6带动齿条复位，由于此时端齿离合器已脱开，齿条带动齿轮3在轴上空转。
如果定位和夹紧动作正常，推杆11与相应的触头12接触，发出信号表示换刀过程已经结束，可以继续进行切削加工。
atc自动换刀结构
atc自动换刀结构ATC自动换刀结构随着工业自动化的发展，ATC自动换刀结构越来越广泛应用于各种机床设备中。
ATC自动换刀结构是指在机床加工过程中，通过自动化装置实现工具的快速更换，以提高加工效率和准确度。
ATC自动换刀结构的核心部件是刀库和换刀机构。
刀库是用来存放各种刀具的设备，一般由多个刀位组成。
换刀机构负责将刀具从刀库中取出并安装到机床主轴上。
刀库和换刀机构通过控制系统进行协调和控制。
在ATC自动换刀结构中，刀具的选取和更换是一个关键的环节。
刀具需要根据不同的加工工艺和要求进行选择。
一般来说，刀具的选取需要考虑切削力、切削速度、刀具材料等因素。
刀具的更换一般分为手动更换和自动更换两种方式。
手动更换需要操作人员进行刀具的取下和安装，而自动更换则可以通过机械装置实现。
ATC自动换刀结构的优点主要体现在以下几个方面：1. 提高加工效率：ATC自动换刀结构可以实现刀具的快速更换，减少了换刀时间，提高了加工效率。
在批量生产中尤为重要。
2. 提高加工精度：ATC自动换刀结构可以保证每次换刀的位置和方向一致，避免了人为因素对加工精度的影响。
同时，刀具的自动选取和更换也可以根据加工工艺的要求进行调整，提高了加工的准确度。
3. 降低人工成本：ATC自动换刀结构可以减少人工干预，降低了人工操作的难度和繁琐程度，减少了人力资源的浪费。
同时，由于刀具的快速更换，也减少了人工等待时间，提高了生产效率。
4. 提高生产灵活性：ATC自动换刀结构可以根据不同的加工需求进行刀具的选择和更换，提高了生产的灵活性。
不同的刀具可以适应不同的加工工艺和材料，增加了生产的适应性和多样性。
ATC自动换刀结构是现代机床设备中的重要组成部分，它可以提高加工效率和准确度，降低人工成本，提高生产灵活性。
随着工业自动化的不断推进，ATC自动换刀结构在各行各业的应用将会更加广泛。
立式铣床换刀机构设计-换刀机构设计
本科毕业设计（论文）通过答辩摘要本论文介绍的是XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀机构的设计。
自动换刀机构一方面可以减轻工人劳动强度，另一方面可以提高加工效率。
刀库式的自动换刀机构是由刀库和刀具交换装置（换刀机械手）组成。
换刀时，先在刀库中进行选刀，由机械手从刀库和主轴上取出刀具，然后交换位置，把新刀插入主轴，旧刀放回刀库。
存放刀具的刀库具有较大的容量，其容量为六把刀具,采用盘形结构,安装在机床的左侧立柱上。
数控机床的自动换刀装置中，实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。
两手互相垂直的回转式单臂双手机械手的优点是换刀动作可靠，换刀时间短，缺点是刀柄精度要求高，结构复杂，联机调整的相关精度要求高，机械手离加工区较近。
一般来说，这种机械手与刀库刀座轴线与机床主轴轴线垂直，刀库为径向存取刀具形式的自动换刀机构，因此，在XKA5032A/C数控立式升降铣床的自动换刀机构中可采用这种机械手形式。
关键词：数控铣床；自动换刀装置；刀库；换刀机械手AbstractThis paper gives the design of the equipment of auto-exchange tool of XKA5032A/C vertical knee and column type milling machine (tool magazine type). Automatic tool change mechanism can reduce the labor intensity of workers, on the other hand, it can improve the machining efficiency. The auto-exchange equipment of tool magazine is composed of the tool magazine and the device of tool exchange. At first, the tool that fetched from the tool magazine should be proper posed into the spindle of the machine, and the tool fetched from the spindle should be put pack to the tool magazine. The tool magazine that has large capacity where has 6 tools and adopt plate structure is mounted in the left column of the machine.Automatic tool changer of NC machine, realize the device between the knife and machine tool spindle transmission and handling tool called the tool switching device.The advantage of two perpendicular arms of the rotary auto-exchange device is the reliability and prompt of the exchange action. The disadvantage of the equipment of auto-exchange tool is the higher accuracy of the spindle and the compound structure of the tool magazine. The regulation of the machine become complex because of the tool exchange near the zero of the machining. Generally speaking, the axis of the tool magazine is perpendicular with the axis of the machine spindle. The type of the tool exchange is radial. So, the equipment of auto-exchange tool of XKA5032A/C vertical knee and column type milling machine adopt this type of the machine arm.Keyword: NC milling machine , the equipment of auto-exchange tool, tool magazine, mechanical arm of tool exchange目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (V)1 绪论 (1)1.1数控机床发展历史及趋势 (1)1.2数控铣床的分类及组成 (1)1.2.1 数控立式铣床 (1)1.2.2 卧式数控铣床 (2)1.2.3 立卧式两用数控铣床 (2)1.2.4 数控铣床的组成 (3)1.3数控铣床的选用 (3)1.4数控铣床的主要功能及加工范围 (4)1.4.1 数控铣床的主要功能 (4)1.4.2数控铣床的加工范围 (4)2 数控铣床自动换刀装置总体要求 (6)2.1数控铣床自动换刀装置产生背景及换刀方法 (6)2.2数控铣床自动换刀装置的总体要求 (8)2.2.1 自动换刀装置的分类 (8)2.2.2 对自动换刀装置的要求 (8)3 自动换刀装置总体设计 (9)3.1自动换刀装置设计数据 (9)3.2XK5032数控铣床主要技术参数 (9)3.2.1 结构参数 (9)3.2.2 主要规格及技术参数 (10)3.3确定数控铣床加工工况 (11)3.4确定自动换刀装置的方式 (11)4 自动换刀控制原理 (13)4.1自动换刀机构液压系统的设计 (13)4.1.1 液压的特点 (13)4.1.2 自动换刀机构液压系统原理图 (13)4.2自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程 (14)5 刀库结构设计 (15)5.1刀库类型 (15)5.2刀具识别 (15)5.3刀库容量的设计 (16)5.4刀库结构的设计 (16)5.4.1 传动装置的选择 (17)5.4.2 刀库回转机构的设计 (18)5.4.3 确定刀具的选择方式 (22)5.4.4 刀库的定位与刀具的松夹 (22)6 刀具交换装置的设计 (24)6.1确定换刀机械手结构形式 (24)6.2换刀机械手的工作原理 (25)6.3自动换刀的动作顺序 (26)6.4机械手回转传动机构的设计 (26)6.5自动换刀装置对主轴准停的要求 (27)6.6换刀机械手的安装与调试 (27)6.7自动换刀程序的编制 (27)7 结论与展望 (29)7.1结论 (29)7.2展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (32)1 绪论1.1 数控机床发展历史及趋势数控技术是现代制造技术的基础。
简述自动换刀系统的基本要求
简述自动换刀系统的基本要求自动换刀系统是一种用于数控机床的辅助设备，其作用是在加工过程中实现自动更换刀具，提高加工效率和工作精度。
为了确保自动换刀系统的正常运行，满足工业生产的需求，通常有以下基本要求：1. 快速可靠的刀具更换：自动换刀系统需要能够在短时间内完成刀具的更换，以确保生产过程的连续性和高效性。
同时，刀具更换的过程需要稳定可靠，避免因不良的刀具更换导致加工精度下降或工件损坏。
2. 精确的刀具定位和固定：自动换刀系统需要能够精确地定位和固定刀具，以确保刀具在加工过程中的稳定性和准确性。
刀具定位的精度直接影响到加工精度和表面质量。
3. 可靠的刀具储存和管理：自动换刀系统需要具备合理的刀具储存和管理功能，以确保刀具的安全和易于管理。
刀具储存的方式可以是刀库、刀位等形式，需要保证刀具的易取易放和防止刀具损坏的措施。
4. 安全可靠的操作：自动换刀系统需要具备安全可靠的操作方式，避免操作人员在刀具更换过程中受伤或对设备造成损坏。
可以通过设置安全保护装置、合理的操作流程等方式来实现。
5. 灵活的适应性：自动换刀系统需要具备一定的适应性，能够适应不同类型和规格的刀具，并能够满足不同加工工艺和产品的需求。
可以通过采用标准化的刀具接口和灵活的刀具夹持方式来实现。
6. 可靠的故障检测和报警功能：自动换刀系统需要具备可靠的故障检测和报警功能，及时发现和排除可能出现的故障，以保证设备的正常运行和生产的连续性。
7. 易于维护和保养：自动换刀系统需要具备易于维护和保养的特点，便于设备的日常维护和保养工作。
可以通过合理的设计和使用优质的材料来降低设备的维修频率和成本。
8. 合理的成本和效益：自动换刀系统需要具备合理的成本和效益，能够在提高生产效率和产品质量的同时，降低生产成本和人力投入。
自动换刀系统的基本要求包括刀具更换的快速可靠性、刀具定位和固定的精确性、刀具储存和管理的可靠性、操作的安全可靠性、适应不同需求的灵活性、故障检测和报警功能的可靠性、易于维护和保养的特点，以及合理的成本和效益。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘
要 & 针对生产中军品零部件部分外形尺寸 ) 圆柱孔位置精度超差的问题 ’ 设计了一种 专 用 检具 ! 通 过 实例 介 绍 了检
具的设计原理 ) 结构及应用 ’ 从而实现了快速 ) 准确的检验 ’ 降低了产品的返修率 !
哈尔滨第一工具有限公司近年承接了部分军品组件 的加工任务 ! 军方提供的产品图样对产品尺寸偏差 ) 形位 公差提出了较高的精度要求 ! 由于组件的质量直接关系 到整体产品的使用性能和人身安全 ’ 也关系到制造企业 的质量信誉 ’ 因此 ’ 严格按产品图样加工零部件 ’ 认真 ) 准 确地检验产成品以期达到规定的要求至关重要 ! 为方便 快捷地检验产品 ’ 我们设计了专用检具检验零部件及组 装件 ’ 保证了合格产品的输出 !
! 快速检验盘类零件 )框架类零件的外形尺寸 ! "快 速 检 验 盘 类 零 件 )框 架 类 零 件 的 孔 间 距 )孔 位
置度 !
"
状况分析 产品现状 & 零部件材料为铝板和绝缘板 ’ 与我厂生产
# !"#
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ检具设计与制造 设计原理 检具的主体为一个底盘 ’ 根据尺寸公差的要求设计
的 刀 具 产 品 相 比 ’ 除 原 材料 不 同 外 ’ 在 零 部 件 形 状 ) 结 构 方面也存在很大差异 ! 军品零部件多为带孔框架结构 ) 带 孔盘 类 薄 板 件 等 ’ 此 类 零 部 件 易 变 形 ’ 加工 难 度 大 ’ 检 验 难度大 ! 初期试制的零部件约有 )*’ 在装配时达不到设 计要求 ’ 大量返修 ’ 造成较大的人力 ) 物力的浪费 ! 检验 现 状 & 军 品 组 件 由 盘 类 ) 框 架 类 ) 套 管 类 等 ( 大 类 共 计 )& 多 个 零 部 件 组 成 ! 其 中套 管 类 零 部 件 尺 寸 偏 差 ) 形位公差等可用游标卡尺 ) 千分尺 ) 百分表 ) 万能角度 尺 ) 量规等通用量具直接检验 ! 盘类 ) 框架类零件的部分
在加工中心上 # 机械手自动换刀的速度与可靠性直 接关系到生产效率和整个机床的可靠性 # 是机床制造厂 和用户都十分关注的问题 $ 通常自动换刀机构是采用液 压 或 气 动 元 件 驱 动 % 油 缸 或 气 缸 & 齿 轮 齿 条 等 ’( 机 械 手 的 抓刀 % 拔刀 % 转位 ! 换刀" 动作都需要由检测元件检测确认 后 才 能 进 行 下 一 个 动 作#由 于 受 液 压 ! 气 压" 工 作 压 力 和 检测元件可靠性影响 # 存在刀具的交换速度不高 % 结构尺 寸较大且容易出现故障等缺点 $ 我厂生产的 )*+!, 型立 式加工中心自动换刀机构 # 采用了先进的组合式凸轮控 制机构 # 克服了以上的不足 # 具有结构紧凑 % 运行可靠 % 换 刀速度快 ! 换刀速度 -.$ /" 的特点 # 现作以介绍 $
一 套 通 ) 止 端 检 验 芯 轴 ’ 用于 检 验 零 部 件 外 形 尺 寸 * 根 据 形 位 公差 的 要 求 设 计 一 套 检 验 圆 柱 孔 位 置的 检 验 芯 轴 ’ 用于检验零部件的形位公差 ! 具体设计如下 & $ *% 外形尺寸检验 ! 按外形尺寸允许的最大 ) 最小极 限 值 ’设 计 通 端 )止 端 检 验 芯 轴 *设 计 一 专 用 检 具 底 盘 与 检验芯轴配合使用 ! 用通端检验芯轴检验时 ’ 工件应在检 验芯轴内侧 ’ 顺利通过检验 ’ 即外形尺寸不超过图样规定
关键词 & 位置度 * 角度公差 * 底盘 * 检验芯轴 * 定位孔 中图分类号 &!"#$% 文献标识码 &! $ $##’% #&%#’((%#) 文章编号 &"##$%$&&&
!
引
言
检验项目不能用通用量具直接检验 ’ 间接检验的误差较 大 ! 因此 ’ 设计专用综合检具 ’ 快速检验零部件的关键项 目 ’ 保证检验精度势在必行 ! 解决 方 案 & 为 适 应 生 产 需 要 ’ 保 证 检 验 精 度 ’ 经 分 析 零部件的特性 ’ 确定重点需解决通用量具不能直接检验 的检验项目 ’ 以实现快速检验 ! 综合检具应具备如下检验 能力 &
可靠 $
关键词 & 加工中心 ) 自动换刀机构 ) 凸轮机构 中图分类号 &#$!%& 文献标识码 &# ! !""(" %"&%’()&%! 文章编号 &$%"!&!’’’
!
引
言
花键轴 !+ 上的机械手 ! 由机械手体 --% 销轴 -# 和弹簧 -! 组成" 完成抓刀与换刀动作 $ ! -" 松刀与夹刀 & 盘形凸轮 " 压在滚子 !# 上 # 使增压 活塞 !! 向下移动 # 压力油通过管路使松刀油缸活塞向下 移动 #推动夹紧杆松开夹刀的弹簧完成松刀动作 $ 夹刀是 通过主轴内的一组碟簧完成的 $ ! 0" 拔刀与送刀 & 槽形凸轮 1 通过滚子 2 带动拨叉 !" 摆动 #由滚子 !$ 使花键轴 !+ 上下移动 #带动机械手完成 $ ! ," 刀具的自动锁紧 & 机械手体 -- 内装有销轴 -# 和 弹簧 -! # 当机械手在上限位置时 # 销轴 -# 可以压 缩 弹 簧
’ 改进正弦加速度 (# 这种运动规律 不但使滚轮始动和停止的瞬间角速 度 为 " # 而 且 角 加 速 度 也 为 "# 这 就 避免了刚性冲击和柔性冲击 # 可以
机械工程师
!""! 年第 " 期
!"#
万方数据
设计与计算
!"#$%& ’&( )’*+,*-.$/&
盘类零件尺寸公差 ) 形位公差综合检具设计
),’% )++%
停
’!%
机械手转 停
%)*%
,&*% ,-*%
停
就应重新调整凸轮组的工作循环图 ! 计算 结 果 表 明 $ 计 算 过 程 略 %’ 松 刀 和 夹 刀 时 机 械 手 已能抓住刀具 ’ 拔刀和送刀时 ’ 刀具拉钉与主轴锥孔不会 发生干涉 ’ 整个换刀过程是安全可靠的 !
机械手转
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
保证高速运转下平稳地工作 ! 盘形凸轮和槽形凸轮的从动件运动规律为 " 余弦加 速度 #! $! % 自动换刀机构工作循环的分析 凸轮组的工作循环图如下 &
&
蜗杆凸轮
没有 结 束 ’ 松 刀 已 经 开 始 ’ 夹 刀 没 结 束 ’ 机械 手 已 开 始 回 原点 ’ 拔刀没有结束 ’ 机械手开始换刀 ’ 换刀没有结束时 ’ 送刀动作已经开始 ! 这里有两个问题必须注意 & 第一 ’ 松 刀和夹刀过程中机械手能否抓住刀具 ( 第二 ’ 拔刀和送刀 时刀具拉钉的运动轨迹与主轴锥孔是否干涉 ( 若有问题
!!!!!!!!!! 作者简介 & 王振宇 $!"#!$ %’ 工程师 ’ 主要从事金切机床设计及研究 !
收稿日期 &(!!"#$!#$$
!""
机械工程师
$##% 年第 & 期
万方数据
快速可靠的自动换刀机构
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数： 王振宇， 江崇民， 李德秀 齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司,设计院,黑龙江,齐齐哈尔,161005 机械工程师 MECHANICAL ENGINEER 2006(4) 1次
引证文献(1条) 1.邵俊鹏.韩旭 重型立车盘式刀库精确度研究[期刊论文]-哈尔滨理工大学学报 2009(z1)
本文链接：/Periodical_jxgcs200604070.aspx
机械手转
$’% 抓刀 ),%
盘形凸轮 槽形凸轮 停 停
%+*% 换刀 .,%
停 拔刀 停 送刀
$’% 回原点 )’,%
夹刀
,*+%
停
松刀
"#$%& 型立式加工中心在黑龙江省模具制造中心经
过 ’ 年多的使用证明 ’ 其自动换刀机构设计是成功的 !
$ 编辑 明 涛%
.,% /,+% )%,%
)-,%
停
从凸轮组的工作循环图可以看出 ’ 机械手在一个换 刀过程中有几个区段是两个凸轮同时工作 & 机械手抓刀
-! 进入花键轴 !+ 下端的孔内 $ 机械手就能抓住 和 放 开
刀具 $ 换刀时机械手离开上限位置 # 杆 !- 与盖 -0 之间出 现间 隙 # 弹 簧 !1 推 动 锁 紧 轴 !2 上 移 # 将 销 轴 -# 顶 住 不 能后退 # 刀具自动锁紧 # 这样就保证了机械手在旋转换刀 时 # 手爪中的刀具不会被抛出 $ 送刀结束 # 机械手回到上 极 限 位 置 # 杆 !- 顶 到 盖 !0 上 # 同 时 将 锁 紧 轴 !2 压 回 到 初始位置 #解除了对刀具的锁紧 $ 刀具交换过程如下 & 在机床加工中 # 刀库预先按程序 中的刀具指令将准备交换的刀具转 到换刀位置 # 加工完毕执行换刀指 令 # 主轴箱上升到换刀位置 # 机械手 的手臂逆时针旋转 +$! # 两个手爪同 时抓住主轴和刀库中的刀具 ! 机械 手向下拔出刀具 ! 机械手臂逆时针 旋转 !2#!! 机械手上升将新刀插入 主轴 # 旧刀插入刀库 ! 机械手臂顺 时针旋转 +$! 回到初始位置 # 同时机 床开始下一道工序的加工 # 换刀过 程结束 $