數(shù)控車床刀架典型故障診斷與維修

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1、江蘇省常熟中等專業(yè)學(xué)校項目七：數(shù)控車床刀架典型故障診斷與維修項目導(dǎo)讀：數(shù)控車床為了能在工件一次裝夾中完成多個工步，縮短輔助時間，減少工件因多次安裝引起的誤差，都帶有刀架系統(tǒng)。數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成部分，用于安裝和夾持刀具。它的結(jié)構(gòu)和性能直接影響機床的切削性能和切削效率。電動刀架作為數(shù)控車床的重要配置,在機床運行工作中起著至關(guān)重要的作用,一旦出現(xiàn)故障很可能使工件報廢,甚至造成卡盤與刀架碰撞的事故,而且刀架故障在數(shù)控車床故障中占有很大的比例，常常包括電氣方面、機械方面以及液壓方面的問題。本項目通過對數(shù)控車

2、床刀架的結(jié)構(gòu)與工作原理的闡述，并以其在日常生產(chǎn)中遇到的常見故障為依據(jù)，剖析了生產(chǎn)中刀架出現(xiàn)的故障，并提出相應(yīng)的維修方案。一．學(xué)習(xí)任務(wù)：任務(wù)一：典型刀架拆裝及結(jié)構(gòu)分析任務(wù)二：刀架PMC畫面調(diào)用及功能分析任務(wù)三：刀架電氣線路檢測與工作原理分析任務(wù)四：刀架無法運轉(zhuǎn)故障診斷與維修任務(wù)五：刀架旋轉(zhuǎn)不停止故障診斷與維修任務(wù)六：刀架無法鎖緊故障診斷與維修二．項目學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識目標(biāo)掌握數(shù)控車床典型刀架機構(gòu)工作原理以及刀架PMC控制原理，理解刀架電路控制過程及霍爾元件工作原理。技能目標(biāo)能夠熟練進行典型刀架機構(gòu)拆裝，讀懂刀架PM

3、C程序，能夠熟練運用常用工具對霍爾元件以及刀架電路的進行檢測，會對典型刀架故障進行診斷與排除。教學(xué)條件oiMateTD數(shù)控車床實訓(xùn)臺，常用機械拆裝工具，萬用表，討論桌。1江蘇省常熟中等專業(yè)學(xué)校三．案例情境：一臺濟南第一機床廠CK6136數(shù)控車床，系統(tǒng)為FANUC0iMateTD,刀架為四工位轉(zhuǎn)盤式刀架。故障現(xiàn)象為：運行換刀指令T0202，刀架無換刀動作，過了10秒后，系統(tǒng)界面跳出1004報警“Toolchangeovertime”。機床無法實現(xiàn)換刀，直接影響后道加工，給整套產(chǎn)品的生產(chǎn)進度造成了麻煩。刀架的故障

4、位置在哪里？怎么樣才能快速排除刀架故障?要及時快速排除數(shù)控機床的刀架故障，維修人員首先必須熟練掌握刀架的結(jié)構(gòu)、工作原理和控制流程，針對故障現(xiàn)象作出準(zhǔn)確的判斷；其次要能夠讀懂機床使用企業(yè)提供的資料信息，包括參數(shù)、梯形圖以及電氣原理圖等等；同時能夠利用系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能監(jiān)測刀架的運行狀態(tài)，掌握常用檢測儀器和工具的使用方法，結(jié)合刀架換刀機構(gòu)動作狀態(tài)確定故障點。2江蘇省常熟中等專業(yè)學(xué)校四．項目訓(xùn)練：任務(wù)一典型刀架結(jié)構(gòu)拆裝及結(jié)構(gòu)分析·知識鏈接1.典型刀架分類數(shù)控車床使用的是刀架是最簡單的自動換刀裝置，按照結(jié)構(gòu)形式劃分，

5、可以分為：排刀式刀架、轉(zhuǎn)盤式架、轉(zhuǎn)塔式刀架等等。按照驅(qū)動形式劃分，有液壓驅(qū)動和電機驅(qū)動兩種。各式刀架如圖7-1-1所示。液壓驅(qū)動刀架電動刀架排刀式刀架圖7-1-1各式刀架目前，國內(nèi)數(shù)控車床刀架以電動為主，分為轉(zhuǎn)塔式和轉(zhuǎn)盤式兩種。轉(zhuǎn)塔式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數(shù)控車床；轉(zhuǎn)盤式刀架有八、十等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外轉(zhuǎn)盤式刀架還有液壓刀架和電機驅(qū)動刀架。電動刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動刀架，并正確實施控制，能夠有效的提高勞動生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，消

6、除人為誤差，提高加工精度與加工精度的一致性等等。2.刀架結(jié)構(gòu)及各部件名稱（表7-1-1）四工位轉(zhuǎn)塔式電動刀架是當(dāng)前主流的刀架之一，是經(jīng)濟型數(shù)控車床的首選，市場占有率相當(dāng)高。因此，本單元就以溫嶺三和四工位電動刀架為研究對象，介紹刀架的結(jié)構(gòu)和工作原理。三和LDB4系列電動刀架（如圖7-1-2所示）采用蝸桿傳動，上下齒盤嚙合，螺桿夾緊的工作原理。具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的優(yōu)點。轉(zhuǎn)換時采用霍爾開關(guān)發(fā)信。該刀架包括電機、霍爾元件、蝸桿，蝸輪與絲桿套連接，絲桿套通過螺母與動齒盤聯(lián)接，動齒盤與上、下齒盤相嚙合，傳

7、動盤與固定在動齒盤上的傳動銷外圓相接觸，動齒盤通過連接盤與四方刀臺和永久磁鐵相連。3江蘇省常熟中等專業(yè)學(xué)校圖7-1-2LDB4四工位電動刀架裝配圖表7-1-1刀架主要部件一覽表圖標(biāo)名稱實物1聯(lián)軸器3調(diào)整墊4軸承蓋4江蘇省常熟中等專業(yè)學(xué)校5悶頭6下刀體7蝸輪8中軸9螺桿5江蘇省常熟中等專業(yè)學(xué)校10反靠盤11蝸桿12防護圈13上刀體14離合盤6江蘇省常熟中等專業(yè)學(xué)校15止退圈17罩座18鋁蓋22發(fā)信盤7江蘇省常熟中等專業(yè)學(xué)校24反靠銷3.刀架換刀動作分析數(shù)控車床刀架從CNC系統(tǒng)接收換刀指令到驅(qū)動電機動作，當(dāng)換刀指

8、令發(fā)出后，刀架電機啟動正轉(zhuǎn)，通過平鍵套筒聯(lián)軸器使蝸桿轉(zhuǎn)動，從而帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，蝸輪帶動螺桿轉(zhuǎn)動。刀架上刀體中安裝有離合盤，內(nèi)孔有內(nèi)螺紋，與螺桿旋合。當(dāng)渦輪開始旋轉(zhuǎn)時，刀架下刀體固定不動，蝸輪轉(zhuǎn)動使上刀體抬起，當(dāng)抬至一定距離后，上、下齒盤脫開，刀架開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號時，刀架電機反轉(zhuǎn)，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(dāng)上、下齒盤黏合時候?qū)崿F(xiàn)精確定位。刀架機構(gòu)的動作