1、項(xiàng)目五：刀架及刀庫(kù)的故障維修與保養(yǎng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（一）專業(yè)能力目標(biāo)1、清楚刀架及刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)；2、能分析換刀系統(tǒng)的故障原因并排除故障；3、能進(jìn)行對(duì)刀架和刀庫(kù)維護(hù)保養(yǎng)；（二）社會(huì)能力目標(biāo)1. 具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神；2. 具有較強(qiáng)的責(zé)任感；3具有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神；4具有良好的心理素質(zhì)和身體素質(zhì)；（三）方法能力目標(biāo)1. 具有通過(guò)電教片、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代途徑學(xué)習(xí)和圖書查詢等自學(xué)能力；2. 具有綜合運(yùn)用知識(shí)與技術(shù)從事程度較復(fù)雜的技術(shù)工作的能力?！鞠嚓P(guān)知識(shí)】任務(wù)一 數(shù)控車床四工位刀架常見(jiàn)故障維修及保養(yǎng)一、自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的性能要求自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床的重要組成部分，它用于夾持刀具和轉(zhuǎn)動(dòng)換刀。根據(jù)數(shù)控化改造車床的設(shè)

2、計(jì)和制造技術(shù)指標(biāo)，對(duì)自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)和性能有如下要求：(1)轉(zhuǎn)位精度準(zhǔn)確，換刀平穩(wěn)安全；(2)轉(zhuǎn)位路線短，鎖緊時(shí)間快；(3)結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)度足夠大；(4)密封良好，防水、防屑。二、LD4 -CK6136刀架結(jié)構(gòu)及參數(shù)根據(jù)普通車床的結(jié)構(gòu)和數(shù)控車床刀架的要求，經(jīng)過(guò)論證，選用常州宏達(dá)數(shù)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的立式數(shù)控刀架，型號(hào)為：LD4 -CK6136。該刀架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖5-1，結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表5-1，其它技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5-2所示。圖5-1 立式數(shù)控刀架結(jié)構(gòu)表5-1 LD4 -CK6136結(jié)構(gòu)尺寸型號(hào)H1H2H3AEE1DD2B19281401922020152152192LD4 -CK6136FCL1L2

3、L3L412168133752421622390表5-2 LD4 -CK6136數(shù)控刀架技術(shù)參數(shù)型 號(hào)電動(dòng)功率W電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min夾緊力T重復(fù)定位精度mm壽 命(次)換刀時(shí)間(S)90180270LD4-CK06256014000.60.0053000002.533.5LD4-CK61256014000.60.0053000002.533.5LD4-CK61329014001.20.0053000002.533.5LD4-CK61369014001.20.0053000002.533.5LD4-CK61409014001.20.0053000002.533.5三、 LD4 -CK6136刀架的

4、工作過(guò)程四工位回轉(zhuǎn)刀架是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上采用的一種最簡(jiǎn)單的換刀裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，美觀大方，外觀圖見(jiàn)圖5-2。圖5-2 LD4 -CK6136刀架外觀圖該類型刀架主要用于加工軸類、盤類的內(nèi)外表面，錐面、圓弧、螺紋加工。刀架在換刀時(shí)具有高回轉(zhuǎn)定位精度，在切削時(shí)具有抗強(qiáng)力切削的剛度，其動(dòng)作是采用渦輪蝸桿傳動(dòng)，上、下齒盤嚙合，螺桿夾緊的工作原理。該電動(dòng)刀架的控制部分由發(fā)訊盤、磁鋼、信號(hào)線組成，發(fā)訊盤應(yīng)用霍爾效應(yīng)原理，分為高電平檢測(cè)或低電平檢測(cè)，刀架結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-3。圖5-3 LD4 -CK6136刀架結(jié)構(gòu)圖該電動(dòng)刀架的發(fā)訊盤，由盤體、置于盤體內(nèi)的線路板和固定在線路板上的霍爾元件組成，在盤體上方設(shè)有保護(hù)蓋、

5、下方設(shè)有底座，在盤體與底座之間設(shè)有套置在盤體頸部上的旋轉(zhuǎn)套，磁鋼鑲嵌在旋轉(zhuǎn)套內(nèi)壁上。刀架的換刀過(guò)程為：接到換刀信號(hào)正轉(zhuǎn)繼電器吸合電機(jī)正轉(zhuǎn)刀架抬起轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)刀位（或幾個(gè)刀位）刀具地址檢測(cè)反轉(zhuǎn)繼電器吸合電機(jī)反轉(zhuǎn)刀架落下鎖緊。數(shù)控系統(tǒng)CNC發(fā)出換刀信號(hào)后，控制刀架正傳繼電器動(dòng)作，刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)刀架上升，在刀架上升到一定位置時(shí)，離合轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)都苄D(zhuǎn)到900時(shí)，磁鋼和發(fā)信盤中的霍爾元件對(duì)齊，發(fā)訊盤向數(shù)控系統(tǒng)CNC反饋低電平（高電平）到位信號(hào)。數(shù)控系統(tǒng)將反饋信號(hào)與指令信號(hào)做比較，當(dāng)兩信號(hào)一樣時(shí)，說(shuō)明刀架轉(zhuǎn)到指定刀位，此時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)控制刀架反轉(zhuǎn)繼電器動(dòng)作，使刀架

6、電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)活動(dòng)銷在離合轉(zhuǎn)盤上反轉(zhuǎn)進(jìn)行初定位，同時(shí)，螺桿帶動(dòng)刀架下降，當(dāng)上、下齒盤嚙合時(shí)，完成精定位，切斷電機(jī)電源，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)（此過(guò)程由反向鎖緊時(shí)間控制），完成整個(gè)換刀過(guò)程。四、刀架的常見(jiàn)故障及排除方法1.刀架旋轉(zhuǎn)失控故障現(xiàn)象：在換刀過(guò)程中，刀架旋轉(zhuǎn)多圈而不能停止到位，出現(xiàn)“換刀未完成”報(bào)警。故障分析與排除：此類故障原因不是機(jī)械方面的原因，應(yīng)該是控制系統(tǒng)方面的原因。刀架的換刀過(guò)程為：接到換刀信號(hào)正轉(zhuǎn)繼電器吸合電機(jī)正轉(zhuǎn)刀架抬起轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)刀位（或幾個(gè)刀位）刀號(hào)地址檢測(cè)反轉(zhuǎn)繼電器吸合電機(jī)反轉(zhuǎn)刀架落下鎖緊。發(fā)詢盤與刀位線路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-4所示。檢測(cè)是否有到位信號(hào)，此時(shí)可檢查：發(fā)詢盤接頭是否損壞，信

7、號(hào)線是否斷路，彈性片觸頭是否錯(cuò)位，磁鋼與某個(gè)霍爾元件是否沒(méi)有對(duì)齊等。檢測(cè)霍爾元件是否燒損，在MDI狀態(tài)下輸入刀號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)該刀位，用萬(wàn)用表測(cè)量該刀位是否有電壓變化，如果電壓變化不是24V，則更換霍爾元件。2.刀架回轉(zhuǎn)定位精度不準(zhǔn)故障現(xiàn)象：在換刀過(guò)程中，刀架停止位置與理想位置有一定角度的偏差。故障分析與排除：此類故障主要是由機(jī)械部分或檢測(cè)部分引起的。檢查定位銷是否彎曲，彈簧是否疲勞。修配定位銷或更換彈簧。檢查齒輪盤是否嚴(yán)重磨損，通過(guò)常規(guī)的調(diào)整、間隙補(bǔ)償已經(jīng)不能解決，需更換齒輪盤。刀架頂端的保護(hù)蓋是否錯(cuò)位，在MDI狀態(tài)下對(duì)某一號(hào)刀定位，調(diào)整保護(hù)蓋的真確位置。信號(hào)線與發(fā)詢盤上的地址連接是否正確，重新調(diào)整刀

8、號(hào)地址和信號(hào)線。發(fā)詢盤與磁鋼的正確位置如圖5-5所示： 圖5-4發(fā)訊盤及刀位線路圖 圖5-5 發(fā)詢盤與磁鋼的位置圖 3.刀架不能正常鎖緊故障現(xiàn)象：在換刀過(guò)程中，刀架不能正常鎖緊，有時(shí)出現(xiàn)“進(jìn)給保持”燈亮。故障分析與排除：此類故障主要由PMC控制部分或機(jī)械部分引起。檢查壓板上端的鎖母是否太松，適當(dāng)調(diào)整至正常狀態(tài)。強(qiáng)電柜內(nèi)的刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器是否損壞，更換繼電器。刀架內(nèi)齒盤上是否有碎屑，清潔內(nèi)齒盤并重新裝配?！斑M(jìn)給保持燈亮”說(shuō)明刀架檢測(cè)控制開(kāi)關(guān)到系統(tǒng)I/O板線路松動(dòng)，重新連接或緊固。刀架電機(jī)反鎖時(shí)間太短:增大刀架反鎖時(shí)間（一般反鎖時(shí)間為1.21.5秒）。4.在任何操作狀態(tài)下刀架均不轉(zhuǎn)故障現(xiàn)象：機(jī)床

9、接通電源后，無(wú)論在任何操作狀態(tài)下?lián)Q刀，刀架均不旋轉(zhuǎn)。故障分析與排除：刀架電機(jī)是否損壞。給電機(jī)通電，判斷電機(jī)是否損壞，修理電機(jī)。測(cè)量尋刀電壓是否太低或電機(jī)至控制器的電路斷路，重新連接或更換線路。機(jī)床相序不正確。機(jī)床相序不正確能導(dǎo)致刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)，變換電源相序即可排除。刀架鎖緊電流過(guò)大。用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿端部，只有用力時(shí)才能轉(zhuǎn)動(dòng)，可斷定是刀架鎖緊電流過(guò)大導(dǎo)致，降低刀架鎖緊電流。刀架內(nèi)部機(jī)械卡死。當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿時(shí)，用力也轉(zhuǎn)不動(dòng)，應(yīng)拆開(kāi)刀架對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行修配，注入適量潤(rùn)滑油。5.其它故障現(xiàn)象除以上常見(jiàn)故障外，偶爾還出現(xiàn)：刀架轉(zhuǎn)過(guò)一定角度又反彈回原位、刀架整體松動(dòng)、換刀時(shí)強(qiáng)電柜內(nèi)有電弧現(xiàn)象等故障。這些故障的

10、原因主要是發(fā)詢盤位置不正、刀架緊固螺栓脫扣、繼電器接觸不良、電源不穩(wěn)等所致，可分別對(duì)其進(jìn)行調(diào)整、修復(fù)，使故障排除。五、刀架的拆卸順序1、關(guān)閉電源。2、卸下端蓋，轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，使刀架處于松開(kāi)狀態(tài)。3、拆下刀架頂鋁蓋、罩座。4、拆下發(fā)訊盤上六根信號(hào)線（記錄各線接線位置）。 5、松開(kāi)小螺母，拆下發(fā)訊盤，給發(fā)訊盤角度調(diào)整齒位置做記號(hào)，以便裝配。6、松開(kāi)大螺母中的2只防松螺釘，卸下大螺母、止退圈、軸承、離合盤。（注意止退圈中的一小鍵）7、將上刀體向上拉出，卸下螺桿。8、卸下下刀體與機(jī)床中拖板聯(lián)接的四顆內(nèi)六角螺釘及錐銷，將刀架從機(jī)床上卸下。9、卸下刀架底部三顆螺釘，將六根信號(hào)線從主軸中抽出。從底部取出主軸。1

11、0、卸下刀架電機(jī)、聯(lián)接座。11、卸下端蓋，從端蓋處向聯(lián)接座方向，用銅棒敲出蝸桿。注意事項(xiàng)：A、根據(jù)實(shí)際情況，不一定需要將每個(gè)零件都拆下。如只是更換電機(jī)或蝸桿處零部件，可省略39項(xiàng)步驟。如只是主軸上零件的問(wèn)題，則無(wú)須進(jìn)行10、11步。B、離合盤上有2-M6的工藝螺孔，拆卸時(shí)，旋入兩顆長(zhǎng)一點(diǎn)的M6螺釘，將其拉出。C、無(wú)特殊情況，請(qǐng)不要拆卸反靠盤。如需拆除，請(qǐng)注意反靠盤與下刀體的位置關(guān)系（拆卸時(shí)最好加以標(biāo)識(shí)），此將影響定位精度。D、拆卸外端齒盤時(shí)，注意其與上刀體及螺母的位置關(guān)系，這將影響鎖緊精度。E、兩對(duì)反靠銷、離合銷，存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，不能搞混。在無(wú)彈簧狀態(tài)下，兩對(duì)銷子的總長(zhǎng)L1相等或相近。六、刀架裝

12、配順序1、清洗各部件，旋轉(zhuǎn)部位加清潔黃油，端齒部位及旋轉(zhuǎn)基面，加注潔凈機(jī)油。2、裝入蝸桿、軸承、聯(lián)接座，固定聯(lián)接座，從端蓋處敲擊蝸桿，使軸承外圈頂緊聯(lián)接座，蝸桿軸承檔貼牢軸承內(nèi)圈。3、裝入端蓋，注意軸承處里面的調(diào)整墊圈，不要遺漏或少裝。蝸桿軸向串動(dòng)間隙僅為0.1mm。4、裝上電機(jī)。5、將主軸、軸承、蝸輪從下刀體底部裝入，旋緊主軸與下刀體聯(lián)接的螺釘。6、裝反靠盤（如已卸下，請(qǐng)注意位置）與螺桿，將兩反靠銷沾上黃油后插入上刀體上的兩孔中，將上刀體旋入螺桿的T型螺紋部位，旋至螺桿端面超出上刀體（螺母）F面大約2.5毫米，從上刀體（螺母）上面將彈簧和離合銷分別裝入兩反靠銷孔中。裝上離合盤（離合盤與螺桿聯(lián)

13、接的圓柱銷孔是不對(duì)稱的，注意位置）。轉(zhuǎn)動(dòng)上刀體，使離合銷插入離合盤槽中7、裝上軸承、小鍵、止退圈、大螺母。此時(shí)，應(yīng)壓緊離合盤，使離合盤有槽的一面與螺桿端面貼平，無(wú)間隙。大螺母的緊松，以刀架在松開(kāi)狀態(tài)下，大螺母旋緊后再反向松開(kāi)30度為準(zhǔn)。8、旋轉(zhuǎn)蝸桿軸端內(nèi)六角，使每個(gè)刀位能正常鎖緊、松開(kāi)、轉(zhuǎn)位。9、旋上大螺母上的防松螺釘。10、裝上發(fā)訊盤，接上信號(hào)線。注意發(fā)訊盤的霍爾元件與磁鋼的相對(duì)位置，在相對(duì)高度上，霍爾元件基本與磁鋼對(duì)齊；在圓周方向，霍爾元件與磁鋼的相對(duì)位置，一般在刀架鎖緊狀態(tài)下進(jìn)行，霍爾元件應(yīng)比磁鋼要向前（順時(shí)針）大約磁鋼寬度的三分之一。注意信號(hào)線的接線順序，紅線接（+）、綠線接（-）、其

14、它根據(jù)刀位號(hào)，以（+）為起點(diǎn)，即紅線，順時(shí)針接黃、橙、藍(lán)、白線。11、將刀架裝上機(jī)床，通電試運(yùn)行看是否正常。注意事項(xiàng)：A、裝外端齒盤時(shí)，注意相應(yīng)的位置關(guān)系。B、如需更換離合銷或反靠銷，請(qǐng)注意兩銷的總長(zhǎng)（無(wú)彈簧下）。任務(wù)小節(jié)LD4四工位回轉(zhuǎn)刀架是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上采用的一種最簡(jiǎn)單的換刀裝置，主要用于加工軸類零件。在工作過(guò)程中要求具有抗強(qiáng)力切削的剛度和換刀時(shí)的回轉(zhuǎn)定位精度，該類刀架由刀架電動(dòng)機(jī)、蝸輪和蝸桿機(jī)構(gòu)、螺旋升桿、導(dǎo)向主軸、刀架底座、刀架上刀體和下刀體、齒盤、鎖緊壓板、反靠銷、鎖緊螺母、霍爾元件（發(fā)訊盤）定位系統(tǒng)、磁鋼、保護(hù)端蓋等組成。換刀過(guò)程為：接到換刀信號(hào)正轉(zhuǎn)繼電器吸合電機(jī)正轉(zhuǎn)刀架抬起轉(zhuǎn)過(guò)

15、一個(gè)刀位（或幾個(gè)刀位）刀號(hào)地址檢測(cè)反轉(zhuǎn)繼電器吸合電機(jī)反轉(zhuǎn)刀架落下鎖緊。常見(jiàn)故障有：刀架旋轉(zhuǎn)失控；刀架回轉(zhuǎn)定位精度不準(zhǔn)；刀架不能正常鎖緊；在任何操作狀態(tài)下刀架均不轉(zhuǎn)。課后自測(cè)1、簡(jiǎn)述LD4電動(dòng)刀架的型號(hào)。2、電動(dòng)刀架定位精度是如何保證的？3、簡(jiǎn)述LD4電動(dòng)刀架換刀過(guò)程。4、新電動(dòng)刀架的反向鎖緊時(shí)間是多少？任務(wù)二：數(shù)控銑床換刀系統(tǒng)常見(jiàn)故障維修及保養(yǎng) 一、刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 數(shù)控銑床為實(shí)現(xiàn)刀具在主軸上的自動(dòng)裝卸，主軸上必須帶有刀具的自動(dòng)卡緊機(jī)構(gòu)，通常刀桿都是采用7：24的大錐柄和主軸錐孔配合定心，從而保證刀具回轉(zhuǎn)中心每次裝卡后與主軸回轉(zhuǎn)中心都同軸，而且大錐度的錐柄不僅有利于定心，也為松卡帶來(lái)方便。另外

16、，主軸端面有一鍵塊，通過(guò)它既可傳遞主軸的扭矩，又可用于刀具的周向定位。常見(jiàn)的刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)如圖5-6，主要由拉桿、 拉桿端部的夾頭、蝶形彈簧、活塞、油缸/氣缸組成 。夾緊狀態(tài)時(shí)，蝶形彈簧通過(guò)拉桿及鋼球，拉住刀柄的尾部，使刀具錐柄和主軸錐孔緊密配合；松刀時(shí)，活塞推動(dòng)拉桿，壓縮蝶形彈簧，使鋼球由直徑較小處推移到較大處，鋼球與刀柄上的拉釘脫離，即可拔出刀具，進(jìn)行新、舊刀具的交換，新刀裝入后，活塞后移，拉桿回移，新刀具又被蝶形彈簧拉緊。使用碟簧拉緊刀具，而用外力放松刀具，從而保證在工作中，即使突然斷電，刀桿也不會(huì)自行松脫。不同的機(jī)床，其刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)不同，與之適應(yīng)的刀柄及拉釘規(guī)格亦不同。實(shí)現(xiàn)放

17、松刀具的外力，可用液壓缸，也可用氣缸，也可用電動(dòng)機(jī)。使用氣缸時(shí)只是將圖5-6中的液壓油缸換成氣缸。圖5-6刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)二、氣動(dòng)系統(tǒng) XK750/850氣動(dòng)系統(tǒng)的作用是主軸松、拉刀和換刀時(shí)向主軸刀柄錐孔吹氣，清理污物。氣動(dòng)系統(tǒng)如圖5-7。由外配氣泵、氣源調(diào)節(jié)（包括壓力表帶壓力調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、貯油罐、過(guò)濾器、油霧發(fā)生器、減壓閥及壓力調(diào)節(jié)旋鈕、壓力傳感器、排水開(kāi)關(guān)）、電磁換向閥、氣缸等組成。圖5-7 氣動(dòng)系統(tǒng)1、 空壓機(jī)空壓機(jī)的種類很多，一般為容積式空壓機(jī)，有活塞式、膜片式、葉片式、螺桿式等類型。其中氣壓系統(tǒng)最常用的機(jī)型為活塞式空壓機(jī)。如圖5-8所示。圖5-8 空氣壓縮機(jī)2、氣源調(diào)節(jié)氣源調(diào)節(jié)裝置，通常

18、稱為氣動(dòng)三聯(lián)件，包含過(guò)濾器、減壓閥和油霧器，具有過(guò)濾、減壓和潤(rùn)滑的功能。外形圖如圖5-9。壓力表后面的引線是壓力傳感器接線。圖5-9 氣源調(diào)節(jié)3、單作用電磁控制閥 電磁控制閥實(shí)際連接如圖5-10。圖5-10 電磁控制閥實(shí)際連接4、增壓氣缸圖5-11 氣缸 氣缸實(shí)物圖如圖5-11。圖5-11 氣缸5、氣動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)維修(1)關(guān)閉氣源閥門，保證主風(fēng)源壓力范圍為為57Kg/cm2。(2)在二聯(lián)件調(diào)節(jié)壓力，設(shè)定為57Kg/cm2。調(diào)整鈕放松依右旋增壓，左旋減壓原則調(diào)整所需壓力：壓力大小是壓力表數(shù)字；其中綠色指針?biāo)緣毫楣ぷ髯畹蛪毫?，?dāng)壓力降低至5Kg以下，發(fā)出壓力低報(bào)警信號(hào)，面板上的報(bào)警會(huì)亮，等壓力升高后，警號(hào)訊號(hào)自動(dòng)消失。(3)潤(rùn)滑油使用20/30號(hào)導(dǎo)軌油，中油碇子油R22或其它同系數(shù)的油品，注意刻度線。(4)排水：將汽源處理二聯(lián)件過(guò)濾器內(nèi)水由排水開(kāi)關(guān)排出。(5)排除漏氣、臟堵故障。壓力正常，檢查氣動(dòng)控制閥是否動(dòng)作：閥通電（閥上發(fā)光二極管亮），而氣不通，通常是閥機(jī)械卡死。閥不通電，應(yīng)檢查電路部分。三、控制電路圖5-12單作