數控重型臥式車床自動換刀夾裝置的設計

白金

（齊重數控裝備有限公司，黑龍江 齊齊哈爾161005）

0 引言

隨著機械工業的不斷進步，市場上對機床自動化要求也越來越高，當機床加工過程中需要多次更換刀夾時，人工操作更換將占用大量人力及工時，無形中提高了加工成本。在黑龍江省應用技術研究與開發計劃《WB13A104》項目中，為解決此問題，設計了一種自動換刀夾裝置。

1 結構組成及工作原理

1.1 自動更換刀夾裝置組成

如圖1所示，裝置由直線導軌副1、氣缸2、固定擋鐵 3、開關 A 4、開關 B 5、開關 C 6、導向支架 7、基座8、刀夾庫 9、支撐板10、導向軸19等組成。開關A 4、導向支架7、基座8均安裝在尾座上，直線導軌副1、氣缸2、固定擋鐵3安裝在基座8上，刀夾庫9通過連接板和導向軸19與導向支架7連接，刀夾庫9與支撐板10把合，支撐板10通過連接座與直線導軌副1連接把合,支撐板10與氣缸2的缸桿連接。開關B 5、開關C 6分別安裝在刀夾庫9的兩側。所述的刀夾庫9包含多個刀夾單元，每個刀夾單元包括：掛鉤11、開關D 12、薄型氣缸13、開關E 14、T形鍵15、導向塊 16、彈簧頂桿 17、復位彈簧 18、L形連接板20、刀夾21，刀夾21上通過螺釘連接有T形鍵15，T形鍵15通過T形槽與導向塊16連接，在導向塊16上固定有開關E 14，在導向塊16前面通過銷軸連接有掛鉤11，在掛鉤11的前面連接有復位彈簧18，復位彈簧18的另一端連接在與支撐板10用螺栓連接的L形連接板20上，在掛鉤11后端與固定在L形連接板20上的薄型氣缸13連接，在L形連接板20前端還固定有開關D12，在導向塊16后面連接有彈簧頂桿17，彈簧頂桿17的后端與支撐板10連接。掛鉤11的前端設有鉤頭25。

圖1

1.2 工作原理

每個刀夾21后端面均加工有螺紋孔，而刀架22的刀排上設有自動拉刀機構，通過拉刀機構的螺紋接頭與刀夾螺紋孔的螺紋配合，可實現刀夾在刀架上的自動安裝和拆卸。

當執行換刀夾命令時，刀夾庫處于初始位置，通過氣缸拖動支撐板使刀夾庫到達換刀位置，其初始位置與換刀位置分別由兩個固定擋鐵決定，而刀夾庫在兩個位置是否到位，則分別由開關B、開關C反饋信號，直線導軌副、導向支架起支撐與導向作用。刀夾庫到達換刀位置后，初次調試更換刀夾需手動控制。首先通過開關A確定刀架換刀參考點，然后分別控制刀架移動到各個換刀位置，通過機床Z軸光柵尺，顯示參考點與各換刀位置的相對位置數據，將這些數據編入自動換刀程序，并分別對各換刀位置標記名稱，這樣便可實現所需刀夾的自動選取。刀夾存儲在刀夾庫的各個刀夾單元中，每個刀夾上均安裝有T形鍵，T形鍵可在導向塊的T形槽中滑動，實現刀夾的裝卸與存掛。而刀夾的固定還需掛鉤和彈簧頂桿的幫助。掛鉤通過中間的銷釘可在一定范圍內轉動，當從刀夾單元中取出刀夾時，程序控制薄型氣缸將掛鉤頂起，與T形鍵脫開；當向刀庫單元中存放刀夾時，T形鍵撞擊掛鉤前端斜面使其抬起；掛鉤的復位由其前端的復位彈簧彈力實現。彈簧頂桿的一個作用是可使刀夾在刀庫單元中位置固定；另一個作用是，當刀排的拉刀機構從刀庫單元中取出刀夾時，彈簧頂桿始終給刀夾推力，使拉刀機構的螺紋接頭與刀夾螺孔充分接觸，保證順利取出刀夾。

2結語

該裝置結構簡單、緊湊，程序輸入后自動控制，易加工，易裝配，運行穩定，實現自動更換刀夾，適用于數控重型臥式機床，提高數控重型臥車的自動化程度，從而減少加工工時，降低加工成本。