數(shù)控重型臥式車床自動(dòng)換刀夾裝置的設(shè)計(jì)

白金

（齊重?cái)?shù)控裝備有限公司，黑龍江 齊齊哈爾161005）

0 引言

隨著機(jī)械工業(yè)的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)上對(duì)機(jī)床自動(dòng)化要求也越來越高，當(dāng)機(jī)床加工過程中需要多次更換刀夾時(shí)，人工操作更換將占用大量人力及工時(shí)，無形中提高了加工成本。在黑龍江省應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)計(jì)劃《WB13A104》項(xiàng)目中，為解決此問題，設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)換刀夾裝置。

1 結(jié)構(gòu)組成及工作原理

1.1 自動(dòng)更換刀夾裝置組成

如圖1所示，裝置由直線導(dǎo)軌副1、氣缸2、固定擋鐵 3、開關(guān) A 4、開關(guān) B 5、開關(guān) C 6、導(dǎo)向支架 7、基座8、刀夾庫 9、支撐板10、導(dǎo)向軸19等組成。開關(guān)A 4、導(dǎo)向支架7、基座8均安裝在尾座上，直線導(dǎo)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(dǎo)向軸19與導(dǎo)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(dǎo)軌副1連接把合,支撐板10與氣缸2的缸桿連接。開關(guān)B 5、開關(guān)C 6分別安裝在刀夾庫9的兩側(cè)。所述的刀夾庫9包含多個(gè)刀夾單元，每個(gè)刀夾單元包括：掛鉤11、開關(guān)D 12、薄型氣缸13、開關(guān)E 14、T形鍵15、導(dǎo)向塊 16、彈簧頂桿 17、復(fù)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(dǎo)向塊16連接，在導(dǎo)向塊16上固定有開關(guān)E 14，在導(dǎo)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(fù)位彈簧18，復(fù)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(guān)D12，在導(dǎo)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(shè)有鉤頭25。

圖1

1.2 工作原理

每個(gè)刀夾21后端面均加工有螺紋孔，而刀架22的刀排上設(shè)有自動(dòng)拉刀機(jī)構(gòu)，通過拉刀機(jī)構(gòu)的螺紋接頭與刀夾螺紋孔的螺紋配合，可實(shí)現(xiàn)刀夾在刀架上的自動(dòng)安裝和拆卸。

當(dāng)執(zhí)行換刀夾命令時(shí)，刀夾庫處于初始位置，通過氣缸拖動(dòng)支撐板使刀夾庫到達(dá)換刀位置，其初始位置與換刀位置分別由兩個(gè)固定擋鐵決定，而刀夾庫在兩個(gè)位置是否到位，則分別由開關(guān)B、開關(guān)C反饋信號(hào)，直線導(dǎo)軌副、導(dǎo)向支架起支撐與導(dǎo)向作用。刀夾庫到達(dá)換刀位置后，初次調(diào)試更換刀夾需手動(dòng)控制。首先通過開關(guān)A確定刀架換刀參考點(diǎn)，然后分別控制刀架移動(dòng)到各個(gè)換刀位置，通過機(jī)床Z軸光柵尺，顯示參考點(diǎn)與各換刀位置的相對(duì)位置數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)編入自動(dòng)換刀程序，并分別對(duì)各換刀位置標(biāo)記名稱，這樣便可實(shí)現(xiàn)所需刀夾的自動(dòng)選取。刀夾存儲(chǔ)在刀夾庫的各個(gè)刀夾單元中，每個(gè)刀夾上均安裝有T形鍵，T形鍵可在導(dǎo)向塊的T形槽中滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)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(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)從刀夾單元中取出刀夾時(shí)，程序控制薄型氣缸將掛鉤頂起，與T形鍵脫開；當(dāng)向刀庫單元中存放刀夾時(shí)，T形鍵撞擊掛鉤前端斜面使其抬起；掛鉤的復(fù)位由其前端的復(fù)位彈簧彈力實(shí)現(xiàn)。彈簧頂桿的一個(gè)作用是可使刀夾在刀庫單元中位置固定；另一個(gè)作用是，當(dāng)?shù)杜诺睦稒C(jī)構(gòu)從刀庫單元中取出刀夾時(shí)，彈簧頂桿始終給刀夾推力，使拉刀機(jī)構(gòu)的螺紋接頭與刀夾螺孔充分接觸，保證順利取出刀夾。

2結(jié)語

該裝置結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，程序輸入后自動(dòng)控制，易加工，易裝配，運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更換刀夾，適用于數(shù)控重型臥式機(jī)床，提高數(shù)控重型臥車的自動(dòng)化程度，從而減少加工工時(shí)，降低加工成本。