MPGT200大米抛光机抛光辊的设计制造与工艺分析
MPGT200大米抛光机抛光辊的设计制造与工艺分析[20200123191256]
日期： 2012年10月16日 【摘要】
近年来刀库的发展已超越其为工具机配件的角色，在其特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之产 品。其产品品质的优劣，关系到工具机的整体效能表现。本论文通过对盘式机械手换刀刀库的安装步骤，注意事项，和打刀缸的安装调整的介绍，阐述了刀库换刀的过程原理。总结了安装过程遇到的常见问题，以及处理方案。
刀库的调整，直接关系到自动换刀装置的动作实现，细节的注意会大幅度增加刀库的寿命以及主轴的精度。在机床的装配过程中占据着很重要的地位。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】刀库、打刀缸、安装、调试
引言 1
一、盘式刀库自动换刀原理 2
二、打刀缸的结构与调整 3
（一）打刀缸的结构 3
（二）打刀缸的调整 3
（三）打刀缸安装调试的注意事项 5
三、刀库的安装与调整 6
（一） 刀库的安装 6
（二） 刀库的调整 6
四、盘式刀库常见故障与处理方法 12
（一）刀套的破损 12
（二）传动马达烧坏 12
（三）刀套在倒刀时不正常倒刀 12
（四）换刀时，刀掉落，而且有拉刀的情况发生 12
（五）倒刀时刀掉落 12
（六）换刀时刀臂无法回位 12
(七)互锁保护总结 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
附录 17
（一）PMC 变量及换刀宏程序说明 17
引言
加工中心利用刀库实现换刀，这是目前加工中心大量使用的换刀方式。由于有了刀库，机床只要一个固定主轴夹持刀具，有利于提高主轴刚度。独立的刀库大大增加了刀具的储存数量，有利于扩大机床的功能，并能较好的隔离各种影响加工精度的干扰因素。
刀库换刀按照换刀过程有无机械手参与，分成有机械手换刀和无机械手换刀两种情况。在有机械手换刀过程中，使用一个机械手将加工完毕的刀具从主轴中拔出，与此同时，另一机械手将在刀库中待命的刀具从刀库中拔出，然后两者交换位置，完成换刀过程。有机械手的系统在刀库配置，与主轴的相应位置及刀具数量上都比较灵活，换刀时间短。
未来工具机产业的发展，均以追求高速度、高精度、高效率为目标。随着切削速度的提高，切削时间的不断缩短，对换刀时间的要求也在逐步提高；换刀的速度已成为高等级工具机的一项重要指标。快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主要目的，综合考虑工具机的各方面因素，在尽可能短的时间内完成刀具交换的技术方法。
一、盘式刀库自动换刀原理
立式加工中心自动换刀机构示意图如图1-1所示，换刀动作由电机1齿轮2、3、4、5 带动一组凸轮来控制完成。
1电机2、3、4、5齿轮6盘形凸轮7蜗杆凸轮8、10、14、15滚子 9槽型凸轮11增压活塞12杆13花键套16拨叉17花键轴18锁紧轴19、21弹簧20销轴22机械手体23盖24松刀活塞25夹紧杆
图1-1 自动换刀机构示意图
抓刀与换刀：蜗杆凸 轮7带动花键套13上的6个滚子14使花 键 套13与 花键 轴17一同转动，由固定在花键轴17上的机械手（由机械手体22、销轴20、和弹簧21组成）完成抓刀与换刀动作。
松刀与夹刀：盘形凸轮6压在滚子10上，使增压活塞11向下移动，压力油通过管路是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蝶簧完成的。
拔刀与插刀：槽型凸轮9通过轮子8带动拨叉16摆动，由滚子15使花键轴17上下移动，带动机械手完成。
刀具的自动锁紧：机械手体22内装有销轴20和弹簧21机械手在上限位置时，销轴,20可以压缩弹簧21进入花键轴17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12与盖23之间出现间隙，弹簧,19推动锁紧轴18上移，将销轴,20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12顶到盖13上，同时将锁紧轴,18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75°，两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180°→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75°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。
二、打刀缸的结构与调整
（一）打刀缸的结构
打刀缸结构如图2-1所示
图2-1 打刀缸的结构
打刀缸上部为气缸，下部为液压缸，并与油杯相通，底部为压杆回程气缸。气缸上腔进气，推动活塞及活塞杆（油缸的活塞）向下运动，压缩密封在油缸腔内的液压油，压力倍增，推动压杆运动，作用执行机构。
气缸下腔进气，气缸活塞返回，同时底部液压杆回程气缸接通，压杆返回到起始位置，主轴打刀动作完成。
当液压杆向下运动至终点位置时，压杆上一小孔与气路连通，压缩空气从压杆中心排出，实现主轴吹气功能。
压杆上装有行程撞块，在其行程极限位置，分别撞其行程开关，其信号应送入到控制程序中，保证各部件间的协调，以免产生错误动作。
（二）打刀缸的调整
1.作为主轴打刀缸使用，用于立式主轴，用支架固定垂直安装在主轴箱上平面；如用于卧式，油杯应垂直位置安装，并高于油缸外体。选用时应注意，用于卧式因油缸内易残留空气，出力要降低10%-15%。
2.固定打刀缸的支架固定面应与主轴轴线垂直，允许误差不超过0.05mm/100mm，避免打刀缸歪斜，打刀时对缸壁产生作用力，影响使用寿命。
3.打刀行程位置的调整：打刀缸安装后先调整主轴打刀时的行程位置。气缸上腔通气，压杆推动主轴内拉力杆，在测量拉杆端面到主轴端面的距离A（如图2-2）。顶刀量的多少（打刀量）应根据所使用的刀库机械手上下窜动量确定，通常BT30主轴顶刀量为0.2-0.4mm、BT40主轴的顶刀量0.4-0.7mm、BT50主轴顶刀量为0.5-1mm。但切不可小于最小顶刀量。如果小于最小顶刀量卡爪无法打开，导致刀具无法松下，在运行换刀程序的过程中会损坏主轴及机械手臂。
图2-2 拉杆端面到主轴端面的距离A
图2-3打刀量的检测
调整距离“A”的方法：
先松开防松垫圈上的螺栓，调整固定螺丝与拉杆距离。调整好后，用手拖着刀具按下松刀按钮，对百分表的示数进行检测（如图2-3所示）进行打刀试验，直到A达到要求值，保证刀具能松开取下，而又不伸出过多；否则，刀库的刀臂会弯曲，主轴受损，调整后将防松垫圈上的螺栓紧固。
注意：测量A值之前要把中心吹气的流量控制阀关到最小，否则会在气体的压力下，刀具抖动，导致A值不准。防松垫圈与打刀缸体必须有间隙1-2mm（如图2-4），如果间隙很小会导致防松效果减低，甚至失效。
图2-4防松垫圈的固定
调整好打刀位置后再检查主轴在带刀与不带刀的状况下，主轴上的拉刀杆尾部不应与压固螺纹接触，否则，主轴运转会与压固螺丝摩擦，如果发生以上情况，应调整刀具拉杆的长度、打刀行程或选择行程更大的打刀缸。
行程开关位置的调整。调整行程开关位置直接与刀具自动交换程序有关，应加以重视。调整行程开关，在两端分别进行。压杆处在极限位置，将行程开关逐渐向撞块靠近，待开关内刚好发生动作（可听到弹簧片弹动的声音），再将开关下压0.5-1.5mm固定即可。PLC电控图中应增加延时继电器，合理设置延时时间，使拔刀、拉刀与刀库动作协调，避免过早拔刀或过早松刀。
日期： 2012年10月16日 【摘要】
近年来刀库的发展已超越其为工具机配件的角色，在其特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之产 品。其产品品质的优劣，关系到工具机的整体效能表现。本论文通过对盘式机械手换刀刀库的安装步骤，注意事项，和打刀缸的安装调整的介绍，阐述了刀库换刀的过程原理。总结了安装过程遇到的常见问题，以及处理方案。
刀库的调整，直接关系到自动换刀装置的动作实现，细节的注意会大幅度增加刀库的寿命以及主轴的精度。在机床的装配过程中占据着很重要的地位。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】刀库、打刀缸、安装、调试
引言 1
一、盘式刀库自动换刀原理 2
二、打刀缸的结构与调整 3
（一）打刀缸的结构 3
（二）打刀缸的调整 3
（三）打刀缸安装调试的注意事项 5
三、刀库的安装与调整 6
（一） 刀库的安装 6
（二） 刀库的调整 6
四、盘式刀库常见故障与处理方法 12
（一）刀套的破损 12
（二）传动马达烧坏 12
（三）刀套在倒刀时不正常倒刀 12
（四）换刀时，刀掉落，而且有拉刀的情况发生 12
（五）倒刀时刀掉落 12
（六）换刀时刀臂无法回位 12
(七)互锁保护总结 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
附录 17
（一）PMC 变量及换刀宏程序说明 17
引言
加工中心利用刀库实现换刀，这是目前加工中心大量使用的换刀方式。由于有了刀库，机床只要一个固定主轴夹持刀具，有利于提高主轴刚度。独立的刀库大大增加了刀具的储存数量，有利于扩大机床的功能，并能较好的隔离各种影响加工精度的干扰因素。
刀库换刀按照换刀过程有无机械手参与，分成有机械手换刀和无机械手换刀两种情况。在有机械手换刀过程中，使用一个机械手将加工完毕的刀具从主轴中拔出，与此同时，另一机械手将在刀库中待命的刀具从刀库中拔出，然后两者交换位置，完成换刀过程。有机械手的系统在刀库配置，与主轴的相应位置及刀具数量上都比较灵活，换刀时间短。
未来工具机产业的发展，均以追求高速度、高精度、高效率为目标。随着切削速度的提高，切削时间的不断缩短，对换刀时间的要求也在逐步提高；换刀的速度已成为高等级工具机的一项重要指标。快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主要目的，综合考虑工具机的各方面因素，在尽可能短的时间内完成刀具交换的技术方法。
一、盘式刀库自动换刀原理
立式加工中心自动换刀机构示意图如图1-1所示，换刀动作由电机1齿轮2、3、4、5 带动一组凸轮来控制完成。
1电机2、3、4、5齿轮6盘形凸轮7蜗杆凸轮8、10、14、15滚子 9槽型凸轮11增压活塞12杆13花键套16拨叉17花键轴18锁紧轴19、21弹簧20销轴22机械手体23盖24松刀活塞25夹紧杆
图1-1 自动换刀机构示意图
抓刀与换刀：蜗杆凸 轮7带动花键套13上的6个滚子14使花 键 套13与 花键 轴17一同转动，由固定在花键轴17上的机械手（由机械手体22、销轴20、和弹簧21组成）完成抓刀与换刀动作。
松刀与夹刀：盘形凸轮6压在滚子10上，使增压活塞11向下移动，压力油通过管路是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蝶簧完成的。
拔刀与插刀：槽型凸轮9通过轮子8带动拨叉16摆动，由滚子15使花键轴17上下移动，带动机械手完成。
刀具的自动锁紧：机械手体22内装有销轴20和弹簧21机械手在上限位置时，销轴,20可以压缩弹簧21进入花键轴17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12与盖23之间出现间隙，弹簧,19推动锁紧轴18上移，将销轴,20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12顶到盖13上，同时将锁紧轴,18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75°，两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180°→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75°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。
二、打刀缸的结构与调整
（一）打刀缸的结构
打刀缸结构如图2-1所示
图2-1 打刀缸的结构
打刀缸上部为气缸，下部为液压缸，并与油杯相通，底部为压杆回程气缸。气缸上腔进气，推动活塞及活塞杆（油缸的活塞）向下运动，压缩密封在油缸腔内的液压油，压力倍增，推动压杆运动，作用执行机构。
气缸下腔进气，气缸活塞返回，同时底部液压杆回程气缸接通，压杆返回到起始位置，主轴打刀动作完成。
当液压杆向下运动至终点位置时，压杆上一小孔与气路连通，压缩空气从压杆中心排出，实现主轴吹气功能。
压杆上装有行程撞块，在其行程极限位置，分别撞其行程开关，其信号应送入到控制程序中，保证各部件间的协调，以免产生错误动作。
（二）打刀缸的调整
1.作为主轴打刀缸使用，用于立式主轴，用支架固定垂直安装在主轴箱上平面；如用于卧式，油杯应垂直位置安装，并高于油缸外体。选用时应注意，用于卧式因油缸内易残留空气，出力要降低10%-15%。
2.固定打刀缸的支架固定面应与主轴轴线垂直，允许误差不超过0.05mm/100mm，避免打刀缸歪斜，打刀时对缸壁产生作用力，影响使用寿命。
3.打刀行程位置的调整：打刀缸安装后先调整主轴打刀时的行程位置。气缸上腔通气，压杆推动主轴内拉力杆，在测量拉杆端面到主轴端面的距离A（如图2-2）。顶刀量的多少（打刀量）应根据所使用的刀库机械手上下窜动量确定，通常BT30主轴顶刀量为0.2-0.4mm、BT40主轴的顶刀量0.4-0.7mm、BT50主轴顶刀量为0.5-1mm。但切不可小于最小顶刀量。如果小于最小顶刀量卡爪无法打开，导致刀具无法松下，在运行换刀程序的过程中会损坏主轴及机械手臂。
图2-2 拉杆端面到主轴端面的距离A
图2-3打刀量的检测
调整距离“A”的方法：
先松开防松垫圈上的螺栓，调整固定螺丝与拉杆距离。调整好后，用手拖着刀具按下松刀按钮，对百分表的示数进行检测（如图2-3所示）进行打刀试验，直到A达到要求值，保证刀具能松开取下，而又不伸出过多；否则，刀库的刀臂会弯曲，主轴受损，调整后将防松垫圈上的螺栓紧固。
注意：测量A值之前要把中心吹气的流量控制阀关到最小，否则会在气体的压力下，刀具抖动，导致A值不准。防松垫圈与打刀缸体必须有间隙1-2mm（如图2-4），如果间隙很小会导致防松效果减低，甚至失效。
图2-4防松垫圈的固定
调整好打刀位置后再检查主轴在带刀与不带刀的状况下，主轴上的拉刀杆尾部不应与压固螺纹接触，否则，主轴运转会与压固螺丝摩擦，如果发生以上情况，应调整刀具拉杆的长度、打刀行程或选择行程更大的打刀缸。
行程开关位置的调整。调整行程开关位置直接与刀具自动交换程序有关，应加以重视。调整行程开关，在两端分别进行。压杆处在极限位置，将行程开关逐渐向撞块靠近，待开关内刚好发生动作（可听到弹簧片弹动的声音），再将开关下压0.5-1.5mm固定即可。PLC电控图中应增加延时继电器，合理设置延时时间，使拔刀、拉刀与刀库动作协调，避免过早拔刀或过早松刀。
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