高速加工中心自动换刀装置的研究.pdf

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1、2013年4月机床与液压Apr．2013第41卷第8期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．8DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．08．001高速加工中心自动换刀装置的研究应保胜，杨威，邱新桥(1．武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081；2．湖北汽车工业学院机械工程系，湖北十堰442002)摘要：针对我国目前弧面分度凸轮自动换刀装置设计制造水平不足的现状，设计一套结构简单、加工方便的自动换刀完成自动换刀，并详述了换刀的实现过程。新

2、的自动换刀装置精度高、运行平稳、价格合理，能够取代弧面分度凸轮机构。关键词：自动换刀装置；弧面分度凸轮；换刀动作；加工中心中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)8—001—2StudyonAutomaticToolChangerforHigh-speedMachiningCenterYINGBaosheng，YANGWei。QIUXinqiao(1．CollegeofMachineryandAutomation，WuhanUniversityofScienc

3、eandTechnology，WuhanHubei430081，China；2．DepartmentofMechanicalEngineering，HubeiUniversityofAutomotiveTechnology，ShiyanHubei442002，China)Abstract：Ourcurrentdesignandmanufacturinglevelsofconvexgloblidalcamcan’tmeetrequirements．Toovercometheprob-lems，an

4、ewautomatictoolchangerwasdesignedwhichwassimpleandeasytoprocess．Corespondingactionprocesswasillustrated．Thenewautomatictolchangerispreciseandstable，itspriceisreasonable．Soitcanreplaceconvexgloboidalcamcompletely．Keywords：Automatictoolchanger；Convexgl

5、oboidalcam；Toolchange；Machiningcenter自动换刀装置是高速加工中心的重要功能部件，专用的数控机床或5轴联动的数控加工中心进行加它进行一次换刀循环的最基本动作为：抓刀、拔刀、工；(3)售价昂贵，后续的维护费用也不容忽视。换刀、插刀、复位，如图1所示。因此，作者对自动换刀装置进行研究，提出一种代替弧面分度凸轮实现换刀的新装置及方法。1弧面分度凸轮自动换刀装置弧面分度凸轮是一种用于空间垂直交错轴间传递卷间歇分度或步进运动的机构，也称为滚子齿形凸轮、(a)抓刀(b)拔刀

6、蜗杆凸轮、菲固森凸轮等。应用于自动换刀装置的弧面凸轮是多头的，其轮廓曲面是旋转弧面，其上有多个独立的凸轮槽，每个凸轮槽分别由3段凸轮曲线辨崭转(面)及直线(槽面)组成；凸轮槽将多段独立的凸轮曲线(面)、定位直线(槽面)按照运动要求平滑(c】换刀(d)插刀(e)复位地衔接，布置在一个360。的圆周上“。图1自动换刀循环的最基本动作弧面分度凸轮自动换刀装置的换刀原理是：弧面目前主要采用弧面分度凸轮机构来完成换刀动分度凸轮和与其配套的分度轮组成弧面分度凸轮机作，但是作为关键部件的弧面分度凸轮存在以下不

7、构，通过相应机构固定联接分度轮与换刀臂。在一个足：(1)与国外成熟技术相比，我国在弧面分度凸换刀循环里，弧面分度凸轮向一个方向转动，其上的轮的研究上还有一些关键技术问题没有解决，如：优凸轮槽推动分度轮旋转，带动换刀臂转动。先使换刀良运动曲线的选择、机构运行的可靠度、复合凸轮的臂正转0(0为不工作时换刀臂的位置角)，停歇7．设计等⋯；(2)弧面分度凸轮加工困难，必须采用(用来锁刀和拔刀)后，再继续正转180。(换刀臂两收稿日期：2012—03—15作者简介：应保胜(1964一)，男，博士研究生教授

8、，研究方向为现代制造系统装备技术。E—mail：635125316@qq．com。·2·机床与液压第41卷端的刀具换位)，然后再停歇r(用来松刀和插刀)，导轨副(由导轨24、两个滑块25等组成)等组成。最后反转0返回到初始位置。复合凸轮1与换位摆杆16的一端通过轴承15联接，2新的自动换刀装置及原理轴承15在复合凸轮1的沟槽内滚动；换位摆杆16的2．1换刀方案分析中部用销轴l7固定在箱体22上；换位摆杆16的另高速加工中心自动换刀装置应当具备换刀时间一端通过拨叉19与齿条20联接；齿条2O由滚动