复合回转主轴打刀机构的设计--上传百度文库.doc

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1、复合回转主轴打刀机构的设计陈增哲（山东鲁南机床有限公司，山东滕州277500）摘要：以玻璃车刻加工中心为例，介绍了复合回转主轴的传动系统及打刀机构。阐述了主轴打刀缸的安装、流体介质在复合回转部件间的传输及通过压力传感器检测刀具位置等方面的问题。关键词：加工中心；复合回转；打刀缸；流体介质；TH132.BThedesignofunclampingmechanismofcompositerotationalspindleCHENZengzhe（ShandongLunanMachineToolCo.,Ltd.，Tengzhou277500,CHN）A

2、bstract:Withmachiningcenterofglassprocessingasanexample,thetransmissionsystemofcompositerotationalspindleandtheunclampingmechanismaredescribedinthispaper.Inthepaper,theinstallationprocessofspindleunclampingcylinderispresented.Thetransmissionprocedureoffluidmediuminthecomposi

3、terotatingpartsisgiven.Andtheproblemofmeasuringthepositionofthetoolthroughthepressuresensoraswellassomecorrespondingproblemsarealsodiscussed.Keywords:Machiningcenter;compositerotationalspindle;unclampingcylinder;fluidmedium数控机床配以刀具库和自动换刀系统，就构成加工中心。加工中心的刀具库能存放几十把甚至更多的刀具，数控系统能

4、控制机床按不同工序自动选择和更换刀具，工件在加工中心上经一次装夹后，能依次自动完成工件多工序的加工，从而使生产效率大大提高。加工中心主轴一般依靠蝶簧结构使刀具在主轴锥孔内定位并夹紧。换刀时，打刀缸克服蝶簧弹力松开拉刀爪，使刀柄脱离主轴锥孔，由换刀系统进行刀具交换。加工中心打刀缸由增压器及油压缸两部分组合而成，由增压器为油压缸中的油液增压。为保证换刀时刀柄完全松开、保证刀具及机器安全，打刀缸设计有油压缸活塞行程检测装置，用以检测油压缸活塞行程的上限与下限位置。近年来，玻璃车刻工艺因环保节能的优点得到推广，传统加工中心在艺术玻璃冷加工行业中的应用也

5、越来越多。由于艺术玻璃车刻工艺的特殊性，玻璃车刻加工中心的主轴及打刀机构，相对于金属切削机床均采用了不同的设计，现以BKH-3020玻璃车刻加工中心的主轴打刀机构为例说明。1.主轴传动系统设计为满足玻璃车刻加工中心车刻复杂曲线的要求，BKH-3020玻璃车刻加工中心主轴传动系统设计采用了图1所示的结构。主轴单元13固定于磨轴箱16中，其中心轴线与工作台平行。主轴动力由主轴伺服电机由同步带通过同步带轮26-传动轴23-锥齿轮副18-传动轴17-同步带轮5由同步带传递至主轴单元13，车刻刀具旋转。主轴单元13及其他部件均安装于滑板3上，由Z轴伺服电

6、机驱动沿横梁托板导轨作上下进给。车刻加工过程中，主轴单元13在上下进给的同时还需要绕传动轴23中心回转摆动，回转摆动的角度由数控系统集中控制，即为C数控轴。为此加入旋转内套2的设计，旋转内套2由圆锥滚子轴承支承轴向固定于滑板3的内孔中，而传动轴13由角接触球轴承支承轴向固定于旋转内套2内孔中并绕其中心旋转，用以传递主轴动力。C轴伺服电机通过同步带驱动同步带轮1使旋转内套2产生回转摆动，进而带动固定于旋转内套2下端面的磨轴箱16及主轴单元13绕传动轴23的中心回转摆动。玻璃车刻加工过程中，车刻刀具运动的轨迹即为刀具的旋转运动、刀具的回转摆动及刀具

7、上下进给运动的合成。2、主轴打刀缸的安装由于玻璃车刻工序要求其加工刀具需根据加工线条的宽窄、线形、光亮程度来更换使用，因此要求车刻机床必须具有自动快速更换各种刀具的能力。因为在玻璃车刻过程中主轴单元不但自身旋转，还需要以传动轴为中心回转摆动，如按常规方式安装主轴单元打刀缸，则无法解决打刀缸的位置检测线路、压力油管路及压缩气体管路的安装、连接等一系列问题。为解决上述问题，如图1，把增压缸分拆为增压器19与油压缸两部分。油压缸由油压缸体10、油压缸盖8、活塞杆11、复位弹簧9、调节螺钉12组成。油压缸安装于回转主轴箱对应主轴单元中心的位置上，而增压

8、器19固定于滑板3上。当需要进行交换刀具时，增压器19中的压力油通过管路进入油压缸上腔，使活塞杆11伸出，推动主轴拉刀杆，拉刀爪松开，完成打刀动作。3