自动换刀机构

       太阳能铝边框加工设备数控机床为了能在零件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序，以缩短辅助时间，减少多次安装零件引起的误差，则其必须具有自动换刀机构。自动换刀机构应当满足换刀时间短、刀具重复定位精度高、可足够的刀具存储以及安全可靠等基本要求。

       在数控车床上使用的回转刀架是一种最简单的自动换刀机构。根据加工对象不同，有四方刀架、六角刀架和八(或更多)工位的圆盘式轴向装刀刀架等多种形式，回转刀架上分别安装4把、6把或更多刀具，并按数控装置的指令换刀。

       回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工时的切削抗力和减少刀架在切削力作川下的位移变形，提高加工精度。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，对于数控机床来说，加工过程中刀架部位要进行人工调整，因此必须选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转位之后具有高的重复定位精度(一般为0．001～0．005 mm)。

       回转刀架按其工作原理可分为机械螺母升降转位、十字槽轮转位、凸台棘爪式、电磁式及液压式等多种工作方式，但其换刀的过程一般均为刀架抬起、刀架转位、刀架压紧并定位等几个步骤。

       (1)四方回转刀架

       四方回转刀架：螺旋升降式四方刀架其换刀过程如下：

       1)刀架抬起

       当数控装置发出换刀指令后，电动机启动正转，并经联轴器使蜗杆转动，从而带动蜗轮丝杠转动。刀架体的内孔加工有螺纹，与蜗轮丝杠连接，蜗轮丝杠的蜗轮与丝杠为整体结构。当蜗轮丝杠开始转动时，由于刀架底座和刀架体上的端面齿处于啮合状态，且蜗轮丝杠轴向固定，因此刀架体抬起。

       2)刀架转位

       当太阳能铝边框加工设备刀架抬起至一定的距离后，端面齿脱开，转位套用销钉与蜗轮丝杠连接，随蜗轮丝杠一起转动，当端面齿完全脱开时，转位套正好转过160°，球头销在弹簧力的作刚下进入转位套的槽中，带动刀架体转位。

       3)刀架定位

       刀架体转动时带动电刷座转动，当转到程序指定的位置时，粗定位销在弹簧力的作用下进入粗定位盘的槽中进行粗定位，同时电刷接触导体使电动机反转。由于粗定位槽的限制，刀架体不能转动，使其在该位置垂直落下，刀架体和刀架底座上的端面齿啮合，实现精确定位。

       4)刀架压紧

       刀架精确定位后，电动机继续反转，夹紧刀架，当两端面齿增加到一定夹紧力时，电动机停止转动，从而完成一次换刀过程。

       (2)六角同转刀架

       六角回转刀架：数控车床的六角回转刀架结构六角同转刀架适用于盘类零件的加工，在加工轴类零件时，可以换成四方刀架。由于两者底部的安装尺寸相同，所以其更换刀架十分方便。六角同转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，它的动作分为如下4个步骤：

       1)刀架抬起

       当数控装置发出换刀指令后，液压油从a孔进入压紧液压缸的下腔，活塞上升，刀架体抬起，使定位活动插销与圆柱固定插销脱开，同时，活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮结合。

       2)刀架转位

       当刀架抬起之后，液压油从c孔进入液压缸左腔，活塞向右移动，通过连接板带动齿条移动，使空套齿轮逆时针方向转动，通过端齿离合器使刀架转过60°，活塞的行程应等于空套齿轮5节圆周长的l／6，并由限位开关控制。

       3)刀架压紧

       刀架转位之后，液压油从b孔进入压紧液压缸的上腔，活塞带动刀架体向下移动。零件的底盘上精确地安装着6个带斜楔的圆柱固定插销，利用定位活动插销消除定位销之间的间隙，实现可靠定位。刀架体向下移动时，定位活动捅销与另一个圆柱固定捅销卡紧，同时零件与零件的锥面接触，刀架体在新的位置定位并压紧。这时，端齿离合器与空套齿轮脱开。

       4)转位液压缸复位

       刀架压紧之后，液压油从d孔进入转位液压缸右腔，活塞带动齿条复位，由于此时端齿离合器已脱开，齿条带动空套齿轮在轴上空转，使得定位活动插销与圆柱固定捕销脱开。同时，活寒杆下端的端齿离合器与空套齿轮结合。

       如果定位和压紧动作正常，则推杆与相应的触头接触，发出信号，表示换刀过程已经结束，可以继续进行切削加工。