回转刀架类型介绍

回转刀架按其驱动不同主要有3种类型。

1）电动刀架。由力矩电动机驱动，凸轮控制齿盘的松开和刹紧，预定位动作由电磁铁完成，位置信号由编码器发出，采用齿轮减速完成分度、松开、刹紧动作。目前，此类刀架广泛地被采用，是数控车床配置的主流。全电动刀架的主要优点是结构紧凑、体积小、控制简单，也不须另设液压装置，使用时避免了漏油造成的污染。但此类刀架也有其不足，主要问题是机械结构复杂、故障率高、不易维修、刀盘锁紧力小不适宜重切削、驱动电动机易过载烧损、译码系统在车削振动下易损坏和分度转位速度不易提高的缺点。

2）液压刀架。采用液压马达驱动，用间歇分度机构平行共枙凸轮实现分度和预定位，液压松开刹紧，位置信号用组合传感器发信。早期的液压刀架用液压伺服分度马达驱动，因该马达价格较高，现专业厂已很少用此种结构。该刀架技术的核心是采用了带有自身可顺序控制的，有自动加减速功能和可在内部实现粗分度预定位的，称为“集成式液压分度马达”的装置。此类刀架刀盘的抬起与锁紧采用了液压油缸装置，因此，分度速度快、转位平稳可靠、适宜重切削等优点。但其也存在刀架对液压油源的质量要求较高、刀架转位速度受油温的影响产生波动及价格较高、调整维护较复杂的缺点。

3）伺服刀架。伺服刀架最突出的特点是全面吸收了电动刀架、液压刀架的优点，而在最大程度上克服了这两种刀架的缺点。其主要优点表现为以下几点。

①伺服电动机代替了预定位装置、发信装置，简化了刀架结构。

②伺服电动机采用闭环控制调速特性好提高了换刀速度。

③松开、刹紧采用液压保证了伺服刀架能够进行重切削。

不管是哪一种回转刀架，其基本结构包含如下几个部分。

①驱动装置。主要有伺服电动机、液压马达、力矩电动机、齿轮、齿条等。

②分度装置。通过机械液压传动机构转动到所需工位。该传动机构主要分为间歇分度机构和连续分度机构。快速换刀一般选用双向旋转的连续机构。(www.xing528.com)

③预定位装置。到达所需的工位后，停止分度运动，以便于齿盘正啮合。伺服电动机驱动刀架，不需要预定位装置。

④松开刹紧装置。齿盘副的松开刹紧。为了完成快速刹紧和得到大的刹紧力，松开和刹紧选用液压机械动作来实现。

⑤精定位装置。刀具在切削时需要很高的刚度，因此，回转刀架都选用齿盘副做定位元件。

⑥发信号装置。包括工位信号（编码器）和动作控制信号。

⑦装刀装置。包括刀盘，刀架和夹刀装置。

回转刀架换刀的典型动作为：系统发出指令→齿盘松开→刀架旋转分度→到达目标工件并发信号给系统→预定位→齿盘锁紧精定位→系统确认后工件切削。

伺服刀架利用伺服电动机编码器作为预定位，从而不需要另加预定位装置，换刀动作简化了，刀架的定位精度高，动作准确可靠。液压夹紧使得伺服刀架可靠耐用，适用重切削。

数控车床上使用的回转刀架是一种最简单的自动换刀装置，根据具体要求，可以设计成4工位、6工位、8工位、12工位等多种形式。

回转刀架在结构上应具有良好的强度和刚性，以承受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，对于数控车床来说，加工过程中刀尖位置不进行人工调整，因此，更有必要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一次转位之后，具有尽可能高的重复定位精度（一般为0.001～0.005）。