经济型排刀动力头设计

沈会等

摘要：将经济型排刀动力头应用到车铣复合车床的研究，在对动力头原理说明及结构分析的基础上，介绍了该动力头的设计及实验的相关内容。

关键词：车铣复合；经济型；排刀；动力头

前言

机床的研制需要满足客户的加工需求，刀架核心功能部件的设计也要满足主机不断的发展。功能部件的研制应该融合到主机的设计中，相辅相成共同引领。目前，国外车床制造商主流配置刀架为单伺服动力刀架。国内车床制造商刀架配置为电动刀架、液压刀架以及伺服刀架。

南部沿海作为全国经济发展的重点区域，其经济结构以轻小灵便的民营经济为主。通过对沿海五金零件（卫浴，灯具，电子配件，光纤插头，医疗）的厂商以及相关渠道代理商进行市场调研，面对南方沿海客户针对五金零件的加工需求，我公司提出研制经济型排刀动力头以满足车型车铣复合机床的配套需求。

经济型排刀动力头电气部分结构可以分为伺服轴控制，或者伺服电机控制器控制，两者的区别为伺服轴控制需要系统增加一个伺服轴模块，伺服控

制器控制为机床系统PLC提供与伺服控制器连接的输入输出点；另一方面伺服控制器控制不能够实现攻丝功能。机械结构可以分为带轮传动，或者齿轮传动。齿轮传动相比带轮传动扭矩要大，并且稳定性要高，带轮传动成本上要更低。电气技术的高度集成，机械结构的复杂到简单化，从而带来了优越的产品性能。目前，国内经济型车铣复合车床均选用动力头作为配置。比较典型的配置为普及型卧式8工位伺服数控刀架，轴向动力头以及径向可调整动力头。

1.经济型动力头结构及工作原理

1.1.动力头结构

经济型排刀动力头主要结构由以下几部分组成。电气部分：由伺服轴模块或者伺服电机控制器、伺服电机及线缆构成。其中伺服轴模块可以采用广数系统，伺服电机控制器可以采用台达；传动部分：带轮（涨紧套）、传动带轮、同步带；刚性连接部分：由底座、主轴、法兰构成；密封部分：采用中速主轴典型密封方式，结构件连接采用密封胶；刀具连接接口部分：ER系列弹簧卡头，包括ER20及ER25系列弹簧卡头。

各部分功能如下：伺服控制器控制伺服电机提供动力源及初定位；刚性连接结构主要是保证动力头整体的刚性；传动部分在伺服电机的传动下，通过带轮，传动带轮实现相关功能。

2.1.动力头设计

通过对市场的调研，研制以满足五金重点行业（灯具、卫浴）需求为宗旨，充分考虑动力头结构、工艺性、刚性、可靠性等几项指标，在满足动力头加工零件精度的前提下，力求降低成本，提高经济效益。严格贯彻国家标准，贯彻ISO9000质量保证体系标准，提高设计质量。

3.结论

通过对经济型排刀动力头的设计研究，结合了动力头设计过程、理论分析、有限元分析、实验过程，此动力头结构合理，性能优越，是普及型卧式车铣复合车床配套的可靠解决方案。

参考文献：

[1]徐灏.机械设计手册.北京.机械工业出版社出版.1995

[2]徐灏.疲劳强度设计手册.北京.机械工业出版社出版.1985.