江蘇省常熟中等專業學校《數控機床機械裝調技術》教案項目名稱項目四數控車床刀架部件裝配任務名稱任務二四方回轉式刀架的安裝與調試課時分配4理論課時1實踐課時3授課班級教學目標本任務通過對四方回轉刀架的安裝與調試操作訓練，熟悉各個部件的安裝順序，熟悉各部件的位置關系；掌握離合盤及離合銷的調整要領，能安裝螺母、止退圈、鍵、軸承，能安裝離合盤、離合銷、彈簧、反靠銷等部件；重點掌握霍爾元件的工作原理，能調整刀架位置。重點、難點重點霍爾元件的工作原理，能調整刀架位置。難點離合盤及離合銷的調整要領，能安裝螺母、止退圈、鍵、軸承，能安裝離合盤、離合銷、彈簧、反靠銷等部件教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“案例分析”“任務驅動”“實驗演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、角色扮演等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，網絡資源、亞龍YL-558型數控實訓設備教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備情景導入知識引導任務實施任務評價學生課前預習相關內容播放一段工廠中數控機床刀架拆御的視頻。隨著數控技術的發展，數控機床被普遍的應用在了生產中代替了傳統的機床，因此工廠中不僅需要大量的數控機床的操作人員，也需要相應的設備維護人員，而這正是學習本課程的原因。一、霍爾元件的工作原理所謂霍爾效應，是指磁場作用于載流金屬導體、半導體中的載流子時，產生橫向電位差的物理現象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發現的。當電流通過金屬箔片時，若在垂直于電流的方向施加磁場，則金屬箔片兩側面會出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現極強的霍爾效應。利用霍爾效應可以設計制成多種傳感器，如圖4-8所示。霍爾電位差UH的基本關系為UH=RHIB/d（1）RH=1/nq（金屬）（2）式中RH——霍爾系數，單位為；n——載流子濃度或自由電子濃度；q——電子電量，單位為；I——通過的電流，單位為；B——垂直于I的磁感應強度，單位為；d——導體的厚度，單位為。對于半導體和鐵磁金屬，霍爾系數表達式與式（2）不同，此處從略。由于通電導線周圍存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導線電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優點是不與被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。若把霍爾元件置于電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中，則在該元件中將產生電流I，元件上同時產生的霍爾電位差與電場強度E成正比，如果再測出該電磁場的磁場強度，則電磁場的功率密度瞬時值P可由P=EH確定。利用這種方法可以構成霍爾功率傳感器。如果把霍爾元件集成的開關按預定位置有規律地布置在物體上，當裝在運動物體上的永磁體經過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號列可以傳感出該運動物體的位移。若測出單位時間內發出的脈沖數，則可以確定其運動速度。霍爾元件是應用霍爾效應的半導體。二、霍爾原理在刀架中運用精度是一臺數控機床的生命，假如機床喪失了精度也就喪失了加工生產的意義了，數控機床精度的保障很大一部分源于霍爾元件的檢測精準性。在數控機床上常用到的是霍爾接近開關：霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關，叫做霍爾開關。當磁性物件移近霍爾開關時，開關檢測面上的霍爾元件因產生霍爾效應而使開關內部電路狀態發生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關的通或斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體。用霍爾開關檢測刀位。如圖4-9所示，首先，得到換刀信號，即換刀開關接通先接通。隨后電動機通過驅動放大器正轉，刀架抬起，電動機繼續正轉，刀架轉過一個工位，霍爾元件檢測是否為所需刀位，若是，則電動機停轉延時再反轉刀架下降壓緊，若不是，電動機繼續正轉，刀架繼續轉位直至所需刀位。從執行圖與分析中可以看出霍爾元件在數控機床中的重要作用。它不但起到了檢測與反饋作用，而且也是數控機床精度可靠性的保障。一、工量具準備銅棒、螺釘旋具、鐵錘、百分表、套筒扳手、活動扳手、內六角扳手等，如圖4-10所示。圖4-10回轉刀架內部換刀機構拆裝使用工具二、回轉刀架內部換刀機構的安裝1．學會回轉刀架的安裝過程。如表4-3所示，進行回轉刀架的安裝，安裝過程中注意選擇合適的工具。三、刀架的調試1．刀架不能啟動（1）機械方面：刀架預緊力過大。當用六角扳手插入蝸桿端部旋轉時不易轉動，而用力時，可以轉動，但下次夾緊后刀架仍不能啟動。此種現象出現，可確定刀架不能啟動的原因是預緊力過大，可通過調小刀架電動機夾緊電流即可。刀架內部機械卡死。當從蝸桿端部轉動蝸桿時，順時針方向轉不動，其原因是機械卡死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉一個角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應重新調整；再次，由于潤滑不良造成旋轉件研死，此時，應拆開，觀察實際情況，加以潤滑處理。（2）電氣方面：電源不通、電動機不轉。檢查保險絲熔芯是否完好、電源開關是否良好接通、開關位置是否正確。當用萬用表測量電容時，電壓值是否在規定范圍內，可通過更換保險、調整開關位置、使接通部位接觸良好等相應措施來排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架與控制器之間、刀架內部有無斷線、電刷式霍爾元件位置變化導致不能正常通斷等情況。電源通，電動機反轉。可確定為電動機相序接反。通過檢查線路，變換相序排除之。手動換刀正常、機控不換刀。此時應重點檢查微機與刀架控制器引線、微機I/O接口及刀架到位回答信號。2．刀架連續運轉、到位不停由于刀架能夠連續運轉，所以，機械方面出現故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查。檢查刀架到位信號是否發出，若沒有到位信號，則是發訊盤故障。此時可檢查：發訊盤彈性觸頭是否磨壞、發訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接，是否需要更換彈性片觸頭或重修，針對其線路中的繼電器接觸情況、到位開關接觸情況、線路連接情況相應地進行線路故障排除。當僅出現某個刀位不能定位時，則一般是由于該刀位信號線斷路所致。3．刀架越位過沖或轉不到位刀架越位過沖故障的機械原因可能性較大。主要是后靠裝置不起征作用。檢查后靠定位銷是否靈活，彈簧是否疲勞。此時應修復定位銷使其靈活或更換彈簧。檢查后靠棘輪與蝸桿連接是否斷開，若斷開，需更換連接銷。若仍出現過沖現象，則可能是由于刀具太長過重，應更換彈性模量稍大的定位銷彈簧。出現刀架運轉不到位（有時中途位置突然停留），主要是由于發訊盤觸點與彈性片觸點錯位，即刀位信號膠木盤位置的固定偏移所致。此時，應重新調整發訊盤與彈性片觸頭位置并固定牢靠。4．刀架不能正常夾緊出現該故障時，可根據以下方法進行故障維修:檢查夾緊開關位置是否固定不當，并調整至正常位置。用萬用表檢查其相應線路繼電器是否能正常工作，觸點接觸是否可靠。若仍不能排除，則應考慮刀架內部機械配合是否松動。有時會出現由于內齒盤上有碎屑造成夾緊不牢而使定位不準，此時，應調整其機械裝配并清潔內齒盤。請根據表4-4總結評價內容對任務