12刀位盘型伺服刀塔的设计.docx

12刀位盘型伺服刀塔的设计.docx

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12刀位盘型伺服刀塔的设计

引言1

引言

制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国或地区经济的实力，科技水平，生活水准和国防实力。

国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力及机械制造装备的竞争。

自从20世纪60年代世界上第一台数控机床问世以来，随着计算机技术、微电子技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和机械制造技术等各相关领域的发展，数控技术已成为现代先进制造系统（FMS，CIMS等）中不可缺少的基础技术。

由于机床数控系统技术复杂，种类繁多。

现在数控机床的“使用难、维修难”问题，已经是影响数控机床有效利用的首要问题。

　工业发达国家都非常注重机械制造业的发展，为了用先进技术和工艺装备制造业，机械制造装备工业得到先发展。

对比之下，我国目前机械制造业的装备水平还比较落后，表现在大部分工厂的机械制造装备基本上是通用机床加专用工艺装备，数控机床在机械制造装备中的比重还非常低，导致“刚性”强,更新产品速度慢，生产批量不宜太小，生产品种不宜过多；自动化程度基本上还是“一个工人，一把刀，一台机床”，导致劳动生产率低下，产品质量不稳定。

因此，要缩小我国同工业发达国家的差距,我们必须在机械制造装备方面大下功夫，其中最重要的一个方面就是增加数控机床在机械制造装备中的比重。

随着科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求，并随着汽车、飞机和导弹制造业的迅速发展，原来的加工设备已无法承担加工航空工业需要的复杂型面零件。

数控技术是为了解决复杂型面零件加工的自动化而生产的。

为了满足市场和科学技术发展的需要，为了达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，当前的数控技术及其装备正朝着高速、高效和高精度、高可靠性、模块化、智能化、柔性化和集成化、开放性、出现新一代数控加工工艺与装备这几个方向发展[1]。

有关人士指出，数控机床附件及其配套功能部件是我国机床工具制造业“十五”计划重点发展的产品。

虽然我国数控机床附件的研制由无到有，取得了显著成绩，但与国外先进水平相比还是有一定差距的。

为确保国产数控机床的大发展，就必须把数控机床附件尽快搞上去。

为此他们建议国家有关部门，尽快制定有关鼓励、扶持国产数控机床附件发展的相关政策，加大对数控机床附件行业科研和技改投入，使国产数控机床附件行业有一个大发展。

数控转塔刀架是加工中心、数控车床必备的机床附件，尤其适用全功能数控车床。

当前，数控机床发展迅猛，一方面向高速、高效、高精度方面发展，同时，在制造行业中广泛存在原有设备的数控改造和系统升级问题。

作为关键附件，高性能的数控转塔刀架对于提高机床整体运行的可靠性、稳定性和效率有着重要意义

本课题为12刀位盘型伺服刀塔的设计，该刀塔能够在一次装夹中完成多道工序，使加工范围扩大，大大提高了加工精度和生产效率。

本文主要论述12刀位盘型伺服刀塔的设计原理，机械结构，刀塔和动力刀盘的传动形式以及驱动方式。

与普通机械刀塔相比，该刀塔具有结构简单，零部件小，定位及重复定位精度高，寿命长等优点。

本次设计的主要内容为：

1．CK6130车削中心动力转塔刀架总体布局设计；2．动力刀架传动部分设计；3．动力刀架分度机构设计；4．动力刀架刀具设计；5.外文资料的翻译。

　　分度机构和动力刀具部分设计是这次设计中的重点内容，同时也是难点。

通过广泛查阅文献资料，参观数控车床实物样机以及与指导老师相互讨论等途径，拟定了如下的研究手段：

刀塔的换刀分为刀盘抬起、刀架锁紧和刀盘转位三个动作。

其中刀盘抬起和刀架锁紧由液压来实现，而刀盘转位则由伺服电机来驱动。

刀盘抬起动作的实现须经以下步骤：

数控系统发出刀盘抬起命令

液压系统启动

压力油进入液压缸右腔

活塞向左运动

刀架主轴向左移动

端齿盘脱离啮合

刀盘抬起。

刀盘转位动作的实现顺经以下步骤：

数控系统发出刀盘转位的命令

伺服电机启动

圆柱凸轮转动

刀架主轴转动

实现刀盘转位。

刀盘锁紧动作的实现顺经以下的步骤：

数控系统发出刀盘锁紧顺序动作：

碟形弹簧复位

活塞向右运动

刀架主轴向右移动

端齿盘啮合

实现刀盘锁紧。

第1章绪论

1.1国内外数控车床的研究状况与成果

　　我国从1958年开始研究数控机床，一直到20世纪60年代中期还处于研制开发时期。

当时，一些高等院校，科研单位研制出试样样机，是从电子管起步的。

　　1965年，国内开始研制晶体管数控系统。

20世纪60年代末至70年代初研制成了劈锥数控铣床，数控非圆齿轮插齿机。

CIL—18晶体管数控系统及Z53K—1G立式数控铣床。

从20世纪70年代开始,数控技术在车，铣，镗,磨，齿轮加工，电加工等领域全面展开，数控加工中心在上海，北京研制成功。

但由于电子元器件的质量和制造工艺水平差，致使数控系统的可靠性,稳定性末行到解决，因此末能广泛推广。

20世纪80年代，我国从昌本发那科公司引进了3,5,6,7等系列的数控系统和直流伺服电机，直流主轴电机等制造技术，以及引进美国GE公司的MCI系统和交流伺服系统，德国西门子VS系列可控硅调速装置，并进行了商品化生产.这些系统可靠性高，功能齐全。

与此同时，还自行开发了3、4、5轴联动的数控系统以及双电机驱动的同步数控系统（用于火焰切割机）和新品种的伺服电机，推动了我国数控机床稳定发展，使我国数控机床在性能和质量上产生了一个质的飞跃。

1985年，我国数控机床的品种有了新的发展。

数控机床品种不断增多，规格齐全。

许多技术复杂的大型数控机床，重型数控机床都相继研制出来。

为了跟踪国外现代制造技术的发展，北京机床研究所研制出了JCS-FMS-1型和2型的柔性制造单元和柔性制造系统。

这个时期，我国在引进，消化国外技术的基础上，进行了大量开发工作。

一些较高档次的数控系统（5轴联动），分辨率为0.02

的高精度数控系统，数字仿型数控系统为柔性单元配套的数控系统都开发出来了，并造出样机。

我国的数控技术经过“六五”，“七五”，“八五”，到“九五”的近20年的发展，基本上掌握了关键技术，建立了数控开发，生产基地，培养了一批数控人才，初步形成了自己的数控产业。

“十五”攻关开发的成果：

华中

号、中华

号、航天

号和蓝天

号4种基本系统建立了具有中国自主版机的数控技术平台。

具有中国特色济型数控系统经过这些年来的发展，有了较大的提高。

它们逐渐被用户认可，在市场上站住了脚[2]。

目前我国数控机床生产厂有100多家，生产数控机床配套产品的企业有300余家，产品品种包括八大类2000种以上。

目前已新开发出数控系统80余种，分为3种型级，即经济型，普及型和高级型。

“九五”期间数控机床发展已进入实现产业化阶段，数控机床新开发品种300余种，已有一定的覆盖面。

新开发的国产数控机床产品大部分达到期际上20世纪80年代中期水平，部分达到90年代水平，为国家重点建设提供了一批高水平数控机床。

1.2数控刀架的发展趋势

数控刀架的发展趋势是：

随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。

目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。

立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。

另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。

数控刀架的市场分析：

国产数控车床今后将向中高档发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，近年来需要量可达1000～1500台。

1.3数控转塔刀架的开发应用

数控转塔刀架是以回转分度实现刀具自动交换及回转动力刀具的传动。

因此技术含量高，已趋向专业化开发生产。

所以对数控转塔刀架的研究开发及应用已引起数控机床行业重视。

典型数控转塔刀架一般由动力源（电机或油缸、液压马达）、机械传动机构、预分度机构、定位机构、锁紧机构、检测装置、接口电路、刀具安装台（刀盘）、动力刀座等组成。

数控转塔刀架的动作循环为：

T指令（换刀指令）

刀盘放松

转位

刀位检测

预分度

精确定位

刀盘锁紧

结束信号。

对于一般的数控车床刀架设计的基本要求是转位准确可靠，工作平稳安全；转位时间短；转位以后重复定位精度高；防水防屑，密封性能优良；夹紧刚性高，适宜重负荷切削。

现有的数控刀架有数控转塔式（立式和卧式）和直排式刀架。

刀架换刀可分为排刀式刀架，经济型数控车床方刀架，一般转塔回转刀架，电动机传动的转塔刀架，液压驱动的转塔刀架，车削中心的动力刀具。

立式数控转塔刀架是回转轴线与安装基面垂直，可装夹多把刀具或工具，采用数字信息指令控制转位的刀架，它常采用4和6两种工位，按性能可分为驱动，通过减速机构，行星机构，马氏机构或凸轮机构来完成刀架的松开、抬起、转位和夹紧等动作；它可按主机的编程要求完成刀架的自动换刀动作，以实现数控机床加工程序的自动化和高效化。

而卧式数控转塔刀架为一种回转轴线与安装基面平行的，可装夹多把刀具或工具，采用数字信息指令控制的刀架。

它利用装夹于刀盘上的非动力刀夹和动力刀夹来夹持各种不同用途的刀具或工具，刀盘根据机床编程的指令转过若干个工位，来实现主机的自动换刀动作。

车削中心的动力刀架可安装各种非动力辅助刀夹和动力刀夹进行切削，刀架采用端齿分度，转位由三相异步电动机驱动，刀位由二进制绝对编码器识别，动力刀具由交流伺服电动机驱动，通过同步齿形带等将动力传递到刀夹当前，国产数控机床发展迅猛，并向高速、高效、高精度、柔性化、环保方面发展。

我国数控机床的快速发展，急需数控机床附件的大力跟进，也就是说好马还须配好鞍。

国产数控车床今后将向中高档发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种。

数控刀架的发展趋势是：

随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。

目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。

立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。

另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。

第2章数控车床自动换刀装置

2.1概述

自动换刀装置的形式是多种多样的，有刀库式和转塔式，虽然换刀过程、选刀方式、刀库结构、机械手类型等各不相同，但都是在数控装置及可编程序控制器控制下，有电动机或液压或气动机构驱动刀库和机械手实现刀具的选择与交换。

我们把这种为实现多工序的连续加工，在加工中心或车削中心中，可进行刀具的选择与交换的装置叫自动换刀装置（automatictoolchange简称ATC）。

自动换刀装置是数控车床最普遍的一种辅助装置，它可使数控车床在工件一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，以缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高机床的加工效率和加工精度[3]。

我国对加工中心的需求一直是有增无减，同时，加工中心自动换刀装置的开发也有长足的发展。

对于卧式加工中心来说，有从用于JCS-013的独立式自动换刀装置到用于TH6350、TH6363、TH6380和TH63100的TB51.02双层缸式通用机械手加链式刀库（北京机床研究所设计并制造）的自动换刀装置；对于立式加工中心来说，有从用于JCS-018的气液型鼓轮式自动换刀装置到用于XH715B和XH715C的多凸轮联动型鼓轮式自动换刀装置。

特别是用于TH715B和TH715C的多凸轮联动型鼓轮式自动换刀装置，他的研制成功，为我国自动换刀装置设计与制造翻开了崭新的一页，自1991年鉴定后批量生产，已累计生产了50多台，由于其结构简单，迅速可靠（刀对刀2.5s），受到广大国内外用户的一致好评。

加工中心和车削中心自动换刀装置的发展趋势是四个方向：

一是高速、可靠，追求的目标是换刀时间尽量的短，以换取加工中心和车削中心的高效性；二是简单实用、造价低、使用可靠，但换刀速度不快。

自动换刀装置开发技术要全面注意下列五个方面：

1）自动换刀装置的可靠性与优化设计研究。

通过对自动换刀装置进行可靠性分析研究，找出其薄弱环节，通过改进设计，使自动换刀装置故障率大大减少，保证百万次以上正常换刀的品质。

通过对自动换刀装置进行多目标的优化设计，使其动态性能达到最优，进而提高自动换刀装置的性能，降低其制造成本，使刀对刀换刀时间对40刀柄不大于1s，达到世界先进水平。

2）自动换刀装置的系列化与CAD设计。

使自动换刀装置适用国内厂家的各种产品，以便得到推广和使用。

即达到厂家一旦提出的参数：

不同刀柄型号，刀库容量等的自动换刀装置，使厂家立即投入生产，并且是处于国内先进水平的。

3）自动换刀装置制造技术研究。

针对自动换刀装置中关键零件的制造技术进行研究，以提高其制造质量和降低制造成本。

4）自动换刀装置新技术的研究。

跟踪国际加工中心和车削中心自动换刀装置的发展主流，研究自动换刀装置的新工作原理及新技术。

5）自动换刀装置产业化研究。

自动换刀装置由专业厂生产比现有各厂家自行生产可降低成本，也能保证质量，同时在我国有巨大的市场，因此，在技术研究的基础上，应研究使我国的自动换刀装置生产走上产业化的道路，建立生产自动换刀装置的基地。

自动换刀装置的设计应满足以下基本要求：

1）换刀时间短，以减少非加工时间。

2）减少换刀动作对加工范围的干扰。

3）刀具重复定位精度高。

4）识刀、选刀可靠，换刀动作简单可靠。

5）刀库刀具存储量合理。

6）刀库占地面积小，并能与主机配合，使机床外观协调美观。

7）刀具装卸、调整、维修方便，并能得到清洁的维护[4]。

2.2刀具自动换刀形式

为进一步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心机床，如车削中心、镗铣加工中心、钻削中心等等。

这类多工序加工的数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换到装置，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。

自动换到装置应当具备换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储备量、占地面积小、安全可靠等特性[5]。

各类数控机床的自动换到装置的结构取决于机床的类型、工艺范围、使用刀具种类和数量。

数控机床常用的自动换刀装置的类型、特点、适用范围见表1-1。

表1-1自动换刀装置类型

类别型式

特点

适用范围

转塔式

回转刀架

多为顺序换刀，换刀时间短、结构简单紧凑、容纳刀具较少

各种数控车床，数控车削加工中心

转塔头

顺序换刀，换刀时间短，刀具主轴都集中在转塔头上，结构紧凑。

但刚性较差，刀具主轴数受限制

数控钻、镗、铣床

刀库式

刀具与主轴之间直接换刀

换刀运动集中，运动不见少。

但刀库容量受限

　　各种类型的自动换刀数控机床。

尤其是对使用回转类刀具的数控镗、铣床类立式、卧式加工中心机床

要根据工艺范围和机床特点，确定刀库容量和自动换刀装置类型

　　用机械手配合刀库进行换刀

刀库只有选刀运动，机械手进行换刀运动，刀库容量大

2.3数控车床刀架的功能、类型和满足的要求

数控转塔刀架是加工中心、数控车床必备的机床附件，尤其适用全功能数控车床。

当前，数控机床发展迅猛，一方面向高速、高效、高精度方面发展，同时，在制造行业中广泛存在原有设备的数控改造和系统升级问题。

作为关键附件，高性能的数控转塔刀架对于提高机床整体运行的可靠性、稳定性和效率有着重要意义，数控转塔刀架是由数控系统来控制的，因此，在转塔刀架本身性能提高的情况下，如何实现控制任务就显得十分重要了。

2.3.1数控车床刀架的功能

数控机床上的刀架是安放刀具的重要部件，许多刀架还直接参与切削工作，如卧式车床上的四方刀架，转塔车床的转塔刀架，回轮式转塔车床的回轮刀架，自动车床的转塔刀架和天平刀架等。

这些刀架既安放刀具，而且还直接参与切削，承受极大的切削力作用，所以它往往成为工艺系统中的较薄弱环节。

随着自动化技术的发展，机床的刀架也有了许多变化，特别是数控车床上采用电（液）换位的自动刀架，有的还使用两个回转刀盘。

加工中心则进一步采用了刀库和换刀机械手，实现了大容量存储刀具和自动交换刀具的功能，这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把，自动交换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。

这种刀库和换刀机械手组成的自动换刀装置，就成为加工中心的主要特征[6]。

因此，刀架的性能和结构往往直接影响到机床的切削性能、切削效率和体现了机床的设计和制造技术水平[7]。

2.3.2数控机床刀架的类型

按换刀方式的不同，数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式，下面对这三种形式的刀架作简单的介绍。

1.排式刀架

排式刀架一般用于小规格数控车床，以加工棒料或盘类零件为主。

其结构形式为：

夹持着各种不同用途刀具的刀架沿着机床的X坐标轴方向排列在横向滑板上。

刀具的典型布置方式如图2.1所示。

这种刀架在刀具布置和机床调整等方面都较为方便，可以根据具体工件的车削工艺要求，任意组合各种不同用途的刀具，一把刀具完成车削任务后，横向滑板只要按程序沿X轴移动预先设定的距离后，第二把刀就到达加工位置，这样就完成了机床的换刀动作。

这种换刀方式迅速省时，有利于提高机床的生产效率。

宝鸡机床厂生产的CK7620P全功能数控车床配置的就是排式刀架。

2.回转刀架

回转刀架是数控车床最常用的一种典型换刀刀架，一般通过液压系统或电气来实现机床的自动换刀动作，根据加工要求可设计成四方、六方刀架或圆盘式刀架，并相应地安装4把、6把或更多的刀具。

回转刀架的换刀动作可分为刀架抬起、刀架转位和刀架锁紧等几个步骤。

它的动作是由数控系统发出指令完成的。

回转刀架根据刀架回转轴与安装底面的相对位置，分为立式刀架和卧式刀架两种。

3.带刀库的自动换刀装置

上述排刀式刀架和回转刀架所安装的刀具都不可能太多，即使是装备两个刀架，对刀具的数目也有一定限制。

当由于某种原因需要数量较多的刀具时，应采用带刀库的自动换刀装置。

带刀库的自动换刀装置由刀库和刀具交换机构组成。

（a）回转刀架（b）排式刀架

图2.1机床刀架类型结构图

2.3.3数控机床刀架应满足的要求

数控车床的刀架是机床的重要组成部分。

刀架用于夹持切削用的刀具，在一定程度上，加工中心刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平，所以有如下要求：

1）满足工艺过程所提出的要求。

机床依靠刀具和工件间相对运动形成工件表面，而工件的表面形状和表面位置的不同，要求刀架能够布置足够多的刀具，而且能够方便而正确地加工各工件表面，为了实现在工件的一次安装中完成多工序加工，所以要求刀架可以方便地转位。

2）在刀架以要能牢固地安装刀具，在刀架上安装刀具进还应能精确地调整刀具的位置，采用自动交换刀具时，应能保证刀具交换前后都能处于正确位置。

以保证刀具和工件间准确的相对位置。

刀架的运动精度将直接反映到加工工件的几何形状精度和表面粗糙度上，为此，刀架的运动轨迹必须准确，运动应平稳，刀架运转的终点到位应准确。

面且这种精度保持性要好，以便长期保持刀具的正确位置。

3）刀架应具有足够的刚度。

由于刀具的类型、尺寸各异，重量相差很大，刀具在自动转换过程中方向变换较复杂，而且有些刀架还直接承受切削力。

考虑到采用新型刀具材料和先进的切削用量，所以刀架必须具有足够的刚度，以使切削过程和换刀过程平稳。

4）可靠性高。

由于刀架在机床工作过程中，使用次数很多，而且使用频率也高，所以必须充分重视它的可靠性。

5）刀架是为了提高机床自动化而出现的，因而它的换刀时间应尽可能缩短，以利于提高生产率。

目前自动换刀装置的换刀时间在0.8—6秒之间不等。

而且还在进一步缩短。

6）操作方便和安全。

刀架是工人经常操作的机床部件之一，因此它的操作是否方便和安全，往往是评价刀架设计好坏的指标。

刀架上应便于工人装刀和调刀，切屑流出方向不能朝向工人，而且操作调整刀架的手柄（或手轮）要省力，应尽量设置在便于操作.

7）转位准确可靠，工作平稳安全,按最短线路就近选择，转位时间短。

应当满足换刀时间短、数控机床刀具重复定位精度高、刀具储存量足够、结构紧凑及安全可靠等要求。

   8）防水、防屑，密封性能优良。

夹紧刚性高，适宜重负荷切削，回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受机床在切削加工时的切削抗力。

第3章12刀位盘型伺服刀塔的总体方案设计

3.1调查研究与资料收集

3.1.1课题的调查研究

从国内外市场调研结果看，国内对数控车床转塔刀架的设计和生产都是依赖于先进国家的，而且产品的性能方面跟国外还有一定的差距，期待开发设计一种性能最优，最有实用价值的转塔刀架，适应市场，替代进口产品低价位的数控车床用转塔刀架，占领国内市场，并达到国际领先水平，为国产机床工业的发展作出贡献。

车削加工中心是目前国际上比较前端的一种数控机床，可以进行多工序加工，如车削、钻削、铣削等。

有关人士指出，数控机床附件及其配套功能附件是我国机床工具制造业“十五”计划重点发展产品。

虽然我国数控机床产品附件的研制由无到有，取得了显著成绩，但与国外先进水平相比还是有一定差距的。

为确保国产数控机床的大发展，就必须把数控机床附件尽快搞上去。

为此他们建议国家有关部门，尽快制定有关鼓励、扶持国产数控机床附件发展的相关政策，加大数控机床附件行业科研和技术改进投入，使国产数控机床附件行业有一个大发展。

而且动力刀架是数控机床附件中尤为重要的一个部件，把这一技术提高是我们义不容辞的事情。

3.1.2资料收集

课题涉及到的有关知识包括：

数控机床结构、车削加工中心、自动换刀装置等等方面；其次还包括一些机械设计、机械传动、液压、间歇分度机构等方面的知识，在校图书馆借阅了一些关于本次设计有关的资料，而且还在网上搜索了一些相关资料：

1）现代实用机床设计手册；2）实用机床设计手册；3）机械设计手册；4）数控车床设计；5）数控机床结构与维修等等。

3．2盘型伺服刀塔的整体方案设计与选择

3.2.1盘型伺服刀塔的整体方案设计

刀架是车床的重要组成部分，车削中心的动力刀架可安装各种非动力辅助刀具和动力刀具进行切削，用于夹持切削用的刀具,因此其结构直接影响到车床的切削性能和切削效率。

刀架采用端齿分度，转位由交流伺服电动机驱动，刀位由二进制绝对编码器识别，动力刀具由变频电机驱动，通过同步齿形带等将动力传递到刀夹。

根据前部分对机床刀架类型、性能及其使用场合的综合比较，并结合现有数控车床的实例，本次设计的刀塔拟采用伺服驱动的动力转塔刀架。

该刀架的换刀动作分为刀盘抬起、刀盘分度转位和刀盘锁紧三个步骤，其中刀盘抬起由单作用液压缸来实现，刀盘锁紧由碟形弹簧复位来实现，而刀盘的分度转位是由圆柱凸轮分度机构来实现的，由伺服电机驱动凸轮轴实现分度。

3.2.2　盘型伺服刀塔工作原理

刀塔的换刀分为刀盘抬起、刀架锁紧和刀盘转位三个动作。

其中刀盘抬起和刀架锁紧由液压来实现，而刀盘转位则由伺服电机来驱动。

刀盘抬起动作的实现须经以下步骤：

数控系统发出刀盘抬起命令

液压系统启动

压力油进入液压缸右腔

活塞向左运动

刀架主轴向左移动

端齿盘脱离啮合

刀盘抬起。

刀盘转位动作的实现顺经以下步骤：

数控系统发出刀盘转位的命令

伺服电机启动

圆柱凸轮转动

刀架主轴转动

实现刀盘转位。

刀盘锁紧动作的实现顺经以下的步骤：

数控系统发出刀盘锁紧顺序动作：

碟形弹簧复位

活塞向右运动

刀架主轴向右移动

端齿盘啮合

实现刀盘锁紧。

盘型伺服刀塔是用液压缸夹紧，伺服电机驱动分度，端齿盘副定位，当刀架接收到转位指令后，液压油进入液压缸的右腔，通过活塞推动中心轴将刀盘左