井平安，谭桂玲，杨建新

（1.清华大学基础工业训练中心，北京 100084；2.天津现代职业技术学院，天津 300350）

0 引言

国家高度重视的《高端装备制造业“十二五”发展规划》以及《中国制造2025》都离不开数控机床，从而为实现中国智造打下坚实基础。数控机床是集机械、电气、液压、数控、计算机为一体的产品，其自动化程度高，结构复杂，技术先进，应用广泛[1]。数控机床的故障类型有很多，发生部位根据实际情况也不是唯一的。而在数控机床的故障中，故障发生率较高的算是数控机床的电动刀架。

数控机床电动刀架是数控机床非常重要的配置，它的好坏直接影响到数控机床零部件的加工以及数控机床的使用性能。其中数控机床四工位电动刀架结构紧凑，零部件复杂，应用范围广，对它的故障分析研究尤为重要。

1 四工位电动刀架的工作原理

1.1 机械结构

四工位刀架，顾名思义可以装4把刀，其广泛应用在数控机床上。基本结构如图1所示。

图1 四工位电动刀架结构

四工位电动刀架换刀过程可以总结为四步：松开、换刀、定位和锁紧[2]。

其工作原理为：当输入换刀指令后，刀架正转，电机带动蜗轮副、螺杆旋转，螺杆带动夹紧轮上升、离合盘转动，直到离合销进入离合盘槽中实现松开；螺杆旋转带动离合盘、离合销、夹紧轮，上刀体及反靠销开始转位，从而实现上刀体换刀；当上刀体转到设定刀位时，发信盘上霍尔元件发出到位信号，正转继电器脱开、控制系统发出反转继电器吸合，电机反转；……