数控机床机械装调技术 项目四任务二教案.doc

江苏省常熟中等专业学校

《数控机床机械装调技术》教案

项目名称

项目四数控车床刀架部件装配

任务名称

任务二四方回转式刀架的安装与调试

课时分配

4

理论课时

1

实践课时

3

授课班级

教学目标

本任务通过对四方回转刀架的安装与调试操作训练，熟悉各个部件的安装顺序，熟悉各部件的位置关系；掌握离合盘及离合销的调整要领，能安装螺母、止退圈、键、轴承，能安装离合盘、离合销、弹簧、反靠销等部件；重点掌握霍尔元件的工作原理，能调整刀架位置。

重点、难点

重点

霍尔元件的工作原理，能调整刀架位置。

难点

离合盘及离合销的调整要领，能安装螺母、止退圈、键、轴承，能安装离合盘、离合销、弹簧、反靠销等部件

教学方法与手段

教学方法：以项目教学法为主，灵活运用“情景导入”“案例分析”“任务驱动”“实验演示”等多种教学方法，引导学生主动参与，积极思考，通过自主探究、合作学习、角色扮演等方式，将教学过程转化成为学生探求新知掌握新知的过程关的。

教学手段：多媒体教学，PPT，网络资源、亚龙YL-558型数控实训设备

教学评价

以小组为单位进行成果验收，填写评价反馈表。

教师进行点评，强调正确做法，完成知识的内化。

教学过程

教学内容

学生活动

教师活动

课前准备

情景导入

知识引导

任务实施

任务评价

学生课前预习相关内容

播放一段工厂中数控机床刀架拆御的视频。

随着数控技术的发展，数控机床被普遍的应用在了生产中代替了传统的机床，因此工厂中不仅需要大量的数控机床的操作人员，也需要相应的设备维护人员，而这正是学习本课程的原因。

一、霍尔元件的工作原理

所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。

利用霍尔效应可以设计制成多种传感器，如图4-8所示。霍尔电位差UH的基本关系为

UH=RHIB/d（1）

RH=1/nq（金属）（2）

式中RH——霍尔系数，单位为；

n——载流子浓度或自由电子浓度；

q——电子电量，单位为；

I——通过的电流，单位为；

B——垂直于I的磁感应强度，单位为；

d——导体的厚度，单位为。

对于半导体和铁磁金属，霍尔系数表达式与式（2）不同，此处从略。

由于通电导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。

若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中，则在该元件中将产生电流I，元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E成正比，如果再测出该电磁场的磁场强度，则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。

利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。

如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度。霍尔元件是应用霍尔效应的半导体。

二、霍尔原理在刀架中运用

精度是一台数控机床的生命，假如机床丧失了精度也就丧失了加工生产的意义了，数控机床精度的保障很大一部分源于霍尔元件的检测精准性。

在数控机床上常用到的是霍尔接近开关：霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。

用霍尔开关检测刀位。如图4-9所示，首先，得到换刀信号，即换刀开关接通先接通。随后电动机通过驱动放大器正转，刀架抬起，电动机继续正转，刀架转过一个工位，霍尔元件检测是否为所需刀位，若是，则电动机停转延时再反转刀架下降压紧，若不是，电动机继续正转，刀架继续转位直至所需刀位。

从执行图与分析中可以看出霍尔元件在数控机床中的重要作用。它不但起到了检测与反馈作用，而且也是数控机床精度可靠性的保障。

一、工量具准备

铜棒、螺钉旋具、铁锤、百分表、套筒扳手、活动扳手、内六角扳手等，如图4-10所示。

图4-10回转刀架内部换刀机构拆装使用工具

二、回转刀架内部换刀机构的安装

1．学会回转刀架的安装过程。

如表4-3所示，进行回转刀架的安装，安装过程中注意选择合适的工具。

三、刀架的调试

1．刀架不能启动

（1）机械方面：刀架预紧力过大。当用六角扳手插入蜗杆端部