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数控机床的自动换刀装置,你熟悉几种?


数控机床为了能在工件一ci装夹中完成多道加工工序,缩短辅助时间,镌汰多ci安装工件所引起的误差,必须带有自动换刀装置。自动换刀装置应当知足换刀时间短、刀具重复定位精度高、刀具储存量足够、刀库占地面积小以及清静可靠等基本要求。 

一、自动换刀装置的形式

1.回转刀架换刀

回转刀架是一种最简朴的自动换刀装置,常用于数控车床。可以设计成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。回转刀架上划分安装着四把、六把或更多的刀具,并an数控装置的指令换刀。

回转刀架在结构上必须具有优异的强度和刚度,以遭受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很洪流平上取决于刀尖位置,对于数控车床来说,加工历程中刀具位置不举行人工调整,因此更有须要选择可靠的定位方案和合理的定位结构,襶uanVせ刈都茉诿縞i转位之后,具有尽可能高的重复定位精度(一ban为0.001~0.005mm)。

 

 一banqing况下,回转刀架的换刀行动包罗刀架抬起、刀架转位及刀架压紧等。

2.替换主轴头换刀(刀具旋转为主运动)

替换主轴换刀是带有旋转刀具的数控机床的一种较量简朴的换刀方式。这种主轴头现实上就是一个转塔刀库,如图所示。

主轴头有卧式和立式两种,通常用转塔的转位来替换主轴头,以实现自动换刀。在转塔的各个主轴上,预先安装有各工序所需要的旋转刀具,当发出换刀指令时,各主轴头依ci地转到加工位置,并接通主运动,使响应的主轴发动刀具旋转。而其它处于不加工位置上的主轴都与主运动脱开。

这种替换主轴换刀装置,省去了自动松、夹、卸刀、装刀以及刀具搬运等一系列的重大操作,从而缩短了换刀时间,并提高了换刀的可靠性。可是由于空间位置的限制,使主轴部件结构尺寸不能太大,因而影响了主轴系统的刚性。为了保证主轴的刚性,必须限制主轴的数目,否则会使结构尺寸zeng大。因此,转塔主轴头通常只适用于工序较少、精度要求不太高的机床,例如数控钻、铣床等。

3.带刀库的自动换刀系统

由于回转刀架、转塔头式换刀装置容纳的刀具数目不能太多,不能知足重大零件的加工需要,因此,自动换刀数控机床多接纳带刀库的自动换刀装置。带刀库的自动换刀装置由刀库和换刀机构组成,换刀历程较为重大。首先要把加工历程中使用的所有刀具划分安装在尺度刀柄上,在机外举行尺寸预调整后,an一定的方式放入刀库。换刀时,先在刀库中选刀,再由换刀装置从刀库或主轴上取出刀具,举行交流,将新刀装入主轴,旧刀放回刀库。刀库具有较大的容量,既可安装在主轴箱的侧面或上方。由于带刀库的自动换刀装置的数控机床的主轴箱内只有一根主轴,主轴部件的刚度要高,以知足细密加工要求。

另外,刀库内刀具数目较大,因而能够举行重大零件的多工序加工,大大提高了机床的顺应性和加工效率。带刀库的自动换刀系统适用于数控钻削中心和加工中心。

二、刀库和刀具的选择方式

1.刀库类型 

刀库的作用是储蓄一定数目的刀具,通过机械手实现与主轴上刀具的交流。刀库的类型有盘式刀库、链式刀库等多种形式,刀库的形式和容量要凭证机床的工艺规模来确定。图7-16所示的盘式刀库,刀具的偏向与主轴同向,换刀时主轴箱上升到一定的位置,使主轴上的刀具正好瞄准刀库最下面的谁人位置,刀具被夹。髦嵩贑NC的控制下,松开刀柄,盘式刀库向前运动,拔出主轴上的刀具,然后刀库将下一个工序所用的刀具旋转至与主轴瞄准的位置,刀库退却将新刀具插入主轴孔中,主轴夹紧刀柄,主轴箱下降到事情位置,完成换刀使命,举行下道工序的加工。此换刀装置的优点是结构简朴,成本较低,换刀可靠性较好;弱点是换刀时间长,适用于刀库容量较小的加工中心。

对于刀库容量需要较大的加工中心可接纳链式刀库,链式刀库的结构紧凑,刀库容量较大,链环的形状可凭证机床的结构制成种种形状,也可将换刀位突出襶uan阌诨坏。当需要zeng加刀具数目时,只需zeng加链条的长度即可,给刀库设计与制造带来了利便。

2. 刀具的选择方式

一ban的刀库内存放有多把刀具,每ci换刀前要举行选刀,常用的选刀要领有顺序选刀和恣意 选刀两种,顺序选刀是在加工之前,将加工零件所需刀具an照工艺要求依ci插入刀库的刀套中,加工是an顺序调刀,加工差异的工件时必须重新调整刀库中的刀具顺序。其优点是刀库的驱动和控制都较量简朴。因此,这种方式适合加工批量较大、工件品种数目较少的中、小型数控机床的自动换刀。

随着数控系统的生长,目莂n蠖嗍氖叵低扯冀幽身б庋〉兜姆绞,其分为刀套编码、刀具编码和影象式等三种。

3. 刀具编码方式

刀具编码或刀套编码需要在刀具或刀套上安装用于识此外编码条,一ban都是凭证二进制编码的原理举行编码。刀具编码选刀方式接纳了一种特殊的刀柄结构,并对每把刀具编码。每把刀具都具有自己的代码,因而刀具可在差异的工序中多ci重复使用,换下的刀具不用放回原刀座,刀库的容量也可响应镌汰。

但每把刀具上都带有专用的编码环,刀具长度加长,制造难题,刀库和机械手的结构变重大。刀套编码的方式是一把刀具只对应一个刀套,从一个刀套中取出的刀具必须放回统一刀套中,取送刀具十分贫困,换刀时间长。现在在加工中心上大量使用影象式的方式。这种方式能将刀具号和刀库中的刀套位置对应地影象在数控系统的PLC中,无论刀具放在哪个刀套内,刀具信息都shi终记存在PLC内。刀库上装有位置检测装置,可获得每个刀套的位置信息。这样刀具就可以恣意取出并送回。刀库上还设有机械原点,使每ci选刀时就近选取。

三、刀具交流装置

数控机床的自动换刀装置中,实现刀库与机床主轴之间转达和装卸刀具的装置称为刀具交流装置。刀具的交流方式有两种:由刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交流以及接纳机械手交流刀具。使用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交流的装置在换刀时必须首先将用过的刀具送回刀库,然后再从刀库中取出新刀具,两个行动不能同时举行,换刀时间较长。

而接纳机械手换刀装置在换刀时能够同时抓取和装卸机床主轴和刀库中的刀具,因此换刀时间进一步缩短。接纳机械手举行刀具交流的方式应用最普遍。这是由于机械手换刀无邪,行动快,而且结构简朴。机械手能够完成抓刀—拔刀—回转—插刀—返回等一系列行动。为了防止刀具掉落,机械手的运动爪都带有自锁机构。



 

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