⑴ 加工中心自動換刀裝置的組成部分是什麼
加工中心有是由基礎的數控銑床發展而來，它綜合了數控銑床的所有的特點和功能，與數控銑床不同的是加工中心擁有自動換刀裝置，能實現在加工時自動換刀功能。而數控銑床則沒有自動換刀裝置，不能實現自動換刀功能，這就是數控銑床與加工中心的區別所在。
加工中心自動換刀裝置的組成：
加工中心的自動換刀裝置是由刀庫、機械手臂和驅動機構等部件組成，刀庫是存放著加工時所需要的刀具。刀庫的類型有很多，主要是根據形狀來分類有斗笠式刀庫、圓盤式刀庫和鏈條式刀庫等多種類型的刀庫，這些刀庫的容量幾把到幾百把刀具。在市場上常見加工中心使用的刀庫有斗笠式刀庫和圓盤式刀庫這兩種，而鏈條式刀庫由於價格昂貴所以沒有什麼廠家使用。
加工中心的換刀方式：
1、斗笠式刀庫的換刀方式：
斗笠式刀庫的換刀方式比較簡單，這類刀庫沒有機械手臂，所以不需要使用機械手臂來完成換刀。其刀庫的換刀方式是這樣的：刀庫向主軸移動來實現換刀。此類具有性價比高、維護方便、結構簡單等優點，而缺點就是換刀速度慢。
2、圓盤式刀庫的換刀方式：
圓盤式刀庫的換刀方式比較復雜，主要是由機械手臂來完成換刀動作，由機械手從刀庫取出刀具180°旋轉裝入主軸中完成換刀。此類刀庫具有換刀速度快的優點，其缺點就是結構復雜，維修不便，而且故障率高。
盡管這些刀庫的換刀方式、選刀方式、刀具結構等各不相同，但都是由數控系統來控制的，由電機、氣壓或者液壓和機械手來實現刀具的選擇與交換。
⑵ 加工中心最簡單的自動選刀方式是
根據數控系統的選擇指令。從刀庫中將各工序所需的刀具轉換到取刀位置，稱為自動選刀。自動選刀方式有以下兩種：
1、順序選刀方式 採用這種方法時，刀具在刀庫中的位置是嚴格按照零件加工工藝所規定的刀具使用順序依次排列，加工時按加工順序選刀。採用這種選擇方式時，驅動控制較為簡單，工作可靠，不需要識刀裝置。這種選刀方式的缺點是加工不同的工件時必須重新排列刀庫中的刀具順序，使刀具數量增加。因此，這種換刀選擇方式不適合於多品種小批量生產。
2、任意選擇方式 這種方式根據程序指令的要求任意選擇所需的刀具，刀具在刀庫中可以不按加工順序而任意存放，利用控制系統來識別、記憶所有的刀具和刀座。該方法的優點是刀具可以放在刀庫中的任意位置，選刀靈活方便，提高了自動換刀裝置的靈活性和通用性。因此，這種換刀選擇方式適合於多品種小批量生產。
⑶ 加工中心對結構都有哪些要求
加工中心有各種類型，雖然外形結構各異，但總體上是由以下幾大部分組成。
1、基礎部件：由床身、立柱和工作台等大件組成，它們是加工中心結構中的基礎部件。這些大件有鑄鐵件，也有焊接的鋼結構件，它們要承受加工中心的靜載荷以及在加工時的切削負載，因此必須具備更高的靜動剛度，也是加工中心中質量和體積最大的部件。
2、主軸部件：由主軸箱、主袖電動機、主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的啟動、停止等動作和轉速均由數控系統控制，並通過裝在主軸上的刀具進行切削。主軸部件是切削加工的功率輸出部件，是加工中心的關鍵部件，其結構的好壞，對加工中心的性能有很大的影響。
3、數控系統：由CNC裝置、可編程序控制器、伺眼驅動裝置以及電動機等部分組成。是加工中心執行順序控制動作和控制加工過程的中心。
4、自動換刀裝置（ATC）：加工中心與一般數控機床的顯著區別是具有對零件進行多工序加工的能力，有一套自動換刀裝置。
加工中心對結構的要求：
1、具備更高的靜動剛度
加工中心價格昂貴，其加工費用比傳統機床要高得多，這就要求必須採取措施大幅度地壓縮單件加工時間。壓縮單件加工時間包括兩個方面：一方面是新型刀具材料的發展，使切削速度成倍地提高，大大縮短了切削時間；另一方面，採用自動換刀系統，加快裝夾變換等操作，這又大大減少了輔助時間。這些措施大幅度地提高了生產率，獲得了好的經濟效益，然而，也明顯地增加了機床的負載及運轉時間。另外，機床床身、導軌、工作台、刀架和主軸箱等部件的結構剛度將影響它們本身的幾何精度及因變形所產生的誤差．所有這些因素都要求數控機床具有更高的靜剛度。
切削過程中的振動不僅直接影響零件的加工精度和表面質量，還會降低刀具壽命，影響生產率。而加工中心又是連續作業，不可能在加工中作人為調整（如改變切削用量或改變刀具的幾何角度）來消除或減少振動，因此，還必須提高加工中心的動剛度。
在設計加工中心結構時，考慮到這些因素，其基礎大件通常採用封閉箱形結構，合理布局且加強筋板以及加強各部件的接觸剛度，有效地提高機床的靜剛度。另外，調整構件的質量可改變系統的自振頻率，增加阻尼可改善機床的阻尼特性，是提高機床動剛度的有效措施。
2、更小的熱變形
加工中心在加工中受切削熱、摩擦熱等內外熱源的影響，各部件將發生不同程度的熱變形，這將影響工件的加工精度。由於加工中心的主軸轉速、進給速度及切削量等都大於傳統機床，而且工藝過程自動化，常常是連續加工，因而產生的熱量也多於傳統機床，這就要求必須採取措施減少熱變形對加工精度的影響。主要措施有：對發熱源採取有效的液冷、風冷等方法來控制溫升；改善機床結構，使構件的熱變形發生在非誤差敏感方向上。例如卧式加工中心的立柱採用框式雙立柱結構，左右對稱；熱變形對主軸軸線產生垂直方向的平移，它可以由坐標修正量進行補償，減少發熱，盡可能將熱源從主機中分離出去。
3、運動件間的摩擦小，並消除傳動系統間隙
加工中心工作台的位移，以脈沖當量作為它的最小單位，在對刀、工件找正等情況下，工作台常以極低的速度運動。這就要求工作台能對數控裝置發出的指令作出准確響應，它與運動件的摩擦特性有關。加工中心採用滾動導軌和靜壓導軌，滾動導軌和加壓導軌的靜摩擦力較小，並且在潤滑油的作用下，它們的摩擦力隨運動速度的提高而加大，這就有效地避免了低速爬行現象，從而使加工中心的運動平穩性和定位精度都有所提高。進給系統中採用滾珠絲杠代替滑動絲杠，也是基於同樣的道理。另外，採用脈沖補償裝置進行螺距補償，消除了進給傳動系統的間隙；有的機床採用無間隙傳動副。
4、壽命高、精度保持性好
良好的潤滑系統保證了加工中心的壽命，導軌、進給絲杠及主軸部件都採用新型的耐磨材料．使加工中心在長期使用過程中能夠保持良好的精度。
5、宜人性
加工中心採用多主軸、多刀架及自動換刀裝置，一次裝卡完成各工序的加工，節省了大量裝卡換刀時間。由於不需要人工操作，故採用了封閉或半封閉式加工，使人機界面明快、干凈、協調。機床各部分的互鎮能力強，可防止事故發生，改善了操作者的觀察、操作和維護條件，並設有緊急停車裝置，以避免發生意外事故．所有操作都集中在一個操作面板上，一目瞭然，減少了誤操作。
⑷ 數控機床電動四方刀架自動換刀時的動作過程
自動換刀裝置的形式
自動換刀裝置是加工中心的重要執行機構，它的形式多種多樣，目前常見的有以下幾種。
1．回轉刀架換刀
數控機床使用的回轉刀架是最簡單的自動換刀裝置，有四方刀架、六角刀架，即在其上裝有四把、六把或更多的刀具。
回轉刀架必須具有良好的強度和剛度，以承受粗加工的切削力：同時要保證回轉刀架在每次轉位的重復定位精度。
圖1為數控車床六角回轉刀架，它適用於盤類零件的加工。在加工軸類零件時，可以用四方回轉刀架。由於兩者底部安裝尺寸相同，更換刀架十分方便。
回轉刀架的全部動作由液壓系統通過電磁換向閥和順序閥進行控制，它的動作分為4個步驟：
(1)刀架抬起 當數控裝置發出換刀指令後，壓力油由a孔進入壓緊液壓缸的下腔，活塞1上升，刀架體2抬起，使定位用的活動插銷10與固定插銷9脫開。同時，活塞桿下端的端齒離合器與空套齒輪5結合。
(2)刀架轉位 當刀架抬起後，壓力油從c孔進入轉位液壓缸左腔，活塞6向右移動，通過聯接板帶動齒條8移動，使空套齒輪5作逆時針方向轉動。通過端齒離合器使刀架轉過60º。活塞的行程應等於齒輪5分度圓周長的1/6，並由限位開關控制。
(3)刀架壓緊 刀架轉位之後，壓力油從b孔進入壓緊液壓缸上腔，活塞1帶動刀架體2下降。齒輪3的底盤上精確地安裝有6個帶斜楔的圓柱固定插銷9，利用活動插銷10消除定位銷與孔之間的間隙，實現反靠定位。刀架體2下降時，定位活動插銷10與另一個固定插銷9卡緊，同時齒輪3與齒圈4的錐面接觸，刀架在新的位置定位並夾緊。這時，端齒離合器與空套齒輪5脫開。
(4)轉位液壓缸復位 刀架壓緊之後，壓力油從d孔進入轉位液壓缸的右腔，活塞6帶動齒條復位，由於此時端齒離合器已脫開，齒條帶動齒輪3在軸上空轉。
如果定位和夾緊動作正常，推桿11與相應的觸頭12接觸，發出信號表示換刀過程已經結束，可以繼續進行切削加工。
回轉刀架除了採用液壓缸轉位和定位銷定位之外，還可以採用電動機帶動離合器定位，以及其他轉位和定位機構。
2．更換主軸頭換刀
在帶有旋轉刀具的數控機床中，更換主軸頭是一種簡單換刀方式。主軸頭通常有卧式和立式兩種，而且常用轉塔的轉位來更換主軸頭，以實現自動換刀。在轉塔的各個主軸頭上，預先安裝有各工序所需的旋轉刀具。當發出換刀指令時，各主軸頭依次地轉到加工位置，並接通主軸運動，使相應的主軸帶動刀具旋轉，而其他處於不加工位置上的主軸都與主運動脫開。
圖2為卧式八軸轉塔頭。轉塔頭上徑向分布著八根結構完全相同的主軸7，主軸的回轉運動由齒輪12輸入。當數控裝置發出換刀指令時，先通過液壓撥叉將移動齒輪3與齒輪12脫離嚙合，同時在中心液壓缸14的上腔通壓力油。由於活塞桿和活塞15固定在底座上，因此中心液壓缸14帶著由兩個推力軸承17和16支承的轉塔刀架體18抬起，離合器2和1脫離嚙合。然後壓力油進入轉位液壓缸，推動活塞齒條，再經過中間齒輪使大齒輪4與轉塔刀架體18一起回轉45º，將下一工序的主軸轉到工作位置。轉位結束後，壓力油進入中心液壓缸14的下腔，使轉塔頭下降，離合器2和1重新嚙合，實現了精確的定位。在壓力油的作用下，轉塔頭被壓緊，轉位液壓缸退回原位。最後，通過液壓撥叉移動齒輪3，使它與新換上的主軸齒輪12相嚙合。為了改善主軸結構的裝配工藝性，整個主軸部件裝在套筒5內，只要卸去螺釘10，就可以將整個部件抽出。主軸前軸承9採用錐孔雙列圓柱滾子軸承，調整時，先卸下端蓋6，然後擰緊螺母8，使內環做軸向移動，以便消除軸承的徑向間隙。
圖2 卧式八軸轉塔頭
1、2一離合器 3、4、12一齒輪 5一套筒 6一端蓋 7一主軸 8一螺母
9、16、17一軸承 10一螺釘 1l一推動桿 13一操縱桿 14一液壓缸 15一活塞 18一轉塔刀架體
為了便於卸出主軸錐孔內的刀具，每根主軸都有操縱桿13，只要按壓操縱桿，就能通過斜面推動桿11，頂出刀具。
轉塔主軸頭的轉位、定位和壓緊方式與鼠齒盤式分度工作台極為相似，但因為在轉塔上分布著許多回轉主軸部件，使結構更為復雜。
由於空間位置的限制，主軸部件的結構不可能設計得十分堅實，因而影響了主軸系統的剛度。為了保證主軸的剛度，主軸數目必須加以限制，否則將會使結構尺寸大為增加。
轉塔主軸頭換刀方式的主要優點在於省去了自動松夾、卸刀、裝刀、夾緊以及刀具搬運等一系列復雜的操作。從而提高了換刀的可靠性，並顯著地縮短了換刀時間。但由於上述結構上的原因，轉塔主軸頭通常只是用於工序較少、精度要求不太高的機床，例如數控鑽床等。
3．帶刀庫的自動換刀系統
帶刀庫的自動換刀系統由刀庫和刀具交換機構組成。首先把加工過程中需要使用的全部刀具分別安裝在標准刀柄上，在機外進行尺寸預調整後，按一定的方式放入刀庫中去。換刀時先在刀庫中進行選刀，並由刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具，在進行交換刀具之後，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，它既可以安裝在主軸箱的側面或上方，也可作為單獨部件安裝到機床以外，並由搬運裝置運送刀具。
與轉塔主軸頭相比較，由於帶刀庫的自動換刀裝置數控機床主軸箱內只有一個主軸，設計主軸部件就有可能充分增強它的剛度，因而能滿足精密加工的要求。另外，刀庫可以存放數量很大的刀具，因而能夠進行復雜零件的多工序加工，這樣就明顯提高了機床的適應性和加工效率。所以帶刀庫的自動換刀裝置特別適用於數控鑽床、數控銑床和數控鏜床。
⑸ 加工中心的自動換刀裝置由什麼組成
，由主軸定向機構、主軸 松刀機構、刀庫升降機構、刀庫移動機構及刀庫組 成，其特回征在於：與彈答性夾頭，連接的杠桿，鉸連在主 軸箱上，且與裝連在立往上的凸輪塊工作時相接； 安裝在立柱上的曲桿與刀庫支架連接，且設置 在與主軸箱裝連的凸輪板上；與刀庫相連的擺動臂 裝在刀庫支架上，且設置在與立柱連接的凸輪 板
⑹ 數控機床自動換刀裝置的分類和特點及具體應用
數控機床自動換來刀裝置分為轉塔自式和刀庫式
轉塔式分為回轉刀架和轉塔頭
刀庫式分為刀庫與主軸之間直接換刀、用機械手配合刀庫進行換刀和（用機械手、運輸裝置配合刀庫進行換刀）三種
回轉刀架多為順序換刀，換刀時間短，結構緊湊，容納刀具較少 用於數控車床、數控車削中心機床
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⑺ 數控加工中心常見自動換刀方式的特點是什麼
數控加工中心除了和其它數控銑削加工設備一樣，具有高效加工復雜曲面工件和異形輪廓工件的加工能力以外。它還具有自動更換加工刀具的先進功能。藉助於這一加工特性，可以實現機床對各類型工件特別是多工序復雜工件各工序的自動轉接加工。可以做到工件在單台加工設備上，集中自動完成其鑽、銑、鏜、鉸和攻絲等多種工序的加工內容。以至於有人說，數控加工中心是多功能的智能化加工設備。
數控加工中心之所以具有上述較高的自動化加工能力，除了機床配置的控制裝置和工件的加工程序以外，硬體方面主要配置有刀庫和自動換刀裝置兩部分。有了刀庫可使工件各工序加工刀具可以得到較好的存儲和管理，自動換刀機構可使機床每完成一道工序加工時，可以及時的更換下刀工序相應的加工刀具，它們是相互獨立而又不可分割的一個整體。根據機床配置刀庫的不同其換刀機構也不盡相同。本文就簡單介紹一下，數控加工中心常見的自動換刀方式及其特點。
根據數控加工中心加工形式和加工要求的不同，常見的刀庫形式主要有斗笠式刀庫、圓盤機械手刀庫、鏈式刀庫等幾種。相對應的換刀方式可分為直接換刀方式、機械手換刀方式和轉塔頭方式幾種，具體我們看一下它們各自的特點：
一、機械手換刀方式
一般配置機械手換刀機構的刀庫常使用圓盤式刀庫。所謂機械手換刀方式，就是指在換刀時，由機械手進行抓刀、選刀及換刀。負責在刀庫和數控加工中心的主軸之間傳遞刀具，將替換下來的刀具送回到刀庫內，再將需要使用的刀具推送到主軸上。這種換刀方式的特點是待使用的新刀和已使用的舊刀同時抓取。也就是說抓刀和換刀同時進行，因此相對其它換刀方式來說，具有換刀速度更快、各機械元件的運動幅度更小等特點。是現在比較主流的換刀方式。
二、直接換刀方式
所謂直接換刀方式是指換刀過程由刀庫和主軸箱配合完成，這是一種最直接的換刀方式。一般配置的刀庫是斗笠式的。按照換刀過程中，刀庫有沒有發生位移來區分，直接換刀方式又可以分為刀庫移位方式和刀庫固定方式兩種。刀庫移位方式中，刀庫是可以移動的，在換刀前，刀庫進入換刀工作區，換刀後在退出該區域。這種換刀方式由於刀庫發生的運動較多，布局比較講究，靈活性和適應性較差。刀庫固定方式中，主要通過主軸箱的移動進行選刀。刀庫可以是保持靜止的，也可以只進行位置旋轉。前者只能進行順序選刀，適用於刀具數量較少的數控加工中心，而後者可以實現轉位選刀。這種選刀方式減少了刀庫的移動，可以大大簡化刀庫的設計結構，對換刀過程的控制也簡單可靠。直接換刀方式的特點是換刀速度慢、故障率高，只在早期的機型上使用。
三、轉塔頭換刀方式
轉塔頭方式是通過磚塔的旋轉，使需要的刀具移動到相應位置的換刀方式。它一般為順序換刀，優點是結構緊湊，換刀時間極短，一般較多應用於加工曲軸類等細長類工件且需要完成多道工序的復雜工序加工場合。
轉塔頭方式的自動換刀裝置和直接換刀方式類似，又分為轉塔刀架換刀和磚塔主軸頭換刀兩種方式。轉塔刀架換刀方式是通過轉塔頭的旋轉，實現自動換刀動作；轉塔主軸頭換刀方式也需要配備轉塔，但轉塔主軸上連接的不是刀架，而是多個不同方位，成章魚觸手狀分布的分主軸頭，每個主軸頭上事先安裝有各個工序需要使用的刀具。
在數控加工中心加工中，通過旋轉轉塔，各主軸頭按照程序指令，依次轉動到加工位置，從而實現自動換刀動作。這種換刀方式，由於各分主軸都集中在一個轉塔上，對轉塔主軸的剛度有較高的要求，對刀具主軸的數量也有一定的限制。這種換刀方式主要應用在較小型的數控加工中心上。
⑻ 數控機床的自動換刀裝置有哪些形式
各類數控機床的自動換刀裝置的結構取決於機床的形式、工藝范圍以及刀具的種類和數量等，主要可以分為以下幾種形式
①回轉刀架換刀
數控機床上使用的回轉刀架是一種最簡單的自動換刀裝置，根據加工對象的不同，可以設計成四方刀架和六角刀架等多種形式，分別安裝著四把、六把或更多的刀具，並按數控裝置的指令換刀。回轉刀架的結構上必須具有良好的強度和剛性，以承受粗加工時的切削抗力，由於車削加工精度在很大程度上取決於刀尖位置，而加工工程中對刀尖位置一般不進行人工調整，因此更有必要選擇可靠地定位方案和合理的定位結構，以保證回轉刀架在每次轉位之後，具有盡可能高的重復定位精度
回轉刀架的全部動作由液壓系統通過電磁換向閥和順序閥進行控制，他的動作分為四個步驟：刀架抬起。刀架轉位。刀架壓緊。轉位油缸復位
回轉刀架除了採用液壓缸驅動轉位和定位銷定位以外，還可以採用電機/馬氏機構轉位和鼠齒定位，以及其他轉位和定位機構。
②更換主軸頭換刀
在帶有旋轉刀具的數控機床中，更換主軸頭是一種比較簡單的換刀方式，主軸頭通常有卧式和立式兩種，而且常用磚塔的轉位來更換主軸頭，以實現自動換刀，在磚塔的各個主軸頭上，預先安裝有各工序所需要的旋轉刀具，當發出換刀指令時，各主軸頭依次的轉到加工位置，並接通主運動，使相應的主軸帶動刀具旋轉，而其他處於不加工位置上的主軸都與主運動脫開。
由於空間位置的限制，主軸部件的結構不可能設計的十分堅實，因為影響了主軸系統的剛度，為了保證主軸的剛度，主軸的數目必須加以限制，否則將會使結構尺寸大為增加。磚塔主軸頭換刀方式的主要優點在於省去了自動松夾、卸刀、裝刀、夾緊以及刀具搬運等一系列復雜的操作，從而提高了換刀的可能性，並顯著的縮短了換刀時間，但由於結構上的原因，磚塔主軸頭通常只適用於工序較少，精度要求不太敢的數控機床，如數控鑽床等。
③帶刀庫的自動換刀系統
帶刀庫的自動換刀系統由刀庫和刀具交換裝置如機械手等組成，目前他是多工序數控機床上應用最為廣泛的換刀方法
整個換刀過程較為復雜，首先把加工過程中需要使用的全部刀具分別安裝在標準的刀柄上，在機外進行尺寸育調整之後，按一定的方式放入刀庫，換刀時先在到庫中進行選刀，並由刀具交換裝置分別動刀庫和主軸上取出刀具，在進行刀具交換之後，將新道具裝入主軸，把就刀具放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，它既可安裝在主軸箱的側面或上方，也可作為單獨部件安裝的機床以外，並有搬運裝置運動刀具。
帶刀庫的自動換到數控機床主軸箱與磚塔主軸頭相比較，由於主軸箱內只有一個主軸，設計主軸部件時就有可能充分增強它的剛度，因而能夠滿足精密加工的要求，另外刀庫可以存放數量很大的刀具，因為能夠進行復雜零件的多工序加工，這樣就明顯的提高了機床的適應性和加工效率。所以帶刀庫的自動換刀裝置特別適用於數控鑽、銑、鏜床。但這種換刀方式的整個過程動作較多，換刀時間長，系統較為復雜，降低了工作可靠性。