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自动换刀装置有哪几种

发布时间:2023-03-28 04:54:39

❶ 自动换刀装置的常见形式有哪些它们主要区别是什么各有何优缺点

1、回转刀架换刀数控来雕刻机上使用的回自转刀架是一种最简单的自动换刀系统,根据不同加工对象,可以设计成四方刀架和六角刀架多种形式,回转刀架上分别安装多把,并按数控装置的指令换刀。回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚性,以承受粗加工时的切削抗力。由于切削加工精度在很大程度上取决于刀尖装置,于对于数控雕刻机来说,加工过程中刀尖位置不进行人工调整。因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构,以保证回转刀架在每次转位之后,具有尽可能高的重复定位精度。回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,分为刀架抬起、刀架转位、刀架压紧和转位油缸复位四个流程。

❷ 什么是自动换刀装置

一、自动换刀装置的形式

自动换刀装置是数控机床的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种:

1.回转刀架换刀;
2.排式刀架换刀;
3.更换主轴头换刀;
4.带刀库的自动换刀系统

在这里我对数控机床常见的这几种换刀系统逐一介绍,首先介绍一下回转刀架换刀系统。

二、回转刀架

数控机床使用的回转刀架是比较简单的自动换刀装置,常用的类型有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。

回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。下面我们结合一台四工位的四方刀架了解一下其换刀过程及原理。并结合换刀原理分析一下四方刀架的常见故障现象及原因。常见机床四方刀架如图一(左)。
图一数控机床刀架或刀库是由机床PLC来进行控制,对于普通的四工位刀架来说,控制比较简单,一般用于普通的车床。我们分析车床刀架的控制原理其实就是指刀架的整个换刀过程,刀架的换刀过程其实是通过PLC对控制刀架的所有I/O信号进行逻辑处理及计算。实现刀架的顺序控制。另外为了保证换刀能够正确进行,系统一般还要设置一些相应的系统参数来对换刀过程进行调整。下面我们分析PLC控制下的换刀过程。在分析之前,我们首先了解刀架控制的电气部分。刀架电气控制部分如图二所示。图二中的a是刀架控制的强电部分,主要是控制刀架电机的正转和反转,来控制刀架的正转和反转;图b是刀架控制的交流控制回路,主要是控制两个交流接触器的导通和关闭来实现a中的强电控制;图c部分是刀架控制的继电器控制回路及PLC的输入及输出回路,整个过程的控制最终是由这个模块来完成的。 图中各器件的作用如下:

序号 名称 含义
1 M2 刀架电动机
2 QF3 刀架电动机带过载保护的电源空开
3 KM5、KM6 刀架电动机正、反转控制交流接触器
4 KA1 由急停控制的中间继电器
5 KA6、KA7 刀架电动机正、反转控制中间继电器
6 S1~S4 刀位检测霍尔开关
7 SB11 手动刀位选择按钮
8 SB12 手动换刀启动按钮
9 RC3 三相灭弧器
10 RC9、RC10 单相灭弧器

自动刀架控制涉及到的I/O信号如下:

PLC输入信号:

X2.7:刀架电动机过热报警输入;
X3.0~X3.3:1~4号刀到位信号输入;
X30.6:手动刀位选择按钮信号输入;
X30.7:手动换刀启动按钮信号输入;

PLC输出信号:

Y0.6:刀架正转继电器控制输出;
Y0.7:刀架反转继电器控制输出。

我们现在已经清楚了刀架控制的I/O信号,下面我们结合这些信号来分析一下换刀过程,刀架换刀有两种模式,一种是手动换刀,一种是通过T指令进行自动换刀。我们以手动状态为例,介绍一下换刀过程及常见故障。

1、首先我们将机床调至手动状态,通过刀位选择按键进行目的刀位选择,有的系统是利用波段开关的形式进行实现,有的系统是利用记数的形式来实现,比如说通过检测刀位选择信号(X30.6)的状态,如果按下刀位选择按键,X30.6的状态应该会改变一次,计数器的数值会发生改变,系统选择的目的刀具也会发生相应的改变。

2、选择目的刀具完成以后,下面就是将机床刀架的当前刀位转换到目的刀位。我们按下刀位转换按键X30.7以后。这时系统PLC输出一个刀架正转信号Y0.6,KA6吸合;KM5吸合,这时刀架电机开始正向旋转,刀架开始正转。

3、刀架在正向旋转的过程中不停的对刀位输入信号进行检测,如图3所示,每把刀具各有一个霍尔位置检测开关。各刀具按顺序依次经过发磁体位置产生相应的刀位信号。当产生的刀位信号和目的刀位寄存器中的刀位相一致的时候,PLC认为所选刀具已经到位。
图34、刀具到位以后,刀架仍继续正向旋转一段时间,然后停止正向旋转(Y0.6停止输出),延时一段时间以后,刀架反转控制信号Y0.7有效,此时刀架开始反转,反转过程其实就是刀架锁紧的过程,此过程延续一段时间,直到刀架锁紧到位,但反转时间不宜过长或过短。过长就有可能烧坏电机或造成电机过热空开跳闸,时间过短有可能造成刀架不能够锁紧。刀架锁紧以后,整个换刀过程结束。

安全互锁

1、架电动机长时间旋转,而检测不到刀位信号,则认为刀架出现故障,立即停止刀架电动机,以防止将其损坏并报警提示;

2、刀架电动机过热报警时,停止换刀过程,并禁止自动加工;

我们现在已经对此种刀架的换刀原理有所了解,那么对于此种刀架在工作过程中常见的一些故障我们应该很容易分析出他的原因。常见的故障现象如下:

故障现象一:选择了目标刀位,按下刀位转换按钮以后,电动刀架不转;

故障现象二:选择了目标刀位,按下刀位转换按钮以后,电动刀架转个不停;

我们现在就以这两种比较典型的故障现象来分析一下故障原因,希望大家有所收获,比如故障现象一;这是比较常见的一种故障现象,出现此现象后我们应该利用怎样的方法才能够比较容易去解决。

从上面的叙述中我们已经了解了换刀的整个过程, 如图四,如果刀架不动,我们应该怎么样去检修呢?

1、首先我们可以利用现象比较明显,比较容易观察到的地方来进行判断,在这里我们可以把接触器作为一个特殊点,以接触器为分界点,作出一个初步判断,可以观察一下接触器是否动作,如果接触器动作我们可以听到接触器吸合的声音,相反则听不到。

2、接触器吸合的情况下,我们可以判断出换刀过程中的① ④没有问题。那么问题应该在⑤ 或 ⑥上,具体原因如下:

1)电机电源缺相或电压过低;

2)接触器主触点被烧坏或接触不良;

3)刀架电机电源相序错,造成电机旋转方向发生改变,刀架选刀的过程变成刀架锁紧的过程;

4)电机被烧坏;

5)刀架锁得太紧或被机械卡死等。

3、接触器在没有吸合的情况下,我们可以判断出故障原因有可能出在①⑤这几步上,具体分析过程如下:

1)KM5没有吸合的情况下,观察KA6是否吸合,如果KA6已经动作,那么可以测量一下KM5线圈有没有烧坏,控制电缆有没有断线,KA6的触点接触是否良好。

2)如果KA6没有动作,可以通过观察PLC的输入输出寄存器的状态来确定刀架正转信号Y0.6是否有输出,如果有输出,可以检测一下继电器KA6线圈是否被烧坏,PLC输出板是否有问题,系统PLC到KA6的连线是否有问题。如果没有输出,则检查一下是否PLC编写有误,是否有些换刀条件没有满足。

❸ 数控机床自动换刀装置的分类和特点及具体应用

数控机床自动换刀装置分为转塔式和刀库式
转塔式分为回转刀架和转塔头
刀库式分为版刀库与主轴之间直接权换刀、用机械手配合刀库进行换刀和(用机械手、运输装置配合刀库进行换刀)三种
回转刀架多为顺序换刀,换刀时间短,结构紧凑,容纳刀具较少
用于数控车床、数控车削中心机床
其它的太多了我打字太慢请谅解~~

❹ 自动换刀装置的刀库的形式有哪几种什么是刀具交换装置

刀库有:刀臂式刀库,斗笠式刀库,链轨式。刀具交换装置就是刀库与机床主轴的运动叫刀具交换装置。

❺ 自动换刀系统都有哪些部分组成

自动换刀系统是指实现零件工序之间连续加工的换刀要求的加工装置。自动换刀系统由刀库和换刀装置组成。其中,应用最为广泛的自动换刀系统主要有三种类型,分别是转塔式换刀系统、带盘式刀库的主轴直接换刀系统和带链式刀库的换刀机械手换刀系统。而刀库可以是立式的,也可以是卧式的。
自动换刀系统一般由刀库和机械手组成。不同机床的自动换刀系统可能不同,这正是体现机床独具特色的部分。
1、刀库
顾名思义是存放刀具的仓库,就是把加工零件所用的刀具都存放在这里,在加工过程中由机械手抓取。刀库形式主要有盘式刀库和链式刀库两种。
(1)盘式刀库。刀库容量为30把左右。如果刀库容量太大,就会造成刀库的转动惯量过大。一般中小型加工中心使用盘式刀库的较多。
(2)链式刀库。刀库容量较大,可以装载100把刀具,甚至更多。链式刀库容量较大,主要是因为箱体类零件加工内容多,使用刀具的数量也就相应增加。
2、机械手
形式有单臂、双臂等多种,有的加工中心甚至没有机械手,而通过刀库和主轴的相对运动实现换刀。
自动换刀系统简称ATC,是加工中心的重要部件,由它实现零件工序之间连续加工的换刀要求,即在每一工序完成后自动将下一工序所用的新刀具更到主轴上,从而保证了加工中心工艺集中的工艺特点,刀具的交换一般通过机械手、刀库及机床主轴的协调动作共同完成。

❻ 数控加工中心常见的换刀方式及特点是什么

简单来说,数控加工中心除了和其它数控铣削加工设备一样,具有高效加工复杂曲面工件和异形轮廓工件的加工能力以外。它还具有自动更换加工刀具的先进功能。借助于这一加工特性,可以实现机床对各类型工件特别是多工序复杂工件各工序的自动转接加工。可以做到工件在单台加工设备上,集中自动完成其钻、铣、镗、铰和攻丝等多种工序的加工内容。以至于有人说,数控加工中心是多功能的智能化加工设备。
数控加工中心之所以具有上述较高的自动化加工能力,除了机床配置的控制装置和工件的加工程序以外,硬件方面主要配置有刀库和自动换刀装置两部分。有了刀库可使工件各工序加工刀具可以得到较好的存储和管理,自动换刀机构可使机床每完成一道工序加工时,可以及时的更换下刀工序相应的加工刀具,它们是相互独立而又不可分割的一个整体。根据机床配置刀库的不同其换刀机构也不尽相同。本文就简单介绍一下,数控加工中心常见的自动换刀方式及其特点。
根据数控加工中心加工形式和加工要求的不同,常见的刀库形式主要有斗笠式刀库、圆盘机械手刀库、链式刀库等几种。相对应的换刀方式可分为直接换刀方式、机械手换刀方式和转塔头方式几种,具体我们看一下它们各自的特点:
一、机械手换刀方式
一般配置机械手换刀机构的刀库常使用圆盘式刀库。所谓机械手换刀方式,就是指在换刀时,由机械手进行抓刀、选刀及换刀。负责在刀库和数控加工中心的主轴之间传递刀具,将替换下来的刀具送回到刀库内,再将需要使用的刀具推送到主轴上。这种换刀方式的特点是待使用的新刀和已使用的旧刀同时抓取。也就是说抓刀和换刀同时进行,因此相对其它换刀方式来说,具有换刀速度更快、各机械元件的运动幅度更小等特点。是现在比较主流的换刀方式。
二、直接换刀方式
所谓直接换刀方式是指换刀过程由刀库和主轴箱配合完成,这是一种最直接的换刀方式。一般配置的刀库是斗笠式的。按照换刀过程中,刀库有没有发生位移来区分,直接换刀方式又可以分为刀库移位方式和刀库固定方式两种。刀库移位方式中,刀库是可以移动的,在换刀前,刀库进入换刀工作区,换刀后在退出该区域。这种换刀方式由于刀库发生的运动较多,布局比较讲究,灵活性和适应性较差。刀库固定方式中,主要通过主轴箱的移动进行选刀。刀库可以是保持静止的,也可以只进行位置旋转。前者只能进行顺序选刀,适用于刀具数量较少的数控加工中心,而后者可以实现转位选刀。这种选刀方式减少了刀库的移动,可以大大简化刀库的设计结构,对换刀过程的控制也简单可靠。直接换刀方式的特点是换刀速度慢、故障率高,只在早期的机型上使用。
三、转塔头换刀方式
转塔头方式是通过砖塔的旋转,使需要的刀具移动到相应位置的换刀方式。它一般为顺序换刀,优点是结构紧凑,换刀时间极短,一般较多应用于加工曲轴类等细长类工件且需要完成多道工序的复杂工序加工场合。
转塔头方式的自动换刀装置和直接换刀方式类似,又分为转塔刀架换刀和砖塔主轴头换刀两种方式。转塔刀架换刀方式是通过转塔头的旋转,实现自动换刀动作;转塔主轴头换刀方式也需要配备转塔,但转塔主轴上连接的不是刀架,而是多个不同方位,成章鱼触手状分布的分主轴头,每个主轴头上事先安装有各个工序需要使用的刀具。
在数控加工中心加工中,通过旋转转塔,各主轴头按照程序指令,依次转动到加工位置,从而实现自动换刀动作。这种换刀方式,由于各分主轴都集中在一个转塔上,对转塔主轴的刚度有较高的要求,对刀具主轴的数量也有一定的限制。这种换刀方式主要应用在较小型的数控加工中心上。

❼ 自动换刀系统的换刀方式是什么

自动换刀系统换刀方式:
根据实现原理的不同,自动换刀有回转刀架换刀、更换主轴头换刀、带刀库自动换刀等方式。
回转刀架换刀工作原理类似分度工作台,通过刀架定角度回转实现新旧刀具的交换。
更换主轴头换刀方式时首先将刀具放置于各个主轴头上。通过转塔的转动更换主轴头从而达到更换刀具的目的。这两种方式设计简单,换刀时间短,可靠性高。其缺点是储备刀具数量有限,尤其是更换主轴头换刀方式的主轴系统的刚度较差,所以仅仅适应于工序较少、精度要求不太高的机床。
带刀库自动换刀方式由刀库,选刀系统,刀具交换机构等部分构成,结构较复杂。该方法虽然有着换刀过程动作多,设计制造复杂等缺点,但由于其自动化程度高,因此在加工工序比较多的复杂零件时,被广泛采用。
自动换刀系统简称ATC,是加工中心的重要部件,由它实现零件工序之间连续加工的换刀要求,即在每一工序完成后自动将下一工序所用的新刀具更到主轴上,从而保证了加工中心工艺集中的工艺特点,刀具的交换一般通过机械手、刀库及机床主轴的协调动作共同完成。
带刀库和自动换刀装置的数控机床,其主轴箱和转塔主轴头相比较,由于主轴箱内只有一个主轴,主轴部件具有足够刚度,因而能够满足各种精密加工的要求。另外,刀库可以存放数量很多的刀具,以进行复杂零件的多工步加工,可明显提高数控机床的适应性和加工效率。自动换刀系统特别适用于加工中心。
自动换刀系统应当满足的基本要求包括:
(1)换刀时间短;
(2)刀具重复定位精度高;
(3)足够的刀具储存量;
(4)刀库占用空间少。

❽ 快速自动换刀技术都有哪些结构装置

除了在传统换刀装置的基础上提高动作速度外,还出现了一些新方法和新结构换刀装置。
(1)多主轴换刀
这种机床没有传统的刀库和换刀装置,而是采用多个主轴并排固定在主轴架上,一般为3~18个。每个主轴由各自的电动机直接驱动,并且每个主轴上安装了不同的刀具。换刀时不是主轴上的刀具交换,而是安装在夹具上的工件快速从一个主轴的加工位置移动到另一个装有不同刀具的主轴,实现换刀并立即加工。这个移动时间就是换刀时间,而且非常短。由夹具快速移动完成换刀,省去了复杂的换刀机构。这种结构的机床和通常的加工中心结构已大不相同。不仅可以用于需要快速换刀的加工,而且可以多轴同时加工,适合在高效率生产线上使用。
(2)双主轴换刀
加工中心有两个工作主轴,但不是同时用于切削加工。一个主轴用于加工,另一个主轴在此期间更换刀具。但需要换刀时,加工的主轴迅速退出,换好刀具的主轴立即进入加工。由于两个过程可以同时进行,换刀时间实际就是已经装好刀具的两个主轴的换位时间,使辅助时间减到最少,即机床切屑到切屑换刀时间达到最短。由于有两个主轴,这种机床的刀库和换刀机械手可以是一套,也可以是两套。两个主轴可以用1.0~1.5s的时间移动到加工位置并启动加速到加工的最大速度。具体的交换时间取决于机床的尺寸。
(3)刀库布置在主轴周围的转塔方式
这种方式,刀库本身就相当于机械手,即通过刀库拔插刀并采用顺序换刀,使机床切屑到切屑换刀时间较短。这种方式如果要实现任意换刀,则就随所选刀在刀库的位置不同而存在时间长短不等,最远的刀可能切屑到切屑换刀时间较长。因此,这种方式作为高速自动换刀装置只能采用顺序选刀的方式。
(4)多机械手方式
同样,刀库布置在主轴的周围,但采用每把刀有一个机械手的方式使换刀几乎没有时间的损失,并可以采用任意选刀的方式。
根据高速机床新的结构特点设计刀库和换刀装置的形式和位置。例如,传统的立式加工中心的刀库和换刀装置多装在立柱一侧:而高速加工中心则多为立柱移动的进给方式,为减轻运动件质量,刀库和换刀装置不宜再装在立柱上。
采用新方法进行刀具快速交换。不用刀库和机械手方式,而改用其它方式换刀。例如不用换刀,用换主轴的方法。
利用新开发的加工中心的主轴部件可作6自由度高速运动这一特点,让主轴直接参与换刀过程,不仅可使刀库配置位置灵活,而且可减少刀库运动的自由度,显著简化刀库和换刀装置的结构。
适合于高速加工中心的刀柄。HSK刀柄质量轻,拔插刀行程短,可以使自动换刀装置的速度提高。快速自动换刀装置采用HSK空心短锥柄刀是发展的趋势。

❾ 数控机床电动四方刀架自动换刀时的动作过程

自动换刀装置的形式

自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有以下几种。

1.回转刀架换刀

数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置,有四方刀架、六角刀架,即在其上装有四把、六把或更多的刀具。
回转刀架必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工的切削力:同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。

图1为数控车床六角回转刀架,它适用于盘类零件的加工。在加工轴类零件时,可以用四方回转刀架。由于两者底部安装尺寸相同,更换刀架十分方便。
回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,它的动作分为4个步骤:

(1)刀架抬起 当数控装置发出换刀指令后,压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔,活塞1上升,刀架体2抬起,使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。同时,活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。

(2)刀架转位 当刀架抬起后,压力油从c孔进入转位液压缸左腔,活塞6向右移动,通过联接板带动齿条8移动,使空套齿轮5作逆时针方向转动。通过端齿离合器使刀架转过60º。活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6,并由限位开关控制。

(3)刀架压紧 刀架转位之后,压力油从b孔进入压紧液压缸上腔,活塞1带动刀架体2下降。齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9,利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙,实现反靠定位。刀架体2下降时,定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧,同时齿轮3与齿圈4的锥面接触,刀架在新的位置定位并夹紧。这时,端齿离合器与空套齿轮5脱开。

(4)转位液压缸复位 刀架压紧之后,压力油从d孔进入转位液压缸的右腔,活塞6带动齿条复位,由于此时端齿离合器已脱开,齿条带动齿轮3在轴上空转。

如果定位和夹紧动作正常,推杆11与相应的触头12接触,发出信号表示换刀过程已经结束,可以继续进行切削加工。
回转刀架除了采用液压缸转位和定位销定位之外,还可以采用电动机带动离合器定位,以及其他转位和定位机构。

2.更换主轴头换刀

在带有旋转刀具的数控机床中,更换主轴头是一种简单换刀方式。主轴头通常有卧式和立式两种,而且常用转塔的转位来更换主轴头,以实现自动换刀。在转塔的各个主轴头上,预先安装有各工序所需的旋转刀具。当发出换刀指令时,各主轴头依次地转到加工位置,并接通主轴运动,使相应的主轴带动刀具旋转,而其他处于不加工位置上的主轴都与主运动脱开。

图2为卧式八轴转塔头。转塔头上径向分布着八根结构完全相同的主轴7,主轴的回转运动由齿轮12输入。当数控装置发出换刀指令时,先通过液压拨叉将移动齿轮3与齿轮12脱离啮合,同时在中心液压缸14的上腔通压力油。由于活塞杆和活塞15固定在底座上,因此中心液压缸14带着由两个推力轴承17和16支承的转塔刀架体18抬起,离合器2和1脱离啮合。然后压力油进入转位液压缸,推动活塞齿条,再经过中间齿轮使大齿轮4与转塔刀架体18一起回转45º,将下一工序的主轴转到工作位置。转位结束后,压力油进入中心液压缸14的下腔,使转塔头下降,离合器2和1重新啮合,实现了精确的定位。在压力油的作用下,转塔头被压紧,转位液压缸退回原位。最后,通过液压拨叉移动齿轮3,使它与新换上的主轴齿轮12相啮合。为了改善主轴结构的装配工艺性,整个主轴部件装在套筒5内,只要卸去螺钉10,就可以将整个部件抽出。主轴前轴承9采用锥孔双列圆柱滚子轴承,调整时,先卸下端盖6,然后拧紧螺母8,使内环做轴向移动,以便消除轴承的径向间隙。

图2 卧式八轴转塔头
1、2一离合器 3、4、12一齿轮 5一套筒 6一端盖 7一主轴 8一螺母
9、16、17一轴承 10一螺钉 1l一推动杆 13一操纵杆 14一液压缸 15一活塞 18一转塔刀架体
为了便于卸出主轴锥孔内的刀具,每根主轴都有操纵杆13,只要按压操纵杆,就能通过斜面推动杆11,顶出刀具。

转塔主轴头的转位、定位和压紧方式与鼠齿盘式分度工作台极为相似,但因为在转塔上分布着许多回转主轴部件,使结构更为复杂。

由于空间位置的限制,主轴部件的结构不可能设计得十分坚实,因而影响了主轴系统的刚度。为了保证主轴的刚度,主轴数目必须加以限制,否则将会使结构尺寸大为增加。

转塔主轴头换刀方式的主要优点在于省去了自动松夹、卸刀、装刀、夹紧以及刀具搬运等一系列复杂的操作。从而提高了换刀的可靠性,并显著地缩短了换刀时间。但由于上述结构上的原因,转塔主轴头通常只是用于工序较少、精度要求不太高的机床,例如数控钻床等。

3.带刀库的自动换刀系统

带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换机构组成。首先把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准刀柄上,在机外进行尺寸预调整后,按一定的方式放入刀库中去。换刀时先在刀库中进行选刀,并由刀具交换装置从刀库和主轴上取出刀具,在进行交换刀具之后,将新刀具装入主轴,把旧刀具放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量,它既可以安装在主轴箱的侧面或上方,也可作为单独部件安装到机床以外,并由搬运装置运送刀具。

与转塔主轴头相比较,由于带刀库的自动换刀装置数控机床主轴箱内只有一个主轴,设计主轴部件就有可能充分增强它的刚度,因而能满足精密加工的要求。另外,刀库可以存放数量很大的刀具,因而能够进行复杂零件的多工序加工,这样就明显提高了机床的适应性和加工效率。所以带刀库的自动换刀装置特别适用于数控钻床、数控铣床和数控镗床。

❿ 数控机床的自动换刀装置有哪些形式

各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的形式、工艺范围以及刀具的种类和数量等,主要可以分为以下几种形式
①回转刀架换刀
数控机床上使用的回转刀架是一种最简单的自动换刀装置,根据加工对象的不同,可以设计成四方刀架和六角刀架等多种形式,分别安装着四把、六把或更多的刀具,并按数控装置的指令换刀。回转刀架的结构上必须具有良好的强度和刚性,以承受粗加工时的切削抗力,由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置,而加工工程中对刀尖位置一般不进行人工调整,因此更有必要选择可靠地定位方案和合理的定位结构,以保证回转刀架在每次转位之后,具有尽可能高的重复定位精度
回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制,他的动作分为四个步骤:刀架抬起。刀架转位。刀架压紧。转位油缸复位
回转刀架除了采用液压缸驱动转位和定位销定位以外,还可以采用电机/马氏机构转位和鼠齿定位,以及其他转位和定位机构。
②更换主轴头换刀
在带有旋转刀具的数控机床中,更换主轴头是一种比较简单的换刀方式,主轴头通常有卧式和立式两种,而且常用砖塔的转位来更换主轴头,以实现自动换刀,在砖塔的各个主轴头上,预先安装有各工序所需要的旋转刀具,当发出换刀指令时,各主轴头依次的转到加工位置,并接通主运动,使相应的主轴带动刀具旋转,而其他处于不加工位置上的主轴都与主运动脱开。
由于空间位置的限制,主轴部件的结构不可能设计的十分坚实,因为影响了主轴系统的刚度,为了保证主轴的刚度,主轴的数目必须加以限制,否则将会使结构尺寸大为增加。砖塔主轴头换刀方式的主要优点在于省去了自动松夹、卸刀、装刀、夹紧以及刀具搬运等一系列复杂的操作,从而提高了换刀的可能性,并显著的缩短了换刀时间,但由于结构上的原因,砖塔主轴头通常只适用于工序较少,精度要求不太敢的数控机床,如数控钻床等。
③带刀库的自动换刀系统
带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换装置如机械手等组成,目前他是多工序数控机床上应用最为广泛的换刀方法
整个换刀过程较为复杂,首先把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准的刀柄上,在机外进行尺寸育调整之后,按一定的方式放入刀库,换刀时先在到库中进行选刀,并由刀具交换装置分别动刀库和主轴上取出刀具,在进行刀具交换之后,将新道具装入主轴,把就刀具放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量,它既可安装在主轴箱的侧面或上方,也可作为单独部件安装的机床以外,并有搬运装置运动刀具。
带刀库的自动换到数控机床主轴箱与砖塔主轴头相比较,由于主轴箱内只有一个主轴,设计主轴部件时就有可能充分增强它的刚度,因而能够满足精密加工的要求,另外刀库可以存放数量很大的刀具,因为能够进行复杂零件的多工序加工,这样就明显的提高了机床的适应性和加工效率。所以带刀库的自动换刀装置特别适用于数控钻、铣、镗床。但这种换刀方式的整个过程动作较多,换刀时间长,系统较为复杂,降低了工作可靠性。

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