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數(shù)控加工中心常見(jiàn)的自動(dòng)換刀方式及其特點(diǎn)

時(shí)間:2016-10-20 11:19:09來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),數(shù)控加工中心除了和其它數(shù)控銑削加工設(shè)備一樣,具有高效加工復(fù)雜曲面工件和異形輪廓工件的加工能力以外。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),數(shù)控加工中心除了和其它數(shù)控銑削加工設(shè)備一樣,具有高效加工復(fù)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(dòng)更換加工刀具的先進(jìn)功能。借助于這一加工特性,可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床對(duì)各類(lèi)型工件特別是多工序復(fù)雜工件各工序的自動(dòng)轉(zhuǎn)接加工??梢宰龅焦ぜ趩闻_(tái)加工設(shè)備上,集中自動(dòng)完成其鉆、銑、鏜、鉸和攻絲等多種工序的加工內(nèi)容。以至于有人說(shuō),數(shù)控加工中心是多功能的智能化加工設(shè)備。

數(shù)控加工中心之所以具有上述較高的自動(dòng)化加工能力,除了機(jī)床配置的控制裝置和工件的加工程序以外,硬件方面主要配置有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置兩部分。有了刀庫(kù)可使工件各工序加工刀具可以得到較好的存儲(chǔ)和管理,自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)可使機(jī)床每完成一道工序加工時(shí),可以及時(shí)的更換下刀工序相應(yīng)的加工刀具,它們是相互獨(dú)立而又不可分割的一個(gè)整體。根據(jù)機(jī)床配置刀庫(kù)的不同其換刀機(jī)構(gòu)也不盡相同。本文就簡(jiǎn)單介紹一下,數(shù)控加工中心常見(jiàn)的自動(dòng)換刀方式及其特點(diǎn)。

根據(jù)數(shù)控加工中心加工形式和加工要求的不同,常見(jiàn)的刀庫(kù)形式主要有斗笠式刀庫(kù)、圓盤(pán)機(jī)械手刀庫(kù)、鏈?zhǔn)降稁?kù)等幾種。相對(duì)應(yīng)的換刀方式可分為直接換刀方式、機(jī)械手換刀方式和轉(zhuǎn)塔頭方式幾種,具體我們看一下它們各自的特點(diǎn):

一、機(jī)械手換刀方式

一般配置機(jī)械手換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)常使用圓盤(pán)式刀庫(kù)。所謂機(jī)械手換刀方式,就是指在換刀時(shí),由機(jī)械手進(jìn)行抓刀、選刀及換刀。負(fù)責(zé)在刀庫(kù)和數(shù)控加工中心的主軸之間傳遞刀具,將替換下來(lái)的刀具送回到刀庫(kù)內(nèi),再將需要使用的刀具推送到主軸上。這種換刀方式的特點(diǎn)是待使用的新刀和已使用的舊刀同時(shí)抓取。也就是說(shuō)抓刀和換刀同時(shí)進(jìn)行,因此相對(duì)其它換刀方式來(lái)說(shuō),具有換刀速度更快、各機(jī)械元件的運(yùn)動(dòng)幅度更小等特點(diǎn)。是現(xiàn)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(guò)程由刀庫(kù)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(kù)是斗笠式的。按照換刀過(guò)程中,刀庫(kù)有沒(méi)有發(fā)生位移來(lái)區(qū)分,直接換刀方式又可以分為刀庫(kù)移位方式和刀庫(kù)固定方式兩種。刀庫(kù)移位方式中,刀庫(kù)是可以移動(dòng)的,在換刀前,刀庫(kù)進(jìn)入換刀工作區(qū),換刀后在退出該區(qū)域。這種換刀方式由于刀庫(kù)發(fā)生的運(yùn)動(dòng)較多,布局比較講究,靈活性和適應(yīng)性較差。刀庫(kù)固定方式中,主要通過(guò)主軸箱的移動(dòng)進(jìn)行選刀。刀庫(kù)可以是保持靜止的,也可以只進(jìn)行位置旋轉(zhuǎn)。前者只能進(jìn)行順序選刀,適用于刀具數(shù)量較少的數(shù)控加工中心,而后者可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位選刀。這種選刀方式減少了刀庫(kù)的移動(dòng),可以大大簡(jiǎn)化刀庫(kù)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),對(duì)換刀過(guò)程的控制也簡(jiǎn)單可靠。直接換刀方式的特點(diǎn)是換刀速度慢、故障率高,只在早期的機(jī)型上使用。

三、轉(zhuǎn)塔頭換刀方式

轉(zhuǎn)塔頭方式是通過(guò)磚塔的旋轉(zhuǎn),使需要的刀具移動(dòng)到相應(yīng)位置的換刀方式。它一般為順序換刀,優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,換刀時(shí)間極短,一般較多應(yīng)用于加工曲軸類(lèi)等細(xì)長(zhǎng)類(lèi)工件且需要完成多道工序的復(fù)雜工序加工場(chǎng)合。

轉(zhuǎn)塔頭方式的自動(dòng)換刀裝置和直接換刀方式類(lèi)似,又分為轉(zhuǎn)塔刀架換刀和磚塔主軸頭換刀兩種方式。轉(zhuǎn)塔刀架換刀方式是通過(guò)轉(zhuǎn)塔頭的旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀動(dòng)作;轉(zhuǎn)塔主軸頭換刀方式也需要配備轉(zhuǎn)塔,但轉(zhuǎn)塔主軸上連接的不是刀架,而是多個(gè)不同方位,成章魚(yú)觸手狀分布的分主軸頭,每個(gè)主軸頭上事先安裝有各個(gè)工序需要使用的刀具。

在數(shù)控加工中心加工中,通過(guò)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔,各主軸頭按照程序指令,依次轉(zhuǎn)動(dòng)到加工位置,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀動(dòng)作。這種換刀方式,由于各分主軸都集中在一個(gè)轉(zhuǎn)塔上,對(duì)轉(zhuǎn)塔主軸的剛度有較高的要求,對(duì)刀具主軸的數(shù)量也有一定的限制。這種換刀方式主要應(yīng)用在較小型的數(shù)控加工中心上。

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