加工中心對刀具的基本要求

加工中心對刀具的基本要求主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1)良好的切削性能：能承受高速切削和強力切削并且性能穩(wěn)定;

2)較高的精度：刀具的精度指刀具的形狀精度和刀具與裝卡裝置的位置精度;

3)配備完善的工具系統(tǒng)：滿足多刀連續(xù)加工的要求。

加工中心所使用刀具的刀頭部分與數(shù)控銑床所使用的刀具基本相同，如圖4.8所示。加工中心所使用刀具的刀柄部分與一般數(shù)控銑床用刀柄部分不同，加工中心用刀柄帶有夾持槽供機械手夾持。

自動換刀裝置

1.自動換刀裝置概述

在加工中心加工零件的過程中換刀動作是由自動換刀裝置完成的。自動換刀裝置應該滿足換刀時間短，刀具重復定位精度高，刀具儲存數(shù)量足夠，結(jié)構(gòu)緊湊，便于制造、維修、調(diào)整，應有防屑、防塵裝置，布局應合理等要求。同時也應具有較好的剛性，沖擊、振動及噪聲小，運轉(zhuǎn)安全****等特點。自動換刀系統(tǒng)由刀庫、選刀機構(gòu)、刀具交換機構(gòu)(如機械手)、刀具在主軸上的自動裝卸機構(gòu)等部分組成。

2.自動換刀方式的分類

自動換刀方式分為兩大類：一是由刀庫和主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換。用這種形式交換刀具時，主軸上用過的刀具送回刀庫和從刀庫中取出新刀，這兩個動作不能同時進行，選刀和換刀由數(shù)控定位系統(tǒng)來完成，因此換刀時間長，換刀動作也較多。二是由機械手進行刀具交換。由于刀庫及刀具交換方式的不同，換刀機械手也有多種形式。

3.刀柄的形式

刀具必須裝在標準的刀柄內(nèi)，我國TSG刀具系統(tǒng)規(guī)定了刀柄標準，有直柄及7∶24錐度的錐柄兩類。

4.刀具的夾持形式

機械手對刀具的夾持方式主要有兩種：

1)柄式夾持：刀柄前端有V形槽，供機械手夾持用，目前我國數(shù)控機床較多采用這種夾持方式。

2)法蘭盤式夾持：也稱徑向夾持或碟式夾持，法蘭盤式夾持方式、換刀動作較多，不如柄式夾持方式應用廣泛。

5.自動換刀的工作原理

下面以EV-810A立式加工中心為例，來說明自動換刀系統(tǒng)的工作原理。該自動換刀系統(tǒng)由盤式刀庫和刀具交換裝置組成。刀庫安裝在機床立柱的左側(cè)，刀庫容量為24把刀具，換刀機械手安裝在刀庫和主軸之間。機械手將刀具從刀庫中取出送至機床主軸上，然后將用過的刀具送回刀庫。其自動換刀動作過程簡述如下：

1)刀套下轉(zhuǎn)90°;

2)機械手轉(zhuǎn)75°;

3)機械手拔刀;

4)刀具位置交換;

5) 機械手插刀;

6)機械手逆時針轉(zhuǎn)75°;

7)刀套上轉(zhuǎn)90°。

該機床使用回轉(zhuǎn)式單臂雙手機械手換刀。在自動換刀過程中，機械手要完成抓刀、拔刀、交換主軸上和刀庫上的刀具、插刀和復位等動作，這些動作由氣壓系統(tǒng)來控制完成。這種自動換刀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，換刀****，換刀動作也少，得到了廣泛應用。

刀庫和刀具管理

1.刀庫的形式

加工中心上普遍采用盤式刀庫和鏈式刀庫。密集型的鼓刀庫或格子式刀庫雖然占地面積小，但由于結(jié)構(gòu)的限制，很少用于單機加工中心。密集型的固定刀庫目前多用于FMS中的集中供刀系統(tǒng)。盤式刀庫一般用于刀具容量較少的刀庫，而鏈式刀庫一般刀具數(shù)量在30～120把，刀具數(shù)量大時多采用鏈式刀庫。

2.自動換刀的選刀方式

1)順序選刀：將刀具按預定工序的先后順序插入刀庫的刀座中，使用時按順序轉(zhuǎn)到取刀位置。用過的刀具放回原來的刀座內(nèi)，也可以按加工順序放入下一個刀座內(nèi)。特點是不需要刀具識別裝置，驅(qū)動控制也較簡單，工作****。但刀庫中每一把刀具在不同的工序中不能重復使用，為了滿足加工需要只有增加刀具的數(shù)量和刀庫的容量，這就降低了刀具和刀庫的利用率。此外，裝刀時必須十分謹慎，如果刀具不按順序裝在刀庫中，將會產(chǎn)生嚴重的后果。這種方式現(xiàn)在已很少采用。

2)軟件選刀方式：特點是刀具在刀庫中任意放置，刀具編號可任意設定;刀具表中刀具號與刀套號的對應關系應始終與刀具在刀庫中的實際位置對應;計算機通過查刀具表識別刀具;換刀時，通過軟件修改刀具表，使相應刀具表中的刀號與交換后的刀號一致。