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(yīng)該滿足換刀時間短，刀具重復(fù)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(yīng)有防屑、防塵裝置，布局應(yīng)合理等要求。同時也應(yīng)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(yīng)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(fù)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(yīng)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(yù)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(fù)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(shè)定;刀具表中刀具號與刀套號的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)始終與刀具在刀庫中的實際位置對應(yīng);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(yīng)刀具表中的刀號與交換后的刀號一致。