數(shù)控機床自動換刀

《數(shù)控機床自動換刀》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、數(shù)控機床自動換刀裝置及刀具測量儀的原理和應(yīng)用1.自動換刀裝置數(shù)控機床自動換刀裝置按其功能特征可分為數(shù)控車床的自動換刀裝置或刀架系統(tǒng)，和各類加工中心（主要是銑鏜加工中心和車削中心）的自動換刀系統(tǒng)等兩大類型；在車削中心的刀具中，除了普通刀具外，還有自驅(qū)動力刀具等。此外，數(shù)控磨床（或磨削中心）的自動換砂輪系統(tǒng)，沖壓機床（轉(zhuǎn)塔沖或沖壓加工中心）的自動換模具系統(tǒng)等，也在逐漸增多。1.1數(shù)控車床刀架系統(tǒng)數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機床的切削性能和切削效率，在一定程度上，刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機床的

2、設(shè)計和制造技術(shù)水平。隨著數(shù)控車床的不斷發(fā)展，刀具結(jié)構(gòu)形式也在不斷翻新。刀架是直接完成切削加工的執(zhí)行部件，所以，刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強度和剛度，以承受加工時的切削抗力；由于切削加工精度在很大程度上取決于刀具位置，故要求數(shù)控車床的刀架要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證有較高的重復(fù)定位精度(一般為0.001~0.005mm)。此外，還應(yīng)滿足換刀時間短、結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠等。按換刀方式，數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架和回轉(zhuǎn)刀盤等。1.2加工中心的自動換刀裝置各種加工中心的自動換刀系統(tǒng)的類型和結(jié)構(gòu)取決于機床的型式、工藝范圍以及刀

3、具的類型和數(shù)量，主要形式有轉(zhuǎn)塔頭式和刀庫式，此外還有成套更換式等。1.2.1轉(zhuǎn)塔頭式轉(zhuǎn)塔頭式實際是一種更換主軸的換刀方式，其主軸頭就是一個轉(zhuǎn)塔刀庫。有臥式和立式兩種。如下圖所示為一種立式轉(zhuǎn)塔頭，共有8根主軸，每根主軸上裝一把刀。轉(zhuǎn)塔頭繞水平軸轉(zhuǎn)動，只有處于最下端的主軸才能與機床主傳動系統(tǒng)接通進行切削加工。該工步加工完畢后，由指令控制轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)過一個或幾個位置，實現(xiàn)自動換刀，轉(zhuǎn)入下一工步。這種換刀裝置結(jié)構(gòu)簡單，換刀迅速；但每把刀具都需一根主軸，所以儲存刀具數(shù)量較少(一般為6—8把)，因此僅適用于簡單工件加工。1.2.2刀庫式帶刀庫的自動換刀

4、裝置應(yīng)用最廣泛，它由刀庫和刀具交換機構(gòu)組成。刀庫用于存儲刀具，類型很多；實現(xiàn)刀具在刀庫與機床主軸間傳送和裝卸的機構(gòu)稱為刀具交換機構(gòu)，它分為無機械手換刀、機械手換刀、機械手與刀具運送器換刀三種方式。無機械手換刀是刀庫與主軸直接換刀，省去機械手，其結(jié)構(gòu)簡單，但刀庫運動較多，主要用于小型加工中心；機械手換刀方式是刀庫只作選刀運動，由機械手更換刀具，特點是布局靈活．換刀速度快，適用于各種加工中心；機械手和刀具運送器方式是當(dāng)?shù)稁炀嘀鬏S較遠時，用刀具運送器將刀具送至機械手，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般用于大型加工中心。帶刀庫的自動換刀裝置應(yīng)用最廣泛，它由刀庫和刀

5、具交換機構(gòu)組成。刀庫用于存儲刀具，類型很多；實現(xiàn)刀具在刀庫與機床主軸間傳送和裝卸的機構(gòu)稱為刀具交換機構(gòu)，它分為無機械手換刀、機械手換刀、機械手與刀具運送器換刀三種方式。無機械手換刀是刀庫與主軸直接換刀，省去機械手，其結(jié)構(gòu)簡單，但刀庫運動較多，主要用于小型加工中心；機械手換刀方式是刀庫只作選刀運動，由機械手更換刀具，特點是布局靈活．換刀速度快，適用于各種加工中心；機械手和刀具運送器方式是當(dāng)?shù)稁炀嘀鬏S較遠時，用刀具運送器將刀具送至機械手，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般用于大型加工中心。刀庫類型刀庫的類型很多，其中典型的有鼓輪式刀庫、鏈?zhǔn)降稁臁⒏褡酉涫降稁旌?/p>

6、直線式刀庫等.1.2.2.1鏈?zhǔn)降稁斓慕Y(jié)構(gòu)與換刀位置鏈?zhǔn)降稁煊芍鲃渔溳啞?dǎo)向輪、帶有刀套的鏈條和回零碰塊等組成，右圖為方形鏈?zhǔn)降稁斓牡湫徒Y(jié)構(gòu)示意圖。主動鏈輪由伺服電動機通過蝸輪減速機構(gòu)驅(qū)動(根據(jù)結(jié)構(gòu)需要亦可增加齒輪副傳動)，導(dǎo)向輪一般做成光輪，圓周表面硬化處理。左側(cè)兩個導(dǎo)向輪兼作張緊輪。調(diào)整回零開關(guān)的位置，可使刀套準(zhǔn)確地停在機械手抓刀位置上，回零撞塊可裝在銹條上，便于調(diào)整到任意位置上。刀庫可以逆時針回零，也可以順時針回零，但一種刀庫只能從一個方向回零。從刀套的定位剛性考慮，鏈?zhǔn)降稁斓膿Q刀位置應(yīng)設(shè)在主動鏈輪上．或者盡可能靠近主動鏈輪的刀套

7、處。1.2.2.2鏈?zhǔn)降稁斓墓ぷ髟砜紤]凸輪式自動換刀裝置較之他方式的換刀裝置，具有換刀速度快、可靠性好、控制簡便、維修方便等優(yōu)點，選用機械手的動作由聯(lián)動的凸輪驅(qū)動，刀庫的選刀分度也采用弧面分度凸輪機構(gòu)，可提高定位精度和可靠度，也使控制簡單。根據(jù)需要的自動換刀裝置換刀順序，初步擬定的傳動方案，如圖103。此方案中，采用弧面凸輪完成機械手臂的回轉(zhuǎn)動作(回轉(zhuǎn)抓刀，180~回轉(zhuǎn)交換刀具，回轉(zhuǎn)歸位)，并和其他凸輪協(xié)同動作完成拔插刀等動作。巧妙合理的各凸輪曲線配合使換刀中各動作協(xié)調(diào)進行，從而提高換刀速度。刀庫的傳動系統(tǒng)選普通電動機+減速裝置+間歇

8、運動機構(gòu)+齒輪傳動+鏈傳動，間歇運動機構(gòu)選弧面分度凸輪機構(gòu)，刀庫的轉(zhuǎn)位分度由弧面分度凸輪機構(gòu)實現(xiàn)，并且也可由弧面分度凸輪機構(gòu)本身的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)停定位。因此，要求間歇蘑動機構(gòu)以后的齒輪傳動必須消隙預(yù)緊。。另外，選擇