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数控机床的主动换刀装置,收缩时间,淘汰工序

2015-08-03 14:36:08 江门市携成机械有限公司 阅读

 数控机床为了能在工件一次装夹中完成多道加工工序,收缩帮助时间,淘汰多次安置工件所引起的偏差,必须带有主动换刀装置。主动换刀装置应当满意换刀时间短、刀具重复定位精度高、刀具储存量充足、刀库占地面积小以及宁静可靠等根本要求。


一、主动换刀装置的情势

1.反转展转刀架换刀
  反转展转刀架是一种最简朴的主动换刀装置,常用于数控车床。可以计划成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴向装刀刀架等多种情势。反转展转刀架上分别安置着四把、六把或更多的刀具,并按数控装置的指令换刀。


  反转展转刀架在布局上必须具有精良的强度和刚度,以蒙受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大水平上取决于刀尖位置,对付数控车床来说,加工历程中刀具位置不举行人工调解,因此更有必要选择可靠的定位方案和公道的定位布局,以包管反转展转刀架在每次转位之后,具有尽大概高的重复定位精度(一样通常为0.001~0.005mm)。


  一样通常环境下,反转展转刀架的换刀行动包罗刀架抬起、刀架转位及刀架压紧等。


2.调换主轴头换刀(刀具旋转为主活动)
  调换主轴换刀是带有旋转刀具的数控机床的一种比力简朴的换刀方法。这种主轴头现实上便是一个转塔刀库,如图7-15所示。


  主轴头有卧式和立式两种,通常用转塔的转位来调换主轴头,以实现主动换刀。在转塔的各个主轴上,预先安置有各工序所必要的旋转刀具,当发出换刀指令时,各主轴头依次地转到加工位置,并接通主活动,使相应的主轴动员刀具旋转。而别的处于不加工位置上的主轴都与主活动脱开。

 

  这种调换主轴换刀装置,省去了主动松、夹、卸刀、装刀以及刀具搬运等一系列的庞大操纵,从而收缩了换刀时间,并进步了换刀的可靠性。但是由于空间位置的限定,使主轴部件布局尺寸不克不及太大,因而影响了主轴体系的刚性。为了包管主轴的刚性,必须限定主轴的数量,不然会使布局尺寸增大。因此,转塔主轴头通常只实用于工序较少、精度要求不太高的机床,比方数控钻、铣床等。


3.带刀库的主动换刀体系
  由于反转展转刀架、转塔头式换刀装置容纳的刀具数量不克不及太多,不克不及满意庞大零件的加工必要,因此,主动换刀数控机床多接纳带刀库的主动换刀装置。带刀库的主动换刀装置由刀库和换刀机构构成,换刀历程较为庞大。起首要把加工历程中利用的全部刀具分别安置在尺度刀柄上,在机外举行尺寸预调解后,按肯定的方法放入刀库。换刀时,先在刀库中选刀,再由换刀装置从刀库或主轴上取出刀具,举行互换,将新刀装入主轴,旧刀放回刀库。刀库具有较大的容量,既可安置在主轴箱的侧面或上方。由于带刀库的主动换刀装置的数控机床的主轴箱内只有一根主轴,主轴部件的刚度要高,以满意细密加工要求。


  别的,刀库内刀具数量较大,因而可以大概举行庞大零件的多工序加工,大猛进步了机床的顺应性和加工服从。带刀库的主动换刀体系实用于数控钻削中央和加工中央。


二、刀库和刀具的选择方法


1.刀库范例
  刀库的作用是储备肯定命量的刀具,通过机器手实现与主轴上刀具的互换。刀库的范例有盘式刀库、链式刀库等多种情势,刀库的情势和容量要凭据机床的工艺范畴来确定。图7-16所示的盘式刀库,刀具的偏向与主轴同向,换刀时主轴箱上升到肯定的位置,使主轴上的刀具恰好瞄准刀库最下面的谁人位置,刀具被夹住,主轴在CNC的控制下,松开刀柄,盘式刀库向前活动,拔出主轴上的刀具,然后刀库将下一个工序所用的刀具旋转至与主轴瞄准的位置,刀库退却将新刀具插入主轴孔中,主轴夹紧刀柄,主轴箱降落到事情位置,完成换刀使命,举行下道工序的加工。此换刀装置的长处是布局简朴,本钱较低,换刀可靠性较好;缺点是换刀时间长,实用于刀库容量较小的加工中央。

 

  对付刀库容量必要较大的加工中央可接纳链式刀库(图7-17),链式刀库的布局紧凑,刀库容量较大,链环的形状可凭据机床的布局制成种种形状,也可将换刀位突出以便于换刀。当必要增长刀具数量时,只需增长链条的长度即可,给刀库计划与制造带来了方便。


2. 刀具的选择方法
  一样通常的刀库内存放有多把刀具,每次换刀前要举行选刀,常用的选刀方法有次序选刀和恣意 选刀两种,次序选刀是在加工之前,将加工零件所需刀具根据工艺要求依次插入刀库的刀套中,加工是顺序序调刀,加工差别的工件时必须重新调解刀库中的刀具次序。其长处是刀库的驱动和控制都比力简朴。因此,这种方法得当加工批量较大、工件品种数量较少的中、小型数控机床的主动换刀。


  随着数控体系的生长,现在大多数的数控体系都接纳恣意选刀的方法,其分为刀套编码、刀具编码和影象式等三种。


3. 刀具编码方法
  刀具编码或刀套编码必要在刀具或刀套上安置用于辨认的编码条,一样通常都是凭据二进制编码的原理举行编码。刀具编码选刀方法接纳了一种特别的刀柄布局,并对每把刀具编码。每把刀具都具有本身的代码,因而刀具可在差别的工序中多次重复利用,换下的刀具不消放回原刀座,刀库的容量也可相应淘汰。但每把刀具上都带有专用的编码环,刀具长度加长,制造困难,刀库和机器手的布局变庞大。


刀套编码的方法是一把刀具只对应一个刀套,从一个刀套中取出的刀具必须放回统一刀套中,取送刀具非常贫苦,换刀时间长。现在在加工中央上大量利用影象式的方法。这种方法能将刀具号和刀库中的刀套位置对应地影象在数控体系的PLC中,无论刀具放在哪个刀套内,刀具信息都始终记存在PLC内。刀库上装有位置检测装置,可得到每个刀套的位置信息。如许刀具就可以恣意取出并送回。刀库上还设有机器原点,使每次选刀时就近选取。


三、刀具互换装置

   数控机床的主动换刀装置中,实现刀库与机床主轴之间通报和装卸刀具的装置称为刀具互换装置。刀具的互换方法有两种:由刀库与机床主轴的相对活动实现刀具互换以及接纳机器手互换刀具。利用刀库与机床主轴的相对活动实现刀具互换的装置在换刀时必须起首将用过的刀具送回刀库,然后再从刀库中取出新刀具,两个行动不克不及同时举行,换刀时间较长。而接纳机器手换刀装置在换刀时可以大概同时抓取和装卸机床主轴和刀库中的刀具,因此换刀时间进一步收缩。接纳机器手举行刀具互换的方法应用最遍及。这是由于机器手换刀机动,行动快,并且布局简朴。机器手可以大概完成抓刀—拔刀—反转展转—插刀—返回等一系列行动。为了防备刀具掉,机器手的活动爪都带有自锁机构。

 

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