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普通車床刀庫(kù)與機(jī)械手換刀

日期：2010年01月27　來(lái)源：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠　關(guān)鍵字：普通車床
    這種自動(dòng)換刀裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它由刀庫(kù)、機(jī)械手組成(有時(shí)還有中間傳遞裝置)。目前，在多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床(如加工中心)大多數(shù)采用這類自動(dòng)換刀裝置。
    1．刀庫(kù)的類型
    刀庫(kù)的功能是儲(chǔ)存加工工序所需的各種刀具，普通車床并按程序指令，把將要用的刀具準(zhǔn)確地送到換刀位置，并接受從主軸送來(lái)的已用刀具。加工中心刀庫(kù)的儲(chǔ)存量一般在8—64把范圍內(nèi)，多的可達(dá)100—200把。
    2．刀庫(kù)的容量
    刀庫(kù)的容量首先要考慮加工工藝的需要。例如，立式加工中心的主要工藝為鉆、銑。統(tǒng)計(jì)了15000種工件，按成組技術(shù)分析，各種加工所必需的刀具數(shù)的結(jié)果是：4把銑刀可完成工件95％左右的銑削工藝，10把孔加工刀具可完成70％的鉆削工藝，因此，14把刀的容量就可完成70％以上的工件鉆銑工藝。如果從完成工件的全部加工所需的刀具數(shù)目統(tǒng)計(jì)，加工中心所  得結(jié)果是80％的工件(中等尺寸，復(fù)雜程度一般)完成全部加工任務(wù)所需的刀具數(shù)在40種以下，所以一般的中、小型立式加工中心配有14—30把刀具的刀庫(kù)就能夠滿足70％—95％的工普通車床件加工需要。
    3．機(jī)械手
    采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換的方式應(yīng)用的最為廣泛，這是因?yàn)闄C(jī)械手換刀有很大的靈活性，而且可以減少換刀時(shí)間。
    4．刀具交換
    數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)床主軸之間刀具傳遞和刀具裝卸的裝置稱為刀具交換裝置。刀具的交換方式通常分為無(wú)機(jī)械手換刀和有機(jī)械手換刀兩大類。
    (1)無(wú)機(jī)械手換刀  無(wú)機(jī)械手換刀的方式是利用刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換。加工中心XH754型臥式加工中心就是采用這類刀具交換裝置的實(shí)例。該機(jī)床主軸2在立柱上可以沿r方向上下移動(dòng)，工作臺(tái)1橫向運(yùn)動(dòng)為Z軸，縱向移動(dòng)為X軸。鼓輪式刀庫(kù)3位于機(jī)床頂部，有30個(gè)裝刀位置，普通車床可裝29把刀具。4為數(shù)控柜。
    當(dāng)加工工步結(jié)束后執(zhí)行換刀指令，主軸實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)停，主軸箱沿y軸上升。這時(shí)機(jī)床上方刀庫(kù)的空檔刀位正好處在交換位置，裝夾刀具的卡爪打開。
    主軸箱上升到極限位置，被更換刀具的刀桿進(jìn)入刀庫(kù)空刀位，即被刀具定位卡爪鉗住，加工中心與此同時(shí)，主軸內(nèi)刀桿自動(dòng)夾緊裝置放松刀具。
    刀庫(kù)伸出，從主軸錐孔中將刀具拔出。
    刀庫(kù)轉(zhuǎn)出，按照程序指令要求將選好的刀具轉(zhuǎn)到最下面的位置，同時(shí)，壓縮空氣將主軸錐孔吹凈。
    刀庫(kù)退回，同時(shí)將新刀具插入主軸錐孔。
    主軸內(nèi)有夾緊裝置將刀桿拉緊。
    主軸下降到加工位置后起動(dòng)，普通車床開始下一工步的加工。
    這種換刀機(jī)構(gòu)不需要機(jī)械手，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。由于交換刀具時(shí)機(jī)床不工作，加工中心所以不會(huì)影響加工精度，但會(huì)影響機(jī)床的生產(chǎn)率。其次因刀庫(kù)尺寸限制，裝刀數(shù)量不能太多。這種換刀方式常用于小型加工中心。
    (2)機(jī)械手換刀  采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換的方式應(yīng)用得最為廣泛，這是因?yàn)闄C(jī)械手換刀有很大的靈活性，而且可以減少換刀時(shí)間。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)型式是多種多樣的，普通車床因此換刀運(yùn)動(dòng)也有所不同。下面以臥式鏜銑加工中心為例說(shuō)明采用機(jī)械手換刀的工作原理。
    該機(jī)床采用的是鏈?zhǔn)降稁?kù)，位于機(jī)床立柱左側(cè)。由于刀庫(kù)中存放刀具的軸線與主軸的軸線垂直，故而機(jī)械手需要三個(gè)自由度。機(jī)械手沿主軸軸線的插拔刀動(dòng)作，由液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)；加工中心繞豎直軸90‘的擺動(dòng)進(jìn)行刀庫(kù)與主軸間刀具的傳送，由液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)；普通車床繞水平軸旋轉(zhuǎn)180‘完成刀庫(kù)與主軸上的刀具交換的動(dòng)作，也由液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)。 

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