加工中心對(duì)刀具的基本要求

加工中心對(duì)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(qiáng)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(jī)械手夾持。

自動(dòng)換刀裝置

1.自動(dòng)換刀裝置概述

在加工中心加工零件的過(guò)程中換刀動(dòng)作是由自動(dòng)換刀裝置完成的。自動(dòng)換刀裝置應(yīng)該滿足換刀時(shí)間短，刀具重復(fù)定位精度高，刀具儲(chǔ)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(shí)也應(yīng)具有較好的剛性，沖擊、振動(dòng)及噪聲小，運(yùn)轉(zhuǎn)安全****等特點(diǎn)。自動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫(kù)、選刀機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)(如機(jī)械手)、刀具在主軸上的自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)等部分組成。

2.自動(dòng)換刀方式的分類(lèi)

自動(dòng)換刀方式分為兩大類(lèi)：一是由刀庫(kù)和主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換。用這種形式交換刀具時(shí)，主軸上用過(guò)的刀具送回刀庫(kù)和從刀庫(kù)中取出新刀，這兩個(gè)動(dòng)作不能同時(shí)進(jìn)行，選刀和換刀由數(shù)控定位系統(tǒng)來(lái)完成，因此換刀時(shí)間長(zhǎng)，換刀動(dòng)作也較多。二是由機(jī)械手進(jìn)行刀具交換。由于刀庫(kù)及刀具交換方式的不同，換刀機(jī)械手也有多種形式。

3.刀柄的形式

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

4.刀具的夾持形式

機(jī)械手對(duì)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(jī)械手夾持用，目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床較多采用這種夾持方式。

2)法蘭盤(pán)式夾持：也稱(chēng)徑向夾持或碟式夾持，法蘭盤(pán)式夾持方式、換刀動(dòng)作較多，不如柄式夾持方式應(yīng)用廣泛。

5.自動(dòng)換刀的工作原理

下面以EV-810A立式加工中心為例，來(lái)說(shuō)明自動(dòng)換刀系統(tǒng)的工作原理。該自動(dòng)換刀系統(tǒng)由盤(pán)式刀庫(kù)和刀具交換裝置組成。刀庫(kù)安裝在機(jī)床立柱的左側(cè)，刀庫(kù)容量為24把刀具，換刀機(jī)械手安裝在刀庫(kù)和主軸之間。機(jī)械手將刀具從刀庫(kù)中取出送至機(jī)床主軸上，然后將用過(guò)的刀具送回刀庫(kù)。其自動(dòng)換刀動(dòng)作過(guò)程簡(jiǎn)述如下：

1)刀套下轉(zhuǎn)90°;

2)機(jī)械手轉(zhuǎn)75°;

3)機(jī)械手拔刀;

4)刀具位置交換;

5) 機(jī)械手插刀;

6)機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)75°;

7)刀套上轉(zhuǎn)90°。

該機(jī)床使用回轉(zhuǎn)式單臂雙手機(jī)械手換刀。在自動(dòng)換刀過(guò)程中，機(jī)械手要完成抓刀、拔刀、交換主軸上和刀庫(kù)上的刀具、插刀和復(fù)位等動(dòng)作，這些動(dòng)作由氣壓系統(tǒng)來(lái)控制完成。這種自動(dòng)換刀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換刀****，換刀動(dòng)作也少，得到了廣泛應(yīng)用。

刀庫(kù)和刀具管理

1.刀庫(kù)的形式

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

2.自動(dòng)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(kù)的刀座中，使用時(shí)按順序轉(zhuǎn)到取刀位置。用過(guò)的刀具放回原來(lái)的刀座內(nèi)，也可以按加工順序放入下一個(gè)刀座內(nèi)。特點(diǎn)是不需要刀具識(shí)別裝置，驅(qū)動(dòng)控制也較簡(jiǎn)單，工作****。但刀庫(kù)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(kù)的容量，這就降低了刀具和刀庫(kù)的利用率。此外，裝刀時(shí)必須十分謹(jǐn)慎，如果刀具不按順序裝在刀庫(kù)中，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)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(diǎn)是刀具在刀庫(kù)中任意放置，刀具編號(hào)可任意設(shè)定;刀具表中刀具號(hào)與刀套號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)始終與刀具在刀庫(kù)中的實(shí)際位置對(duì)應(yīng);計(jì)算機(jī)通過(guò)查刀具表識(shí)別刀具;換刀時(shí)，通過(guò)軟件修改刀具表，使相應(yīng)刀具表中的刀號(hào)與交換后的刀號(hào)一致。