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普通车床刀库与机械手换刀
日期：2010年01月27 来源：沈阳第一机床厂 关键字：普通车床
这种自动换刀装置结构比较复杂，它由刀库、机械手组成(有时还有中间传递装置)。目前，在多坐标数控机床(如加工中心)大多数采用这类自动换刀装置。
1．刀库的类型
刀库的功能是储存加工工序所需的各种刀具，普通车床并按程序指令，把将要用的刀具准确地送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。加工中心刀库的储存量一般在8—64把范围内，多的可达100—200把。
2．刀库的容量
刀库的容量首先要考虑加工工艺的需要。例如，立式加工中心的主要工艺为钻、铣。统计了15000种工件，按成组技术分析，各种加工所必需的刀具数的结果是：4把铣刀可完成工件95％左右的铣削工艺，10把孔加工刀具可完成70％的钻削工艺，因此，14把刀的容量就可完成70％以上的工件钻铣工艺。如果从完成工件的全部加工所需的刀具数目统计，加工中心所 得结果是80％的工件(中等尺寸，复杂程度一般)完成全部加工任务所需的刀具数在40种以下，所以一般的中、小型立式加工中心配有14—30把刀具的刀库就能够满足70％—95％的工普通车床件加工需要。
3．机械手
采用机械手进行刀具交换的方式应用的最为广泛，这是因为机械手换刀有很大的灵活性，而且可以减少换刀时间。
4．刀具交换
数控机床的自动换刀系统中，实现刀库与机床主轴之间刀具传递和刀具装卸的装置称为刀具交换装置。刀具的交换方式通常分为无机械手换刀和有机械手换刀两大类。
(1)无机械手换刀 无机械手换刀的方式是利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换。加工中心XH754型卧式加工中心就是采用这类刀具交换装置的实例。该机床主轴2在立柱上可以沿r方向上下移动，工作台1横向运动为Z轴，纵向移动为X轴。鼓轮式刀库3位于机床顶部，有30个装刀位置，普通车床可装29把刀具。4为数控柜。
当加工工步结束后执行换刀指令，主轴实现准停，主轴箱沿y轴上升。这时机床上方刀库的空档刀位正好处在交换位置，装夹刀具的卡爪打开。
主轴箱上升到极限位置，被更换刀具的刀杆进入刀库空刀位，即被刀具定位卡爪钳住，加工中心与此同时，主轴内刀杆自动夹紧装置放松刀具。
刀库伸出，从主轴锥孔中将刀具拔出。
刀库转出，按照程序指令要求将选好的刀具转到最下面的位置，同时，压缩空气将主轴锥孔吹净。
刀库退回，同时将新刀具插入主轴锥孔。
主轴内有夹紧装置将刀杆拉紧。
主轴下降到加工位置后起动，普通车床开始下一工步的加工。
这种换刀机构不需要机械手，结构简单、紧凑。由于交换刀具时机床不工作，加工中心所以不会影响加工精度，但会影响机床的生产率。其次因刀库尺寸限制，装刀数量不能太多。这种换刀方式常用于小型加工中心。
(2)机械手换刀 采用机械手进行刀具交换的方式应用得最为广泛，这是因为机械手换刀有很大的灵活性，而且可以减少换刀时间。机械手的结构型式是多种多样的，普通车床因此换刀运动也有所不同。下面以卧式镗铣加工中心为例说明采用机械手换刀的工作原理。
该机床采用的是链式刀库，位于机床立柱左侧。由于刀库中存放刀具的轴线与主轴的轴线垂直，故而机械手需要三个自由度。机械手沿主轴轴线的插拔刀动作，由液压缸来实现；加工中心绕竖直轴90‘的摆动进行刀库与主轴间刀具的传送，由液压马达实现；普通车床绕水平轴旋转180‘完成刀库与主轴上的刀具交换的动作，也由液压马达实现。
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