《《3数控机床的自动换刀装置和数控工作台》-精选课件（公开PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《3数控机床的自动换刀装置和数控工作台》-精选课件（公开PPT）（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、自动换刀装置 二、数控工作台,数控机床的自动换刀装置和数控工作台,为了提高数控机床的加工效率，除了要提高切削速度，减少非切削时间也非常重要，现代数控机床正向着工件在一台机床上一次装夹可完成多道工序或全部工序的方向发展，这些多工序加工的数控机床在加工过程中需要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，以便选用不同的刀具来完成不同工序的加工。 自动换刀装置应具备换刀时间短，刀具重复定位精度高，有足够的刀具储备量，占地面积小，安全可靠等特性。,一、自动换刀装置,（一）、数控车床的自动转位刀架,1、数控车床方刀架 数控车床方刀架是在普通车床方刀架的基础上发展起来的一种自动换刀装置，它有四个刀位，能同时
2、装夹四把刀，刀架回转90度，刀具变换一个刀位，转位信号和刀位号的选择由加工程序指令控制。 数控车床方刀架换刀过程如下： （1）、刀架抬起 （2）、刀架转位 （3）、刀架定位 （4）、夹紧刀架,2、数控车床盘形自动回转刀架 转位过程如下： （1）、回转刀架的松开 （2）、转位 （3）、回转刀架的定位,1、刀架体 2、3端面齿盘 4、滑块 5、蜗轮 6、轴 7、蜗杆 8、9、10传动齿轮 11、电动机 12、微动开关 13、小轴 14、圆环,15、压板16、楔铁,3、车削中心动力转塔刀架,下图为意大利生产的适用于全功能型数控车床及车削中心的动力转塔刀架。刀盘上既可以安装各种非动力辅助刀夹夹持刀具进
3、行加工，还可以安装动力刀夹进行主动切削，配合主机完成车、铣、镗等各种复杂工序，实现加工程序自动化、高效化。,带有旋转刀具的数控机床采用转塔头式自动换刀装置，如数控钻镗床的多轴转塔头等。在转塔头装有几个主轴，每个主轴上均装一把刀具，加工过程中转塔头可自动转位，从而实现自动换刀。 特点：主轴转塔头可看作一个转塔刀库，它的结构简单，换刀时间短。但由于受到空间位置的限制，主轴数目不能太多，主轴部件的结构刚度也有所下降，通常只适用于工序较少，精度要求不太高的机床，如数控钻床、数控铣床等。,（二）、转塔头式换刀装置,优点：因为它的换刀时间大部分和机械加工时间重合，只需要转塔头转位的时间，所以换刀时间很短，
4、而且转塔头上只有两个主轴，有利于提高主轴的结构刚度，但还未达到精镗加工所需要的主轴刚度，这种换刀方式主要用于数控钻床，也可用于数控铣镗床和数控组合机床。,刀库式自动换刀装置主要用于加工中心上。加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。工件经一次装夹后，数控系统能控制机床连续完成多工步的加工，工序高度集中。 自动换刀装置是加工中心的很重要组成部分，主要包括刀库、刀具交换装置,（三）、刀库式自动换刀装置,1、刀库 刀库是存放加工过程中所使用的全部刀具的装置。它的容量从几把到上百把刀具。加工中心刀库的形式很多，结构也各不相同，常用的有鼓盘式刀库、链式刀库和格子盒式刀库,（
5、1）鼓盘式刀库,鼓盘式刀库结构简单、紧凑，在钻削中心上应用较多。一般存放刀具数目不超过32把。,刀具轴线与鼓盘轴线平行布置的刀库,刀具轴线与鼓盘轴线成一定角度布置的刀库,（2）链式刀库,（3）格子盒式刀库 这种刀库排列密集，空间利用率高，刀库容量大。,2、刀具的选择 按数控装置的刀具选择指令，从刀库中挑选各工序所需要的刀具操作称为自动选刀。常用的选刀方式有顺序选刀和任意选刀。 （1）顺序选刀 刀具的顺序选刀是将刀具按加工工序的顺序，一次放入刀库的每一个刀座内，刀具不能搞错。当加工工件改变时，刀具在刀库上的排列顺序也要改变。 缺点：同一工件上的相同刀具不能重复使用，因此刀具的数量增加，降低了刀具
6、和刀库的利用率。 优点：它的控制以及刀具的运动等比较简单。,（2）任意选刀 任意选刀方式是预先把刀库中每把刀具（或刀座）都编上代码，按照编码选刀，刀具在刀库 中不必按照工件的加工顺序排列。 任意选刀有四种方式：刀具编码式、刀座编码式、附件编码式及计算机记忆式,、刀具编码式 这种选择方式采用了一种特殊的刀柄结构，并对每把刀具进行编码，换刀时通过编码识别装置，根据换刀指令代码，在刀库中寻找所需要的刀具。由于每一把刀都有自己的代码，因而刀具可以放入刀库的任何一个刀座内。这样不仅刀库中的刀具可以在不同的工序中多次重复使用，而且换下来的刀具刀不必放回原来的刀座，这对装刀和选刀都十分有利，刀库的容量相应减
7、少，而且可避免由于刀具顺序的差错所发生的事故。但每把刀具上都带有专用的编码系统，刀具长度加长，制造困难，刚度降低，刀库和机械手的结构变得复杂。 刀具编码识别有两种方式：接触式识别和非接触式识别,接触式识别 结构简单，但可靠性差，寿命较短，而且不能快速选刀。,非接触式识别采用磁性或光电识别法 磁性识别装置没有机械接触和磨损，因此可以快速选刀，而且结构简单，工作可靠、寿命长,刀座编码式 刀座编码是对刀库中所有的刀座预先编码，一把刀只对应一个刀座，从一个刀座中取出的刀具必须放回同一刀座中，否则会造成事故。 这种编码方式取消了刀柄中的编码环，使刀柄结构简化，长度变短，刀具在加工过程中可重复使用，但必须
8、把用过的刀具放回原来的刀座，送取刀麻烦，换刀时间长。,计算机记忆式 目前加工中心上大量使用的是计算机记忆式选刀。这种方式能将刀具号和刀库中的刀座位置对应的存放在计算机的存储器或可编程控制器的存储器中。不论刀具存放在哪个刀座上，新的对应关系重新存放，这样刀具可在任意位置存取，刀具不需要设置编码元件，结构大大简化，控制也十分简单。,3、刀具交换装置 数控机床的自动换刀装置中，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。 刀具的交换装置通常分为：有机械手换刀和无机械手换刀两大类 （1）机械手换刀 采用机械手进行刀具交换的方式应用最为广泛，因为机械手换刀具有很大的灵活性，换刀时间短
9、。 常见的换刀形式有：180回转刀具交换装置和回转插入式刀具交换装置,180回转刀具交换装置,优点：结构简单，涉及的运动少，换刀快 缺点：刀具必须存放在与主轴平行的平面内，与侧置或后置的刀库相比，切屑及切削液易进入刀夹，刀夹锥面上有切屑会造成换刀误差，甚至损坏刀夹和主轴，因此必须对刀具另加防护。 这种刀具交换装置既可用于卧式机床也可用于立式机床。,回转插入式刀具交换装置,（2）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，也叫主轴直接式换刀,这种换刀机构不需要机械手，结构简单、紧凑。由于换刀时机床不工作，所以不会影响加工精度，但机床加工效率下降。另外刀库结构尺寸受
10、限，装刀具数量不能太多。这种换刀方式常用于小型加工中心。 这种换刀方式，每把刀具在刀库上的位置是固定的，从某个刀座上取下的刀具，用完后仍然放回原来的刀座上。,工作台是数控机床的重要部件，为了提高数控机床的生产效率，扩大其工艺范围，对于数控机床的进给运动除了沿坐标轴X、Y、Z三个方向的直线进给运动之外，还常常需要有分度运动和圆周进给运动。,分度工作台和回转工作台,分度工作台的功用是完成分度辅助运动，将工件转位换面，和自动换刀装置配合使用，实现工件一次安装能完成几个面的多道工序的加工。分度工作台按其定位机构的不同分为端面齿盘式和定位销式两类,（一）分度工作台,1、端面齿盘式分度工作台 端面齿盘式分
11、度工作台是目前用得较多的一种精密的分度定位机构，它主要由工作台底座、夹紧液压缸、分度液压缸和端面齿盘等零件组成。 端面齿盘式分度工作台的分度转位动作过程可分为三大步骤: （1）工作台的抬起 （2）回转分度 （3）工作台下降定位夹紧,端面齿盘式分度工作台的特点： 优点：分度和定位精度高，由于采用多齿重复定位，因此重复定位精度稳定，定位刚度高，只要是分度数能除尽端面齿盘齿数，都能分度，适用于多工位分度。 缺点：端面齿盘制造困难，且不能进行任意角度的分度。,通向成功之路就像等公交车。人很多，大家要排队，如果有人插队，排在你后面的也许比你先走红，有私家车的，到达目的地当然也比你快。这时候，有人会因等不到车就不等了，而我始终相信公交车虽然慢，但肯定会送我到达目的地。 大器晚成的香港演员吴镇宇的感慨,
