數控刀架
數控刀架是數控車床最普遍的一種輔助裝置,它可使數控車床在工件一次裝夾中完成多種甚至所有的加工工序,以縮短加工的輔助時間,減少加工過程中由於多次安裝工件而引起的誤差,從而提高機床的加工效率和加工精度。
數控刀架的發展趨勢
數控刀架的發展趨勢是:隨著數控車床的發展,數控刀架開始向快速換刀、電液組合驅動和伺服驅動方向發展。目前國內數控刀架以電動為主,分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式,主要用於簡易數控車床;臥式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋轉,就近選刀,用於全功能數控車床。另外臥式刀架還有液動刀架和伺服驅動刀架。
數控刀架的市場分析:國產數控車床今後將向中高檔發展,中檔采用普及型數控刀架配套,高檔采用動力型刀架,兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種,近年來需要量可達10000~50000臺。
發展方向
一是高速、可靠,追求的目標是換刀時間盡量的短,以換取加工中心和車削中心的高效性;
二是簡單實用、造價低、使用可靠,但換刀速度不快。
數控刀架的開發應用
數控刀架是以回轉分度實現刀具自動交換及回轉動力刀具的傳動。因此技術含量高,已趨向專業化開發生產。所以對數控轉塔刀架的研究開發及應用已引起數控機床行業重視。
典型數控轉塔刀架一般由動力源(電機或油缸、液壓馬達)、機械傳動機構、預分度機構、定位機構、鎖緊機構、檢測裝置、接口電路、刀具安裝臺(刀盤)、動力刀座等組成。數控轉塔刀架的動作循環為:T指令(換刀指令——刀盤旋轉——刀位檢測——預分——精確定位——刀盤鎖緊——結束信號。
數控刀架的功能
數控機床上的刀架是安放刀具的重要部件,許多刀架還直接參與切削工作,如臥式車床上的四方刀架,轉塔車床的轉塔刀架,回輪式轉塔車床的回輪刀架,自動車床的轉塔刀架和天平刀架等。這些刀架既安放刀具,而且還直接參與切削,承受極大的切削力作用,所以它往往成為工藝系統中的較薄弱環節。隨著自動化技術的發展,機床的刀架也有瞭許多變化,特別是數控車床上采用電(液)換位的自動刀架,有的還使用兩個回轉刀盤。加工中心則進一步采用瞭刀庫和換刀機械手,定現瞭大容量存儲刀具和自動交換刀具的功能,這種刀庫安放刀具的數量從幾十把到上百把,自動交換刀具的時間從十幾秒減少到幾秒甚至零點幾秒。因此,刀架的性能和結構往往直接影響到機床的切削性能、切削效率和體現瞭機床的設計和制造技術水平。
基本要求:
1)換刀時間短,以減少非加工時間。
2)減少換刀動作對加工范圍的乾擾。
3)刀具重復定位精度高。
4)識刀、選刀可靠,換刀動作簡單可靠。
5)刀庫刀具存儲量合理。
6)刀庫占地麵積小,並能與主機配合,使機床外觀協調美觀。
7)刀具裝卸、調整、維修方便,並能得到清潔的維護。
數控刀架的類型
按換刀方式的不同,數控車床的刀架系統主要有回轉刀架、排式刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等多種形式,下麵對這三種形式的刀架作簡單的介紹。
1. 排式刀架
排式刀架一般用於小規格數控車床,以加工棒料或盤類零件為主。其結構形式為:
夾持著各種不同用途刀具的刀夾沿著機床的X坐標軸方向排列在橫向滑板上。這種刀架在刀具佈置和機床調整等方麵都較為方便,可以根據具體工件的車削工藝要求,任意組合各種不同用途的刀具,一把刀具完成車削任務後,橫向滑板隻要按程序沿X軸移動預先設定的距離後,第二把刀就到達加工位置,這樣就完成瞭機床的換刀動作。這種換刀方式迅速省時,有利於提高機床的生產效率。
2. 回轉刀架
回轉刀架是數控車床最常用的一種典型換刀刀架,一般通過液壓系統或電氣來實現機床的自動換刀動作,根據加工要求可設計成四方、六方刀架或圓盤式刀架,並相應地安裝4把、6把或更多的刀具。回轉刀架的換刀動作可分為刀架抬起、刀架轉位和刀架鎖緊等幾個步驟。它的動作是由數控系統發出指令完成的。回轉刀架根據刀架回轉軸與安裝底麵的相對位置,分為立式刀架和臥式刀架兩種。
3. 帶刀庫的自動換刀裝置
上述排刀式刀架和回轉刀架所安裝的刀具都不可能太多,即使是裝備兩個刀架,對刀具的數目也有一定限制。當由於某種原因需要數量較多的刀具時,應采用帶刀庫的自動換刀裝置。帶刀庫的自動換刀裝置由刀庫和刀具交換機構組成。
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