加工中心的刀具自动交换系统|加工中心选用指南27

 这是金属加工（mw1950pub）发布的第18312篇文章

编者按

加工中心的加工类型多种多样，有车削、铣削、孔加工和复杂加工等。根据加工工艺的不同，所使用的刀具种类也不同。例如常见的车削、铣削会用到车刀、 铣刀；孔加工根据加工工艺不同，在实心材料中加工孔会用到钻头，在已有孔中进行再加工会用到镗刀、铰刀等；而做复杂加工时，还会使用到拉刀和滚刀等。对上述几种典型的刀具类型分别进行介绍如下。

（本篇选自《加工中心选用指南》第二章第四节加工中心的刀具自动交换系统）

六、刀具交换系统实例

图2-35为典型的盘式双刀库，每片刀盘最多有40个刀位（按不同型号）按逆时针编号。带滚珠丝杠的伺服驱动用于YM1/YM2轴，在两个垂直导轨可上下运动。维修和保养时，通过可手动操作的锁定装置锁定垂直滑台，防止滑台坠落。两个刀库盘（Q1轴和Q2轴）的旋转驱动由伺服电动机和减速器实现。在加工主轴更换刀具前旋转的圆形毛刷将清洁锥形刀柄。安装在刀库中间的两个刀具长度检验机构可识别刀具是否折断。刀具机械手执行器实现手动装载刀具。刀具数据输入可通过主操作台实现。

图2-35 盘式双刀库

1、3—伺服驱动 ２—盘式刀库 ４—锁定装置 ５—毛刷装置

６—刀具机械手执行器 ７—刀具长度检验机构

换刀原理如图2-36所示，主轴会运动到换刀位置并抓紧要更换的刀具，而刀库夹钳将放开刀具从而完成换刀。加工中心就是通过更换不同的刀具，可以灵活地使用不同的加工工艺。

图 2-36 换刀原理

1. 刀库夹钳

夹钳的主要功能是固定刀具，它属于刀库的一部分。夹钳由支架和拉紧杆组成，如图2-37所示。支架设计成固定装置，拉紧杆可移动并通过它的勾爪抓住刀具HSK支座的凹槽。通过一个压力弹簧使拉紧杆具有一定夹紧力以保证刀具安全。

图2-37 夹钳结构

为了保证抓刀的可靠性，夹钳的夹紧力要求见表2-3。

表2-3 夹钳的夹紧力要求

2. 刀具毛刷机构

刀具毛刷机构的功能主要是清洁刀具刀柄圆锥面，防止刀柄上有异物影响刀具安装位置。刀具毛刷机构根据加工中心型号不同安装在刀库的上部、下部或侧部，气动双活塞驱动装置使其可进行旋转动作，如图2-38所示。通过让两侧压力空气接头交换通气，使两个平行的气缸往复运动。由齿轮齿条机构将直线运动转换为刀具毛刷的旋转运动。

图2-38 刀具毛刷结构示意

刀具毛刷机构中的尼龙毛刷可绕刀柄旋转，对刀柄进行全面的清洁，保证刀柄不受污染，如图2-39所示。

图2-39 尼龙毛刷

3.断刀检测机构

断刀检测机构也称刀具长度检验机构，如图2-40所示，它的作用是检查刀具长度是否正确及检查断刀情况。断刀检测机构安装在刀库盘中间，借助弯头连杆推板触及要检验的刀具刀尖，通过与驱动电动机相连的位置测量系统计算出刀具长度，并与系统刀具存储器中的刀具长度数据做对比。若检测到的刀具长度偏差>0.5mm（不同加工中心的设置有不同），机床将停止，并将在机床控制面板上出现故障内容。

图2-40 断刀检测机构结构

１—齿形同步带 ２—执行器 ３—检验开关４—推杆 ５—弯头连杆推板

某加工中心断刀检测机构技术参数见表2-4。

表 2-4 加工中心断刀检测机构技术参数

详情介绍

本书介绍了加工中心的组成部件、典型结构、加工原则、 编程方法、分类及智能发展动态，分析了加工中心的设计原则、标准及优点，阐述了加工中心的选型原则、选型参数评估、安装调试方法与验收，并重点介绍了镗铣加工中心、 车削加工中心及复合加工中心的选用要点及典型案例。

本书是编者从多年的新项目设备规划、国内外汽车制造厂考察、国内外设备刀具制造厂技术交流、实地考察、设备验收，以及生产实际设备管理、维护中，根据几十年设备的变化和对各厂家的比较，收集了大量资料，总结深化编写而成。本书不仅突破了传统教科书的写法，而且紧跟最前沿的技术，对制造业内人士的生产工作有很好的指导作用。