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刀具识别装置与选刀方式 - 刀柄编码法和刀座编码法

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:任意选刀方式必须要有刀具识别装置,刀具的识别方法主要有刀柄编码法和刀座编码法两种,如图1-32和图1-33所示。刀座编码法需对每个刀座进行编码,刀具也编号,并将刀具放置于相应编码的刀座中,换刀时刀库旋转,使刀座依次经过刀具识别装置进行识别,直至找到规定的刀座,停止旋转。

刀具识别装置与选刀方式 - 刀柄编码法和刀座编码法

1.其他种类的加工中心

除立式加工中心外,常见的还有卧式加工中心和复合加工中心。如图1-31所示,卧式加工中心的主轴轴线与工作台台面平行,它的工作台大多为由伺服电动机控制的数控回转工作台,适用于箱体类、小型模具类零件的加工。复合加工中心也称多工面加工中心,一种是指在一台加工中心上有立、卧两个主轴,另一种是主轴轴线可旋转90°或工作台可带动工件旋转90°,因而可在工件的一次装夹中实现多个表面的加工,适用于复杂箱体和复杂曲面工件的加工。

2.加工中心自动换刀装置(ATC)

加工中心自动换刀装置由存放刀具的刀库和换刀机构组成,是实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置。刀具的交换方式和具体结构对机床的生产率和工作可靠性有直接的影响。

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图1-30 台阶垫块零件图

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图1-31 卧式加工中心

(1)自动换刀装置的具体要求 刀库容量要适当;换刀时间要短;换刀空间尽量小;动作可靠、使用稳定;刀具重复定位精度要高;刀具识别要准确。

(2)自动换刀装置的换刀过程 换刀过程由选刀和换刀两部分组成。选刀是刀库按照选刀要求自动将要用的刀具移动到换刀位置,完成选刀过程,为换刀做好准备。换刀则是把主轴上用过的刀具取下放回刀库,并将选好的刀具安装在主轴上的过程。

刀具选刀有顺序选刀法和任意选刀法,任意选刀法运用较多,可根据程序指令要求选择所要的刀具。任意选刀方式必须要有刀具识别装置,刀具的识别方法主要有刀柄编码法和刀座编码法两种,如图1-32和图1-33所示。刀柄编码法采用特殊结构的刀柄进行编码,每把刀都有自己的编码,可以存放于刀库中的任意刀座中,刀具在不同工序中可重复使用,用过的刀具不一定要存放于原来刀座中,选刀和换刀方便,同时也减少了所需的刀库容量。刀座编码法需对每个刀座进行编码,刀具也编号,并将刀具放置于相应编码的刀座中,换刀时刀库旋转,使刀座依次经过刀具识别装置进行识别,直至找到规定的刀座,停止旋转。这种方式取消了刀柄识别码,刀柄结构简单,换刀中需将刀具放回原来刀座中,增加了换刀动作,与顺序选刀相比突出了刀具可重复使用的优势。完成选刀动作后,由换刀机构将机床主轴上的刀具与刀库中被选刀具进行交换。常见的有机械手换刀和无臂式换刀。机械手具有灵活性,换刀时间短,应用较为广泛。无臂式换刀必须先将主轴上用过的刀具放回刀库,再从刀库中取出新刀具,这两个动作不能同时进行,因此换刀时间长。

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图1-32 刀柄编码法

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图1-33 刀座编码法

3.工作台自动交换装置(APC)

为了进一步缩短非切削时间,有的加工中心配有多个自动交换工作台,可实现在线装夹,即一个工作台在进行加工的同时,另一个工作台可进行装、卸工件,机床完成加工后自动交换工作台。多工作台加工中心有时称为柔性加工单元(FMC)。工作台自动交换装置的类型有回转交换式和移动交换式两种,如图1-34、图1-35所示。回转交换式交换空间小,多为单机使用;移动交换式工作台沿导(滑)轨移动至工作位置进行交换,多用于加工中心工位多、内容多的情况。

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图1-34 回转式自动交换工作台(www.xing528.com)

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图1-35 移动式自动交换工作台

4.加工中心主要技术参数

加工中心的主要技术参数一般由尺寸参数、接口参数、运动参数、动力参数、精度参数及其他参数等组成,见表1-4。

1-4 加工中心的主要技术参数

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(续)

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5.铣刀刀柄

数控机床刀具刀柄的结构形式分为整体式与模块式两种。整体式刀柄装夹刀具的工作部分与它在机床上安装定位用的柄部是一体的,如图1-36所示。这种刀柄对机床与零件的变换适应能力较差。为适应零件与机床的变换,用户必须储备各种规格的刀柄,因此刀柄的利用率较低。模块式刀具系统是一种较先进的刀具系统,其每把刀柄都可通过各种系列化的模块组装而成,如图1-37所示。针对不同的加工零件和所使用的机床,采取不同的组装方案,可获得多种刀柄系列,从而提高刀柄的适应能力,减少设备投资,提高了刀柄的利用率。

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图1-36 整体式刀柄

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图1-37 模块式刀具系统

目前国内使用较多的刀柄类型是DIN 69871型(即JT)和MASBT型两种刀柄,锥度为7∶24。BT系列常用刀柄规格有40号、45号和50号。50和40分别代表大端直径69.85mm和44.45mm。刀柄与刀具的连接形式常有套式、ER弹簧夹头式、侧固式、钻夹头式、液压式、热涨式等。图1-38a所示为套式面铣刀刀柄,b图为ER弹簧夹头刀柄,c图为侧压式立铣刀刀柄,d图为钻夹头式刀柄。刀柄的尾部采用相应形式的拉钉拉紧结构,与机床主轴相配合装夹刀具。

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图1-38 刀柄连接形式

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