数控机床的刀具课件

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1、第九章数控机床的刀具与工件交换装置引言:(1)单功能数控机床的缺点；(2)自动换刀装置的起源和优点；§9.1自动换刀装置的形式自动换刀装置的功能就是储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换。它应当满足换刀时间短、刀具重复定位精度高、刀具储存量足够、结构紧凑及安全可靠等要求．其基本形式有以下几种。一、回转刀架换刀回转刀架换刀常用于数控车床。根据加工要求可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架，井相应地安装四把、六把或更多的刀具。图9-1为数控车床六角回转刀架（即六方刀架），它的动作根据数控指令进行，由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，回转刀架还

2、可采用电机-马氏机构转位，鼠齿盘定位，以及其他转位和定位机构．其工作原理如下：(1)刀架抬起；(2)刀架转位；(3)刀架压紧；(4)转位油缸复位；二、更换主轴换刀这种机床的主轴头就是—个转塔刀库，主轴头有卧式和立式两种．如图9—2所示是TK-5525型数控转塔式镗铣床的外观图，八方形主轴头（转塔头）上装有八根主轴，每根主轴上装有一把刀具。根据工序的要求按顺序自动地将装有所需要的刀具的主轴转到工作位置，实现自动换刀，同时接通主传动。不处在工作位置的主轴便与主传动脱开。转塔头的转位由槽轮机构来实现，其结构如图9—3所示，每次转位包括下列动作。(1)脱开

3、主轴传动；(2)转塔头抬起；(3)转塔头转位；(4)转塔头定位压紧；(5)主轴传动重新接通；优点：省去了自动松、夹，卸刀、装刀，以及刀具搬运等一系列的复杂操作，从而缩短了换刀时间，并提高了换刀的可靠性；缺点：由于空间位置的限制，使主轴部件结构不能设计得十分坚实，因而影响了主轴系统的刚度．为了保证主轴的刚度，必须限制主轴数目，因此转塔主轴头通常只适应于工序较少，精度要求不太高的机床，例如数控钻床、铣床等．三、更换主轴箱换刀这种机床象组合机床一样，采用多主轴的主轴箱，利用更换这种主轴箱来达到换刀的目的，如图9-4所示。工作原理如下：(1)选好所需的主轴

4、箱，待两小车运行至该主轴箱处，将它推上小车I上，小车I沿导轨载着它与空车Ⅱ同时运行到机床动力头两侧的更换位置。(2)动力头带着主轴箱1上升到更换位置，动力头上的夹紧机构将主轴箱松开，定位销也从定位孔中拔出，推杆机构将用过的主轴箱1从动力头上推到小车Ⅱ上．同时又将待用主轴箱从小车I推到机床动力头上，并进行定位夹紧。(3)然后动力头沿立柱导轨下降开始新的加工。与此同时，两小车返回主轴箱库，停在待换的主轴箱旁。由推杆机构将下次待换的主轴箱推上小车I，并把用过的主轴箱从小车I推入主轴箱库中的空位。四、带刀库的自动换刀系统这类换刀装置由刀库、选刀机构、刀具交

5、换机构及刀具在主轴上的自动装卸机构等四部分组成，应用最广泛。如图9-5和9-6所示,刀库分别装在机床的立柱上，主轴箱上或工作台上．如图9-7所示，刀装在机床之外。如图9-8所示，刀库远离主轴。工作原理如下：首先要把加工过程中要用的全部刀具分别安装在标准的刀柄上，在机外进行尺寸预调整后，插入刀库中。换刀时，根据选刀指令先在刀库上选刀，由刀具交换装置从刀库和主轴上取出刀具，进行刀具交换，然后将新刀具装入主轴，将用过的刀具放回刀库。为了缩短换刀时间，可采用带刀库的双主轴或多主轴换刀系统，如图9-9所示。该机床转塔头上待更换刀具的主轴与转塔刀库回转轴线成4

6、50，当水平方向的主轴在加工位置时，待更换刀具的主轴处于换刀位置，由刀具交换装置预先换刀，待本工序加工完毕后，转塔头回转并交换主轴(即换刀)。§9.2刀库刀库用于存放刀具，它是自动换刀装置中主要部件之一。其容量、布局和具体结构对数控机床的设计有很大影响．一、刀库的形式根据刀库存放的数目和取刀方式，刀库可以设计成多种形式。图9-10所示为常见的几种刀库形式．单盘式刀库图(a)～图(d).存放的刀具数目一般为15-40把，为适应机床主轴的布局，刀库上刀具轴线可以按不同方向配置，如轴向、径向或斜向。图(d)是刀具可作900翻转的圆盘刀库；如图(e)为鼓轮

7、弹仑式(又称刺猬式)刀库。图9-11为链式刀库，图(a)为我国THK6370自动换刀数控镗铣床所采用的单排链式刀库简图，为了增加链式刀库的储存量，可采用图(b)所示的多排链式刀库；图(c)为加长链条的链式刀库，此外，还有多盘式和格子式刀库，如图9-10(g)、(h)所示，这种刀库虽然储存量大，但结构复杂，选刀和取刀动作多，故较少采用。刀库除了储存刀具之外，还要能根据要求将各工序所用的刀具运送到取刀位置．刀库常采用单独驱动装置，如图9-12(a)、(b)所示为圆盘式刀库的结构图，可容纳40把刀具，图(a)为刀库的驱动装置，由液压马达驱动，通过蜗杆4蜗

8、轮5，端齿离合器2和3带动与圆盘13相连的轴1转动。。如图(b)所示，圆盘13上均布40个刀座9，其外侧边缘上有相应的40