東臺(tái)精機(jī)數(shù)控加工中心常見的自動(dòng)換刀方式及其特點(diǎn)
東臺(tái)精機(jī)數(shù)控加工中心除了和其它數(shù)控銑削加工設(shè)備一樣，具有高效加工復(fù)雜曲面工件和異形輪廓工件的加工能力以外。它還具有自動(dòng)更換加工刀具的先進(jìn)功能。借助于這一加工特性，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床對(duì)各類型工件特別是多工序復(fù)雜工件各工序的自動(dòng)轉(zhuǎn)接加工?？梢宰龅焦ぜ趩闻_(tái)加工設(shè)備上，集中自動(dòng)完成其鉆、銑、鏜、鉸和攻絲等多種工序的加工內(nèi)容。以至于有人說，數(shù)控加工中心是多功能的智能化加工設(shè)備。
數(shù)控加工中心之所以具有上述較高的自動(dòng)化加工能力，除了機(jī)床配置的控制裝置和工件的加工程序以外，硬件方面主要配置有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置兩部分。有了刀庫(kù)可使工件各工序加工刀具可以得到較好的存儲(chǔ)和管理，自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)可使機(jī)床每完成一道工序加工時(shí)，可以及時(shí)的更換下刀工序相應(yīng)的加工刀具，它們是相互獨(dú)立而又不可分割的一個(gè)整體。根據(jù)機(jī)床配置刀庫(kù)的不同其換刀機(jī)構(gòu)也不盡相同。本文就簡(jiǎn)單介紹一下，數(shù)控加工中心常見的自動(dòng)換刀方式及其特點(diǎn)。
根據(jù)數(shù)控加工中心加工形式和加工要求的不同，常見的刀庫(kù)形式主要有斗笠式刀庫(kù)、圓盤機(jī)械手刀庫(kù)、鏈?zhǔn)降稁?kù)等幾種。相對(duì)應(yīng)的換刀方式可分為直接換刀方式、機(jī)械手換刀方式和轉(zhuǎn)塔頭方式幾種，具體我們看一下它們各自的特點(diǎn)：
一、機(jī)械手換刀方式
一般配置機(jī)械手換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)常使用圓盤式刀庫(kù)。所謂機(jī)械手換刀方式，就是指在換刀時(shí)，由機(jī)械手進(jìn)行抓刀、選刀及換刀。負(fù)責(zé)在刀庫(kù)和數(shù)控加工中心的主軸之間傳遞刀具，將替換下來的刀具送回到刀庫(kù)內(nèi)，再將需要使用的刀具推送到主軸上。這種換刀方式的特點(diǎn)是待使用的新刀和已使用的舊刀同時(shí)抓取。也就是說抓刀和換刀同時(shí)進(jìn)行，因此相對(duì)其它換刀方式來說，具有換刀速度更快、各機(jī)械元件的運(yùn)動(dòng)幅度更小等特點(diǎn)。是現(xiàn)在比較主流的換刀方式。
二、直接換刀方式
所謂直接換刀方式是指換刀過程由刀庫(kù)和主軸箱配合完成，這是一種最直接的換刀方式。一般配置的刀庫(kù)是斗笠式的。按照換刀過程中，刀庫(kù)有沒有發(fā)生位移來區(qū)分，直接換刀方式又可以分為刀庫(kù)移位方式和刀庫(kù)固定方式兩種。刀庫(kù)移位方式中，刀庫(kù)是可以移動(dòng)的，在換刀前，刀庫(kù)進(jìn)入換刀工作區(qū)，換刀后在退出該區(qū)域。這種換刀方式由于刀庫(kù)發(fā)生的運(yùn)動(dòng)較多，布局比較講究，靈活性和適應(yīng)性較差。刀庫(kù)固定方式中，主要通過主軸箱的移動(dòng)進(jìn)行選刀。刀庫(kù)可以是保持靜止的，也可以只進(jìn)行位置旋轉(zhuǎn)。前者只能進(jìn)行順序選刀，適用于刀具數(shù)量較少的數(shù)控加工中心，而后者可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位選刀。這種選刀方式減少了刀庫(kù)的移動(dòng)，可以大大簡(jiǎn)化刀庫(kù)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，對(duì)換刀過程的控制也簡(jiǎn)單可靠。直接換刀方式的特點(diǎn)是換刀速度慢、故障率高，只在早期的機(jī)型上使用。
三、轉(zhuǎn)塔頭換刀方式
轉(zhuǎn)塔頭方式是通過磚塔的旋轉(zhuǎn)，使需要的刀具移動(dòng)到相應(yīng)位置的換刀方式。它一般為順序換刀，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，換刀時(shí)間極短，一般較多應(yīng)用于加工曲軸類等細(xì)長(zhǎng)類工件且需要完成多道工序的復(fù)雜工序加工場(chǎng)合。
轉(zhuǎn)塔頭方式的自動(dòng)換刀裝置和直接換刀方式類似，又分為轉(zhuǎn)塔刀架換刀和磚塔主軸頭換刀兩種方式。轉(zhuǎn)塔刀架換刀方式是通過轉(zhuǎn)塔頭的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀動(dòng)作；轉(zhuǎn)塔主軸頭換刀方式也需要配備轉(zhuǎn)塔，但轉(zhuǎn)塔主軸上連接的不是刀架，而是多個(gè)不同方位，成章魚觸手狀分布的分主軸頭，每個(gè)主軸頭上事先安裝有各個(gè)工序需要使用的刀具。
在數(shù)控加工中心加工中，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔，各主軸頭按照程序指令，依次轉(zhuǎn)動(dòng)到加工位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀動(dòng)作。這種換刀方式，由于各分主軸都集中在一個(gè)轉(zhuǎn)塔上，對(duì)轉(zhuǎn)塔主軸的剛度有較高的要求，對(duì)刀具主軸的數(shù)量也有一定的限制。這種換刀方式主要應(yīng)用在較小型的數(shù)控加工中心上。