39++机床刀架和自动换刀装置的设计.ppt

§3.9 机床刀架和自动切换刀 装置设计 一、机床刀架和自动换刀装置的功能、类型和应满足的要求 （一）机床刀架和自动换刀装置的功能 功能：安放刀具、参与切削、承受切削 力 发展：四方刀架、转塔刀架→自动刀架、 刀库和换刀机械手 刀具由几把→几十把→上百把 换刀时间：十几秒→几秒→零点几秒 （二）机床刀架和自动换刀装置的类型 单刀架 按安装刀具数目分 多刀架 方刀架 按结构形式分 转塔刀架 回转轻式刀架 手动转位刀架 按驱动刀架转位动力分 自动（电动、液 动）转 位刀架 自动换刀装置的刀库和换刀机械手，采用电气或液压驱动，目前主要用在加工中心MC。 数控机床的换刀装置主要采用回转刀盘，刀盘上安装8~12把刀，有的采用2个刀盘，实现 4坐标控制。少数数控车床也具有库形式的自动换刀装置。 P160图3-122 加工中心刀库形式：鼓轮式、链式、格子箱式、直线刀库 鼓轮式刀库应用广，它包括刀具轴线与鼓轮轴线平行（垂直或成锐角），这种刀库结构简单、紧凑，但因刀库单环排列，定向利用率低大容量刀库的外径将很大，转动惯量大，选刀运动时间长，故这种刀库一般不超过32把刀具。图3-123a.b.c.d 链式刀库容量较大，当采用多环链式刀库时，刀库外形较紧凑，占用空间小，适用于作大容量刀库，在增加存储刀具数目时，可增加链条长度，而不增加链轮直径，链轮的圆周速度不会增加，刀库的运动惯量不像鼓轮式刀库增加得那么多。图3-123e 格子箱式刀库容量较大，结构紧凑，空间利用率高，但布局不灵活，通常将刀库安装于工作台上，有时甚至在使用一侧的刀具时，必须更换另一侧之刀座板。图3-122f 直线式刀库结构简单，刀库容量较小，用于数控车床、钻床、少数加工中心采用。图3-123g 单臂单手式图3-124a 换刀机械手分 单臂双手式图3-124b.c 双手式图3-124d 单臂单手式：结构简单、换刀时间长，用于刀具主轴与刀库刀套轴线平行及垂直的场合。 单臂双手式：可同时抓住主轴和刀库中的刀具，并进行拔出，插入换刀，时间短，用于加工中心上的刀库刀套轴线与主轴相互平行的场合。 双手式：结构复杂，换刀时间短，这种机械手除完成拔刀，插刀外，还起运输刀具的作用。 （三）机床刀架自动换刀装置应满足的要求 1、满足工艺过程所提出的要求 （转位要求） 机床依靠刀具和工件间相对运动形成工件表面，而工件的表面形状和表面位置的不同，要求刀架和刀库上能够布局足够的刀具，能方便而正确地加工各种工件表面。为了实现在工件的一次安装中完成多工序加工，所以要求刀架，刀库可以方便地转位。 2、在刀架、刀库上要能牢固地安装工具 (正确、牢固安装) 在刀架安装刀具时还应能精确地调整工具的位置，采用自动交换刀具时应能保证刀具交换前后都能处于正确位置。以保证刀具和工件间准确的相对位置，刀架的运动精度将直接反映到被加工工件的几何形状精度和表面粗糙度上，为此，刀架的运动轨迹必须准确，运动应平稳，刀架运动的终点到位应准确，且精度保持性要好，以便长期保持刀具的正确位置。 3、刀架、刀库换刀机械手应具有足够的刚度 （足够刚度） 由于刀具的类型、尺寸各异，重量相差