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加工刀具自动化 4.1 自动化机床的刀具和辅助工具 4.2 自动化换刀装置 4.3 排屑自动化 4.4 实例视频 4.1 自动化机床的刀具和辅助工具 4.1.1 对自动化机床刀具的要求 4.1.2 刚性自动化刀具及辅具 4.1.3 数控机床和柔性自动化加工用的工具系统 4.1.4 刀具的快换及调整 4.1.1 对自动化机床刀具的要求 自动化机床基本可以分为以自动生产线为 代表的刚性专门化自动化机床和以数控机床、 加工中心为主体所构成的柔性的通用化自动化 机床（单机或生产线）。 在刚性自动化生产中，是以尽可能提高刀 具的专用化程度为基础来取得最佳的总体效益 的，又因其加工的产品品种单一，机床、刀具 和夹具基本上是专用的，刀具及其辅助工具（ 简称辅具）相对简单。 4.1.1 对自动化机床刀具的要求 在柔性制造系统中，则是在满足自动化生 产要求的基础上，以刀具及其工具系统的标准 化、系列化和模块化，尽可能提高刀具的通用 化程度为基础来取得最佳的总体效益的。 所用刀具及其辅具种类较多且复杂，应充 分考虑刀具及其工具系统的构成、刀具数据库 的建立、刀具信息编码与识别、刀具调整等问 题。 4.1.1 对自动化机床刀具的要求 为了适应自动化加工机床连续性生产，所用刀 具除应满足一般刀具所具备的高硬度、足够的强度 和韧性、良好的耐热和耐磨性、良好的加工性及经 济性等条件外，还应尽量满足以下要求： （1）尺寸耐用度高 （2）断（卷）屑和排屑方便可靠 （3）刀具的更换和调整方便 （4）实现刀具的标准化、系列化和通用化 （5）设置加工及刀具工作状态的监控及检测装置 （1）尺寸耐用度高 尺寸耐用度高是指在一次调刀的条件下， 刀具能切出符合尺寸精度要求的合格零件数； 或是指在保证尺寸精度的前提下，刀具一次调 刀后所能使用的机动时间。 为了减少换刀次数和调整时间，要求自动 化机床用刀具切削部分材料的切削性能好，耐 用度高。 （2）断（卷）屑和排屑方便可靠 由于自动化机床的加工往往是在封闭的环 境里进行的，其加工过程一般不需要人工干预 ，所以，可靠的断屑和排屑对保证加工质量及 设备安全意义重大。 因此要求所用刀具应能可靠地断（卷）屑 ，便于实现自动排屑。 （3）刀具的更换和调整方便 自动化机床使用的刀具种类较多，所用的 刀具数量从几十把到上百把。 为了尽量减少装卸和调整刀具所需的辅助 时间，要求采用可调整刀具，在线外预调好刀 具尺寸，并采用各种快换刀架和刀夹，以保证 准确而迅速地实现换刀，减少换刀的时间损失 ，某些情况下还要适应自动换刀的需要（如加 工中心）。 （4）实现刀具的标准化、系列化和通用化 这样不仅便于刀具的制造，降低刀具的费 用，也有利于减少刀具及辅助工具的品种和规 格，便于管理和实现自动化换刀，从而降低生 产成本和提高生产效率。 特别是一些具有柔性制造系统（FMS）的 现代制造车间。通常建立有FMS刀具管理系统 ，负责刀具的运输、存储和管理，适时地向加 工单元提供所需的刀具，监控管理刀具的使用 等，这也需要以刀具的标准化、系列化和通用 化为基础，实现对刀具的集中监控和管理。 （5）设置加工及刀具工作状态的监控及检测装置 为保证刀具在正常的切削条件下稳定可靠 地进行加工，避免意外事故（如孔内切屑堵塞 等）损坏刀具，造成零件报废，甚至损坏机床 ，应设置加工过程及刀具工作状态的监控与自 动检测装置，即按刀具的过载保护及破损检测 要求，设置刀具的破损信号显示及报警装置。 4.1.2 刚性自动化刀具及辅具 组合机床及其自动线是大批量生产中常用 的刚性自动化设备，属于专门化的生产形式， 所用刀具的专门化程度高，其工具系统相对简 单。在刚性自动化系统中，根据工艺要求与加 工精度的不同，常用的刀具有：一般刀具、复 合刀具和特殊工具等。 为了在组合机床及其自动线上实现切削刀 具的快换和实现一些较特殊的工艺内容，采用 了各种标准的和专用的辅具。 4.1.2 刚性自动化刀具及辅具 常用的标准辅具有各种浮动卡头、快换卡头 和接杆等；专用辅具是为了完成一些特殊的加工 内容而设计的，常见的有孔内切槽、端面或止口 加工、切内锥面、镗球孔等。 这些辅具的共同点是都需要刀具的斜向或横 向进给，其一般原理是：利用钻镗头在工作进给 中，使辅具的一部分顶在夹具或工件上，不再向 前进给，而与辅具的另一部分产生相对运动，通 过一定的转换机构，将动力滑台的纵向进给运动 转