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第四章刀具自动化;第一节刀具的自动装夹; 2.自动化刀具的类型及选用

自动化用刀具通常分为标准刀具和专用刀具两大类。在以自动生产线为代表的刚性自动化生产中，应尽可能提高刀具的专用化程度，以取得最佳的总体效益。而在以数控机床、加工中心为主体构成的柔性自动化加工系统中，为了提高加工的适应性，同时考虑到加工设备的刀库容量有限，应尽量减少使用专用刀具，而选用通用标准刀具、刀具标准组合件或模块式刀具。; 自动化常用的刀具种类有：可转位车刀、高速钢麻花钻、机夹扁钻、扩孔钻、铰刀、镗刀、立铣刀、面铣刀、丝锥和各种复合刀具等。刀具的选用与其使用条件、工件材料与尺寸、断屑情况及刀具和刀片的生产供应等许多因素有关。此外，刀具的结构型式有时对工艺方案的拟定也起着决定性影响，因此必须慎重对待，综合考虑。一般选用原则如下：

1）为了提高刀具的耐用度和可靠性，应尽量选用各种 高性能、高效率、长寿命的刀具材料制成的刀具。

2）应选用机夹可转位刀具的结构。

3）为了集中工序，提高生产率及保证加工精度，应尽 可能采用复合刀具。

4）应尽量采用各种高效刀具。;二、自动化刀具装夹机构

为了充分发挥自动化加工设备应有的效率，必须要配备一套标准的装夹机构，建立一套标准的工具系统，以实现快速自动换刀。

在目前自动化加工生产中，比较完善的的工具系统主要有镗铣类数控机床用工具系统（简称”TSG”系统）和车床类数控机床用工具系统（简称“BTS”系统）两大类，现在也出现了可同时适应数控车削和数控镗铣加工的工具系统。它们主要由刀具的柄部（刀柄）、接杆（接柄）和夹头等部分组成。工具系统中规定了刀具与装夹工具的结构、尺寸系列及其连接形式。更完善的工具系统还包括自动换刀装置、刀库、刀具识别装置和刀具自动检测装置等。;1.数控车削加工的刀具装夹结构

车削加工的工具系统一般由机床刀架、快换刀夹 及其基座和预调刀头等组成，如图4-3所示。

2．数控镗铣加工工具系统

数控镗铣加工工具系统有整体和模块两种不??的 结构型式。整体式结构是每把工具的柄部与夹持工具 的工作部分连成一体，因此不同品种和规格的工作部 分都必须加工出一个能与机床连接的柄部，致使工具 的规格、品种繁多，给生产、使用和管理都带来不 便。模块式工具系统是把工具的柄部和工作部分分割 开来，制成各种系列化的模块，然后经过不同规格的 中间模块，可组装成一套套不同规格的工具。这样既 便于制造、使用与保管，又能以最少工具库存来满足 不同零件的加工要求，因而它代表了工具系统发展的 总趋势。;第二节自动化换刀系统;一、换刀装置的类型和组成：

常用的自动换刀装置有如下几种形式：

1.主轴与刀库合为一体的自动换刀装置

这种自动换刀装置的刀库与主轴合为一体，机床结构较为简单，且由于省去了刀具在刀库与主轴间的交换等一系列复杂的操作过程，从而缩短了换刀时间，并提高了换刀的可靠性。

2.主轴与刀库分离的自动换刀装置

这种换刀装置配备有独立的刀库，因此又称为带刀库的自动换刀装置。它由刀库、刀具交换装置以及主轴等组成。;二、刀库

自动换刀系统一般由刀库、自动换刀装置、刀具传送装置、识刀装置等几个部分组成。刀库是自动换刀系统中最主要的装置之一，其功能是贮存各种加工工序所需的刀具，并按程序指令，快速、准确地将刀库中的空刀位和待用刀具送到预定位置，以便接受主轴换下的刀具和便于刀具交换装置进行换刀，它的容量、布局以及具体结构对数控机床的总体布局和性能有很大影响。

1.刀库类型

常用刀库有盘式刀库、链式刀库和格子式刀库，如图4-8所示。; 2.刀具的选择方式

根据数控系统的选择指令，从刀库中将各工序所需的刀具转换到取刀位置，称为自动选刀。自动选刀方式有两种：

（1）顺序选刀方式

将所需刀具严格按工序先后依次插放在刀库中，使用时按加工顺序指令一一取用。

（2）任意选择方式

这种方式根据程序指令的要求任意选择所需要的刀具，刀具在刀库中可以不按加工顺序而任意存放，利用控制系统来识别、记忆所有的刀具和刀座。;3.刀具运送装置

当刀库容量较大，布置得离机床主轴较远时，就需要安排两只机械手和刀具运送装置来完成新旧刀具的交换工作。一只机械手靠近刀库，称后机械手，完成拔刀和插刀的动作；另一只机械手靠近主轴，称前机械手，也完成拔刀和插刀的动作。

4.刀具的识别

刀具的识别是指自动换刀装置对刀具的识别，通常可采用刀具编码法和软件记忆法。;三、自动化换刀机构

1．回转刀架

回转刀架常用于数控车床，是用转塔头各刀