東臺精機數(shù)控加工中心常見的自動換刀方式及其特點
東臺精機數(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。它還具有自動更換加工刀具的先進功能。借助于這一加工特性，可以實現(xiàn)機床對各類型工件特別是多工序復(fù)雜工件各工序的自動轉(zhuǎn)接加工。可以做到工件在單臺加工設(shè)備上，集中自動完成其鉆、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化加工能力，除了機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和自動換刀裝置兩部分。有了刀庫可使工件各工序加工刀具可以得到較好的存儲和管理，自動換刀機構(gòu)可使機床每完成一道工序加工時，可以及時的更換下刀工序相應(yīng)的加工刀具，它們是相互獨立而又不可分割的一個整體。根據(jù)機床配置刀庫的不同其換刀機構(gòu)也不盡相同。本文就簡單介紹一下，數(shù)控加工中心常見的自動換刀方式及其特點。
根據(jù)數(shù)控加工中心加工形式和加工要求的不同，常見的刀庫形式主要有斗笠式刀庫、圓盤機械手刀庫、鏈式刀庫等幾種。相對應(yīng)的換刀方式可分為直接換刀方式、機械手換刀方式和轉(zhuǎn)塔頭方式幾種，具體我們看一下它們各自的特點：
一、機械手換刀方式
一般配置機械手換刀機構(gòu)的刀庫常使用圓盤式刀庫。所謂機械手換刀方式，就是指在換刀時，由機械手進行抓刀、選刀及換刀。負責在刀庫和數(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是待使用的新刀和已使用的舊刀同時抓取。也就是說抓刀和換刀同時進行，因此相對其它換刀方式來說，具有換刀速度更快、各機械元件的運動幅度更小等特點。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。一般配置的刀庫是斗笠式的。按照換刀過程中，刀庫有沒有發(fā)生位移來區(qū)分，直接換刀方式又可以分為刀庫移位方式和刀庫固定方式兩種。刀庫移位方式中，刀庫是可以移動的，在換刀前，刀庫進入換刀工作區(qū)，換刀后在退出該區(qū)域。這種換刀方式由于刀庫發(fā)生的運動較多，布局比較講究，靈活性和適應(yīng)性較差。刀庫固定方式中，主要通過主軸箱的移動進行選刀。刀庫可以是保持靜止的，也可以只進行位置旋轉(zhuǎn)。前者只能進行順序選刀，適用于刀具數(shù)量較少的數(shù)控加工中心，而后者可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)位選刀。這種選刀方式減少了刀庫的移動，可以大大簡化刀庫的設(shè)計結(jié)構(gòu)，對換刀過程的控制也簡單可靠。直接換刀方式的特點是換刀速度慢、故障率高，只在早期的機型上使用。
三、轉(zhuǎn)塔頭換刀方式
轉(zhuǎn)塔頭方式是通過磚塔的旋轉(zhuǎn)，使需要的刀具移動到相應(yīng)位置的換刀方式。它一般為順序換刀，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，換刀時間極短，一般較多應(yīng)用于加工曲軸類等細長類工件且需要完成多道工序的復(fù)雜工序加工場合。
轉(zhuǎn)塔頭方式的自動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)，實現(xiàn)自動換刀動作；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，而是多個不同方位，成章魚觸手狀分布的分主軸頭，每個主軸頭上事先安裝有各個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)動到加工位置，從而實現(xiàn)自動換刀動作。這種換刀方式，由于各分主軸都集中在一個轉(zhuǎn)塔上，對轉(zhuǎn)塔主軸的剛度有較高的要求，對刀具主軸的數(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。
