《第2章數(shù)控機床ATC系統(tǒng)5》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《第2章數(shù)控機床ATC系統(tǒng)5（85頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、*,,,2.5,數(shù)控加工自動換刀系統(tǒng),單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,美、德、日等世界制造業(yè)發(fā)達的國家無一例外都是刀具工業(yè)先進的國家。,,,先進的刀具及其換刀裝置不但是推動制造技術發(fā)展進步的重要動力，還是提高產(chǎn)品質量、降低加工成本的重要手段。,,刀具與機床是互相制約又相互促進的,。,,今天先進的刀具與數(shù)控機床共同推動了現(xiàn)代加工技術的進步，使制造技術進入了數(shù)控加工的新時代。,1,,數(shù)控加工刀具具有適應,CNC,高速、高效和高度自動化的特點，一般,包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄,。刀柄用以連接刀具并裝在機床主軸頭上，已標準化和系列化。,2.5.1,數(shù)

2、控刀具,目前數(shù)控刀具主要采用機夾可轉位刀具,,機夾可轉位刀具已經(jīng)得到了廣泛的應用，數(shù)量上已達到整個數(shù)控刀具的,30%~40%,，占金屬切除率總數(shù)的,80%~90%,。,2,1.,數(shù)控刀具的分類及特點,3,,整體式,---,鉆頭、立銑刀等；,,鑲嵌式,---,焊接式和,機夾式；,,減振式,---,主要用于鏜孔 ；,,內(nèi)冷式,---,深孔加工；,,其他特殊形式；,(1),按結構分：,1,）分類,4,(2),按切削工藝分,,車削刀具,---,外圓、內(nèi)孔、螺紋、成形車刀等,,鉆削刀具,---,鉆頭、鉸刀、絲錐等,,鏜削刀具,---,粗鏜刀、精鏜刀等,,銑削刀具,---,面銑刀、立銑刀、螺紋銑刀等,外圓

3、車刀,常用車刀：,5,,螺紋車刀,內(nèi)孔車刀,6,,面銑刀,方肩銑刀,常用銑刀：,7,,仿形銑刀,三面刃和,,螺紋銑刀,整體硬質,,合金銑刀,8,,鉸刀,鉆頭,絲錐,鉆削刀具：,9,,粗鏜刀,精鏜刀,鏜削刀具：,10,(3),按材料分,,高速鋼刀具,,硬質合金刀具,---,使用最普遍,,陶瓷刀具,,立方氮化硼刀具,,聚晶金剛石刀具,11,硬質合金刀具,12,模塊化工具優(yōu)點：,,減少換刀時間和刀具的安裝次數(shù)；,,促使工具向標準化和系列化發(fā)展；,,提高工具的管理及柔性加工的水平；,,擴大工具的利用率，充分發(fā)揮工具的性能，降低工具儲備量。,,目前的數(shù)控工具形成了兩大系統(tǒng)，,車削工具系統(tǒng),和,鏜銑類工具

4、系統(tǒng),。,(4),按工具系統(tǒng)分,,整體式工具系統(tǒng),,模塊式工具系統(tǒng),13,2,）數(shù)控刀具特點：,很高的切削效率；,,高的精度和重復定位精度；,,很高的可靠性和耐用度；,,刀具尺寸的預調(diào)和快速換刀；,,完善的工具系統(tǒng)和刀具管理系統(tǒng)；,,應有刀具在線監(jiān)控及尺寸補償系統(tǒng)。,14,2.,機夾,可轉位刀片,1),可轉位刀片的代碼,,按國際柄準,IS01832—1985,，可轉位刀片的代碼表示方法是,由,10,位字符串,組成的。,2),可轉位刀片的斷屑槽槽型,,我國標準,GB 2080,－,87,中所表示的槽形為,V,形斷屑槽，槽寬為：,,V0,＜,1 mm,；,V1 = 1mm,；,,V2 = 2mm,

5、；,V3 = 3mm,；,,V4 = 4mm,； 等五種。,15,3),可轉位刀片的夾緊方式,,刀片夾緊要求：,,,(1),夾緊可靠，不允許松動。,,,(2),定位準確，確保定位精度和重復精度。,,,(3),排屑流暢，有足夠的排屑空間。,,,(4),結構簡單，操作方便，轉位動作快，成本低。,刀片夾緊方式：,,(1),杠桿式；,,(2),楔塊上壓式；,,(3),螺釘上壓式；,16,17,18,數(shù)控車床,整,,體式,工具系統(tǒng),3.,數(shù)控刀具工具系統(tǒng),工具系統(tǒng)：,,是針對數(shù)控機床要求與之配套的,刀具必須可快換、高效切削,而發(fā)展起來的，是刀具與機床的接口。,1,）工具系統(tǒng)分類,19,

6、鏜,式,,銑工,,類具,,模,系,,塊,統(tǒng),(1),模塊式,刀柄,,,鏜銑類,模塊式工具系統(tǒng)即,TMG,工具,系統(tǒng)，,通過將基本刀柄、接桿和加長桿,(,如需要,),進行組合，能組成,很多種類的刀柄。,20,鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)組成,21,TMG21,,工具系統(tǒng),22,鏜銑類,整體式,工具,系統(tǒng),(,TSG,),(2),整體式刀柄,,鏜銑類整體式工具系統(tǒng),即,TSG,系統(tǒng),用于刀具裝配中裝夾不改變，或不宜使用模塊式刀柄的場合。,23,鏜銑類整體式工具系統(tǒng)組成,24,TSG82,工具系統(tǒng),25,,,,,,,,,,,2),工具系統(tǒng)型號表示方法,JT,：,表示采用國際標準,ISO7388,號加工中心機

7、床用錐柄柄部；,,BT,：,表示采用日本標準,MAS403,號加工中心機床用錐柄柄部；,其后數(shù)字為相應的,ISO,錐度號：如,50,和,40,分別代表大端直徑,69.85,和,44.45,的,7:24,錐度,。,(1),柄部型式及尺寸,26,,,,,,,,,,,(2),刀柄用途及主參數(shù),,XD --,裝三面銑刀刀柄,,MW --,無扁尾氏錐柄刀柄,,XS --,裝三面刃銑刀刀柄,,M --,有扁尾氏錐柄刀柄,,Z(J) --,裝鉆夾頭刀柄,(,賈式錐度加,J),,,XP --,裝削平柄銑刀刀柄,,用途后的數(shù)字表示工具的工作特性，其含義隨工具不同而異。,,(3),工作長度,27,面銑刀

8、刀柄,整體鉆夾頭刀柄,3),,常用刀柄,28,鏜刀柄,29,莫式錐度刀柄,快換式絲錐刀柄,鉆夾頭刀柄,30,ER,彈簧夾頭刀柄,側壓式立銑刀柄,KM,型卡簧,ER,型卡簧,31,ISO 7388,及,,DIN 69871,的,A,型拉釘,,ISO 7388,及,,DIN 69871,的,B,型拉釘,,MAS BT,,拉釘,拉釘：,,帶螺紋的零件，,連接,在各種工具柄的尾端，作為鏜銑主軸拉刀固定用。,32,,(1),刀具換刀時間短且換刀可靠；,,,(2),刀具,重復定位精度,高；,,,(3),足夠的刀具儲存量；,,,(4),刀庫占地面積小。,2.5.2,數(shù)控刀具自動換刀系統(tǒng),為完成對工件的多工序

9、加工而設置的存儲及更換刀具的裝置稱為自動換刀裝置,(Automatic tool changer--ATC),,,自動換刀裝置應當滿足的基本要求為：,33,根據(jù)其組成結構可分為,,排式刀架,,回轉刀架式,,轉塔式,,帶刀庫式,1,、自動換刀裝置的形式,1),排式刀架,自動換刀裝置,,排式刀架一般用于數(shù)控車床，結構為夾持各種不同用途刀具的刀夾沿著機床的,X,坐標軸方向排列在橫向滑板上，換刀方便迅速，生產(chǎn)效率高。,34,排式刀架,35,排式刀架,36,回轉刀架是數(shù)控車床最常用的一種典型換刀裝置，它通過,刀架的旋轉、分度定位來,實現(xiàn)機床的自動換刀；,,刀架可設計成四方形、六角形或其他形式；,,刀架分

10、立式,(,回轉中心與主軸垂直,),、臥式,2,種；,,多用于車床或車削中心；,換刀主要包括,3,個動作：,,刀架抬起,;,,刀架轉位分度；,,刀架鎖緊；,2,）回轉刀架自動換刀裝置,37,12,工位臥式回轉刀架,4,方、,6,角立式回轉刀架,38,電動（或液壓）回轉刀架,39,換刀動作：,,刀架抬起；,,刀架轉位；,,刀架鎖緊；,(1),四方回轉刀架,40,換刀動作：,,刀架抬起；,,刀架轉位；,,刀架鎖緊；,(1),四方回轉刀架,41,(2),液壓控制的六角回轉刀架,換刀動作：,,,刀架抬起；,,刀架轉位；,,刀架鎖緊；,,油缸復位；,42,換刀動作：,,刀架抬起；,,刀架轉位；,,刀架鎖緊

11、；,,油缸復位；,(2),液壓控制的六角回轉刀架,43,換刀動作：,,,刀架抬起；,,刀架轉位；,,刀架鎖緊；,,油缸復位；,(2),液壓控制的六角回轉刀架,44,3),轉塔式更換主軸頭自動換刀裝置,更換主軸頭換刀,通常有臥式和立式兩種。換刀時利用轉塔的轉位來更換主軸頭，以實現(xiàn)自動換刀。,轉塔主軸相當于一個轉塔刀庫。,,在轉塔的各主軸頭上預先裝好所需刀具，換刀時依次轉至加工位置，接通主運動，帶動刀具旋轉。,,優(yōu)點：省去了自動松夾、裝卸刀具、夾緊及刀具搬動等一系列復雜操作，縮短了換刀時間，提高了換刀可靠性。,,缺點：主軸部件的剛性差且主軸的數(shù)目不可能太多。,45,(1),多主軸轉塔頭結構,8,軸

12、立式轉塔頭,10,工位車削中心轉塔頭,46,(2),八軸臥式轉塔頭結構及其換刀,轉位過程,,旋轉齒輪,6,－,15,脫開主傳動,,中心油缸,13,上腔注壓力油,,缸體帶動轉塔刀架體,10,抬起,,鼠齒盤,7,－,8,脫開,,轉位油缸推動齒輪,5,帶動轉塔轉位,45°,,中心油缸,13,下腔注壓力油，轉塔鎖緊,,轉位油缸復位,47,(3),帶刀庫的轉塔頭換刀,旋轉主軸特點：,,一個空閑工位；,,一個工作工位；,,在空閑位換刀；,,帶刀庫和換刀機械手；,刀庫,48,4),帶刀庫的自動換刀裝置,,帶刀庫自動換刀裝置的,MC,機床主軸箱和轉塔主軸頭相比較，由于只有一根主軸，主軸部件剛度高，能夠滿足各種

13、復雜精密加工的要求。,,另外，由于刀庫刀具數(shù)量大，解決了復雜零件一次裝夾完成多個工序的加工要求，提高了,CNC,的加工的適應性和加工效率。,由于刀架、轉塔頭的刀具容量有限，現(xiàn)代,MC,數(shù)控機床都使用,刀庫＋,ATC,裝,置換刀。,,,刀庫換刀將加工中所需刀具分別裝于標準刀柄，在機外進行尺寸調(diào)整之后按一定方式放入刀庫，由,刀具交換裝置,從刀庫和主軸上取刀交換。,49,1),無機械手交換刀具方式,－－機械手交換刀具；,,－－無機械手交換刀具，由刀庫與機床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換。,這種換刀方式,結構簡單，成本低，換刀的可靠性較高，刀庫因結構所限容量不多，換刀時間長。多用于中、小型加工中心自動換刀

14、。,實現(xiàn)刀庫與機床主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為,刀具交換裝置,。,刀具的交換方式通常分為兩種：,,2,、刀具交換裝置,50,(1),刀庫移動式無機械手換刀,1—立柱 2—底座 3—橫向工作臺 4—縱向工作臺5—刀庫 6—主軸箱,51,(2),主軸移動式無機械手換刀,52,無機械手換刀過程,,1—,立柱,2—,主軸箱,3—,刀庫,待換刀具,換下刀具,53,,機械手是當主軸上的刀具完成一個工步后，把這一工步的刀具送回刀庫，并把下一工步所需要的刀具從刀庫中取出來裝入主軸繼續(xù)進行加工的功能部件。,2),帶機械手交換刀具方式,MC,的自動換刀,，,大都采用機械手換刀方式,。

15、,,,,由機械手把刀庫上的刀具送到主軸上,。,使用一個機械手將加工用畢的刀具從主軸中拔出,，,與此同時,，,另一個機械手將在刀庫待命的刀具中從換刀位置拔出,，,然后兩者交換位置,，,完成換刀過程,。刀庫中的刀具可手工或機械手安裝。,54,(1),換刀機械手結構,－－,單臂單爪機械手,：,,,只有一個手,臂,換刀,，,因此換刀時間長,。,,－－,回轉式單臂雙,爪,機械手,：,,,,,,,,,它的雙爪可同時工作,，,通過手臂回轉交換刀具位置,，,因此換刀時間短。,,－－雙臂機械手：,,,,,,,,,,能,同時,抓取和裝卸機床主軸和刀庫集中的刀具，,因此換刀,進一步,時間,縮,短。,,－－雙刀庫機械

16、手：,,使用兩個刀庫和兩個單臂機械手工作，使機械手行程大為縮短。,55,各種機械手結構,56,各種機械手結構,鉤手,伸縮手,抱手,叉手,57,雙刀庫機械手結構,58,(2),各種機械手換刀過程,刀座軸與主軸平行,兩手成,180,o,的回轉式單臂雙爪機械手,①,兩手不伸縮回轉式,刀座軸與主軸垂直,1、9—刀庫 2、10—換刀位置的刀座 3、8—機械手 4、5—機床主軸 6、7—刀具,59,刀座軸與主軸平行,單臂雙爪換刀過程：,抓刀,拔刀,換刀,插刀,復位,60,②,兩手伸縮回轉式,1—機床主軸 2—主軸中刀具 3—刀庫中刀具4—刀庫 5—機械手,61,③

17、,剪式手爪回轉式,刀座軸與主軸平行,刀座軸與主軸垂直,1—刀庫 2—剪式手爪 3—機床主軸 4—伸縮臂5—伸縮與回轉機構 6—手臂擺動機構,62,兩手互相垂直的回轉式單臂雙爪機械手,1—換刀位置 2、5—刀具 3—機械手 4—機床主軸,63,3,、刀庫及刀具選擇方式,(1),刀庫的類型,,按刀庫的結構形式可分為：,,,圓盤式刀庫；,*,,鏈式刀庫；,*,,箱型式刀庫,---,箱型和線型；,按設置部位的不同可分為,:,,,頂置式，置式，懸掛式，落地式；,,按交換刀具還是交換主軸可分為：,,,普通刀庫,(,簡稱刀庫,),；,,主軸箱刀庫；,1),刀庫,6

18、4,盤式刀庫,65,盤式刀庫,,66,鏈式刀庫,67,鏈式刀庫,常見的有單鏈結構、多鏈結構、“,S”,形折疊回繞結構等,,68,69,70,(2),刀庫的存儲容量,10,把車刀可完成工件,90,％左右的車削工藝,,4,把銑刀可完成工件,90,％左右的銑削工藝,,20,把孔加工刀具可完成,90,％的鉆削工藝,,配有,14—40,把刀具的刀庫就能夠滿足,70,％,-95,％工件的加工需要。,71,加工中心刀庫使用的選刀方式：,,順序選刀,,任意選刀,3),刀庫的選刀方式,,順序選刀是在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫的刀套中，順序不能有差錯。加工時按順序調(diào)刀。,,適合加工批量較

19、大、工件品種數(shù)量較少的中、小型自動換刀裝置。,72,刀柄編碼,*,；,,刀座編碼,*,，它又分兩種：,,永久性編碼－－刀座編碼不變；,,臨時性編碼－－即鑰匙編碼，鑰匙拔出時相應刀座編碼消失。,(2),任選刀具的換刀方式有：,刀柄編碼或刀座編碼都需要在刀具或刀座上安裝用于識別的編碼條。,73,識別傳感器,識別碼塊,刀柄編碼,,74,刀座編碼,75,刀座編碼,,76,MOV36 ATC,77,MOV37,主軸換刀,78,MOV12,裝刀檢查,79,Have a Break!,,Relax yourself!,80,哥面試，第一句話就被趕出來了，郁悶,!,,,哥立志要到微軟工作，終于有機會參加面試：

20、,,考官,:windows 7,專業(yè)版在中國大陸的零售價是多少？　　我,:5,元　　考官,:,出去，下一位,………………,放棄,?,這兩個字在哥的字典里面就沒有出現(xiàn)過，　　我投啊投啊，終于得到了,google,面試的機會　　但是，去,google,面試，才回答一個問題就又被趕出來了,...,考官,:,你從哪得到,google,面試的消息　　我,:,百度的　　考官,:,出去,,,下一位,81,哥郁悶了，但是還是要先養(yǎng)活自己啊。　　拖朋友找到了麥當勞的工作。。　　但是對方很變態(tài)，讓我唱麥當勞的歌曲，　　當時哥就笑了，麥當勞的歌曲我從小就會。　　于是我張口就來：有了肯德基，生活好

21、滋味！　　考官：出去,~~~~~~~~~,,………………,82,麥當勞面試失敗了。　　我媽媽拖人找了一個移動客服的工作，　　媽媽說這個不要技術，你先試試，我想都沒想就答應了。　　面試很順利，對方也很欣賞我，最后考官對我說：　　你很不錯，請留下你的電話，我們好通知你上班。　　我：“,132.......",考官：出去。。。。,83,………………,,,哥心都碎了。。。失業(yè)這么久，吃家里的，喝家里的。　　家人看我的眼光都帶著一點無奈。　　走到一家商城，看到阿迪正在找店員，我想我去試試應該可以的　　考官：請說出我們的口號，　　我：,just do it,考官：出去，下一位。,84,這一次的失敗，我對人生有了很重要的考慮，回顧以前的種種，　　我終于發(fā)現(xiàn)，最最關鍵的就是，我有一些問題答的不對。　　不過這一次的面試，我可是做好了最充分的準備。,NOKIA,的產(chǎn)品部門通知了我，我花了一周的時間做好了全部的工作。　　甚至口號沒有喊錯：科技以人為本。　　考官很滿意說：如果不出意外的話，你明天就可以來上班。　　這個時候，電話響了，出現(xiàn)了一個不和諧的聲音：,"hello moto",考官：出去,………………,85,