《第2章數(shù)控機(jī)床ATC系統(tǒng)5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第2章數(shù)控機(jī)床ATC系統(tǒng)5（85頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、*,,,2.5,數(shù)控加工自動(dòng)換刀系統(tǒng),單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,美、德、日等世界制造業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家無一例外都是刀具工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家。,,,先進(jìn)的刀具及其換刀裝置不但是推動(dòng)制造技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的重要?jiǎng)恿Γ€是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低加工成本的重要手段。,,刀具與機(jī)床是互相制約又相互促進(jìn)的,。,,今天先進(jìn)的刀具與數(shù)控機(jī)床共同推動(dòng)了現(xiàn)代加工技術(shù)的進(jìn)步，使制造技術(shù)進(jìn)入了數(shù)控加工的新時(shí)代。,1,,數(shù)控加工刀具具有適應(yīng),CNC,高速、高效和高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，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(jī)床主軸頭上，已標(biāo)準(zhǔn)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(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具,,機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，數(shù)量上已達(dá)到整個(gè)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(diǎn),3,,整體式,---,鉆頭、立銑刀等；,,鑲嵌式,---,焊接式和,機(jī)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(jié)構(gòu)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(zhì),,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(zhì)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(zhì)合金刀具,12,模塊化工具優(yōu)點(diǎn)：,,減少換刀時(shí)間和刀具的安裝次數(shù)；,,促使工具向標(biāo)準(zhǔn)化和系列化發(fā)展；,,提高工具的管理及柔性加工的水平；,,擴(kuò)大工具的利用率，充分發(fā)揮工具的性能，降低工具儲(chǔ)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(diǎn)：,很高的切削效率；,,高的精度和重復(fù)定位精度；,,很高的可靠性和耐用度；,,刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀；,,完善的工具系統(tǒng)和刀具管理系統(tǒng)；,,應(yīng)有刀具在線監(jiān)控及尺寸補(bǔ)償系統(tǒng)。,14,2.,機(jī)夾,可轉(zhuǎn)位刀片,1),可轉(zhuǎn)位刀片的代碼,,按國(guó)際柄準(zhǔn),IS01832—1985,，可轉(zhuǎn)位刀片的代碼表示方法是,由,10,位字符串,組成的。,2),可轉(zhuǎn)位刀片的斷屑槽槽型,,我國(guó)標(biāo)準(zhǔn),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(zhuǎn)位刀片的夾緊方式,,刀片夾緊要求：,,,(1),夾緊可靠，不允許松動(dòng)。,,,(2),定位準(zhǔn)確，確保定位精度和重復(fù)精度。,,,(3),排屑流暢，有足夠的排屑空間。,,,(4),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，轉(zhuǎn)位動(dòng)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(duì)數(shù)控機(jī)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(jī)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(zhǎng)桿,(,如需要,),進(jìn)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(chǎng)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(hào)表示方法,JT,：,表示采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),ISO7388,號(hào)加工中心機(jī)

7、床用錐柄柄部；,,BT,：,表示采用日本標(biāo)準(zhǔn),MAS403,號(hào)加工中心機(jī)床用錐柄柄部；,其后數(shù)字為相應(yīng)的,ISO,錐度號(hào)：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(zhǎng)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(cè)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(shí)間短且換刀可靠；,,,(2),刀具,重復(fù)定位精度,高；,,,(3),足夠的刀具儲(chǔ)存量；,,,(4),刀庫(kù)占地面積小。,2.5.2,數(shù)控刀具自動(dòng)換刀系統(tǒng),為完成對(duì)工件的多工序

9、加工而設(shè)置的存儲(chǔ)及更換刀具的裝置稱為自動(dòng)換刀裝置,(Automatic tool changer--ATC),,,自動(dòng)換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求為：,33,根據(jù)其組成結(jié)構(gòu)可分為,,排式刀架,,回轉(zhuǎn)刀架式,,轉(zhuǎn)塔式,,帶刀庫(kù)式,1,、自動(dòng)換刀裝置的形式,1),排式刀架,自動(dòng)換刀裝置,,排式刀架一般用于數(shù)控車床，結(jié)構(gòu)為夾持各種不同用途刀具的刀夾沿著機(jī)床的,X,坐標(biāo)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(zhuǎn)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(zhuǎn)、分度定位來,實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀；,,刀架可設(shè)計(jì)成四方形、六角形或其他形式；,,刀架分

10、立式,(,回轉(zhuǎn)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(gè)動(dòng)作：,,刀架抬起,;,,刀架轉(zhuǎn)位分度；,,刀架鎖緊；,2,）回轉(zhuǎn)刀架自動(dòng)換刀裝置,37,12,工位臥式回轉(zhuǎn)刀架,4,方、,6,角立式回轉(zhuǎn)刀架,38,電動(dòng)（或液壓）回轉(zhuǎn)刀架,39,換刀動(dòng)作：,,刀架抬起；,,刀架轉(zhuǎn)位；,,刀架鎖緊；,(1),四方回轉(zhuǎn)刀架,40,換刀動(dòng)作：,,刀架抬起；,,刀架轉(zhuǎn)位；,,刀架鎖緊；,(1),四方回轉(zhuǎn)刀架,41,(2),液壓控制的六角回轉(zhuǎn)刀架,換刀動(dòng)作：,,,刀架抬起；,,刀架轉(zhuǎn)位；,,刀架鎖緊；,,油缸復(fù)位；,42,換刀動(dòng)作：,,刀架抬起；,,刀架轉(zhuǎn)位；,,刀架鎖緊

11、；,,油缸復(fù)位；,(2),液壓控制的六角回轉(zhuǎn)刀架,43,換刀動(dòng)作：,,,刀架抬起；,,刀架轉(zhuǎn)位；,,刀架鎖緊；,,油缸復(fù)位；,(2),液壓控制的六角回轉(zhuǎn)刀架,44,3),轉(zhuǎn)塔式更換主軸頭自動(dòng)換刀裝置,更換主軸頭換刀,通常有臥式和立式兩種。換刀時(shí)利用轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位來更換主軸頭，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。,轉(zhuǎn)塔主軸相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)。,,在轉(zhuǎn)塔的各主軸頭上預(yù)先裝好所需刀具，換刀時(shí)依次轉(zhuǎn)至加工位置，接通主運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)。,,優(yōu)點(diǎn)：省去了自動(dòng)松夾、裝卸刀具、夾緊及刀具搬動(dòng)等一系列復(fù)雜操作，縮短了換刀時(shí)間，提高了換刀可靠性。,,缺點(diǎn)：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(zhuǎn)塔頭結(jié)構(gòu),8,軸

12、立式轉(zhuǎn)塔頭,10,工位車削中心轉(zhuǎn)塔頭,46,(2),八軸臥式轉(zhuǎn)塔頭結(jié)構(gòu)及其換刀,轉(zhuǎn)位過程,,旋轉(zhuǎn)齒輪,6,－,15,脫開主傳動(dòng),,中心油缸,13,上腔注壓力油,,缸體帶動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架體,10,抬起,,鼠齒盤,7,－,8,脫開,,轉(zhuǎn)位油缸推動(dòng)齒輪,5,帶動(dòng)轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)位,45°,,中心油缸,13,下腔注壓力油，轉(zhuǎn)塔鎖緊,,轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位,47,(3),帶刀庫(kù)的轉(zhuǎn)塔頭換刀,旋轉(zhuǎn)主軸特點(diǎn)：,,一個(gè)空閑工位；,,一個(gè)工作工位；,,在空閑位換刀；,,帶刀庫(kù)和換刀機(jī)械手；,刀庫(kù),48,4),帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置,,帶刀庫(kù)自動(dòng)換刀裝置的,MC,機(jī)床主軸箱和轉(zhuǎn)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(fù)雜精密加工的要求。,,另外，由于刀庫(kù)刀具數(shù)量大，解決了復(fù)雜零件一次裝夾完成多個(gè)工序的加工要求，提高了,CNC,的加工的適應(yīng)性和加工效率。,由于刀架、轉(zhuǎn)塔頭的刀具容量有限，現(xiàn)代,MC,數(shù)控機(jī)床都使用,刀庫(kù)＋,ATC,裝,置換刀。,,,刀庫(kù)換刀將加工中所需刀具分別裝于標(biāo)準(zhǔn)刀柄，在機(jī)外進(jìn)行尺寸調(diào)整之后按一定方式放入刀庫(kù)，由,刀具交換裝置,從刀庫(kù)和主軸上取刀交換。,49,1),無機(jī)械手交換刀具方式,－－機(jī)械手交換刀具；,,－－無機(jī)械手交換刀具，由刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換。,這種換刀方式,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，換刀的可靠性較高，刀庫(kù)因結(jié)構(gòu)所限容量不多，換刀時(shí)間長(zhǎng)。多用于中、小型加工中心自動(dòng)換刀

14、。,實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)與機(jī)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(kù)移動(dòng)式無機(jī)械手換刀,1—立柱 2—底座 3—橫向工作臺(tái) 4—縱向工作臺(tái)5—刀庫(kù) 6—主軸箱,51,(2),主軸移動(dòng)式無機(jī)械手換刀,52,無機(jī)械手換刀過程,,1—,立柱,2—,主軸箱,3—,刀庫(kù),待換刀具,換下刀具,53,,機(jī)械手是當(dāng)主軸上的刀具完成一個(gè)工步后，把這一工步的刀具送回刀庫(kù)，并把下一工步所需要的刀具從刀庫(kù)中取出來裝入主軸繼續(xù)進(jìn)行加工的功能部件。,2),帶機(jī)械手交換刀具方式,MC,的自動(dòng)換刀,，,大都采用機(jī)械手換刀方式,。

15、,,,,由機(jī)械手把刀庫(kù)上的刀具送到主軸上,。,使用一個(gè)機(jī)械手將加工用畢的刀具從主軸中拔出,，,與此同時(shí),，,另一個(gè)機(jī)械手將在刀庫(kù)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(kù)中的刀具可手工或機(jī)械手安裝。,54,(1),換刀機(jī)械手結(jié)構(gòu),－－,單臂單爪機(jī)械手,：,,,只有一個(gè)手,臂,換刀,，,因此換刀時(shí)間長(zhǎng),。,,－－,回轉(zhuǎn)式單臂雙,爪,機(jī)械手,：,,,,,,,,,它的雙爪可同時(shí)工作,，,通過手臂回轉(zhuǎn)交換刀具位置,，,因此換刀時(shí)間短。,,－－雙臂機(jī)械手：,,,,,,,,,,能,同時(shí),抓取和裝卸機(jī)床主軸和刀庫(kù)集中的刀具，,因此換刀,進(jìn)一步,時(shí)間,縮,短。,,－－雙刀庫(kù)機(jī)械

16、手：,,使用兩個(gè)刀庫(kù)和兩個(gè)單臂機(jī)械手工作，使機(jī)械手行程大為縮短。,55,各種機(jī)械手結(jié)構(gòu),56,各種機(jī)械手結(jié)構(gòu),鉤手,伸縮手,抱手,叉手,57,雙刀庫(kù)機(jī)械手結(jié)構(gòu),58,(2),各種機(jī)械手換刀過程,刀座軸與主軸平行,兩手成,180,o,的回轉(zhuǎn)式單臂雙爪機(jī)械手,①,兩手不伸縮回轉(zhuǎn)式,刀座軸與主軸垂直,1、9—刀庫(kù) 2、10—換刀位置的刀座 3、8—機(jī)械手 4、5—機(jī)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(fù)位,60,②,兩手伸縮回轉(zhuǎn)式,1—機(jī)床主軸 2—主軸中刀具 3—刀庫(kù)中刀具4—刀庫(kù) 5—機(jī)械手,61,③

17、,剪式手爪回轉(zhuǎn)式,刀座軸與主軸平行,刀座軸與主軸垂直,1—刀庫(kù) 2—剪式手爪 3—機(jī)床主軸 4—伸縮臂5—伸縮與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 6—手臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu),62,兩手互相垂直的回轉(zhuǎn)式單臂雙爪機(jī)械手,1—換刀位置 2、5—刀具 3—機(jī)械手 4—機(jī)床主軸,63,3,、刀庫(kù)及刀具選擇方式,(1),刀庫(kù)的類型,,按刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)形式可分為：,,,圓盤式刀庫(kù)；,*,,鏈?zhǔn)降稁?kù)；,*,,箱型式刀庫(kù),---,箱型和線型；,按設(shè)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(kù),(,簡(jiǎn)稱刀庫(kù),),；,,主軸箱刀庫(kù)；,1),刀庫(kù),6

18、4,盤式刀庫(kù),65,盤式刀庫(kù),,66,鏈?zhǔn)降稁?kù),67,鏈?zhǔn)降稁?kù),常見的有單鏈結(jié)構(gòu)、多鏈結(jié)構(gòu)、“,S”,形折疊回繞結(jié)構(gòu)等,,68,69,70,(2),刀庫(kù)的存儲(chǔ)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(kù)就能夠滿足,70,％,-95,％工件的加工需要。,71,加工中心刀庫(kù)使用的選刀方式：,,順序選刀,,任意選刀,3),刀庫(kù)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(kù)的刀套中，順序不能有差錯(cuò)。加工時(shí)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(dòng)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(shí)性編碼－－即鑰匙編碼，鑰匙拔出時(shí)相應(yīng)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(shí)別的編碼條。,73,識(shí)別傳感器,識(shí)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(jī)會(huì)參加面試：

20、,,考官,:windows 7,專業(yè)版在中國(guó)大陸的零售價(jià)是多少？　　我,:5,元　　考官,:,出去，下一位,………………,放棄,?,這兩個(gè)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(jī)會(huì)　　但是，去,google,面試，才回答一個(gè)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(dāng)勞的工作。。　　但是對(duì)方很變態(tài)，讓我唱麥當(dāng)勞的歌曲，　　當(dāng)時(shí)哥就笑了，麥當(dāng)勞的歌曲我從小就會(huì)。　　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(dāng)勞面試失敗了。　　我媽媽拖人找了一個(gè)移動(dòng)客服的工作，　　媽媽說這個(gè)不要技術(shù)，你先試試，我想都沒想就答應(yīng)了。　　面試很順利，對(duì)方也很欣賞我，最后考官對(duì)我說：　　你很不錯(cuò)，請(qǐng)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(diǎn)無奈。　　走到一家商城，看到阿迪正在找店員，我想我去試試應(yīng)該可以的　　考官：請(qǐng)說出我們的口號(hào)，　　我：,just do it,考官：出去，下一位。,84,這一次的失敗，我對(duì)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(guān)鍵的就是，我有一些問題答的不對(duì)。　　不過這一次的面試，我可是做好了最充分的準(zhǔn)備。,NOKIA,的產(chǎn)品部門通知了我，我花了一周的時(shí)間做好了全部的工作。　　甚至口號(hào)沒有喊錯(cuò)：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(gè)時(shí)候，電話響了，出現(xiàn)了一個(gè)不和諧的聲音：,"hello moto",考官：出去,………………,85,