数控机床上的刀架是安放刀具的重要部件,许多刀架还直接参与切削工作,如卧式车床上的四方刀架,转塔车床的转塔刀架,回轮式转塔车床的回轮刀架,自动车床的转塔刀架和天平刀架等。这些刀架既安放刀具,而且还直接参与切削,承受极大的切削力作用,所以它往往成为工艺系统中的较薄弱环节。随着自动化技术的发展,机床的刀架也有了许多变化,特别是数控车床上采用电(液)换位的自动刀架,有的还使用两个回转刀盘。加工中心则进一步采用了刀库和换刀机械手,定现了大容量存储刀具和自动交换刀具的功能,这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把,自动交换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。因此,刀架的性能和结构往往直接影响到机床的切削性能、切削效率和体现了机床的设计和制造技术水平。
数控刀架的基本要求:
1)换刀时间短,以减少非加工时间。
2)减少换刀动作对加工范围的干扰。
3)刀具重复定位精度高。
4)识刀、选刀可靠,换刀动作简单可靠。
5)刀库刀具存储量合理。
6)刀库占地面积小,并能与主机配合,使机床外观协调美观。
7)刀具装卸、调整、维修方便,并能得到清洁的维护。
数控刀架的类型:
按换刀方式的不同,数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式,下面对这三种形式的刀架作简单的介绍。
1、排式刀架
排式刀架一般用于小规格数控车床,以加工棒料或盘类零件为主。其结构形式为:
夹持着各种不同用途刀具的刀夹沿着机床的X坐标轴方向排列在横向滑板上。这种刀架在刀具布置和机床调整等方面都较为方便,可以根据具体工件的车削工艺要求,任意组合各种不同用途的刀具,一把刀具完成车削任务后,横向滑板只要按程序沿X轴移动预先设定的距离后,第二把刀就到达加工位置,这样就完成了机床的换刀动作。这种换刀方式迅速省时,有利于提高机床的生产效率。
2、回转刀架
回转刀架是数控车床最常用的一种典型换刀刀架,一般通过液压系统或电气来实现机床的自动换刀动作,根据加工要求可设计成四方、六方刀架或圆盘式刀架,并相应地安装4把、6把或更多的刀具。回转刀架的换刀动作可分为刀架抬起、刀架转位和刀架锁紧等几个步骤。它的动作是由数控系统发出指令完成的。回转刀架根据刀架回转轴与安装底面的相对位置,分为立式刀架和卧式刀架两种。
3、带刀库的自动换刀装置
上述排刀式刀架和回转刀架所安装的刀具都不可能太多,即使是装备两个刀架,对刀具的数目也有一定限制。当由于某种原因需要数量较多的刀具时,应采用带刀库的自动换刀装置。带刀库的自动换刀装置由刀库和刀具交换机构组成。