快速自動換刀技術(shù)是以減少輔助加工時間為主要目的，綜合考慮機(jī)床的各方面因素，在盡可能短的時間內(nèi)完成刀具交換的技術(shù)方法。該技術(shù)包括刀庫的設(shè)置、換刀方式、換刀執(zhí)行機(jī)構(gòu)和適應(yīng)高速機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點等。

高速加工中心是高速機(jī)床的典型產(chǎn)品，高速功能部件如電主軸、高速絲杠和直線電動機(jī)的發(fā)展應(yīng)用極大地提高了切削效率。為了配合機(jī)床的效率，作為加工中心的重要部件之一的自動換刀裝置（ATC）的高速化也相應(yīng)成為高速加工中心的重要技術(shù)內(nèi)容。

換刀速度指標(biāo)衡量換刀速度的方法主要有三種：①刀到刀換刀時間：②切削到切削換刀時間：③切屑到切屑換刀時間。由于切屑到切屑換刀時間基本上就是加工中心兩次切削之間的時間，反映了加工中心換刀所占用的輔助時間，因此切屑到切屑換刀時間應(yīng)是衡量加工中心效率的直接指標(biāo)。

而刀到刀換刀時間則主要反映自動換刀裝置本身性能的好壞，更適合作為機(jī)床自動換刀裝置的性能指標(biāo)。這兩種方法通常用來評價換刀速度。

至于換刀時間多少才是高速機(jī)床的快速自動換刀裝置并沒有確定的指標(biāo)，在技術(shù)條件可能的情況下，應(yīng)盡可能提高換刀速度。

提高換刀速度的基本原則

加工中心自動刀具交換的基本出發(fā)點是在多種刀具參與的加工過程中，通過自動換刀，減少輔助加工時間。在高速加工中心上，由于切削速度的大幅度提高，自動換刀裝置和刀庫的配置要考慮盡可能縮短換刀時間，從而和高速切削的機(jī)床相配合。

加工中心的換刀裝置通常由刀庫和刀具交換機(jī)構(gòu)組成，常用的有機(jī)械手式和無機(jī)械手式等方式。刀庫的形式和擺放位置也不一樣。為了適合高速運(yùn)動的需要，高速加工中心在結(jié)構(gòu)上已和傳統(tǒng)的加工中心不同，以刀具運(yùn)動進(jìn)給為主，減小運(yùn)動件的質(zhì)量已成為高速加工中心設(shè)計的主流。

因此，設(shè)計換刀裝置時，要充分考慮到高速機(jī)床的新結(jié)構(gòu)特征。

多主軸換刀

這種機(jī)床沒有傳統(tǒng)的刀庫和換刀裝置，而是采用多個主軸并排固定在主軸架上，一般為3～18個。

每個主軸由各自的電動機(jī)直接驅(qū)動，并且每個主軸上安裝了不同的刀具。換刀時不是主軸上的刀具交換，而是安裝在夾具上的工件快速從一個主軸的加工位置移動到另一個裝有不同刀具的主軸，實現(xiàn)換刀并立即加工。這個移動時間就是換刀時間，而且非常短。由夾具快速移動完成換刀，省去了復(fù)雜的換刀機(jī)構(gòu)。

這種結(jié)構(gòu)的機(jī)床和通常的加工中心結(jié)構(gòu)已大不相同。不僅可以用于需要快速換刀的加工，而且可以多軸同時加工，適合在高的效率生產(chǎn)線上使用。