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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(shí)間:②切削到切削換刀時(shí)間:③切屑到切屑換刀時(shí)間。由于切屑到切屑換刀時(shí)間基本上就是加工中心兩次切削之間的時(shí)間,反映了加工中心換刀所占用的輔助時(shí)間,因此切屑到切屑換刀時(shí)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(shí)間則主要反映自動(dòng)換刀裝置本身性能的好壞,更適合作為機(jī)床自動(dòng)換刀裝置的性能指標(biāo)。這兩種方法通常用來評(píng)價(jià)換刀速度。
至于換刀時(shí)間多少才是高速機(jī)床的快速自動(dòng)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。
多主軸換刀
這種機(jī)床沒有傳統(tǒng)的刀庫(kù)和換刀裝置,而是采用多個(gè)主軸并排固定在主軸架上,一般為3~18個(gè)。
每個(gè)主軸由各自的電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng),并且每個(gè)主軸上安裝了不同的刀具。換刀時(shí)不是主軸上的刀具交換,而是安裝在夾具上的工件快速?gòu)囊粋€(gè)主軸的加工位置移動(dòng)到另一個(gè)裝有不同刀具的主軸,實(shí)現(xiàn)換刀并立即加工。這個(gè)移動(dòng)時(shí)間就是換刀時(shí)間,而且非常短。由夾具快速移動(dòng)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(shí)加工,適合在高的效率生產(chǎn)線上使用。
國(guó)內(nèi)外一些機(jī)床制造公司開發(fā)出了多種采用不同技術(shù)的具有快速換刀裝置的高速加工中心,一個(gè)很重要的特點(diǎn)是換刀技術(shù)的多樣化,其目的都是努力縮短它的刀具交換時(shí)間。下表所列是切屑到切屑換刀時(shí)間小于4s的高速加工中心。
金屬切削機(jī)床的高速化已成為機(jī)床發(fā)展的重要方向之一,因此,快速換刀技術(shù)已經(jīng)成為高速加工中心技術(shù)的重要組成部分。新技術(shù)和新方法在不斷地出現(xiàn)和改進(jìn),其目的只有一個(gè),即在準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)上,縮短換刀時(shí)間,提高高速加工中心的切削效率。
我國(guó)的高速機(jī)床制造業(yè)應(yīng)該及時(shí)學(xué)習(xí)和盡快掌握技術(shù)方法,不斷提高國(guó)產(chǎn)高速加工中心的制造水平。
自動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫(kù)和刀具交換裝置組成。帶刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床,其主軸箱和轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較,由于主軸箱內(nèi)只有一個(gè)主軸,主軸部件具有足夠的剛度,因而能夠滿足各種精密加工的要求。
此外,刀庫(kù)可以存放數(shù)量很多的刀具,以進(jìn)行復(fù)雜零件的多工步加工,可明顯提高數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)性和加工效率。自動(dòng)換刀系統(tǒng)特別適用于加工中心。
自動(dòng)換刀系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求包括:(1)換刀時(shí)間短。(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)占用空間少。