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内容介绍： 一、加工中心刀库概述 二、刀库的机械结构讲解 三、刀库的控制与管理
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一、加工中心刀库的概述
1、加工中心为了在一次装夹中可以完成多到工序加工，所以设计了自动换刀装置。刀库作为自动换刀装置的主要部件之一，用来存放刀具，并把下一把即将要用到的刀具送到指定的位置。根据刀库存放刀具的数目和渠道方式，刀库可以设计成不同的类型。
2、换刀方式：加工中心的自动换刀装置中，实现刀库与机床主轴之间的传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。通常来说，机床的换刀方式分为：无机械手换刀和机械手换刀。
无机械手换刀：首先必须将用过的刀具送回刀库，然后在从刀库中取出新刀具，这两个动作不可能同时进行，因此换刀时间长。
机械手换刀：采用机械手进行换刀，因为机械手换刀有很大的灵活性，从而可以减少换刀时间。
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二、加工中心刀库的机械结构
加工中心刀库按照机械结构不同分为：盘式刀库和链式刀库。
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三、刀库的控制管理
以北京精密机床厂生产的JCS-018A 立式加工中心为例，详细介绍刀库的机械结构、换刀装置以及电气控制原理。
JCS——018A型小型立式加工中心是一种工序高度集中、自动化程度高的机电一体化设备。工件在一次装夹后，可连续地进行铣、钻、镗、铰、锪、攻螺纹等多种工序的加工。该机床适用于小型板件、盘件、壳体件、模具和箱体件等复杂零件的多品种、小批量加工。
-018A的主要参数有：
1〕工作台
工作台外形尺寸〔工作面〕1000mm*320mm
工作台T形槽宽*槽数18mm*3mm
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〔2〕移动范围
工作台左右行程〔X轴〕750mm
工作台前后行程〔Y轴〕40mm
主轴箱上下行程〔Z轴〕470mm
主轴端面距工作台距离180~650mm
〔3〕主轴箱
主轴锥孔 锥度7：24，BT-45
主轴转速〔标准型/高速型〕 225~2250r/min，45~4500r/min
主轴驱动电动机 ，ACZ130交流电动机系列
〔4〕进给速度
快速移动速度〔X、Y轴〕 14m/min
进给速度〔X、Y、Z轴〕 1~4000mm/min
进给驱动电动机 ，ACS130电机系列
〔5〕自动换刀装置
刀库容量 12把
选刀方式 任选
最大刀具尺寸 Φ100mm*Φ300mm
最大刀具质量 10kg
刀库电动机 ，ACS130电机系列〔小型直流伺服电机〕
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-018A的刀库结构
如右图1所示，当数控系统发出换刀指令后，直流伺服电动机1接通，其运动经过十字联轴器2、蜗杆4、蜗轮3传到如图b所示的刀盘14，刀盘带动其上面的16个刀套13转动，完成选刀工作。每个刀套尾部有一个滚子11，当待换刀具转到换刀位置时，滚子11进入拨叉7的槽内。同时气缸5的下腔通压缩空气〔如右图1所示〕，活塞杆6带动拨叉7上升，放开位置开关9，用以断开相关的电路，防止刀库、主轴等有误动作。如右图2所示，拨叉7在上升的过程中，带动刀套绕着销轴12逆时针向下翻转90°，从而使刀具轴线与主轴轴线平行。
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三、JCS-018A的自动换刀过程
刀套下转90° 本机床的刀库位于立柱左侧，刀具在刀库中的安装方向与主轴垂直，如下页图所示。换刀之前，刀库2转动将待换刀具5送到换刀位置，之后把带有刀具5的刀套4向下翻转90°，使得刀具轴线与主轴轴线平行。
机械手转75° 如K向视图所示，在机床切削加工时，机械手1的手臂中心线与主轴中心到换刀位置的刀具中心的连线成75°,该位置为机械手的原始位置。机械手换刀的第一个动作是顺时针转75°，两手爪分别抓住刀库上和主轴3上的刀柄。
刀具松开 机械手抓住主轴刀具的刀柄后，刀具的自动夹紧机构松开刀具。
械手拔刀 机械手下降，同时拔出两把刀具。
交换两刀具位置 机械手带着两把刀具逆时针转180°〔从K向观察〕，使主轴刀具与刀库刀具交换位置。
机械手插刀 机械手上升，分别把刀具插入主轴锥孔和刀套中。
刀具夹紧 刀具插入主轴锥孔后，刀具的自动夹紧机构夹紧刀具。
液压缸复位 驱动机械手逆时针转180°的液压缸复位，机械手无动作。
机械手逆转75° 机械手逆转75°，回到原始位置。
刀套上转90° 刀套带着刀具向上翻转90°，为下一次选刀做准备。
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