刀库的功能是存储加工工序所需的各种刀具,并按程序指令把下一工序用的刀具准确送到换刀位置,并接收从主轴换下的刀具。它是自动换刀装置的重要部件,其容量、布局以及具体结构对加工中心的实际应用有很大影响。
1.刀库的类型
在加工中心上使用的刀库主要有两种:一种是盘式刀库,一种是链式刀库。
1)盘式刀库
盘式刀库有单盘式与多盘式,多盘式刀库应用较少。单盘式刀库结构简单,刀库的容量较小,通常可装16~24把刀。
根据盘式刀库所需要的容量和取刀的方式,可以将刀库设计成多种形式,刀具可以沿刀库主轴轴向、径向或斜向安放,如图5-6所示。
图5-6 盘式刀库
(a)径向取刀形式;(b)轴向取刀形式;(c)径向布置形式;(d)斜向布置形式
(1)刀具轴线与盘轴线平行的盘式刀库。
如图5-6所示,刀具呈环形排列,其中图5-6(a)所示为径向取刀形式,图5-6(b)所示为轴向取刀式,两者刀座结构不同。
(2)刀具轴线与盘轴线不平行的盘式刀库。
在图5-6中,图5-6(c)所示为径向布置形式,刀具轴线和盘轴线垂直;图5-6(d)所示为斜向布置形式,刀具轴线和盘轴线成锐角。
这种刀库占据空间大,刀库安装位置及刀库容量受限制,应用较少。但这种刀库可减少机械手换刀动作,简化机械手结构。
2)链式刀库(www.xing528.com)
链式刀库基本结构如图5-7所示。通常情况下,这种刀库的刀具容量要比盘式的大一些,一般都在20把以上,多的可以存上百把;结构也比较灵活,可以采用加长链带方式加大刀库容量,也可以采用链带折叠回绕的方式提高空间利用率。
图5-7 链式刀库基本结构
(a)单排链式刀库;(b)多排链式刀库;(c)加长链式刀库
这种刀库主要适用于大、中型加工中心,在换刀时需要借助机械手换刀。
2.刀库的结构
图5-8所示为JCS-018A型加工中心的盘式刀库结构简图。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,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,如图5-8(b)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。
图5-8 JCS-018A型加工中心的盘式刀库结构简图
1—直流伺服电动机;2—十字联轴器;3—蜗轮;4—蜗杆;5—气缸;6—活塞杆;
7—拨叉;8—螺杆;9—位置开关;10—定位开关;11—滚子;12—销轴;13—刀套;14—刀盘
刀套下转90°后,拨叉7上升到终点,压住定位开关10,发出信号使机械手抓刀,通过图5-8(a)中螺杆8,可以调整拨叉的行程。拨叉的行程取决于刀具轴线相对于主轴轴线的位置。
刀套的结构如图5-9所示,F-F剖视图中的件7即为图5-8中的滚子11,E-E剖视图中的件6即为图5-8中的销轴12,刀套4的锥孔尾部有两个球头销钉3,在螺纹套2与球头销之间装有弹簧1。当刀具插入刀套后,由于弹簧力的作用,使刀柄被夹紧,拧动螺纹套可以调整夹紧力的大小。当刀套在刀库中处于水平位置时,靠刀套上部的滚子5来支承。
图5-9 JCS-018A刀套结构
1—弹簧;2—螺纹套;3—球头销钉;4—刀套;5—滚子;6—销轴;7—滚子
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