上海5軸加工中心-五軸加工中心編程-5軸加工中心視頻教程-朱軒實業

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臺灣恩德五軸加工中心的快速自動換刀技術

    高速五軸加工中心是高速機床的典型產品，高速功能部件如電主軸、高速絲杠和直線電動機的發展應用極大地提高了切削效率。為了配合機床的高效率，作為加工中心的重要部件之一的自動換刀裝置（ATC）的高速化也相應成為高速五軸加工中心的重要技術內容。 
 
    由于五軸加工中心的自動換刀要求可靠準確，而且結構相對比較復雜，提高換刀速度技術難度大。目前臺灣恩德五軸加工中心為了適應高速加工，大都配備了快速自動換刀裝置，很多采用了新技術、新方法。本文將介紹一些提高換刀速度的技術方法和恩德先進高速五軸加工中心的快速自動換刀技術。

1快速自動換刀技術
快速自動換刀技術是以減少輔助加工時間為主要目的，綜合考慮機床的各方面因素，在盡可能短的時間內完成刀具交換的技術方法。該技術包括刀庫的設置、換刀方式、換刀執行機構和適應高速機床的結構特點等。
（1）換刀速度指標
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是衡量加工中心效率高低的最直接指標。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，更適合作為機床自動換刀裝置的性能指標。這兩種方法通常用來評價換刀速度。
（2）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。在高速五軸加工中心上，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床相配合。

五軸加工中心的換刀裝置通常由刀庫和刀具交換機構組成，刀庫的形式和擺放位置也不一樣。為了適合高速運動的需要，高速五軸加工中心在結構上已和傳統的加工中心不同，以刀具運動進給為主，減小運動件的質量已成為高速五軸加工中心設計的主流。因此，設計換刀裝置時，要充分考慮到高速機床的新結構特征。
在設置高速五軸加工中心上的換刀裝置時，時間并不是**的考慮因素。首先，應在換刀動作準確、可靠的基礎上提高換刀速度。

（3）提高換刀速度的主要技術方法
適合于高速五軸加工中心的快速自動換刀技術主要有以下幾個方面：

根據高速機床新的結構特點設計刀庫和換刀裝置的形式和位置。而臺灣恩德高速五軸加工中心則多為立柱移動的進給方式，為減輕運動件質量，刀庫和換刀裝置不宜再裝在立柱上。

采用新方法進行刀具快速交換。不用刀庫和機械手方式，而改用其它方式換刀。

適合于高速五軸加工中心的刀柄。HSK刀柄質量輕，拔插刀行程短，可以使自動換刀裝置的速度提高?？焖僮詣訐Q刀裝置采用HSK空心短錐柄刀是發展的趨勢。

2快速換刀的一些結構方法 
除了在傳統換刀裝置的基礎上提高動作速度外，還出現了一些新方法和新結構換刀裝置。 

下面介紹其中一些，以供參考。

（1）多主軸換刀
這種機床沒有傳統的刀庫和換刀裝置，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直接驅動，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，省去了復雜的換刀機構。
（2）雙主軸換刀
加工中心有兩個工作主軸，但不是同時用于切削加工。一個主軸用于加工，另一個主軸在此期間更換刀具。但需要換刀時，加工的主軸迅速退出，換好刀具的主軸立即進入加工。由于兩個過程可以同時進行，換刀時間實際就是已經裝好刀具的兩個主軸的換位時間，使輔助時間減到最少，即機床切屑到切屑換刀時間達到最短。由于有兩個主軸，這種機床的刀庫和換刀機械手可以是一套，也可以是兩套。
（3）刀庫布置在主軸周圍的方式
這種方式，刀庫本身就相當于機械手，即通過刀庫拔插刀并采用順序換刀，使機床切屑到切屑換刀時間較短。這種方式如果要實現任意換刀，則就隨所選刀在刀庫的位置不同而存在時間長短不等，最遠的刀可能切屑到切屑換刀時間較長。因此，這種方式作為高速自動換刀裝置只能采用順序選刀的方式。

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