自动换刀装置(ATC)的工作质量直接影响到数控机床投入使用的质量,ATC的主要质量指标为换刀时间和故障率。据统计,加工中心有50%以上的故障与ATC的状况有关。通常对ATC的投资占整机投资的30%~50%,为了降低总投资,在满足使用需要的前提下,尽量选用结构简单和可靠性高的ATC。
根据典型零件在一次装夹中所需要的刀具数来确定刀库容量。即使是大型加工中心的刀库容量也不宜选得太大,因为刀库容量越大,结构越复杂,整理量也越大,受到人为差错影响的机会增多,刀具管理相应复杂化,会使成本和故障率提高。同一型号的加工中心通常预设有2~3种不同容量的刀库。例如,卧式加工中心的刀库容量有30把、40把、60把、80把等,立式加工中心的刀库容量有16把、20把、24把、32把等。用户在选择刀库容量时,要反复比较被加工工件的工艺分析资料,对近期数控机床需要进行进一步适应的发展作出预测,仔细权衡投资于效益的最佳比例,在此基础上再确定所需刀具数量。在卧式加工中心上一般选用40把左右的刀库容量较为适宜。对于所需刀具数将超过刀库容量的复杂工件,可利用用将粗、精加工分开进行或插入消除内应力的热处理工序和调换工件装卡工艺基准等手段,将复杂工件分工序分别编制加工程序进行加工,这样每个加工程序所需刀具数量就不会超过刀库容量。
如果选用的加工中心准备用于柔性加工单元(FMC)或柔性制造系统(FMS)中,其刀库容量则应相应对选取得大一些,甚至需要配置可交换刀库。
主机和ATC选定以后,就应该考虑数控机床中所使用的刀柄和刀具。一般选择数控机床使用的刀柄时应注意如下几个问题:
(1) 选用整体式刀柄还是选用模块式刀柄
(2) 根据机床上典型零件的加工工艺来选择刀柄
(3) 刀柄配置数量
(4) 注意所选刀柄的柄部形式是否正确
(5) 尽量选用加工效率较高的刀柄和刀具
(6) 复合刀柄的先用
(7) 注意单刃钻孔工具的键槽方位
(8) 注意刀具与刀柄的配套问题
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