从换刀系统发展的历史来看,工业发达国家对于自动换刀装置的研究,起始于上世纪70 年代并获得迅速发展。1983年,国际标准化组织制定了数控刀具锥柄的国际标准,自动换刀装置形成了统一的结构模式 [4]。62940

目前德国、奥地利、日本、韩国、意大利等国家,都将自动换刀装置成功应用到了高端加工中心上。例如德国CHIRON公司生产的FZ08S和FZ08W加工中心,采用机械手换刀, 刀库布置在主轴的周围并可随主轴一起移动,且每把刀具配有一 套换刀机械手, 其刀对刀换刀时间仅需 0.5 s,切削对切削换刀时间仅为1.5s。德国 Burkardt 和 WeberGmbH 公司生产的MC325、MC325- TWN 加工中心,采用可换位的转塔刀库,换刀时间等于换位与进给时间,并带有可交换托盘和回转刀具交换系统,其切削对切削换刀时间为2s [5]。

相比工业发达国家,我国对加工中心的研究起步较晚,因此对自动换刀装置的研究也相对落后。从上世纪 80 年代起,大连组合机床研究所、沈阳机床集团、北京机床研究所、大连机床集团、济南第一机床厂等,先后对自动换刀装置开展了研究与开发。如大连机床集团自主研发的自动换刀装置刀对刀最短换刀时间已达到2s以内。

随着机械加工业的发展,制造行业对于带有自动换刀系统的高效高性能加工中心的需求量越来越大。在现有的各种类型的加工中心中,传统结构的自动换刀系统的造价在机床整机造价中总是占着很大比重,这是加工中心价格居高不下、应用不普遍的重要原因论文网。如果把自动换刀系统的设计制造从现有加工中心的制造模式中分离出来,把它作为加工中心的标准件或附件组织专门化的生产,这不仅使数控机床工作性能有所提高,而且使得由它配套构成的加工中心的总体造价大幅度下降。低造价高性能的加工中心将会被中小厂广泛接收,这样必将给自动换刀系统生产厂商和加工中心制造厂商带来巨大的经济效益 [7]。

 发展趋势

未来的自动换刀装置,将根据不同的工作需要,进行多元化发展。自动换刀装置的换刀时间将越来越短,同时通用性和可靠性越来越强。传统装置将会采用动作速度更快的机构和驱动元件,凸轮结构近年来已被大量采用。同时新的材料和加工工艺,弥补凸轮机构磨损后可靠性降低的缺点。新的换刀方式的出现,也为自动换刀装置的进一步发展提出了新的思路。双主轴和多主轴换刀技术,把机床的换刀速度提高到了新的水平。多主轴换刀方式,可以使安装在夹具上的工件快速在各主轴之间移动,使得切削对切削换刀时间到达0.4s。在通用性方面,立卧式两用自动换刀装置将会成为另一个发展方向 [8]。

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