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.数控镗铣床所用刀具

数控镗铣床和加工中心所用各种刀具都由以下几个部分组成：与机床相适应的工具柄部、与工具柄部相连接的工具装夹部分和各种刃具，如图6-5所示。

图6-5 数控镗铣床所用刀具

1.工具柄部

工具柄部一般采用7:24工具圆锥柄，因为这种锥柄不自锁，换刀方便，并且与直柄相比有较高的定位精度和较高的刚性。为了达到较高的换刀精度，工具柄部必须要有较高的制造精度(锥柄的尺寸精度为ISOAT4级)。ISO7388/1(和GB10944)以及ISO7388/2(和GB10945)分别对自动换刀机床用7:24锥度的40、45和50号圆锥柄(包括机械手抓拿部分)以及锥柄尾部的拉钉(用于刀具在主轴上拉紧)作了规定，其中拉钉分为A型和B型，分别用于不带钢球及带钢球的拉紧装置 。

2.工具系统

与工具柄部相连的工具装夹部分―工具系统由于镗铣床及加工中心上要适应多种型式零件不同部位的加工，故工具装夹部分的结构、型式、尺寸也是多种多样的。把通用性较强的几种装夹工具(如装夹铣刀、镗刀、扩铰刀、钻头和丝锥等)系列化、标准化就成为工具系统。

镗铣类数控机床的工具系统分为整体式和模块式两种。整体式结构的工具系统每把工具的柄部与夹持刀具的工作部分连成一体。不同品种和规格的工作部分都必须加工出一个能与机床相连接的柄部，这样致使工具的规格、品种繁多，给生产、使用和管理带来诸多不便。这种类型的工具系统如日本的TMT系统、我国的TSG82系统等。我国的TSG系统固定了各式刀柄、刀杆、接长杆等工具代号、结构、尺寸系列、连接形式及适用范围。带有机械手夹持槽的锥柄代号为JT，柄锥为7:24；直柄代号为JZ。[图6-6 TGS整体式镗铣类工具(锥柄)系统（点击看大图）]

模块式工具系统克服了整体式工具系统的缺点，把工具柄部和工作部分分割开来，制成各种系列化的模块，然后经过不同规格的中间模块，组成一套套不同规格的模块式工具。如我国的G系统，现已开发了TMG10（短圆锥定位）、TMG14(长圆锥定位)及TMG21(圆柱连接)等模块式工具系统，[图6-7 TMG21模块式镗铣类工具系统（点击看大图）]。

数控镗铣床上除了标准刀具外，还时常会用到各种高效刀具，如高刚性麻花钻、可转位钻头、可转位扩孔钻、硬质合金螺旋齿立铣刀、机夹硬质合金单刃铰刀、微调镗刀、球头铣刀及各种复合刀具。

第三节 自动换刀系统

一.概述

要实现一次装夹多工序加工，在数控机床上必须具备自动换刀功能。实现刀库与机床主轴之间刀具的装卸与传递功能的装置称为自动换刀系统。

自动换刀已广泛地用于镗铣床、铣床、钻床、车床、组合机床和其它机床。使用自动换刀系统，配合精密的数控转台，不仅扩大了数控机床的使用范围，减少了生产面积，还可使机加工时间提高到70% ～80%，显著提高了生产率。由于零件在一次安装中完成多工序加工，大大减少了零件安装的定位次数，从而进一步提高了加工精度。

自动换刀系统应该满足换刀时间短，刀具重复定位精度高，刀具储存数量足够，结构紧凑，便于制造、维修、调整，应有防屑、防尘装置，布局应合理等要求。同时也应具有较好的刚性，冲击、振动及噪声小，运转安全可靠等特点。

自动换刀系统的形式和具体结构对数控机床的总体布局、生产率和工作可靠性都有直接的影响。

二.组成及其形式

自动换刀系统由刀库、选刀机构、刀具交换机构(如机械手)、刀具在主轴上的自动装卸机构等部分组成。自动换刀系统的形式是多种多样的，换刀的原理及结构的复杂程度也不同，但一般可分为以下两大类：

由刀库和主轴的相对运动实现刀具交换。用这种形式交换刀具时，主轴上用过的刀具送回刀

库和从刀库中取出新刀，这两个动作不能同时进行，选刀和换刀由数控定位系统来完成，因此

换刀时间长，换刀动作也较多。

由机械手进行刀具交换。由于刀库及刀具交换方式的不同，换刀机械手也有多种形式。

图6-8 换刀机械手的形式

图6-8（a），（b），（c）为双臂回转机械手，能同时抓取和装卸刀库和主轴（或中间搬运装置）上的刀具，动作简单，换刀时间短。图（d）虽然不是同时抓取刀库和主轴上的刀具，但换刀准备时间及将刀具还回刀库的时间与机加工时间重复，因而换刀时间也很短。

抓刀运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。图6-8（a）为钩手，抓刀运动为旋转运动;图（b）为抱手，抓刀运动为两个手指旋转；（c）和（d）为叉手，抓刀运动为直线运动。由于抓刀运动的轨迹不同，各种机械手的应用场合也不同，抓刀运动为直线时，在抓刀过程中可以避免与相邻的刀具相碰，所以当刀库中刀具排列较密时，常用叉刀手。钩刀手和抱刀手抓刀运动的轨迹为圆弧，容易和相邻的刀具相碰，因而要适当增加刀库中刀具之间的距离，合理设计机械手的形状及其安装位置。