數控刀架

數控刀架的發展趨勢是：隨着數控車牀的發展，數控刀架開始向快速換刀、電液組合驅動和伺服驅動方向發展。國內數控刀架以電動為主，分為立式和卧式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用於簡易數控車牀；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉，就近選刀，用於全功能數控車牀。另外卧式刀架還有液動刀架和伺服驅動刀架。

數控刀架的市場分析：國產數控車牀今後將向中高檔發展，中檔採用普及型數控刀架配套，高檔採用動力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，近年來需要量可達10000～50000台。

一是高速、可靠，追求的目標是換刀時間儘量的短，以換取加工中心和車削中心的高效性；

二是簡單實用、造價低、使用可靠，但換刀速度不快。

數控刀架是以迴轉分度實現刀具自動交換及迴轉動力刀具的傳動。因此技術含量高，已趨向專業化開發生產。所以對數控轉塔刀架的研究開發及應用已引起數控機牀行業重視。

典型數控轉塔刀架一般由動力源（電機或油缸、液壓馬達）、機械傳動機構、預分度機構、定位機構、鎖緊機構、檢測裝置、接口電路、刀具安裝台（刀盤）、動力刀座等組成。數控轉塔刀架的動作循環為：T指令（換刀指令——刀盤旋轉——刀位檢測——預分——精確定位——刀盤鎖緊——結束信號）。

數控機牀上的刀架是安放刀具的重要部件，許多刀架還直接參與切削工作，如卧式車牀上的四方刀架，轉塔車牀的轉塔刀架，回輪式轉塔車牀的回輪刀架，自動車牀的轉塔刀架和天平刀架等。這些刀架既安放刀具，而且還直接參與切削，承受極大的切削力作用，所以它往往成為工藝系統中的較薄弱環節。隨着自動化技術的發展，機牀的刀架也有了許多變化，特別是數控車牀上採用電(液)換位的自動刀架，有的還使用兩個迴轉刀盤。加工中心則進一步採用了刀庫和換刀機械手，定現了大容量存儲刀具和自動交換刀具的功能，這種刀庫安放刀具的數量從幾十把到上百把，自動交換刀具的時間從十幾秒減少到幾秒甚至零點幾秒。因此，刀架的性能和結構往往直接影響到機牀的切削性能、切削效率和體現了機牀的設計和製造技術水平。

（1）換刀時間短，以減少非加工時間。

（2）減少換刀動作對加工範圍的干擾。

（3）刀具重複定位精度高。

（4）識刀、選刀可靠，換刀動作簡單可靠。

（5）刀庫刀具存儲量合理。

（6）刀庫佔地面積小，並能與主機配合，使機牀外觀協調美觀。

（7）刀具裝卸、調整、維修方便，並能得到清潔的維護。

按換刀方式的不同，數控車牀的刀架系統主要有迴轉刀架、排式刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等多種形式，下面對這三種形式的刀架作簡單的介紹。

1. 排式刀架

排式刀架一般用於小規格數控車牀，以加工棒料或盤類零件為主。其結構形式為：

夾持着各種不同用途刀具的刀夾沿着機牀的X座標軸方向排列在橫向滑板上。這種刀架在刀具佈置和機牀調整等方面都較為方便，可以根據具體工件的車削工藝要求，任意組合各種不同用途的刀具，一把刀具完成車削任務後，橫向滑板只要按程序沿X軸移動預先設定的距離後，第二把刀就到達加工位置，這樣就完成了機牀的換刀動作。這種換刀方式迅速省時，有利於提高機牀的生產效率。

2. 迴轉刀架

迴轉刀架是數控車牀最常用的一種典型換刀刀架，一般通過液壓系統或電氣來實現機牀的自動換刀動作，根據加工要求可設計成四方、六方刀架或圓盤式刀架，並相應地安裝4把、6把或更多的刀具。迴轉刀架的換刀動作可分為刀架抬起、刀架轉位和刀架鎖緊等幾個步驟。它的動作是由數控系統發出指令完成的。迴轉刀架根據刀架回轉軸與安裝底面的相對位置，分為立式刀架和卧式刀架兩種。

3. 帶刀庫的自動換刀裝置

上述排刀式刀架和迴轉刀架所安裝的刀具都不可能太多，即使是裝備兩個刀架，對刀具的數目也有一定限制。當由於某種原因需要數量較多的刀具時，應採用帶刀庫的自動換刀裝置。帶刀庫的自動換刀裝置由刀庫和刀具交換機構組成。