数控车床的刀架和排刀各有其特点和优势,适用于不同的加工需求,以下是它们的详细比较:
一、刀架
结构与原理数控车床的刀架通常是回转式结构,有四工位、六工位、八工位等多种形式。它通过电机驱动,能够将预先安装在不同工位上的刀具依次旋转到加工位置,实现自动换刀功能。
例如,在加工一个具有多种工序的零件时,如车外圆、车内孔、切槽、螺纹加工等,刀架可以依次将相应的刀具切换到工作位置。
优点刀具通用性强:可以安装各种类型的刀具,如外圆车刀、内孔车刀、钻头、铰刀、丝锥等,能适应较为复杂多样的加工任务。
自动换刀方便:在程序控制下能够快速、准确地完成换刀动作,提高了加工效率,尤其适用于批量生产,减少了人工换刀的时间和劳动强度。
刀具容量可扩展:通过选择不同工位数量的刀架,可以增加可安装刀具的数量,满足更复杂零件加工需要更多刀具的情况。
缺点结构相对复杂:刀架本身的机械结构和控制系统较为复杂,一旦出现故障,维修难度和成本相对较高。
换刀时间有下限:尽管自动换刀速度较快,但相比排刀的即时切换,还是存在一定的换刀时间间隔,在对加工效率要求极高的某些场合可能不够理想。
刀具安装精度受影响:由于刀具是安装在可旋转的刀架各个工位上,多次换刀和刀架的旋转可能会导致刀具安装精度在一定程度上有所下降,需要定期进行校准。
二、排刀
结构与原理排刀是将多把刀具按照加工工序的顺序依次排列安装在车床的刀座上,刀具之间的间距根据具体加工需求设定。加工时,通过数控系统控制滑板的移动,使相应的刀具移动到加工位置进行切削操作。
比如在加工一根轴类零件时,按照车削外圆、车削台阶、切槽等工序,将对应的刀具依次排开安装。
优点刀具更换迅速:由于刀具是固定排列的,不存在刀架旋转换刀的过程,当需要切换刀具时,只需移动滑板即可让下一把刀具快速到达加工位置,换刀时间极短,能有效提高加工的连续性,特别适合加工节拍要求非常紧凑的零件。
刀具安装精度高:刀具直接安装在刀座上,相对位置固定,安装后经过精确调整,在加工过程中不会因换刀动作而改变刀具的相对位置,所以能保持较高的加工精度。
结构简单紧凑:排刀装置的结构相对简单,没有复杂的刀架回转机构,因此成本较低,占用空间也较小,对于一些小型数控车床或者加工空间有限的情况较为适用。
缺点刀具通用性受限:一般只能安装车刀等少数几种类型的刀具,难以直接安装如钻头、丝锥等特殊形状和功能的刀具,对于需要多种不同类型刀具完成的复杂加工任务不太方便。
刀具数量有限:由于是沿车床滑板排列刀具,可安装刀具的数量相对刀架来说通常较少,不太适合需要大量刀具进行加工的复杂零件。
三、适用场景
刀架适用场景适用于加工形状复杂、工序繁多、需要使用多种不同类型刀具的零件,如具有复杂外形和内孔结构的箱体类零件、各种回转体零件的批量生产等。
在汽车零部件制造、航空航天零部件加工等行业,对于需要高精度、高效率加工且对刀具通用性要求较高的场合,刀架式数控车床应用较为广泛。
排刀适用场景适合加工形状相对简单、工序较为固定、对加工精度和加工节拍要求极高的轴类零件或盘类零件的大批量生产。
例如在一些小型精密轴类零件的生产工厂,如钟表零件、电子设备微型轴类零件的加工,排刀式数控车床能够充分发挥其换刀迅速、精度高的优势。
综上所述,数控车床选择刀架还是排刀好,需要根据具体的加工零件的形状、工序要求、精度要求、生产批量以及成本等多方面因素综合考虑。
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