Máquina herramienta CNC, portaherramientas eléctrico de cuatro vías, proceso de acción de cambio automático de herramienta
El cambiador automático de herramientas es un actuador importante del centro de mecanizado. Tiene muchas formas, y las más comunes son las siguientes.
1. Almacén de herramientas rotativas
El cargador de herramientas rotativas utilizado por las máquinas herramienta CNC es el dispositivo de cambio automático de herramientas más simple. Hay cuatro cargadores de herramientas cuadrados y seis cargadores de herramientas cuadrados. , hay cuatro cuchillos, seis cuchillos o más.
El portaherramientas giratorio debe tener buena resistencia y rigidez para soportar la fuerza de corte durante el mecanizado en desbaste: al mismo tiempo, se debe garantizar la precisión de posicionamiento repetido del portaherramientas giratorio durante cada cambio de posición.
La Figura 1 es el portaherramientas giratorio hexagonal de un torno CNC, que es adecuado para procesar piezas tipo disco. Al procesar piezas de eje, se puede utilizar un portaherramientas giratorio cuadrilátero. Dado que ambos soportes de base tienen las mismas dimensiones, es muy fácil reemplazar el portaherramientas.
Toda la acción del portaherramientas giratorio está controlada por el sistema hidráulico a través de la válvula inversora electromagnética y la válvula de secuencia. Su acción se divide en cuatro pasos:
(1) Cuando el. se levanta el portaherramientas, el CNC. Cuando el dispositivo emite una orden de cambio de herramienta, el aceite a presión ingresa a la cámara inferior del cilindro hidráulico desde el orificio del cilindro hidráulico presurizado, el pistón se eleva y el cuerpo del portaherramientas 2 se eleva. levantado, provocando que el pasador móvil de posicionamiento 10 y el pasador fijo 9 se desenganchen. Al mismo tiempo, el embrague del engranaje final en el extremo inferior del vástago del pistón se combina con el engranaje loco 5.
(2) Indexación del portaherramientas Cuando se levanta el portaherramientas, el aceite a presión ingresa a la cámara izquierda del cilindro hidráulico de indexación desde el orificio c y el pistón 6 se mueve hacia la derecha, impulsando la cremallera 8. a través de la placa de conexión, haciendo que el aire gire en sentido contrario a las agujas del reloj. El portaherramientas gira 60° bajo la acción del embrague del engranaje final. La carrera del pistón debe ser igual a 1/6 del círculo de 5 grados del engranaje y está controlada por el interruptor de límite.
(3) Compresión del portaherramientas Después de indexar el portaherramientas, el aceite a presión ingresa a la cámara superior del cilindro hidráulico de compresión desde el orificio b y el pistón 1 impulsa el cuerpo del portaherramientas 2 para presionar hacia abajo. . Seis pasadores cilíndricos fijos 9 con cuñas inclinadas están instalados con precisión en el chasis del engranaje 3, y los pasadores móviles 10 se utilizan para eliminar el espacio entre los pasadores de posicionamiento y los orificios para lograr el posicionamiento de inclinación inversa. Cuando el cuerpo 2 del portaherramientas desciende, el pasador móvil de posicionamiento 10 se acopla con otro pasador fijo 9, y al mismo tiempo el engranaje 3 hace contacto con la superficie cónica de la corona dentada 4, y el portaherramientas se posiciona y sujeta en la nueva posición. En este momento, el embrague de dientes finales se desacopla del engranaje loco 5.
(4) El cilindro hidráulico de indexación se reinicia. Después de presionar el portaherramientas, el aceite a presión ingresa a la cámara derecha del cilindro hidráulico de indexación desde el orificio D. El pistón 6 impulsa la cremallera para restablecerse. el embrague de dientes finales se ha desacoplado en este momento. La cremallera impulsa el engranaje 3 para que gire sobre el manguito vacío en el eje.
Si la acción de posicionamiento y sujeción es normal, la varilla de empuje 11 contacta con el contacto correspondiente 12, indicando que el proceso de cambio de herramienta se ha completado y el corte puede continuar.
Además de utilizar la indexación del cilindro hidráulico y el posicionamiento del pasador de posicionamiento, el portaherramientas giratorio también puede utilizar el posicionamiento del embrague impulsado por motor y otros mecanismos de indexación y posicionamiento.
2. Reemplazar el cabezal del husillo y cambiar la herramienta
En las máquinas herramienta CNC que utilizan herramientas giratorias, reemplazar el cabezal del husillo es un método sencillo de cambio de herramienta. Los cabezales de husillo suelen ser de dos tipos: horizontal y vertical. La indexación de torreta se utiliza a menudo para reemplazar el cabezal del husillo y lograr el cambio automático de herramienta. Cada cabezal de husillo de la torreta está preinstalado con las herramientas giratorias necesarias para cada proceso. Después de emitir el comando de cambio de herramienta, cada cabezal de husillo gira a la posición de procesamiento por turno y está conectado al movimiento del husillo, de modo que el husillo correspondiente impulsa la herramienta para girar, mientras que otros husillos en posiciones de no procesamiento se desconectan del principal. movimiento.
La figura 2 muestra un cabezal de torreta horizontal de ocho ejes. Hay ocho ejes principales 7 de la misma estructura distribuidos radialmente en el cabezal de la torreta, y el movimiento de rotación de los ejes principales se realiza mediante engranajes 12. Cuando el dispositivo CNC emite una orden de cambio de herramienta, el engranaje móvil 3 se desacopla primero del engranaje 12 a través de la horquilla hidráulica. Al mismo tiempo, el aceite a presión pasa a través de la cámara superior del cilindro hidráulico central 14. Dado que el vástago del pistón y el pistón 15 están fijados en la base, el cilindro hidráulico central 14 se eleva junto con el cuerpo portaherramientas de la torreta 18 sostenido por dos cojinetes de empuje 17 y 16, y los embragues 2 y 1 se desacoplan. Luego, el aceite a presión ingresa al cilindro hidráulico de indexación, empuja la cremallera del pistón y luego pasa a través del engranaje intermedio, lo que hace que el engranaje grande 4 y el cuerpo del portaherramientas de la torreta 18 giren juntos 45 °. El aceite a presión ingresa a la cámara inferior del cilindro hidráulico central 14., el cabezal de la torreta desciende y el embrague 2 y el embrague 1 se vuelven a acoplar para lograr un posicionamiento preciso. Bajo la acción del aceite a presión, el cabezal de la torreta se presiona hacia abajo y el cilindro hidráulico de indexación vuelve a su posición original.
Finalmente, la horquilla hidráulica mueve el engranaje 3 para que engrane con el engranaje 12 del eje principal recién reemplazado. Para mejorar el proceso de ensamblaje de la estructura del husillo, todo el componente del husillo se instala en un manguito 5, y todo el componente se puede extraer simplemente quitando el tornillo 10. El rodamiento delantero 9 del husillo utiliza un rodamiento de rodillos cilíndricos de dos hileras con un orificio cónico. Al ajustar, primero retire la cubierta del extremo 6 y luego apriete la tuerca 8 para mover el anillo interior axialmente para eliminar el juego radial del rodamiento. .
Figura 2 Cabezal de torreta horizontal de ocho ejes
1,2 un embrague 3,4,12 un engranaje 5 un manguito 6 una tapa final 7 un husillo 8 una tuerca
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9,16,17 Un rodamiento 10 Un tornillo 1l Una varilla de empuje 13 Un joystick 14 Un cilindro hidráulico 15 Un pistón 18 Un portaherramientas de torreta
Para facilitar el instalación del eje Retire la herramienta del orificio cónico. Hay un joystick 13 en cada husillo. Cuando se presiona el joystick, la herramienta es expulsada a través de la varilla de empuje inclinada 11.
Los métodos de indexación, posicionamiento y prensado del cabezal del husillo de la torreta son muy similares a los de la mesa indexadora de dientes de rata, pero como hay muchas piezas giratorias del husillo distribuidas en la torreta, la estructura se vuelve más compleja. .
Debido a la limitación de la ubicación espacial, la estructura del componente del husillo no puede diseñarse para que sea muy resistente, lo que afecta la rigidez del sistema del husillo. Para garantizar la rigidez del eje principal, se debe limitar el número de ejes principales; de lo contrario, el tamaño estructural aumentará considerablemente.
La principal ventaja del cambiador de herramientas con cabezal de husillo tipo torreta es que elimina una serie de operaciones complejas como la descarga automática de abrazaderas, descarga de herramientas, carga de herramientas, sujeción y transporte de herramientas. Esto mejora la confiabilidad del cambio de herramientas y acorta en gran medida el tiempo de cambio de herramientas. Sin embargo, debido a las razones estructurales anteriores, el cabezal del husillo de torreta generalmente solo se usa para máquinas herramienta con menos procesos y requisitos de precisión menos altos, como las taladradoras CNC.
3. Sistema de cambio automático de herramientas con almacén de herramientas
El sistema de cambio automático de herramientas con almacén de herramientas consta de un almacén de herramientas y un dispositivo de cambio de herramientas. En primer lugar, todas las herramientas utilizadas en el proceso de mecanizado deben instalarse en portaherramientas estándar. Los tamaños se ajustan previamente fuera de la máquina herramienta y se colocan de cierta manera en el almacén de herramientas. Al cambiar herramientas, primero seleccione la herramienta en el almacén de herramientas. El dispositivo de cambio de herramientas retira la herramienta del almacén de herramientas y del husillo. Después de cambiar la herramienta, la nueva herramienta se carga en el husillo y la herramienta antigua se devuelve a la herramienta. revista. El almacén de herramientas para almacenar herramientas tiene una gran capacidad y puede instalarse en el lateral o encima de la caja del husillo, o como componente independiente fuera de la máquina herramienta, transportándose las herramientas mediante un dispositivo de manipulación.
En comparación con el cabezal del husillo de la torreta, dado que la caja del husillo de la máquina herramienta CNC con cambiador automático de herramientas con almacén de herramientas tiene un solo husillo, el diseño del componente del husillo puede mejorar completamente su rigidez para cumplir con los requisitos de precisión. mecanizado. Además, el almacén de herramientas puede almacenar una gran cantidad de herramientas, lo que permite el procesamiento multiproceso de piezas complejas, lo que mejora significativamente la adaptabilidad y la eficiencia de procesamiento de la máquina herramienta. Por lo tanto, el cambiador automático de herramientas con almacén de herramientas es especialmente adecuado para taladradoras CNC, fresadoras CNC y mandrinadoras CNC.