钻攻中心新型自动换刀装置设计

0 引 言
钻攻中心属于一种多用途的数控机床，其主轴驱动刀具旋转，通过更换不同的刀具可以完成钻孔、镗孔、铣削等多种加工工序。换刀是钻攻中心加工过程的重要环节，快速、精确换刀是减少加工辅助时间、保证加工精度的重要手段[1]。
现有加工中心换刀装置主要有2种，一种是应用于大型加工中心的刀库系统，刀库系统往往存放几十种甚至上百种刀具[2]，换刀时刀库系统先将所需刀具移动到相应位置，然后采用机械手实现与原刀具的互换；另一种是将各刀具分别预装在一个动力轴上，换刀时利用驱动机构驱动相应的动力轴旋转。种换刀机构的缺点是成本高、体积大，不适用于小型钻孔加工中心；第二种换刀机构由于换刀过程中动力的切换不流畅，难以对各动力轴实现精准定位，影响加工精度。为此，本文设计了一种结构简单、切换稳定准确、适合小型钻攻中心的自动换刀机构。
1 新型换刀装置总体设计
如图1所示，新型换刀装置采用由刀盘2和切削主轴3 组成的旋转式刀架结构。刀盘2安装在机箱1前端，刀盘外圆周均匀间隔设置多个用于装夹刀具的切削主轴3，各切削主轴可以沿刀盘径向转动，通过刀盘2的转动，可以改变切削主轴3的位置，达到换刀的目的。
加工时，切削主轴3动力由主驱动单元4提供。换刀时，刀盘通过换刀转动驱动单元5和换刀伸缩驱动单元6 实现旋转变位和前后伸缩运动，完成换刀动作。刀盘的定位、旋转和伸缩驱动机构等安装在机箱1中。