刀具自动化概述ppt
刀具自动化
刀具自动化正文：一、引言刀具自动化是指通过自动化技术和装置来实现刀具的生产、加工、管理和使用的一种方式。
随着现代工业的发展，刀具在各个行业中都扮演着重要的角色。
为了提高生产效率、降低劳动强度，刀具自动化成为了一种趋势。
二、刀具自动化的优势⒈提高生产效率：刀具自动化可以通过自动操作和控制，实现刀具的快速加工，大大提高了生产效率。
⒉提高产品质量：刀具自动化可以减少人为因素的干预，提高了产品的加工精度和一致性，从而提高了产品的质量。
⒊降低劳动强度：刀具自动化可以减少人工操作和劳动强度，减少了工人的身体负担，提高了工作环境的安全性和舒适性。
⒋节约成本：刀具自动化可以减少人工成本和能源消耗，降低生产成本，提高了企业的竞争力。
三、刀具自动化的应用领域⒈机械加工行业：刀具自动化在机械加工行业中广泛应用，可实现对各种材料的切削加工，提高加工效率和产品质量。
⒉汽车制造行业：刀具自动化在汽车制造行业中发挥着重要的作用，可以实现对汽车零部件的加工和组装，提高生产效率和产品质量。
⒊电子制造行业：刀具自动化在电子制造行业中的应用较为广泛，可以实现对电子产品的制造和组装，提高生产效率和产品质量。
⒋金属加工行业：刀具自动化在金属加工行业中的应用也比较多，可以实现对金属材料的切削、打磨和抛光等加工工艺，提高生产效率和产品质量。
四、刀具自动化的关键技术⒈传感器技术：通过传感器实时监测刀具的状态，包括温度、磨损程度等，从而实现刀具的自动更换和智能管理。
⒉控制系统：通过控制系统对刀具的操作和加工过程进行自动化控制，实现刀具的精确定位和加工。
⒊机器视觉技术：通过机器视觉技术实现对刀具加工过程的实时监测和检测，包括刀具的位置、姿态等，提高了加工的精度和稳定性。
⒋人机交互界面：通过人机交互界面，实现对刀具自动化系统的操作和监控，包括刀具的状态、生产进度等信息的显示和管理。
五、刀具自动化的发展趋势⒈智能化：刀具自动化将进一步智能化，通过、大数据等技术的应用，实现对刀具生产和使用过程的智能化管理和优化。
自动化加工用刀具(课堂PPT)
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转使两把刀互换位置，然后将用过的刀具装入机床刀库， 另一端将要用的刀具装入机床主轴内。图19.7所示为机械 手夹持刀具的情况。
4、更换机床主轴头换刀
这种结构定位精度在±2μm以内。
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19.3.4 自动化加工中的工具系统
1、工具系统的发展背景 在柔性自动化加工中每台加工中心要加工多种工件， 并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品种 规格甚多。 如图19.14为车削加工中心加工某工件用刀具之情况， 不仅需要很多车刀并且还需要很多铣刀。 为了减少刀具的品种规格，今年发展了FMS和MC使用 的 工具系统。 工具系统一般为模块化组合结构，在一个通用的刀柄 上可以装多种不同的切削头，使自动化加工中的刀具品种 规格大大减少。
刀是专用的，使用范围受到一定限制。
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⑷ 图19.12为车削加工中心用模块化快换刀具结构，它 由刀具头部、连接部分和刀体组成。
刀体内装有拉紧机构，通过拉杆来拉紧刀具头部(图 19.12(a))。在拉紧过程中可使拉紧孔产生微小弹性变 形，从而获得很高的精度和刚度，径向精度±2μm，轴向 精度±5μm。
在生产批量很大的FMS中，为了提高生产效率，采用 更换机床主轴头的办法。
5、用机器人换刀 机床刀库的刀具数量是有限的，不能应付工件多变的
加工需要。因此在FMS中有时采用可移动的机器人或自动 运输小车来实现机床刀库和中央刀库间的换刀，这时可采 用装刀数量较少的机床刀库。
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19.3.2 自动化加工中刀具尺寸的预调
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刀具自动化
不管是柔性加工系统还是刚性生产线对自动化机 床刀具的要求： 刀具要耐用 断屑与排屑方便可靠 刀具的调整与更换要方便 刀具要标准化、系列化、通用化 刀具要能实现在线监控与检测
刀具 分为一般刀具、复合刀具和特种刀具
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选刀具应注意的问题： 优先使用标准刀具 为了提高加工效率，减少工艺流程，多采用复合刀具 注意刀具有很高的耐用度 铰刀与镗刀的选择 一般大孔用镗刀小孔用铰刀 但对于多工位的回转台机床多用铰刀，以减小机
床振动
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对辅具的要求：尽量使用标准辅具，为了一些特 殊的加工也要使用特殊的辅具
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切槽到杆 (专用辅具)
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数控机床和柔性制造系统对刀具和辅具的要求: 刀具和辅具（刀柄、刀夹和接杆）标准化、系列化和 通用化。 分两个方面介绍： 数控车床和镗铣床 数控车床（立车和卧车） 的刀架系统；常见的车削加 工的刀具系统（车外园和车内孔）一般分为刀夹基座、 快换刀夹、预调刀头和刀具。
为了减少刀具的更换与调整时间，一般采用更换刀片、 更换刀体和更换刀夹三种方式，在线外调整好刀具， 实现在机床上准确而快速的更换刀具 换刀片：有两层意义：刀具磨损后，将刀片转一个角 度就可继续使用；整个刀具磨损后，只换一个刀片就 行（多对硬质合金刀片） 更换刀体：刀具磨损后，将在线外调好的刀具装上即 可。 更换刀夹：将刀夹和刀一起卸下，在线外调整好后， 在进行更换
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2刀套的编码方式：转到刀库边上的编码块来实现编码的 3编码钥匙 通过钥匙槽的凸凹进行编码，钥匙插进刀套 边上的空中，钥匙槽的凸凹编码，就是该刀套的编码 刀具的识别： 有接触式的识别和非接触式的识别 图4-20 是接触式的识别；图4-21 是非接触式的识别。 非接触式的识别又分为磁性识别和光电识别。
刀具自动化
刀具自动化一、介绍刀具自动化是指利用自动化设备和技术，对刀具的生产、加工、运输、存储等环节进行自动化控制和管理的一种方法。
本文档旨在详细介绍刀具自动化的各个方面，包括刀具生产自动化、刀具加工自动化、刀具运输自动化、刀具存储自动化等内容。
二、刀具生产自动化2.1 生产线设计与优化在刀具的生产过程中，通过对生产线进行设计和优化，可以提高生产效率，并且减少人为操作的错误。
本章将介绍如何设计刀具生产自动化的生产线，以及如何进行生产线的优化。
2.2 应用在刀具生产中的应用越来越广泛，可以实现对刀具的自动上下料、自动检测等操作。
本章将介绍在刀具生产自动化中的应用案例，并介绍操作的相关技术。
2.3 数据采集与分析通过对刀具生产过程中的数据进行采集和分析，可以实现对生产过程的实时监控和优化。
本章将介绍如何进行刀具生产数据的采集和分析，以及如何应用这些数据进行生产过程的优化。
三、刀具加工自动化3.1 加工设备选择与配置在刀具的加工过程中，选择合适的加工设备和配置合理的工艺参数，可以提高加工质量和效率。
本章将介绍如何选择合适的加工设备，并介绍刀具加工的一些常用工艺参数。
3.2 刀具加工控制技术刀具加工控制技术是实现刀具加工自动化的关键，通过对加工过程中的刀具控制进行优化，可以提高加工质量和效率。
本章将介绍一些常用的刀具加工控制技术，包括数控技术、自适应控制技术等。
3.3 刀具加工机床改造对现有的加工机床进行改造，可以实现对刀具加工的自动化控制。
本章将介绍刀具加工机床改造的一些案例，以及改造过程中需要注意的问题。
四、刀具运输自动化4.1 运输设备选择与配置在刀具的运输过程中，选择合适的运输设备和配置合理的运输方案，可以提高运输效率和安全性。
本章将介绍如何选择合适的刀具运输设备，并介绍刀具运输的一些常用方案。
4.2 运输控制与管理刀具运输的控制和管理是实现刀具运输自动化的关键，通过对运输过程的控制和管理进行优化，可以提高运输效率和安全性。
第四章 刀具自动化(一)
第四章刀具自动化（一）引言概述：刀具自动化是现代制造业发展的重要组成部分，在提高生产效率和质量的同时也降低了劳动强度。
本文将介绍刀具自动化的相关概念和应用，包括自动化设备、自动换刀系统、刀具检测和修复等方面。
正文内容：一、自动化设备1.数字化控制系统：介绍数字化控制系统在刀具自动化中的应用，如数控机床和机器人等。
2.传感器技术：探讨传感器技术在刀具自动化中的作用，如刀具磨损监测、温度和振动监测等。
3.自动送料装置：介绍自动送料装置的原理和功能，如自动送料器和旋转换刀装置等。
二、自动换刀系统1.换刀机构：阐述自动换刀系统的换刀机构原理和结构，如剪刀式和伸缩式换刀机构。
2.换刀程序控制：介绍通过程序控制实现自动换刀的方法和步骤，如工件结束信号和刀具计数器等。
三、刀具检测1.刀具磨损检测：描述刀具磨损检测的方法和技术，如光学检测和电容式检测等。
2.刀具断裂检测：说明刀具断裂检测的原理和应用，如声光报警和振动传感器等。
四、刀具修复技术1.刀具磨损修复：介绍刀具磨损修复的方法和技术，如刀具磨削和刀具热处理等。
2.刀具重涂技术：阐述刀具重涂技术的原理和流程，如CVD和PVD等。
五、刀具自动化的优势和应用1.提高生产效率：说明刀具自动化对生产效率的提升作用，如减少刀具更换时间和提高生产速度等。
2.降低劳动强度：探讨刀具自动化对工人劳动强度的减轻作用，如减少体力劳动和避免人工操作错误等。
总结：刀具自动化作为现代制造业的重要技术手段，通过自动化设备、自动换刀系统、刀具检测和修复等技术的应用，提高了生产效率和质量，降低了劳动强度。
在未来的发展中，刀具自动化将在更多领域产生广泛的应用。
刀具自动化解读ppt课件
▪ 刀座编码 在刀库的刀座上编有号码，在装刀之 前，首先对刀库进行重整设定，设定完后，就变成 了刀具号和刀座号一致的情况，此时一号刀座对应 的就是一号刀具，经过换刀之后，一号刀具并不一 定放到一号刀座中（刀库采用就近放刀原则），此 时数控系统自动记忆一号刀具放到了几号刀座中， 数控系统采用循环记忆方式。
▪ 刀具进出站是刀具流外部与内部的界面，刀具进 出站多为框架式结构，设有多个刀座位。
▪ 刀具在进出站上的装卸可以是人工操作，也可以 是机器人操作。
4．中央刀库
▪ 中央刀库用于存储FMS加工工件所需的各种 刀具及备用刀具，中央刀库通过刀具自动输送 装置与机床刀库连接起来，构成自动刀具供给 系统。中央刀库容量对FMS的柔性有很大影响 。尤其是混流加工(同时加工多种工件)和有相 互替代的机床的中央刀库不但为各机床提供后 续零件加工刀具，而且周转和协调各机床刀库 的刀具，提高刀具的利用率。
▪ 数控工具系统有整体和模块两种不同的结构型式。
▪ 整体式结构是每把工具的柄部与夹持工具的工作部分联 成一体，因此不同品种和规格的工作部分都必须加工出 一个能与机床联接的柄部，致使工具的规格、品种繁多， 给生产、使用和管理都带来不便。
▪ 模块式工具系统是把工具的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， 可组装成一套套不同规格的工具。这样既便于制造、使 用与保管，又能以最少工具库存来满足不同零件的加工 要求，因而它代表了工具系统发展的总趋势。
模块化组合刀具
▪ 由钻头、倒角刀和刀体模块组成。
加工连杆孔组合刀具
刀片 位置 可调 组合 刀具
扩—铣组合刀具
刀具自动化
刀具自动化刀具自动化⒈引言刀具自动化是指利用自动化技术，对刀具加工进行自动化控制，提高生产效率和产品质量的方法。
本文档旨在详细介绍刀具自动化的相关内容，包括刀具自动化的定义、原理、应用领域、技术要点以及可能涉及到的法律名词及其注释。
⒉刀具自动化的定义刀具自动化是指通过自动化设备和系统，对刀具进行自动化控制和操作。
它包括对刀具的自动上下料、自动校准、自动磨损检测、自动切削参数调整等操作。
⒊刀具自动化的原理刀具自动化的基本原理是通过传感器、控制系统和执行器的协调作用，实现对刀具的自动操作。
传感器用于感知刀具的位置、状态和工作情况，控制系统根据传感器反馈的信息进行决策和控制，执行器负责实施具体的刀具操作。
⒋刀具自动化的应用领域刀具自动化广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。
在机械加工中，刀具自动化可以提高加工效率和产品质量，减少人工干预。
在汽车制造中，刀具自动化可以实现高速、高精度的切削操作，提高汽车生产线的效率和稳定性。
在航空航天中，刀具自动化可以实现对复杂零件的高精度加工，确保飞行器的安全性和可靠性。
⒌刀具自动化的技术要点刀具自动化的技术要点包括传感技术、控制技术、执行技术等。
传感技术主要用于刀具位置、状态和磨损等信息的感知。
控制技术主要用于刀具操作的决策和控制。
执行技术主要用于刀具操作的实施和控制。
⒍法律名词及注释⑴知识产权知识产权是指人们通过智力创造所得到的用于经济和社会发展的权利。
包括专利权、商标权、著作权等。
⑵专利权专利权是指国家授予发明家的一项独占权，享有对发明所作的独占权利，防止他人在授权有效期内制造、使用、销售该发明。
⑶商标权商标权是指商标注册人对其商标享有的排他性使用权，包括商标的使用、转让和许可等权利。
⒎结尾本文档涉及附件，请参阅附件内容以获取更详细的信息。
本文所涉及的法律名词及注释：知识产权是指人们通过智力创造所得到的用于经济和社会发展的权利，包括专利权、商标权、著作权等。
第四章刀具自动化
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链式刀库
各种链式刀库 a）单环链式 （b）多环链式 （c）折叠链式
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链式刀库
链式刀库是在环形链条上装有许多刀座，刀 座的孔中装夹各种刀具，链条由链轮驱动。 链式刀库有单环链式和多环链式等几种。 当链条较长时，可以增加支承链轮的数目，使链 条折叠回绕，提高空间利用率。
功能：
贮存各种加工工序所需的刀具；
按程序指令，快速、准确地将刀库中的空刀位和 待用刀具送到预定位置；
接受主轴换下的刀具和便于刀具交换装置进行换 刀。
刀库的容量、布局以及具体结构对数控机床的总
体布局和性能有很大影响。
主轴换刀
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1.刀库类型 常用刀库有 盘式刀库 链式刀库 格子式刀库
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盘形刀库
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格子盒式刀库
刀具分几排直线排列，由纵、横向移动的取刀机械手完成选 刀运动，将选取的刀具送到固定的换刀位置刀座上，有换 刀机械手交换刀具。这种形式刀具排列密集，空间利用率 高，刀库容量大。
固定型格子盒式刀库 38
2.刀具的选择 方式
按数控装置的刀具选择指令，从刀库中挑 选各工序所需要的刀具的操作称为自动选刀。 常用的选刀方式：
1-拉杆，2-刀柄 3-法兰盘 4-带洼形肩面 14
拉钉： 带螺纹的零件，连接在各种工具柄的尾
端，作为镗铣主轴拉刀固定用。
ISO 7388及
DIN 69871 的A型拉钉
ISO 7388及
DIN 69871 的B型拉钉
MAS BT 拉钉
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2．数控镗铣加工工具系统
数控镗铣加工工具系统有整体和模块两种不同的结 构型式。
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图5—10 弹簧夹头
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刀柄与刀具连接
高速切削的刀柄和刀具的连接方式主要有高精度弹簧夹头、 热缩夹头、高精度液压膨胀夹头。
利用夹头热胀冷缩的物理原理夹 紧刀具，结构简单，夹紧力大， 动平衡度和回转精度高。
刀柄：刀具与机床的连接 接杆：刀柄与夹头的连接
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自动化刀具的装夹机构
工具系统的分类：
• 镗铣类数控机床用工具系统（简称”TSG”系统） • 车床类数控机床用工具系统（简称“BTS”系统） 它们都是由与机床主轴孔相适应的工具柄部（刀
柄）、与工具柄部 相联接的工具装夹部分（接杆） 和各种刀具部分组成（夹头）
优点二，只需将锥角加工 到高精度即可保证配合定 心精度高，成本较低，使 用可靠。
缺点，在高速旋转时定位 精度降低，运行不稳定。
实心长刀柄，重量大
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刀柄与机床主轴连接
为了克服BT刀柄仅靠单面定位导致的不利因素，宜采用双面
约束过定位——除了刀柄锥面定位，还增加端面定位。
高速切削刀柄
➢HSK刀柄（德国标准） ➢BIG-PLUS刀柄（日本标准）
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自动换刀装置的类型与特点：
1.主轴与刀库合为一体的自动换刀装置
———(多主轴转塔头式换刀装置)
若干根主轴（6~8）安装在一个 可以转动的转塔头上，每根主轴对应
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刀具自动化
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刀具作为机械工艺装备的重要组成部分之一，刀具的自 动化程度将影响整个机械制造系统的先进性。
刀具自动化：是加工设备在切削过程中自动完成 选刀、换刀、对刀、走刀等工作过程。
第一节 刀具的自动装夹 第二节 自动化换刀系统 第三节 排屑自动化
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一、刀具的自动装夹
图5—4 侧铣和面铣复合加工刀具
图5—5 钻镗复合的加工刀具
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自动化刀具的装夹机构
作用：充分发挥自动化加工设备应有的效率，实现 快速自动换刀。 实现刀具与机床的连接
方法：必须要配备一套标准的装夹机构，建立一套 标准的工具系统。 工具系统由刀柄、接杆和夹头组成。
工具系统：是刀具与机床的接口，并力求刀具的刀 柄与接杆实现标准化、系列化、通用化。
特点：切削刃多，效率高。
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
带沉孔、带后刀角刀片的刀具：
断屑可靠、切屑流出不受阻碍。
图5—3 带沉孔带后角刀片的钻头
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
复合刀具：多个工序的刀具（同类或不同类）组合到一把 刀上，可以同时加工（一次成型）或按先后顺序加工两个或两 个以上的表面，也可以完成一个表面的多道工步或多道工序加 工。 减少换刀次数，加工效率高
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
选用刀具的原则： 1）为了提高刀具的耐用度和可靠性，应尽量选用各 种高性能、高效率、长寿命的刀具材料制成的刀具； 2）应选用机夹可转位刀具的结构； 3）带沉孔、带后角刀片的刀具可优先作为自动化加 工刀具； 4）为了集中工序，提高生产率及保证加工精度，应 尽可能采用复合刀具。
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自动化加工设备的刀具和机床的联接，必须要由与机床主 轴孔相适应的工具柄部、与工具柄部相联接的工具装夹部分和 各种刀具部分来实现。
刀柄与机床主轴连接 刀柄与刀具相连
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刀柄与机床主轴连接
优点一，不自锁，拆卸方便
➢BT刀柄（日本标准）：锥度7:24，仅依靠锥面（单面）定位，
通过拉钉和主轴内的拉刀装置固定在主轴上。
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
可转位刀具：
a) 可转位面铣刀 b) 可转位立铣刀 图5—2 可转位刀具结构
将带有若干个切削刃口及具 有一定几何参数的多边形刀 片，用机械夹固方法加紧在 刀体上的一种刀具。当在使 用过程中一个切削刃磨钝了 后，只要将刀片的夹紧松开 ，转位或更换刀片，使新的 切削刃进入工作位置，再经 夹紧就可以继续使用。
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自动化刀具的装夹机构
数控工具系统的结构形式：整体式、模块式
主要看刀柄 与工作部分 是否分开的
刀柄与各种工作部分组装成不同规 格的工具，以最少的工具库满足不 同零件加工要求。
不同品种和规格的工作部分都必须
加工出一个能与机床连接的柄部， 使得工具品种繁多、管理不便
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Hale Waihona Puke 自动化刀具的装夹机构工具系统的结构形式：整体式、模块式
HSK刀柄采用了锥度1:10的空心短锥柄结构 ，在拉紧力的作用下，中空刀柄弹性变形， 实现锥面（径向）和法兰端面（轴向）双面 定位。
BIG-PLUS刀柄是锥度为7:24的双面定位刀
柄。通过拉杆与拉钉，使主轴锥孔弹性
扩张，实现双面定位。
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刀柄与刀具连接
高速切削的刀柄和刀具的连接方式主要有高精度弹簧夹头、 热缩夹头、高精度液压膨胀夹头。
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一、刀具的自动装夹
自动化刀具的类型及选用
选用： 在以自动生产线为代表的刚性自动化生产中，应尽
可能提高刀具的专用化程度，以取得最佳的效益。 在以数控机床、加工中心为主体构成的柔性自动化
加工系统中，为了提高加工的适应性，同时考虑到 加工设备的刀库容量有限，应尽量减少使用专用刀 具，而选用通用标准刀具、刀具标准组合件或模块 式刀具。
自动化刀具的类型及选用
类型：分为标准刀具和专用刀具两大类。
标准刀具—又包含通用标准刀具、刀具标准组合件（图5-1）
和模块式刀具等三种形式。
组合成 刀具
组合车刀的优点
a刀体可稳固的固定在刀柄 底部的支撑面上；
b刀头伸出长度短，提高其 刚度；
c能和其它刀具夹头相配、 实现刀具自动更换
图5—1 新型组合车刀
图5—11 热缩夹头 17
刀柄与刀具连接
高速切削的刀柄和刀具的连接方式主要有高精度弹簧夹头、 热缩夹头、高精度液压膨胀夹头。
1拧活塞夹紧螺钉
3套筒内孔收缩夹紧刀具
2套筒腔内压力增加
液压夹头
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二、自动化换刀系统
自动换刀系统一般由刀库、自动换刀装置、刀 具传送装置、刀具识别装置等部分组成。
一、换刀装置（ATC）的类型和组成 1.主轴与刀库合为一体的自动换刀装置 2.主轴与刀库分离的自动换刀装置 二、刀库 1.刀库类型 2.刀具的选择方式 3.刀具运送装置 4.刀具的识别 三、自动化换刀机构 1．回转刀架 2.通过主轴换刀 3.利用机械手换刀