车削中心及动力刀座.doc

车削中心及动力刀座.doc车削中心的高效加工（ HEM ）与第三代动力刀座技术
德国瑞品有限公司中国代表处 王建明
高效加工（ High Efficiency Machining ）是继高速加工（ HSM ）之后有提出的旨在提高整体 加工效率，降低单件成本的新型生产方法。 这种注重的是综合效率的提升， 而不是仅仅关注 某个加工工艺的环节。 HEM 对机床的设计，生产工艺等都提出了新的要求。 以往讨论 HEM 常常是以加工中心为主，今天就车削中心实现 HEM 进行进一步讨论。
车削中心的发展地位 车削中心（另称为车铣复合机，车铣中心）是从数控车床发展而来的，工件在数控车床上能 完成大部分的车削工艺以后， 往往还会有少量的铣削或者钻孔等工艺， 这些工艺是无法在数 控车床上完成的，就必须二次装夹的专门的铣床或者钻床上去完成。 这样就导致工件误差增 多，加工效率低下等问题。为了解决这个矛盾，人们开发出带动力刀座的数控车床，由动力 刀座和车床主轴的 C 轴分度配合完成铣削和钻孔等加工，这就是车削中心的雏形。车削中 心一般是采用由固定刀座完成工件的外圆，端面及钻中心孔，镗、绞等工艺，而由动力刀塔 上的动力刀座与主轴的 C 轴功能配合，完成工件的铣削，钻孔，攻丝，滚齿等功能。适合 在车削中心上完成的工件是：
1:要求一次装夹，完成全部加工，以保证工件精度。
2:工件以车削为主（60%~95% ），铳削等为辅（5%~40% ）。 车削中心的形式 常见的是卧式的，也有立式的，还有倒立式的。 单主轴，单刀塔（上刀塔 T），刀塔分为带 Y轴和不带Y轴，目前以不带 Y轴的居多。 双主轴（带副主轴 S）,单刀塔 双主轴双刀塔，甚至三刀塔。
刀塔还分为盘式刀塔（Disc Turret）和星形刀塔（Star Turret）
盘式刀塔（ Disc Turret ） :刀座装在刀盘的轴面上，是最早出现的刀塔形式，在单主轴单刀塔 的车削中心上常用。其局限性为:***之间容易相互干涉，可加工的工件直径尺寸较小。不 适于副主轴的上背向加工。
星形刀塔（Star Turret）刀座安装在刀盘的圆周上，呈星形分布，这是一种新型的刀塔结构， 它克服了传统的盘式刀塔的限制，***之间相隔比较远，干涉小，同等的刀盘直径，可加工 的工件直径增大 20%~40%,同时它也适合完成副主轴上工件的背向加工。 这种形式的刀塔在
双主轴，多刀塔的车削中心上广泛采用。是今后发展的趋势。
刀塔和刀座之间的接口方式也主要分 VDI （DIN69880 ）和 BMT（Bolt-on, 螺栓紧固 ）两种。 VDI 接口，是通过一个斜锲与刀座尾部的锯齿啮合， 将刀座固定在刀塔上的方式， 出现得比 较早，能够实现刀座在刀塔上的快速更快，接口标准统一，生产厂家多，但接口的刚性和重 复定位精度已成为制约动力刀座的瓶颈。欧美的车削中心多 VDI 接口，适合轻切削场合。
BMT 接口，是用四根螺栓将刀座与刀塔固定，刚性强，重复定位精度高。但刀座更换相对 比较麻烦，另这种接口出现时间较晚，目前还没有统一的标准，各个厂家都有各自不同的
BMT 接口。不能互换。生产的厂家还比较少。日韩的车削中心多采用 BMT 接口，适合重
切削。
动力刀座的分类
根据结构和外形: 0°（直柄）、90°（直角）、直角后缩（又称位短式）、其他特殊结构刀座