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1 引言
经济型数控车床大多采用转位刀架，最少用四把刀，平面上四个方向各一把刀实现自动换刀。数控转位刀架使用长时间后，定位齿盘会磨损，影响定位精度，这时只好用一把刀，失去了转位刀架的意义。对尺寸较小工步较少的工件最多三把刀足够，这时用转位刀架换刀效率低，尤其是故障率高，这是转位刀架的缺点。若改为直排刀架则显示出无分度定位误差，加工可靠，换刀效率高，故障率很低等优点，对如何在原机床上改转位刀架为直排刀架，改为直排刀架后又如何编程，我们进行了下述研究。
2 直排刀架的改造方案
1）换T型槽垫板
将转位刀架卸下，加工如图1a)所示的T型槽垫板，把4个内六角螺钉安到转位刀架的4个螺孔中，T型槽中安装平行方向的刀具即成功。注意这时是刀具前后直线或斜线方向移动换刀，而不是转位换刀，应注意刀具行程足够，T型槽板足够长；当工件有的加工面需刀具垂直于主轴轴线安装时，可做成图1b)所示T型槽垫板，T型槽中放加工改造后的T型螺栓，该螺栓中间径向铣有长方孔，孔中放车刀刀杆，螺栓有丝的一头加工成内螺纹，拧上螺栓压住刀具。 （图片）
图1 T型槽垫板2）不换T型槽垫板，直接用转位刀架
当工件直径很大，采用两把刀时，可直接在转位刀架上安装两把平行位置的刀具即可，要计算好两刀具加工时互不干涉。
3 采用直排刀架时编程研究与应用
1）当仍采用原系统的换刀指令时
这时需改动系统电路，尤其是改动控制程度，而改动电路可以方便地实现，但改动控制程序需到数控系统生产厂家改，对数控系统修改设计，比较麻烦，不宜采用。
2）靠编换刀子程序或直接编斜线运动实现换刀
这时只是操作编程人员编换刀子程序，实现换刀，不修改数控系统，在EA-4型数控系统控制的数控机床上试验，编换刀子程序比直接编斜线运动实现换刀的速度要慢，效率低，不易采用。
3）相对坐标编程方式下，换刀编程实例
以南京大方数控股份有限公司及常州宝马集团应用电子装备厂生产的JWK型和BKC2-OOA2型车床数控系统车削活塞等零件进行试验研究，因绝对坐标编程在不同坐标处的换刀程序不一样，编程麻烦;而相对坐标编程换刀程序完全一样，与坐标无关，应用方便。（图片）
图2 用直排刀架加工阶梯轴如图2所示为直排刀架，加工阶梯轴1、2、3面，加工顺序为：用1号刀加工2面，换2号刀，加工3面，退2号刀至刀具起始点，换1号刀，加工1面，退刀至起始点，采用相对编程：
%0034
N0010 G01 U-12 W-56 F2000 刀具移到2面近处
N0020 U-76 F500 用1号刀加工2面
N0030 W8 W8 F2000 斜线退刀
N0050 U-114 W67 F2000 换2号刀
N0060 W-61 F500 加工3面
N0070 U122 W109 将2号刀回到刀具起始点
N0100 U144 W-67 F2000 换1号刀子程序
N0090 U-92 W-109 F2000 将1号刀移到1面近处
N0100 U-30 F500 加工1面
N0110 U122 W109 F2000 将1号刀回到刀具起始点
N0120 M02
4 结论
直排刀架换刀效率高，故障率低，改造方便。
采用相对编程换刀程序方便易学，加工可靠精度稳定；采用绝对换刀编程麻烦，不易采用。
直排刀架可安装三把甚至多把刀，编程如上原理相同。
与转位刀架不同，因直排刀架上的刀总在加工工件这边，所以要注意加工换刀时刀具不撞到工件上。
11/6/2006
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