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自動刀具更換主軸，簡稱 ATC 主軸，是現(xiàn)代機床的關鍵部件，能自動完成刀具更換，廣泛應用于各類數(shù)控加工設備。以下是其相關介紹：
自動刀具更換主軸工作原理
氣動換刀原理：外部空壓氣源進入推動主軸內密閉缸體，缸體推動彈簧，通過彈簧伸張力推動芯軸上另一組彈簧組件，帶動夾頭在芯軸錐筒內自如前后伸張或收緊，利用通氣伸張、斷氣收緊實現(xiàn)自動換刀。例如 NAKANISHI 的 AQC 和 ATC 系列主軸，都是基于此原理，不過 AQC 是更換裝刀具的刀座，換刀精度高；ATC 直接更換刀具，換刀精度有 2mm 范圍誤差，需搭配定位環(huán)使用。
電動換刀原理：以德國 SycoTec 的 4033 AC 主軸為例，通過在 M12 - A5 連接器的 pin3（DI1）上施加 + 24V 電壓，電機響應啟動換刀程序。電機驅動換刀機構，控制夾頭松開與夾緊，實現(xiàn)刀具快速平穩(wěn)更換，同時利用智能對刀技術，通過活塞與刀具的導電接觸，在主軸靜止時完成高精度校準定位。
自動刀具更換主軸類型
傘型主軸：設計有水平圓形刀庫，像傘一樣，也叫傘型刀庫自動換刀主軸，刀具存儲容量較大，換刀動作相對復雜，適用于需要多種刀具且對換刀速度要求不是極高的場合。
轉盤型主軸：刀具安裝在可旋轉的轉盤上，轉盤轉動實現(xiàn)刀具的選擇和更換，換刀速度較快，結構相對簡單，常用于一些對換刀效率有一定要求，但刀具種類不是特別多的機床。
臂型主軸：通過機械臂來抓取和更換刀具，換刀動作迅速、靈活，能夠實現(xiàn)快速的刀具交換，適用于高速加工中心等對換刀速度要求較高的設備。
自動刀具更換主軸優(yōu)點
提高生產效率：自動化換刀減少人工干預時間，使生產流程更順暢，在大批量和小批量定制生產中都能提升效率。如汽車零部件廠商使用 SycoTec 自動換刀主軸的加工中心，生產效率比傳統(tǒng)機床提升 70% 以上。
減少人為錯誤：避免手動換刀時誤切工件、損壞刀具等人為失誤，基于預設程序操作，加工更穩(wěn)定可靠。
更高加工精度：能精、確定位和更換刀具，實現(xiàn)微米級定位精度，滿足航空航天、精密模具制造等高精度加工需求。
延長刀具壽命：可根據(jù)刀具實際使用情況實時調整切削參數(shù)，減少刀具磨損，延長使用壽命。
應用領域
汽車制造業(yè)：汽車生產中大量切削加工需頻繁換刀，自動換刀主軸提高效率和精度，減少人為因素影響，如汽車發(fā)動機缸體、變速箱殼體等零部件加工。
航空航天制造業(yè)：對加工精度和效率要求極高，自動換刀主軸在航空發(fā)動機葉片、起落架等零部件加工中，憑借高精度換刀和穩(wěn)定加工性能，保證零件質量和加工效率。
模具制造業(yè)：模具制造需高效切削加工保證精度和表面質量，自動換刀主軸應用可提高模具加工效率和質量，縮短制造周期，降低成本。
