1、刀庫的功(gōng)能
在自動換刀裝(zhuāng)置中,刀(dāo)庫是最主要的部件之一(yī)。刀庫是用來貯存加工刀具及輔助工具的地方。其容量、布局以及具體(tǐ)結構,對數控機(jī)床(chuáng)的設計(jì)都有(yǒu)很大影響。

2、刀庫的形式根據刀庫的容量和(hé)取刀(dāo)的方式,可以將刀庫設計成各種形式。常見的形式有如下(xià)幾種。
一)直線刀庫刀具在刀(dāo)庫中是直線排列,如圖a所示(shì)。其結構簡單,刀庫容量小,一般可容納8~12把(bǎ)刀具,故較少使用。此形式多見於自(zì)動(dòng)換刀數控車床,在數(shù)控鑽床上也采(cǎi)用過此(cǐ)形(xíng)式。
二)圓盤刀具
此形式(shì)存刀具少則6~8把,多則50~60把,其中有多種形式。
1)如圖(tú)b所示的刀庫中,刀具徑向布局,占有(yǒu)較大空間,刀庫位(wèi)置受限(xiàn)製,一般置於機床立柱上(shàng)端,其換刀時間較短,使整個換刀裝置(zhì)較簡單。2)如圖c所示(shì)的刀庫中,刀具軸向布局,常置於主軸側麵。刀庫軸心線可垂直放置,也可以水(shuǐ)平放置,此種形式使用較多。3)如(rú)圖d所示的刀庫中,刀具與刀庫軸(zhóu)心(xīn)線成一定角度(小於90o)呈傘狀布置,這可根據機床的總體布局要求(qiú)安排刀庫的位置,多斜放於立柱上端(duān),刀(dāo)庫容(róng)量不宜過大。
上述三種圓盤刀庫是較常用的形式(shì),其存刀(dāo)量最多為50~60把,存刀量(liàng)過多,則結構尺寸龐大,與機床布局不協調。
為進一步擴(kuò)大存刀量,有的機床使用多圈分(fèn)布刀具的圓盤刀庫,如圖(tú)e所示;多層圓盤刀(dāo)庫,如圖f所示;多排圓盤刀庫,如圖g所示(shì)。多排圓盤(pán)刀庫每排4把刀,可整排更換。後三種刀庫形式使用較少(shǎo)。
三)鏈式刀庫
鏈式刀庫是較常用的形式。這種刀庫刀座固定在環形鏈節上。常用的有單(dān)排鏈式刀庫,如圖h所示。這種刀庫使用加長鏈條,讓鏈條折疊回(huí)繞可提高空間利用率,進一步(bù)增加存刀量(liàng),如圖i所(suǒ)示。鏈式(shì)刀庫結構緊湊,刀庫容量大,鏈(liàn)環的(de)形狀可根據機床的布局製成各種形狀。同時也可以將換刀位突出以便於換刀。在一定範(fàn)圍內,需要增加(jiā)刀具數量時,可增加鏈條的長度,而不增加鏈(liàn)輪直徑。
因此(cǐ),鏈輪的圓周速度(dù)(鏈條(tiáo)線速度(dù))可不增加,刀庫運動慣量的增加可不予(yǔ)考慮。這些(xiē)為係列刀庫的設計與製(zhì)造(zào)提供了很多方便。一般(bān)當刀具數量在30~120把時,多采用鏈式刀庫。
四)其它刀庫
刀庫的(de)形式還有很多,值(zhí)得一(yī)提的是格子箱式(shì)刀庫。圖j所示(shì)的為單麵式,由於布局不靈活,通常刀庫安置在工作(zuò)台上,應用較少。圖k所示的為多麵式,為減少換刀時間,換刀機械手通常利(lì)用前一把刀(dāo)具加工工件的時間,預(yù)先(xiān)取出要更換的刀具(所配(pèi)數控係統應具備該項功能)。該刀庫占地麵積(jī)小,結構(gòu)緊湊,在相同的(de)空間內可以容納的刀具數目較多。但由於它的選刀和取刀(dāo)動作複(fù)雜,現(xiàn)已較(jiào)少用於單機加工中心,多用於FMS(柔性製造係統)的集中供刀係統。
3、刀庫的容量刀庫中的刀具(jù)並不是越多越(yuè)好,太大的容量會增加刀庫的尺寸和占地麵積,使選刀時間增長。刀庫的容量首先要考慮加工工藝的需要。根據以鑽、銑為主的(de)立(lì)式加工中心所需(xū)刀具數(shù)的統(tǒng)計,繪製下(xià)圖所示的曲線(xiàn)。曲線表明,用10把孔(kǒng)加(jiā)工刀(dāo)具可完成70%的鑽削工藝,四把(bǎ)銑刀(dāo)可完成90%的銑削工藝。
據此可以看出,用14把(bǎ)刀具就可以完成70%以上的鑽銑加工。若(ruò)是從完成(chéng)對被加工工件的全部工序進行(háng)統計,得到的結果是,大部分(超過80%)的工件(jiàn)完成全部加(jiā)工(gōng)過程隻需40把刀具(jù)就夠了。因(yīn)此,從使用角度出發,刀庫的容量一般取為(wéi)10~40把,盲目地加大(dà)刀庫容量,將會使刀庫的利用率降(jiàng)低(dī),結構過於複雜,造成很大浪費。