1刀库的功能
在自动换刀装置中,刀库是最主要的部件之一。刀库是用来贮存加工刀具及辅助工具的地方。其容量、布局以及具体结构,对数控机床的设计都有很大影响。
2刀库的形式
根据刀库的容量和取刀的方式,可以将刀库设计成各种形式。常见的形式有如下几种。
(一)直线刀库
刀具在刀库中是直线排列,如图a所示。其结构简单,刀库容量小,一般可容纳8~12把刀具,故较少使用。此形式多见于自动换刀数控车床,在数控钻床上也采用过此形式。
(二)圆盘刀具
此形式存刀具少则6~8把,多则50~60把,其中有多种形式。
(1)如图b所示的刀库中,刀具径向布局,占有较大空间,刀库位置受限制,一般置于机床立柱上端,其换刀时间较短,使整个换刀装置较简单。
(2)如图c所示的刀库中,刀具轴向布局,常置于主轴侧面。刀库轴心线可垂直放置,也可以水平放置,此种形式使用较多。
(3)如图d所示的刀库中,刀具与刀库轴心线成一定角度(小于90o)呈伞状布置,这可根据机床的总体布局要求安排刀库的位置,多斜放于立柱上端,刀库容量不宜过大。
上述三种圆盘刀库是较常用的形式,其存刀量最多为50~60把,存刀量过多,则结构尺寸庞大,与机床布局不协调。
为进一步扩大存刀量,有的机床使用多圈分布刀具的圆盘刀库,如图e所示;多层圆盘刀库,如图f所示;多排圆盘刀库,如图g所示。多排圆盘刀库每排4把刀,可整排更换。后三种刀库形式使用较少。
(三)链式刀库
链式刀库是较常用的形式。这种刀库刀座固定在环形链节上。常用的有单排链式刀库,如图h所示。这种刀库使用加长链条,让链条折叠回绕可提高空间利用率,进一步增加存刀量,如图i所示。链式刀库结构紧凑,刀库容量大,链环的形状可根据机床的布局制成各种形状。同时也可以将换刀位突出以便于换刀。在一定范围内,需要增加刀具数量时,可增加链条的长度,而不增加链轮直径。因此,链轮的圆周速度(链条线速度)可不增加,刀库运动惯量的增加可不予考虑。这些为系列刀库的设计与制造提供了很多方便。一般当刀具数量在30~120把时,多采用链式刀库。
(四)其它刀库
刀库的形式还有很多,值得一提的是格子箱式刀库。图j所示的为单面式,由于布局不灵活,通常刀库安置在工作台上,应用较少。图k所示的为多面式,为减少换刀时间,换刀机械手通常