¡ 4.2.1 刀库的类型 ¡ 刀库的功能是储存加工工序所需要的各种刀具，并按程序指
令把将要用的刀具准确地送到换刀位置，并接受从主轴送来 的已用刀具。刀库的储存量一般在8~64把范围内，多的可 达100~200把。 ¡ 1. 鼓（盘）式刀库 ¡ 在盘式刀库结构中，刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放， 刀具轴向安装的结构最为紧凑。但为了换刀时刀具与主轴同 向，有的刀库中的刀具需在换刀位置作900翻转。
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数控机床机械结构第4章
4.1 ATC刀具自动换刀装置
¡ 2. 任选刀具 ¡ 这种方法根据程序指令的要求任意选择所需要的刀具，刀具
在刀库中不必按照工件的加工顺序排列，可以任意存放。每 把刀具都编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每间刀具都经 过“刀具识别装置”接受识别。当某把刀具的代码与数控指 令的代码相符合时，该把刀具被选中，刀库将刀具送到换刀 位置，等待机械手来抓取。任意选择刀具法的优点是刀库中 刀具的排列顺序与工件加工顺序无关，相同的刀甚至可重复 使用。因此，刀具数量比顺序选刀的刀具可以少一些，刀库 也相应的小一些。
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4.2 刀库
¡ （2）非固定型格子盒式刀库 ¡ 可换主轴箱的加工中心刀库由多个刀匣组成，可直线运动，
刀匣可以从刀库中垂直提出。
¡ 4.2.2 刀库的容量
¡ 刀库的容量首先要考虑加工工艺的分析的需要。一般情况下， 并不是刀库中的刀具越多越好，太大的容量会增加刀库的尺 寸和占地面积，使选刀过程时间增长。例如，立式加工中心 的主要工艺为钻、铣。
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4.2 刀库
¡ 在恨库容量较大时，为在存取方便的同时保持结构紧凑，可 采取弹仓式结构，目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或 侧面。在刀库容量较大时，也有安装在单独的地基上，以隔 离刀库转动造成的振动。
¡ 盘式刀库的刀具轴线与鼓轴线平等刀具环行排列，分径向、 轴向两种取刀方式，其刀座结构不同。这种鼓式刀库结构简 单应用较多，适用于刀库容量较小的情况。为增加刀库空间 利用率，可采用双环或多环排列刀具的形式。但鼓直径增大， 转动惯量就增加，选刀时间也较长。如图4-6（a）、（b） 所示为鼓式刀库。
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4.2 刀库
¡ 刀库是自动换刀装置的主要部件，其容量、布局以及具体结 构对数控机床的设计有很大的影响。刀库中的刀具的定位机 构是用来保证要倒换的每一把刀具或刀套都能准确地停在换 刀位置上。采用电动机或液压系统为刀库转动提供动力。根 据刀库所需要的容量和取刀的方式，可以将刀库设计成多种 形式。
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4.2 刀库
¡ 同时液压缸12前腔的高压油通定位V形 块14使圆盘13定位，以便换刀装置换刀。这种方法，装置 比较简单，总体布局比较紧凑，但圆盘直径较大，转动惯量 大，且由于刀库离主轴较远，因此，要采用中间援装置来换 刀。
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4.2 刀库
¡ 统计了15000种工件，按成组技术分析，各种加工刀具所必需 的刀具数的结果是：4把刀的容量就可以完成95%左右的铣削 工艺，10把孔加工刀具可完成70%的钻削工艺，因此，14把刀 的容量就可完成70~以上的工件钻削工艺。如果从完成工件的 全部加工所需的刀具数目统计，所得结果是80%的工件完成全 部加工任务所需的刀具数在40种以下，所以一般的中小型立 式加工中心配14~30把刀具的刀库就能够满足70%~95%的工件 加工需要。
数控机床机械结构第4章
2020/11/21
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4.1 ATC刀具自动换刀装置
¡ 4.1 ATC刀具自动换刀装置的基本要求
¡ 为完成对工件的多工序加工而设置的存储及更换刀具的装置 称为自动换刀装置。自动换刀装置应当满足的基本要求为： ①刀具换刀时间短且换刀可靠
¡ ②刀具重复定位精度高 ¡ ③足够的刀具储存量 ¡ ④刀库占地面积小
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4.1 ATC刀具自动换刀装置
¡ 4.1.2刀具的选择方式
¡ 按数控装置的刀具选择指令，从刀库中将所需要的刀具转换 到取刀位置，称为自动选刀。在刀库中，选择刀具通常采用 两种方法。
¡ 1. 顺序选刀 ¡ 在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求集资插入刀
库的刀套中，顺序不能不差错，加工时按顺序调刀称为顺序 选刀。加工不同的工件时必须重新调整刀库中的刀具顺序， 因而操作十分繁琐，而且加工同一工件中各工序的刀具不能 重复使用。这样就会增加刀具的数量，而且由于刀具的尺寸 误差也容易造成加工精度的不稳定。其优点是刀库的驱动和 控制都比较简单。因此这种方式适合加工指较大、工件品种 数量较少的中小型自动换刀数按机床。
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4.2 刀库
¡ 2. 链式刀库 ¡ 如图4-7所示为链式刀库，通常刀具容量比盘式的要大，结
构也比较灵活和紧凑，常为轴向换刀。链环可根据机床的布 局配置成各种形状，也可将换刀位置刀座突出以利于换刀。 另外还可以采用加长链带方式加大刀库的容量，也可采用链 带折叠加绕的方式提高空间利用率，在要求刀具容量很大时 还可以采用多条链带结构。 ¡ 3. 格子盒式刀库 ¡ （1）固定型格子盒式刀库 ¡ 刀具分几排直线排列，由纵横向移动的取刀机械手完成选刀 运动，将选取的刀具送到固定的换刀位置刀座上，由换刀机 械手交换刀具。由于刀具排列密集，空间利用率高，刀库容 量大。
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4.2 刀库
¡ 4.2.3 刀库结构
¡ 1. 圆盘式刀库的结构 ¡ 如图4-9（a）、（b）所示为圆盘式刀库的结构图，可容纳40
把刀具，如图4-9（a）为刀库的驱动装置，由液压马达驱动， 通过蜗杆4蜗轮5、端齿离合器2和3带动与圆盘13相连的轴1转 动。如图4-9（b）所示，圆盘13上均匀分布40个刀座9，其外 侧边缘上有相应的40个刀座编码板8。在刀库的下方装有固定 不动的刀座号读取装置7。当圆盘13转动时，刀座号板8依次 经过刀座号读取装置，并读出各刀座的编号，与输入指令相 比较，当找到所要求的刀座号时，即发出信号，液压缸6右腔 进入高压油，使端齿离合器2和3脱开，使圆盘13处于浮动状 态。