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1主要構(gòu)成

刀庫主要是提供儲刀位置，并能依程式的控制，正確選擇刀具加以定位，以進行刀具交換；換刀機構(gòu)則是執(zhí)行刀具交換的動作。刀庫必須與換刀機構(gòu)同時存在，若無刀庫則加工所需刀具無法事先儲備；若無換刀機構(gòu)，則加工所需刀具無法自刀庫依序更換，而失去降低非切削時間的目的。此二者在功能及運用上相輔相成缺一不可。

近年來刀庫的發(fā)展已超越其為工具機配件的角色，在其*的技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展出符合工具機高精度、能、高可靠度及多工復(fù)合等概念之產(chǎn)品。其產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)劣，關(guān)系到工具機的整體效能表現(xiàn)。

刀庫的容量、布局，針對不同的工具機，其形式也有所不同，根據(jù)刀庫的容量、外型和取刀方式可概分為以下幾種：

1-1-1 斗笠式刀庫

一般只能存16~24把刀具，斗笠式刀庫在換刀時整個刀庫向主軸移動。當(dāng)主軸上的刀具進入刀庫的卡槽時，主軸向上移動脫離刀具，這時刀庫轉(zhuǎn)動。當(dāng)要換的刀具對正主軸正下方時主軸下移，使刀具進入主軸錐孔內(nèi)，夾緊刀具后，刀庫退回原來的位置。

1-1-2 圓盤式刀庫

圓盤式刀庫通常應(yīng)用在小型立式綜合加工機上。"圓盤刀庫"一般俗稱"盤式刀庫"，以便和"斗笠式刀庫"、"鏈條式刀庫"相區(qū)分。圓盤式的刀庫容量不大，頂多二、三十把刀。需搭配自動換刀機構(gòu)ATC（Auto Tools Change）進行刀具交換。

1-1-3 鏈條式刀庫

鏈條式刀庫的特點是可儲放較多數(shù)量之刀具，一般都在20把以上，有些可儲放120把以上。它是藉由鏈條將要換的刀具傳到*位置，由機械手將刀具裝到主軸上。換刀動作均采用馬達加機械凸輪的結(jié)構(gòu)，此設(shè)計之結(jié)構(gòu)簡單、動作快速、確實、可靠，但是價格較高，通常為客制化產(chǎn)品。

自動換刀系統(tǒng)是CNC工具機的重要組成部分，主要是將加工所需刀具，從刀庫中傳送到主軸夾持機構(gòu)上。刀具夾持元件的結(jié)構(gòu)特性及其與工具機主軸的聯(lián)結(jié)方式，將直接影響工具機的加工性能。刀庫結(jié)構(gòu)形式及刀具交換裝置的工作方式，則會影響工具機的換刀效率。自動換刀系統(tǒng)本身及相關(guān)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，又會對整機的成本產(chǎn)生直接影響。

數(shù)控工具機的自動換刀系統(tǒng)大概分為1.油壓機構(gòu)2.氣壓機構(gòu)3.電氣式凸輪機構(gòu)。在不斷追求速度及可靠性提升的數(shù)控工具機市場，凸輪式換刀機構(gòu)就廣泛的被采用。此設(shè)計只用一個驅(qū)動馬達就可完成復(fù)雜的換刀動作，快速確實，除了換油外沒有其他消耗零件及保養(yǎng)需求，故障率少，壽命超過百萬次以上。

一般具有ATC裝置者都有ATC臂。換刀時若是需要在刀具庫與主軸兩處更換，則需要ATC臂來補助。但有些工具機并不需要ATC臂即可完成換刀動作。

2發(fā)展趨勢

未來工具機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，均以追求高速、高精度、率為目標(biāo)。隨著切削速度的提高，切削時間的不斷縮短，對換刀時間的要求也在逐步提高；換刀的速度已成為高等級工具機的一項重要指標(biāo)。

快速自動換刀技術(shù)是以減少輔助加工時間為主要目的，綜合考慮工具機的各方面因素，在盡可能短的時間內(nèi)完成刀具交換的技術(shù)方法。一般強調(diào)換刀速度快的臥式機臺，皆有幾個特點：1.刀臂短 2.刀臂不一定成直線 3.兩刀可能互相垂直 4.凸輪箱小且可移動。其主要目的是要讓換刀時，可動件之轉(zhuǎn)動慣量小，以達到快速換刀之目的。該技術(shù)包括刀庫的設(shè)置、換刀方式、換刀執(zhí)行機構(gòu)和適應(yīng)高速工具機的結(jié)構(gòu)特點等。

換刀速度指標(biāo)

衡量換刀速度的方法主要有二種：1.刀到刀換刀時間（T to T） 2.切屑到切屑換刀時間（C to C）。由于切屑到切屑換刀時間基本上就是綜合加工機兩次切削之間的時間，反映了綜合加工機換刀所需的輔助時間，因此切屑到切屑換刀時間應(yīng)是衡量綜合加工機效率高低的直接指標(biāo)。而刀到刀換刀時間則主要反映自動換刀裝置本身性能的好壞，適合作為工具機自動換刀裝置的性能指標(biāo)，這兩種方法通常用來評價換刀速度。至于換刀時間多少才算得上是高速工具機，并沒有確定的指標(biāo)，在技術(shù)條件可能的情況下，應(yīng)盡可能提高換刀速度。

換刀速度原則

工具機的換刀裝置，通常由刀庫和換刀機構(gòu)組成，有些應(yīng)用機械手臂換刀，有些換刀方式并不需要機械手臂，刀庫的形式和擺放位置也不一樣。為了適合高速運動的需要，高速工具機在結(jié)構(gòu)上已和傳統(tǒng)的工具機不同。以刀具運動進給為主，減小運動工件的質(zhì)量，已成為高速工具機設(shè)計的主流。因此，設(shè)計換刀裝置時，要充分考慮到高速工具機的結(jié)構(gòu)特征。

換刀速度方法

適合于工具機的快速自動換刀技術(shù)主要有以下幾個方面：

在傳統(tǒng)自動換刀裝置的基礎(chǔ)上提高動作速度，或采用動作速度更快的機構(gòu)和驅(qū)動元件。例如，機械凸輪結(jié)構(gòu)的換刀速度高于液壓和氣動結(jié)構(gòu)。

根據(jù)高速工具機的結(jié)構(gòu)特點設(shè)計刀庫和換刀裝置的形式和位置。例如，傳統(tǒng)工具機的刀庫和換刀裝置多裝在立柱一側(cè)，在高速工具機則多為立柱移動的進給方式，為減輕運動件質(zhì)量，刀庫和換刀裝置不宜再裝在立柱上。

采用新方法進行刀具快速交換，不用刀庫和機械手方式，而改用其它方式換刀。例如不用換刀，用換主軸的方法。

使用適合于高速工具機的刀柄。如HSK刀柄質(zhì)量輕，裝卸刀具的行程短，可以使自動換刀裝置的速度提高?？焖僮詣訐Q刀裝置采用HSK空心短錐柄刀是發(fā)展的趨勢。