刀庫是用來貯存加工刀具及輔助工具的地方。其容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)，對數(shù)控機床的設(shè)計都有很大影響。沒有刀庫的加工中心只能稱之為數(shù)控銑，對于追求高效率的機械加工行業(yè)來說，數(shù)控銑帶來的經(jīng)濟效益肯定不及加工中心。

在自動換刀裝置中，刀庫是最主要的部件之一。根據(jù)刀庫的容量和取刀的方式，可以將刀庫設(shè)計成各種形式。今天主要介紹三種：斗笠式刀庫、圓盤刀庫和鏈式刀庫三種。

1、斗笠式刀庫

斗笠式刀庫是固定刀庫，刀具號和刀套號一直保持一一對應(yīng)關(guān)系，不會隨著刀具的交換而改變。

斗笠式刀庫是靠主軸上下移動完成自動換刀動作的。當主軸上的刀具進入斗笠式刀庫的卡槽時，主軸向上移動脫離刀具，同時刀庫進行快速轉(zhuǎn)動，等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，刀庫再退回原位。

斗笠式刀庫的刀位仍然有限（一般16~34個刀位），而且總是一上一下的，比較占用時間，效率不高，還會影響到主軸的工作行程。

DMU 50斗笠式刀庫

圓盤刀庫和鏈式刀庫是隨機刀庫，刀具號和刀套號之間的對應(yīng)關(guān)系會隨著刀具的交換而改變。需要用對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)表來記錄刀具號和刀套號的對應(yīng)關(guān)系。

2、圓盤刀具

此形式存刀具少則6～8把，多則50～60把，其中有多種形式。

（1）如圖b所示的刀庫中，刀具徑向布局，占有較大空間，刀庫位置受限制，一般置于機床立柱上端，其換刀時間較短，使整個換刀裝置較簡單。

（2）如圖c所示的刀庫中，刀具軸向布局，常置于主軸側(cè)面。刀庫軸心線可垂直放置，也可以水平放置，此種形式使用較多。

（3）如圖d所示的刀庫中，刀具與刀庫軸心線成一定角度（小于90°）呈傘狀布置，這可根據(jù)機床的總體布局要求安排刀庫的位置，多斜放于立柱上端，刀庫容量不宜過大。

上述三種圓盤刀庫是較常用的形式，其存刀量最多為50～60把，存刀量過多，則結(jié)構(gòu)尺寸龐大，與機床布局不協(xié)調(diào)。

為進一步擴大存刀量，有的機床使用多圈分布刀具的圓盤刀庫，如圖e所示；多層圓盤刀庫，如圖f所示；多排圓盤刀庫，如圖g所示。多排圓盤刀庫每排4把刀，可整排更換。

3、鏈式刀庫

這種刀庫刀座固定在環(huán)形鏈節(jié)上。常用的有單排鏈式刀庫。這種刀庫使用加長鏈條，讓鏈條折疊回繞可提高空間利用率，進一步增加存刀量。鏈式刀庫結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫容量大，鏈環(huán)的形狀可根據(jù)機床的布局制成各種形狀。同時也可以將換刀位突出以便于換刀。在一定范圍內(nèi)，需要增加刀具數(shù)量時，可增加鏈條的長度，而不增加鏈輪直徑。因此，鏈輪的圓周速度（鏈條線速度）可不增加，刀庫運動慣量的增加可不予考慮。這些為系列刀庫的設(shè)計與制造提供了很多方便。一般當?shù)毒邤?shù)量在30～120把時，多采用鏈式刀庫。

刀庫的容量：

刀庫中的刀具并不是越多越好，太大的容量會增加刀庫的尺寸和占地面積，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(jù)以鉆、銑為主的立式加工中心所需刀具數(shù)的統(tǒng)計，繪制下圖所示的曲線。曲線表明，用10把孔加工刀具可完成70%的鉆削工藝，4把銑刀可完成90%的銑削工藝。據(jù)此可以看出，用14把刀具就可以完成70%以上的鉆銑加工。若是從完成對被加工工件的全部工序進行統(tǒng)計，得到的結(jié)果是，大部分（超過80%）的工件完成全部加工過程只需40把刀具就夠了。因此，從使用角度出發(fā)，刀庫的容量一般取為10～40把，盲目地加大刀庫容量，將會使刀庫的利用率降低，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，造成很大浪費。

下面我們分別來看一下三種刀庫的換刀過程：

斗笠式刀庫換刀過程

鏈式刀庫換刀過程

圓盤刀庫換刀過程

1.固定位置大小刀換刀過程

2.固定位置大小刀換刀流程圖