式）将刀具从刀库取出装入主轴孔中。 （5）
辅助装置
包括润滑、冷却、排屑、防护、气压和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动、但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加工中心中不可缺少的部分。
第二章 加工中心刀库方案设计 2.1 加工中心刀库换刀系统概述
加工中心要完成对工件的多工序加工，必须要在加工过程中自动更换刀具，为完成这项工
作而设置的储存及更换刀具的系统统称为自动换刀系统。自动换刀系统中的刀库，换得刀可靠性，即换刀速度直接影响到加工中心的工作效率。
利用刀库换刀，是目前加工中心量使用的换刀方式。由于有了刀库，机床只要一个固定主轴夹持刀具，有利于提高主轴刚度。独立的刀库大大增加了刀具的储存数量，有利于扩大机床的功能，并能较好地隔离各种影响加工精度的干扰
刀库式换刀装置有一个转做储存用的刀库,刀库中刀具的数目可根据工艺要求与机床的结构布局而定，数量可较多。刀库可布置在远离加工区的地方，从而消除了它与工件相干扰的可能性。刀库不承受切削加工的作用力，它的工作条件比较有利。
自动换刀装置应当满足的基本要求 1) 换刀时间短。 2）刀具重复精度高。 3）刀具储存足够。 4）刀库占地面积小。 5）安全可靠。
2.2 刀库方案设计
2.2.1 刀库方案的确定
依据设计任务书，我们的任务是给加工中心数机床设计安装合适的刀具库。主要技术参数为： 1）刀库容量：最大容量40把 2）选刀方式：随机选刀 3）选用刀具：BT50刀柄 决定刀库容量时，首先要考虑用户加工工艺的需要，同时还调查分析同类型、相同规格的自动换刀机床的刀库容量及其发展趋势。由于带自动换刀装置的数控机床主要是在多品种、单件小批生产时使用，因而应根据广泛的工艺统计，以大多数工件加工是需要的刀具数来确定刀库容量。当有数量较小的加工件需要叫多的工具时，可考虑使刀库设计成在机床加工过程中能方便的更换个别或少量刀具的办法来加以解决，而不在增大刀库容量。
用成组技术法对15000中工件进行分组，并统计了各种切削加工所必须的刀具数之后，根据
统计的结果，知道经常使用的刀具种数并不多。如切削加工，约占工作量的90％是仅用四种铣刀加工的。在即需铣又需钻的工件中，有70~80％只需14把刀具（3把铣刀，11把孔加工刀具）也就够了。
又根据另一种统计，加工中等尺寸、一般复杂程度的工件，完成其全部加工任务所需的刀具种类，有80％在10~~4 种之间，只有极少数复杂零件所需的刀具数目在200把以上。 决定刀具容量时，还必须考虑机床的类型和规格。车床类刀库容量一般比较小，转、镗类机床的刀库容量应该比较大。机床规格小的，所配的刀库容量也较小：规格大，所配刀库的容量就较大。但是，为了简化刀库的规格品种，对同一厂家生产的各种规格的自动换刀数控机床，也可考虑同一种刀库。根据用户的需要，大规格机床也可配小容量刀库。
2.3总体方案设计
2.3.1刀库的总体设计
刀库的主运动是链式运动，分别是由一个导向轮，调节轮，驱动轮组成。电机提供动力，使电动机转速调定为30 r/min。这样电动机通过皮带轮、蜗杆、蜗轮驱动驱动轮转动，从而实现整个刀库的转动。如图所示：
2.3.2确定刀具的选择方式
按数控装置的刀具指令，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式。 （一）顺序选择刀具
刀具按预定工序的先后顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺序转到取刀位置。用过的刀具放回原来的刀座，也可以按加工顺序放入下一个刀座。该法不需要刀具识别装置，驱动控制也比较简单，工作可靠。但刀库中每一把刀具在不同工序中不能重复使用，为了满足加工需要只有增加刀具的数量和刀库的容量，这就降低了刀具和刀库的利用率。此外，装刀时必须十分谨慎，如果刀具不按顺序装在刀库中，将会产生严重的后果。 （二）任意选择刀具
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加工顺序排列，可以任意存放。每把刀具（或刀座）都编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每把刀具（或刀座）都经过“刀具识别装置”接受识别。当某把刀具（或刀座）的代码与数控指令相符合时，该把刀具被选中，刀库将刀具送到换到位置，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作加工顺序无关，刀具可重复使用。因此，刀具数量比较顺序选择法少一些。刀库也相应地简单些。任意选择法主要有三种编码方式：刀具编码方式、刀座编码方式和编码附件方式。
在以上确定刀库容量时已经讨论可知数控铣床用4把刀就可完成大多数的铣削加工。所以这个容量为6把刀的刀库，几乎不存在加工过程中需要重复利用刀具的情况，所以刀具的选择方式确定为顺序选择刀具。该法不需要刀具识别装置，驱动控制也比较简单，工作可靠。 本次设计的机构是任意选择刀具
2.3.3刀库的驱动系统
刀库的运动特点是，时间短的间歇运动：起停平稳无冲击，定位准确，任意选刀方式的刀库有的要能正、反运动；运动速度不高。
对刀库运动速度的要求与刀库类型、选刀方式以及选刀运动是否占用换刀时间有关。多数任意选刀方式的刀库分度回转运动可在机床加工时进行，不影响加工时间，少数换刀装置要在自动换刀时进行刀库选到运动，一般也不占用太长时间，因此要求刀库的运动速度不高。
刀库回转运动多数采用液压马达、直流电动机驱动。由于本刀库的驱动转矩小，且所需转速
小，所以决定采用直流伺服电动机驱动。直流伺服电动机具有体积小，重量轻、伺服性好、力能指标高等优点，且该电机可用信号电压进行无级调速。由参考资料查选电动机型号为90SZ03的SZ系列电磁式直流伺服电动机，功率为0.092 kw。 2.3.4刀库运动的定位装置 链式刀库由于不易在链条上装定位元件，通常实在传递运动的其他环节上设置定位元件。 本次设计采用托架定位。如图所示： 2.3.5刀库运动中力的传输
刀库为链式刀库，分别是由一个导向轮，调节轮，驱动轮组成，电动机通过皮带轮带动蜗杆蜗轮，驱动驱动轮转动，从而实现整个刀库的转动。而选用涡轮蜗杆传动的原因则是蜗
杆传动有以下特点：
1．传动比大在分度机构中可达1000以上。与其他传动形式相比，传动比相同时，机构尺寸小，因而结构紧凑。
2．传动平稳 蜗杆齿是连续的螺旋齿，与蜗轮的啮合是连续的，因此，传动平稳，噪声低。
3．可以自锁 当蜗杆的导程角小于齿轮间的当量摩擦角时，若蜗杆为主动件，机构将自锁。这种蜗杆传动常用于起重装置中。
卧式加工中心的链式刀库设计
