運動分析（xī）轂周期性間歇運（yùn）動（dòng），起到了刀庫的分度作用刀（dāo）庫換（huàn）刀的形式有機械手（shǒu）換刀和（hé）無機械手換刀兩種。在無機械手換刀方式中，刀庫可以是圓盤式、直線排列式，也可以是格子箱式等（děng）。無機械手換刀方式中特別需要注意的是刀庫轉位定位的準確度。圓盤式刀庫容量較小，刀庫（kù）結構（gòu）簡單緊湊，刀庫轉位、換刀方便，易控製。鬥笠式刀庫，顧名思義，形狀像鬥笠，結構上屬於（yú）圓盤式刀庫一類，換（huàn）刀方式屬（shǔ）於無機（jī）械手換刀（dāo）係統，它由刀庫橫移裝置、刀庫分度選刀裝置以及主軸上的刀具自動裝卸機構組成［1］。有容量較小、刀（dāo）庫結構簡單緊湊、刀庫轉位、換刀方（fāng）便、易控製等特（tè）點，在（zài）小（xiǎo）中型加工中心中應用較多。刀庫轉動定位分度機構的性能好壞，直接影響刀庫的轉動（dòng）、定（dìng）位精度。因此必須選擇合理的轉動定（dìng）位分度（dù）機構，並進行（háng）正確地設（shè）計刀庫尺寸的大小和（hé）計算其容刀量。刀庫分度裝置的（de）作用（yòng）是將刀庫中的刀具進行（háng）分度（dù），以達（dá）到選刀的目的。所以刀（dāo）庫的分度裝置是加工中（zhōng）心刀庫的重要部件之一，它通過精準的分度、定（dìng）位，使下個工序所需的刀具定位在指定位置，保證自動（dòng）換刀（dāo）裝置能準確地取到刀。

      目前圓盤式刀庫分度裝置大多采用的是單頭雙（shuāng）導程蝸（wō）輪蝸杆（gǎn）傳動，此傳動機構在使用中可隨時調整蝸（wō）輪蝸杆的傳動間隙（xì），實現準確的轉位分度，保證刀庫（kù）工作的可靠（kào）性（xìng），但此傳動機構較複雜，而（ér）且單頭雙導程蝸輪和蝸杆的加工較困難。

      鬥笠式刀庫一般使（shǐ）用在立式加（jiā）工中心上（shàng），受立式加工中心機床尺寸（cùn）大小的限製，刀庫鼓輪盤尺寸一般不宜（yí）太大，即刀庫的容量不能太大。所以分度裝置多數（shù）使用的是經典（diǎn）的槽輪機構（即馬氏機構），該機（jī）構具有結構簡單、外形尺寸（cùn）小、抗衝擊、在較高轉速下工作（zuò）平穩性較好、機械傳動效率高、間歇地進行分度轉位並（bìng）且易製造等優（yōu）點，在目前生產的鬥笠式刀庫的加工中心機床上得（dé）到廣泛的應用［3］。但分度槽數多少直接影響到刀庫在換刀時的柔（róu）性衝（chōng）擊和準確定位。本文主（zhǔ）要（yào）論證了分度槽（cáo）數與機構運動（dòng）平穩性的關係。

       １ 鬥（dòu）笠式刀庫（kù）刀盤與分度裝（zhuāng）置

      鬥笠式刀庫的分度裝置是利用了外齧合槽輪機構能把主動軸（zhóu）的勻速連續運動轉換為從動軸的周期性間歇運動（dòng）原理設計的一種分度轉位機構（gòu）。該機構具體由刀庫（kù）鼓輪、分度盤、定位法蘭、圓柱滾子（zǐ）等零部（bù）件組成，分度裝置的電機輸出軸軸（zhóu）線與定位法蘭、分度盤、刀庫鼓輪盤的回轉軸線平行（háng）。鬥（dòu）笠式刀庫選刀時，首先由刀庫回轉電機得到旋轉指令，輸入軸通過聯軸器帶動定位法蘭旋轉，從而使在定位法蘭上（shàng）的（de）圓柱滾子回繞法蘭中心轉動；當圓柱滾子轉（zhuǎn）動一（yī）定角度，進入分度盤的分度槽中，撥（bō）動分度盤開始作轉位運動（dòng）；當分度盤轉（zhuǎn）過一定的（de）角（jiǎo）度後，圓柱滾子從分度槽中脫出，刀庫鼓輪盤（pán）（分度盤通過螺釘與刀庫（kù）鼓輪連在一起轉動見圖1）即靜止不動，並由（yóu）定位法蘭的鎖止半軸定位（wèi）。

      定位法（fǎ）蘭每（měi）回轉一圈驅動分（fèn）度盤轉過（guò）一個槽。連續（xù）勻速運動的電（diàn）機，帶動定位法蘭（lán）與圓柱滾子連續勻速轉動。但圓柱（zhù）滾子是間斷性地（dì）轉入分度槽的，從而使（shǐ）刀庫輪（如圖1）。

      分度盤與刀庫鼓（gǔ）輪同軸，分度盤的分度槽數與刀庫鼓輪上的刀數一致。定位法蘭不斷（duàn）回（huí）轉，分度盤就不停地進行分度，刀庫鼓輪就不斷重複上（shàng）述的運動循環，從（cóng）而將下一個工序（xù）所（suǒ）需刀具的刀位（wèi）轉到換刀（dāo）位（wèi）置上，以便讓（ràng）主軸進行換刀，實現刀庫的（de）自動換刀。

      ２ 刀庫分度裝置運動分析

      刀庫在換刀前首先（xiān）需要選刀，選刀的過程就是使刀庫鼓輪滿足一個周（zhōu）向間歇（xiē）運動，也就是分度盤在分度的過程中，轉位開始與轉位（wèi）結束位（wèi）置上的（de）瞬時角速度ω２=0。如（rú）圖2，為了使圓柱滾子能順利進入和脫出分度盤上的徑向槽，在槽口的瞬時位置時，必須使轉（zhuǎn）臂中心線（xiàn）Ｏ1Ｏ3 與分度槽的中心線Ｏ３Ｏ２ 垂直，即∠Ｏ1Ｏ3Ｏ２=90°。假設：

      Ｏ1Ｏ２=a，Ｏ1Ｏ３=R1，Ｏ２Ｏ３=R，圓柱（zhù）滾（gǔn）子從進入至脫離徑向槽這個（gè）過程，定位法蘭的轉角為2φ1（即∠Ｏ２Ｏ１Ｏ３=φ1），分度盤的轉角為2φ2（即∠Ｏ1Ｏ2Ｏ３=φ2，2φ2=2π/z），則在直角三 

      定位法蘭的角速度ω1 為常數，分度盤轉位起、停時，分度盤的角速（sù）度ω2 和分度盤的角加速度ε 為（wéi）槽數和定位法蘭撥盤轉角φ1 的函數，當撥盤（pán）勻速轉（zhuǎn）動時，隨著分度盤槽數Z 的增加，運動趨於（yú）平緩（如圖3 所示）。

      當圓柱滾子開始進（jìn）入和即將退出分度槽時，角加速度有突變（如圖4 所示），且突變的大小是（shì）隨著分度槽數Z的增加而減少。這說明刀庫在開（kāi）始選刀和（hé）選刀結束時（shí），會產生（shēng）震動和衝擊，但分度槽數越多，刀庫轉位過程越平穩，產生的震動和（hé）衝擊越（yuè）小。從角速度、角加速度變化的曲（qǔ）線圖得出：槽數Z 達到12（亦即刀庫的刀數為12）以上時，分度裝置分度過程就比較（jiào）平穩了，換句話說，此時鬥笠式刀庫（kù）在選刀過（guò）程中，產生的震動和衝擊已經很小，分度盤角速度變化不大，刀庫運動（dòng）趨於平穩.

       3 結語

      刀庫的設計是（shì）加（jiā）工中心設計的關鍵。采（cǎi）用以上方法設（shè）計的槽輪機構驅動的鬥（dòu）笠（lì）式刀庫可實現刀庫準確（què）的分度（dù）回轉運動，設計中既利用（yòng）了槽（cáo）輪機構的優點，又克服了其結構本身固有的缺點，同（tóng）時采用交流伺服電（diàn）機驅動，從而可保證較高（gāo）的定位精（jīng）度，同時加工中心的（de）刀庫中容刀量的多少，也決定（dìng）了該加工（gōng）中心的加工工藝（yì）範圍。為保證加工中心（xīn）能夠適應並滿足不同零件的（de）多樣（yàng）性和複雜性的加工工序的要求，刀庫必須具有一定的容刀量，刀庫容刀（dāo）量越大，加工中（zhōng）心的適應性越好，但是，刀庫容量（liàng）越大，刀庫（kù）尺寸就越大，所占空（kōng）間就越大，而容量小又不平穩也達不到使用要求。

      綜上所（suǒ）述，在滿足加工要（yào）求、經濟（jì）實用的條件下，應盡（jìn）量使加工中心（xīn）的結（jié）構緊湊，減小加工中心的外形輪廓尺寸，盡（jìn）量使其結構簡單，易製造（zào），從而降低生產加工中心的成本。一般應用在立（lì）式加工（gōng）中心上的（de）鬥笠式刀庫，建議采用刀庫容刀量在15～20 把刀的範圍內（nèi）。