運動分析轂周（zhōu）期性間歇運動，起到了刀庫的分度作用刀庫換刀的形（xíng）式有機械手換刀和無機械手換刀兩種。在（zài）無機械手（shǒu）換刀方式中，刀庫可（kě）以是（shì）圓盤式、直線排列式，也可以（yǐ）是格子箱式等。無機械手換刀方式（shì）中特別需要注（zhù）意的是刀庫（kù）轉位定位的準確度。圓盤式刀庫容（róng）量較小，刀庫結構簡單緊湊，刀庫轉位、換刀方便，易控製。鬥笠（lì）式刀庫，顧名思義，形狀像鬥笠，結構上屬於圓盤式刀庫一（yī）類，換刀方式屬於無機械手換刀係統，它由刀庫橫移（yí）裝置、刀庫分度選刀裝置以及主軸上的（de）刀具自動裝（zhuāng）卸機（jī）構組成［1］。有容量較小、刀庫結構簡單緊湊、刀庫轉位、換刀（dāo）方便、易控製等特（tè）點，在小中型加（jiā）工中心中應用（yòng）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、定位精度。因此必須選擇合（hé）理的（de）轉動定位分度機（jī）構，並進行正確地設計刀庫尺寸的大小和（hé）計算其容刀量。刀庫分度裝（zhuāng）置的作用是將刀庫中（zhōng）的刀（dāo）具進行分度，以達到選刀的目的。所以刀（dāo）庫的分度裝置（zhì）是加工中心刀庫的重要部件之一，它通過精準的分度、定（dìng）位，使下（xià）個工序所需的（de）刀具定位（wèi）在指定位置，保證自動換刀（dāo）裝（zhuāng）置（zhì）能準確地取到刀。

      目前（qián）圓盤式刀庫分度裝置大多采用的是（shì）單頭雙（shuāng）導程蝸輪（lún）蝸杆傳動，此傳動機構在使用（yòng）中可隨時調整蝸輪蝸杆的（de）傳動間隙，實現準確的轉位分（fèn）度，保證刀庫工作的可靠性，但此傳動機構較複雜，而且單頭雙導程蝸輪和（hé）蝸杆（gǎn）的加工較困難。

      鬥笠式刀庫一般使用在立式加工中心上，受立式加工中心機床尺寸大小的限（xiàn）製，刀庫鼓輪盤（pán）尺寸一般不宜太大，即刀庫的容量（liàng）不能太大。所以分度裝置多數使用的是經典的槽輪機構（即馬氏機構），該機構具（jù）有結（jié）構簡單、外形尺寸小、抗衝擊、在較高轉速下工作平穩性較好、機械傳動效（xiào）率高、間歇地進行分度轉位並且易（yì）製造等（děng）優點，在目前生產的鬥笠（lì）式刀庫的加工中心機床上得到廣泛的應用［3］。但分度槽數多少直接影（yǐng）響到刀庫在（zài）換刀時的柔性衝（chōng）擊和準確定位。本文主要論證了分（fèn）度槽數與機構運動（dòng）平穩性（xìng）的關係。

       １ 鬥笠式刀庫刀盤與分度裝置

      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的勻速連續運動轉（zhuǎn）換為從動軸的周期性間歇運動（dòng）原理設（shè）計的一種分度轉位（wèi）機構。該機構具體由刀庫鼓輪、分度盤、定位法蘭、圓柱滾子等（děng）零部件（jiàn）組成，分度裝置的電機輸出軸軸線與定位法蘭、分度盤（pán）、刀（dāo）庫鼓（gǔ）輪盤的回轉軸（zhóu）線平行。鬥笠式刀庫選刀時，首先由刀庫回轉電機得到旋轉指令，輸入軸（zhóu）通過聯（lián）軸器帶動定位法蘭旋轉，從而使在定位法蘭上的圓柱滾（gǔn）子回繞法蘭中心轉動；當圓柱滾子轉動一（yī）定角度，進入分度盤的分度（dù）槽中，撥動分度盤開始作（zuò）轉位運動；當分度盤轉過一（yī）定的角度後，圓柱滾子從分度（dù）槽中（zhōng）脫出，刀庫鼓輪盤（pán）（分度（dù）盤（pán）通過螺釘與（yǔ）刀庫（kù）鼓輪連（lián）在一起（qǐ）轉動見圖1）即靜止不動，並由定（dìng）位法蘭的鎖止半軸定位。

      定位（wèi）法蘭每（měi）回轉一圈驅動分度盤轉過一（yī）個槽。連續（xù）勻（yún）速運動的電機，帶動定位法蘭與圓柱滾子連續勻速轉動。但（dàn）圓柱（zhù）滾子是間斷性地轉入分度槽的，從而（ér）使刀庫輪（如圖1）。

      分度盤（pán）與刀庫鼓輪同軸，分度盤的分度槽數（shù）與刀庫鼓輪上的刀數一致。定（dìng）位法蘭不（bú）斷回轉，分（fèn）度盤就不停地（dì）進行分度，刀（dāo）庫鼓（gǔ）輪就不斷重複上述（shù）的運動循環，從而將下一個工序所需刀具的（de）刀位轉到換刀位置上，以（yǐ）便讓主軸（zhóu）進行換刀，實現刀庫的自動換刀。

      ２ 刀庫（kù）分度裝置運動分析

      刀庫（kù）在換刀前首先（xiān）需要（yào）選刀，選刀的過（guò）程就是使刀庫鼓輪滿足一個周向間歇運動，也就是分度（dù）盤在分度的過程中，轉位開（kāi）始與轉位（wèi）結束位置上的瞬時角速度ω２=0。如（rú）圖2，為了使圓柱（zhù）滾子能順（shùn）利進（jìn）入（rù）和脫出分度（dù）盤上的（de）徑向槽，在槽口的瞬時位置時，必須使轉臂中心線Ｏ1Ｏ3 與分度（dù）槽的中心線Ｏ３Ｏ２ 垂直，即∠Ｏ1Ｏ3Ｏ２=90°。假設：

      Ｏ1Ｏ２=a，Ｏ1Ｏ３=R1，Ｏ２Ｏ３=R，圓柱滾（gǔn）子（zǐ）從（cóng）進入至脫離徑向（xiàng）槽這個過程，定位（wèi）法蘭的（de）轉角為2φ1（即∠Ｏ２Ｏ１Ｏ３=φ1），分度盤（pán）的轉角為（wéi）2φ2（即∠Ｏ1Ｏ2Ｏ３=φ2，2φ2=2π/z），則在直角（jiǎo）三 

      定（dìng）位法蘭的（de）角速度ω1 為常（cháng）數，分度盤轉（zhuǎn）位起、停時，分度盤的角速度ω2 和分度盤的角加速度ε 為槽（cáo）數和定位法蘭撥盤轉角φ1 的函數，當（dāng）撥盤勻速（sù）轉動時，隨著分度盤槽數Z 的增加，運動趨於平緩（huǎn）（如圖3 所示）。

      當圓柱滾子開（kāi）始進入和即將退出分度槽時，角加速（sù）度有突變（biàn）（如圖4 所示），且突變的大（dà）小是隨著分度槽數Z的增加而減少。這說明刀庫在（zài）開始選刀和選刀結束時，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（wěn），產生的震動和衝擊越小。從角速度、角加速度（dù）變化的曲線圖得出（chū）：槽數Z 達到12（亦即刀庫的刀數為（wéi）12）以上時，分度裝置（zhì）分（fèn）度過（guò）程就比較平穩（wěn）了，換句話說，此時（shí）鬥笠式刀庫在選刀（dāo）過程中，產生的震（zhèn）動和衝擊已經很小，分度盤角速度變（biàn）化（huà）不大，刀（dāo）庫運動趨於平穩.

       3 結語

      刀庫的設（shè）計是加工中（zhōng）心設計的關鍵。采用以上方法設計的槽輪機構驅動的（de）鬥笠式刀庫可實現（xiàn）刀庫準（zhǔn）確的分（fèn）度回轉運動，設（shè）計中既利用了槽輪機構的優點，又（yòu）克服了（le）其結構本（běn）身固有的（de）缺點，同（tóng）時采用交流伺服（fú）電機驅動，從而可保（bǎo）證較高（gāo）的定位精度，同時加工中心的刀庫中容刀量的多（duō）少，也決定了（le）該加工中心的加工工藝範圍（wéi）。為保證加工中心能夠適應並滿足不同零件的（de）多樣性和複雜性的加工工序的要求，刀庫（kù）必須具有一定的容刀量，刀（dāo）庫容（róng）刀量越大（dà），加工中心的適應性越好，但是（shì），刀庫容量越大（dà），刀庫尺寸就越大，所占空間就越大，而容量小（xiǎo）又不平穩也達不到使用要求。

      綜上所述（shù），在滿足加工要求、經濟（jì）實用的條件下，應盡量使加工中心的（de）結構緊湊，減小加工中心的外形輪廓尺（chǐ）寸，盡量使其結構簡單，易製造，從（cóng）而降低生產（chǎn）加（jiā）工中心（xīn）的成本。一般應用在立式加工中心上的鬥笠式刀庫，建（jiàn）議采用刀庫容刀量在15～20 把刀的範圍內。