一.刀庫形式
刀庫是用于存放刀具及輔助工具的機構(gòu)，它是自動換刀系統(tǒng)中主要部件之一。其容量、布局和具體結(jié)構(gòu)對數(shù)控機床的設(shè)計有很大影響。數(shù)控機床上普遍采用盤式刀庫和鏈式刀庫。密集型的鼓輪式刀庫或格子式刀庫雖然占地面積小，但由于結(jié)構(gòu)的限制，很少用于單機加工中心。密集型的固定刀庫目前多用于fms中的集中供刀系統(tǒng)。
1.盤式刀庫
如圖1所示，此刀庫結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用較多，但由于刀具環(huán)形排列，空間利用率較低，一次出現(xiàn)將刀具在盤中采用雙環(huán)或多環(huán)排列，以增加空間利用率。但這樣會使刀庫的外徑過大，轉(zhuǎn)動慣量也很大，選刀時間也較長。因此，盤式刀庫一般用于刀具容量較少的刀庫。
2.鏈式刀庫
如圖6-14所示，其結(jié)構(gòu)簡單，有較大的靈活性，刀庫容量大，環(huán)形的形狀可以根據(jù)機床的布局配置成各種形式，也可以將換刀位突出以利于換刀。當鏈式刀庫需增加刀具容量時，只需增加鏈條的長度，在一定范圍內(nèi)無需變更線速度和慣量。這種條件對系列刀庫的設(shè)計和制造帶來了很大的方便，可滿足不同的使用條件。一般刀具數(shù)量在30～120把時，多采用鏈式刀庫。
圖6-14（a）是某一自動換刀數(shù)控鏜銑床所采用的單排鏈式刀庫簡圖，刀庫置于機床立柱側(cè)面，可容納45把刀具，如刀具儲存量過大，將使刀庫過高。為了增加鏈式刀庫的儲存量，可采用圖（b）所示的多排鏈式刀庫，我國jcs-013型自動換刀數(shù)控鏜銑床采用了四排刀鏈，每排儲存15把刀具；整個刀庫儲存60把刀具。這種刀庫常獨立安裝于機床之外，因此占地面積大；由于刀庫遠離主軸，必須有刀具中間搬運裝置，使整個換刀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。圖（c）為加長鏈條的鏈式刀庫，采用增加支承鏈輪數(shù)目的方法，使鏈條折疊回繞，提高空間利用率，從而增加了刀庫的儲存量。
二.刀庫設(shè)計
1.合理確定刀庫儲存量
刀庫儲存量過大，導(dǎo)致刀庫的結(jié)構(gòu)龐大而復(fù)雜，影響機床總體布局；儲存量過小，則不能滿足復(fù)雜零件的加工要求。因此，刀庫容量應(yīng)在經(jīng)濟合理的條件下，力圖將一組類似的零件所需的全部刀具裝入刀庫，以縮短每次裝刀所需的裝調(diào)時間。對自動換刀數(shù)控機床的刀庫容量，有關(guān)資料曾對15000個零件進行分組統(tǒng)計，指出不同工序加工時必須的刀具數(shù)。統(tǒng)計表明，銑削90%的加工量用4把刀具即可完成。鉆削用10把鉆頭可完成70%的加工量，可見， 14把刀的容量就可以完成70%以上的鉆銑工藝。因此，片面增大刀庫容量是不必要的。對國內(nèi)外300多種刀庫儲存容量統(tǒng)計的結(jié)果表明，一般刀庫的儲存量以10～40把較為適合， 41～60把刀具基本上能滿足絕大多數(shù)零件的加工要求。少于10把和超過60把的很少。
2.盡量縮短選刀時間
例如將選刀時間與加工時間重疊，根據(jù)所選刀具在刀庫中的位置來決定刀庫正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以縮短選刀時間。
3.刀庫運動速度應(yīng)適宜
作回轉(zhuǎn)運動的刀庫，其運動是間歇的，而且方向經(jīng)常改變，故要求啟停平穩(wěn)，無沖擊，能準停在預(yù)定位置，為此要求轉(zhuǎn)動慣量不能過大，因而對刀庫的直徑、儲存刀具的重量和數(shù)量以及刀庫的回轉(zhuǎn)速度都應(yīng)有適當限制。目前，國內(nèi)外鏈式刀庫的線速度可達100～800mm/s，圓盤刀庫的轉(zhuǎn)速多為10～60°/s。刀庫中最大刀具直徑一般限制為315mm，最大刀具長度為500mm，最大刀具重量為100kg。
4.要求刀庫運行平穩(wěn)
為此在設(shè)計時往往需設(shè)置輔助支承和導(dǎo)向裝置。如對鏈式刀庫設(shè)置刀座運動導(dǎo)軌，對圓盤刀庫可在靠近刀盤外緣處用滾動軸承支承。
5.刀座在刀庫中的排列
一般刀座的間距相等，在必要的情況下，也可采用不等距排列，視刀具直徑大小而定，多數(shù) 刀座裝小直徑刀具，按小間距排列。少數(shù)刀座按大間距排列，裝大直徑刀具。
6.其他應(yīng)注意的問題
如刀具在刀座中應(yīng)夾持可靠，刀庫防塵、防屑及安全防護等問題都必須考慮。