畢業(yè)設計-數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架設計【6張圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢業(yè)設計（論文）開題報告 畢業(yè)設計（論文）題目：數(shù)控車床電動刀架設計 學 生：　 指 導 教 師： 專 業(yè) 班 級： 年 4 月 12 日 1. 課題名稱： 數(shù)控車床電動刀架設計及控制 2.課題研究背景： 制造業(yè)是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標志著該國或地區(qū)經(jīng)濟的實力，科技水平，生活水準和國防實力。國際市場的競爭歸根到底是各國制造生產(chǎn)能力及機械制造裝備的競爭。 自從20世紀60年代世界上第一臺數(shù)控機床問世以來，隨著計算機技術、微電子技術、現(xiàn)代控制技術、傳感檢測技術、信息處理技術、網(wǎng)絡通信技術和機械制造技術等各相關領域的發(fā)展，數(shù)控技術已成為現(xiàn)代先進制造系統(tǒng)(FMS，CIMS等)中不可缺少的基礎技術。由于機床數(shù)控系統(tǒng)技術復雜，種類繁多?，F(xiàn)在數(shù)控機床的“使用難、維修難”問題，已經(jīng)是影響數(shù)控機床有效利用的首要問題。工業(yè)發(fā)達國家都非常注重機械制造業(yè)的發(fā)展，為了用先進技術和工藝裝備制造業(yè)，機械制造裝備工業(yè)得到先發(fā)展。對比之下，我國目前機械制造業(yè)的裝備水平還比較落后，表現(xiàn)在大部分工廠的機械制造裝備基本上是通用機床加專用工藝裝備，數(shù)控機床在機械制造裝備中的比重還非常低，導致“剛性”強,更新產(chǎn)品速度慢，生產(chǎn)批量不宜太小，生產(chǎn)品種不宜過多；自動化程度基本上還是“一個工人，一把刀，一臺機床”，導致勞動生產(chǎn)率低下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。 因此，要縮小我國同工業(yè)發(fā)達國家的差距,我們必須在機械制造裝備方面大下功夫，其中最重要的一個方面就是增加數(shù)控機床在機械制造裝備中的比重數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機床的切削性能和切削效率。在一定程度上，刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機床的設計和制造技術水平。 隨著數(shù)控車床的不斷發(fā)展，刀架結(jié)構(gòu)形式也在不斷翻新。其中按換刀方式的不同，數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等多種形式。其中，帶刀庫的數(shù)控加工中心自動換刀裝置自1958年研制成功以來，其機械結(jié)構(gòu)和控制方式不斷得到改進和完善，形式多種多樣，目前常見的有更換主軸頭換刀以及帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)。 數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動和伺服驅(qū)動方向發(fā)展。? 　　目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動為主，分為立式和臥式兩種。立式主要用于簡易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外，臥式刀架還有液動刀架和伺服驅(qū)動刀架。電動刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動刀架，并正確實施控制，能夠有效的提高勞動生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準備時間，消除人為誤差，提高加工精度與加工精度的一致性等等。另外，加工工藝適應性和連續(xù)穩(wěn)定的工作能力也明顯提高：尤其是在加工幾何形狀較復雜的零件時，除了控制系統(tǒng)能提供相應的控制指令外，很重要的一點是數(shù)控車床需配備易于控制的電動刀架，以便一次裝夾所需的各種刀具，靈活方便地完成各種幾何形狀的加工。 國外數(shù)控機床附件產(chǎn)品的開發(fā)應用比較早，經(jīng)驗豐富，再由于技術進步，新材料，新結(jié)構(gòu)的不斷出現(xiàn)與應用，使得其產(chǎn)品的可靠性比較高。 國外主要分為日本和歐美兩大流派。其產(chǎn)品的特點是夾緊力大，采用專用電機，體積小，轉(zhuǎn)矩大，可靠性高，耐磨，可靠性較高。比如，日本日研公司部分回轉(zhuǎn)刀架的核心部件蝸桿副，蝸輪采用氮化鋼，齒部表面采用氮化處理，硬度高；蝸桿為硬質(zhì)合金蝸桿；整個蝸桿副為硬齒面接觸，耐磨。既實現(xiàn)了高速又保證了高可靠性。還有德國的肖特（SAUTER）、意大利的杜普洛馬蒂克（DUPLOMATIC）和巴魯法迪（BARUFFALDI）等，他們都有自己的系列、規(guī)格和專利。像肖特（SAUTER）的刀架，采用行星傳動機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)緊湊，傳動方向均為同一方向，沒有像蝸桿副的降速機構(gòu)的交叉軸設計，易于一體化布置。采用牙嵌式齒行離合器的升起和加緊，空行程轉(zhuǎn)角、小效率高，且自鎖功能可靠。其控制部分大都與機床一起采用CNC控制，目前國際比較好的系統(tǒng)有西門子，法拉克，三菱等。 數(shù)控刀架的市場分析：國產(chǎn)數(shù)控車床將向中高檔發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種。 3. 課題研究意義： 意義：自動換刀系統(tǒng)是數(shù)控車床的重要組成部分。刀具夾持元件的結(jié)構(gòu)特性及它與機床主軸的聯(lián)絡方式，將直接影響機床的加工性能。刀庫結(jié)構(gòu)形式及刀具交換裝置的工作方式，則會影響機床的換刀效率。自動換刀系統(tǒng)本身及相關結(jié)構(gòu)的復雜程度，又會對整機的成本造價產(chǎn)生直接影響。數(shù)控機床是多品種小批量生產(chǎn)的高效自動化的技術群體, 它是把多工序加工、切刀具磨損和測量等各種功能集為一體的自動化機床。隨著科學技術的迅猛發(fā)展, 數(shù)控機床已是衡量一個國家機械制造工業(yè)水平的重要標志。其中數(shù)控回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床的重要部件之一， 刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機床的切削性能和切削效率。它在一定程度上標志著數(shù)控車床的技術水平，并且與加工精度和生產(chǎn)效率密切相關。因此，國內(nèi)外都在不斷地提高數(shù)控回轉(zhuǎn)刀架的重復定位精度和換刀速度，以適應高質(zhì)量、高效率生產(chǎn)的要求。目前具有世界先進水平的數(shù)控車床，其換刀速度已達到1s 以內(nèi)，重復定位精度可保證小于0.002mm。 隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動和伺服驅(qū)動方向發(fā)展。德國Sauter（肖特）公司的產(chǎn)品的性能指標較高，代表數(shù)控車床用轉(zhuǎn)塔刀架的發(fā)展前景，具體表現(xiàn)在： （1）刀架轉(zhuǎn)位時間最短，且轉(zhuǎn)位準確。數(shù)控刀架作為數(shù)控機床必需的功能部件，直接影響機床的性能和可靠性，是機床的故障高發(fā)點。這就要求設計的刀架具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的特點。它采用蝸桿傳動，上下齒盤嚙合，螺桿夾緊的工作原理。 （2）刀架定位精度高、動作迅速、穩(wěn)定可靠。因為數(shù)控機床的切削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置。由于在加工過程中刀尖位置不進行人工調(diào)整，因此，轉(zhuǎn)塔刀架在結(jié)構(gòu)上必須有足夠的強度和剛性，以及合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證轉(zhuǎn)塔刀架在每一次轉(zhuǎn)位之后，都具有盡可能高的重復定位精度。 Sauter公司產(chǎn)品正是滿足了這一要求, 才使其能夠承受粗加工時的切削抗力同時滿足各種精密加工的要求。 (3）可多刀夾持，雙向轉(zhuǎn)位和任意刀位就近選刀。 (4）應用范圍廣，維修方便等特點。 通過對自動換刀系統(tǒng)的分析和研究培養(yǎng)了自己進行綜合分析和提高解決實際問題的能力，從而達到鞏固、擴大、深化所學知識的目的。 通過對文獻的查閱和了解培養(yǎng)了自己調(diào)查研究，熟悉有關技術政策，運用國家標準、規(guī)范、手冊、圖冊等工具書，進行設計計算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術文件的獨立工作能力。 通過對總體方案的分析與設計使自己建立正確的設計思想；初步掌握解決本專業(yè)工程技術問題的方法和手段；從而使自己受到一次工程師的基本訓練。 4.設計（論文）的主要內(nèi)容 1. 總體結(jié)構(gòu)設計，包括減速傳動機構(gòu)的設計、上刀體鎖緊與精定位機構(gòu)的設計、刀架抬起機構(gòu)的設計； 2. 分析自動回轉(zhuǎn)刀架的工作原理； 3. 主要傳動部件的設計計算； 4. 電氣控制部分設計，包括硬件電路和控制軟件的設計； 5. 繪制裝配圖，零件圖。打印圖紙。編寫畢業(yè)論文。 5.方案設計（論文） 回轉(zhuǎn)刀架的工作原理及過程 回轉(zhuǎn)刀架的工作原理 立式數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架由固定部分（刀架基座或下刀體），轉(zhuǎn)動部分（刀架座或上刀體）和驅(qū)動電動機三部分組成，并采用了臥軸外露式電動機布局。 回轉(zhuǎn)刀架的工作過程 本設計回轉(zhuǎn)刀架的工作原理為機械螺母升降轉(zhuǎn)位式。工作過程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個步驟，其工作過程如下： ⑴ 刀架抬起 當數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后, 通過接口電路使電機正轉(zhuǎn), 經(jīng)傳動裝置2、驅(qū)動蝸桿蝸輪機構(gòu)1、蝸輪帶動絲桿螺母機構(gòu)8逆時針旋轉(zhuǎn) ,此時由于齒盤3、4處于嚙合狀態(tài)，在絲桿螺母機構(gòu)8轉(zhuǎn)動時，使上刀架體產(chǎn)生向上的軸向力將齒盤松開并抬起,直至兩定位齒盤3、4 脫離嚙合狀態(tài),從而帶動上刀架和齒盤產(chǎn)生“上臺”動作。 ⑵ 刀架轉(zhuǎn)位 當圓套8逆時針轉(zhuǎn)過150°時，齒盤3、4完全脫開，此時銷釘準確進入圓套8中的凹槽中，帶動刀架體轉(zhuǎn)位。 ⑶ 刀架定位 當上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后（旋轉(zhuǎn)90°、180°或270°），數(shù)控裝置發(fā)出的換刀指令使霍爾開關9 中的某一個選通,當磁性板10 與被選通的霍爾開關對齊后,霍爾開關反饋信號使電機反轉(zhuǎn),插銷7在彈簧力作用下進入反靠盤 5地槽中進行粗定位，上刀架體停止轉(zhuǎn)動，電機繼續(xù)反轉(zhuǎn)，使其在該位置落下，通過螺母絲桿機構(gòu)7使上刀架移到齒盤3、4 重新嚙合, 實現(xiàn)精確定位。 ⑷ 刀架壓緊 刀架精確定位后，電機及許反轉(zhuǎn)，夾緊刀架，當兩齒盤增加到一定夾緊力時， 電機由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn)，防止電機不停反轉(zhuǎn)而過載毀壞，從而完成一次換刀過程。 6. 進度安排 第一周 收集資料，閱讀文獻； 第二周 編制開題報告； 第三周 外文翻譯； 第四周 總體方案設計； 第五周 控制系統(tǒng)傳感器設計和選型； 第六周 控制系統(tǒng)電氣元件設計和選型； 第七周 控制系統(tǒng)硬件電路設計； 第八周 液壓系統(tǒng)設計； 第久周 變頻器選型設計、硬件電路設計； 第十周 控制系統(tǒng)原理圖、接線圖、面板布置圖設計； 第十一周 控制系統(tǒng)程序流程圖以及程序設計； 第十二周 整理說明書； 第十三周 整理說明書； 第十四周 編寫設計計算說明書，形成畢業(yè)設計全部文件，準備答辯。 第十五周 畢業(yè)答辯 7.文獻查閱概況 參 考 文 獻 [1] 李洪.實用機床設計手冊[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，1999 [2] 吳宗澤.機械設計實用手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，1999 [3] 徐起賀.機械設計基礎[M].北京：科學出版社，2007 [4] 王志偉，孟玲琴.機械設計基礎課程設計[M].北京：北京理工大學出版社，2007 [5] 韓鴻鸞，吳海燕.數(shù)控機床機械維修[M].北京：中國電力出版社，2008 [6] 劉靜香.工程力學[M].鄭州：河南科學技術出版社，2006 [7] 王永章，杜君文，程國全.數(shù)控技術[M].北京：高等教育出版社，2001 [8] 王愛玲.數(shù)控機床故障診斷與維修[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009 [9]唐利平.數(shù)控車削加工技術.北京：機械工業(yè)出版社，2011 [10]朱勇.數(shù)控機床編程與加工.北京：中國人事出版社，2011 [11]關雄飛.數(shù)控加工工藝與編程.北京：機械工業(yè)出版社，2011 [12]周虹.使用數(shù)控車床的零件加工.北京：清華大學出版社，2011 [13]劉虹.數(shù)控加工編程及操作.北京: 機械工業(yè)出版社，2011 [14]張士印，孔建.數(shù)控車床加工應用教程.北京：清華大學出版社，2011 [15]A.-M. Le Ray;H.Gautier; J.-M. Bouler A new technological procedure using sucrose as porogen compound to manufacture porous biphasic calcium phosphate ceramics of appropriate micro- and macrostructure CERAMICS INTERNATIONAL 2010, 36(1) 摘要：In the domain of implantable materials, the porosity and pore size distribution of a material in contact with bone is decisive for bone ingrowth and thus the control of the porosity is of great interest. The use of a new porogen agent, i.e. sucrose is proposed to create a porosity in biphasic calcium phosphate blocks. The technological procedure is as follows: sucrose and mineral powder are mixed, then compressed by isostatic compression and sintering finally eliminates sucrose. Blocks obtained were compared to a manufactured product: Triosite~R (Zimmer, Etupes, France) which porosity is created through a naphthalene sublimation process. Results have shown that the incorporation of sucrose allows the preparation of porous blocks with controlled porosity varying from 40 to 80% and with macro-, meso- and microporosity characteristics depending on the percentage of sucrose added as well as on the granulometry of both sucrose and mineral powder. [16]NECULAICATA LIN LUNGU Achieving Procedure of a Kinetic Model to Predict the Influence of the Process Global Temperature on a Technological Alcoholic Fermentation II.An Arrhenius type Kinetic Model Revista de Chimie 2008;59(4) 摘要：The aim of the present work is to offer a practical methodology to realise an Arrhenius type kinetic model for a biotechnological process of alcoholic fermentation based on the Saccharomyces cerevisiae yeast.Using the experimental data we can correlate the medium temperature of fermentation with the time needed for a fermentation process under imposed conditions of economic efficiency. [17]Mahmut Eksioglu ; Kemal Kizilaslan Steering-wheel grip force characteristics of drivers as a function of gender, speed, and road condition International Joumal of Industrial Ergonomics 2008;38（3/4） 摘要：This paper presents the results of a steering-wheel grip force study of male and female drivers driving an automobile on two different road conditions (smooth and rough asphalt) at two different speeds (45mph = 72 km/h and 65mph = 105 km/h). Thirteen subjects (males and females) participated in this study. The force measurements were made through a custom-made capacitive pressure mapping system wrapped around the steering wheel. Results indicated significantly higher absolute force and net grip force values for the male drivers in comparison to the female drivers. On the other hand, the vehicle speed and the road condition did not significantly affect these response variables. [18]Mahmut Eksioglu Relative optimum grip span as a function of hand anthropometry International Juornal of Industrial Ergonomics 2004; 34(1) 摘要：This study investigates the optimum grip span relative to an individual's hand anthropometry (ROGS) for an isometric power grip exertion. Maximum voluntary isometric grip force (MVGF), muscular activity (EMG) and subjective rating (SR) were used as criteria. Two complementary experiments were conducted. In both experiments, nine different widths of span, separated with 0.5cm intervals, were tested across 12 subjects. The span size was a function of one's modified thumb crotch length (TCL{sub}m). In the first experiment, the grip spans were tested as a function of MVGF and SR. The results of this experiment indicate TCL{sub}m-2 as the ROGS. The SR was also supportive of this result. In the second experiment, EMG at a constant force (30% MVGF) was evaluated as a function of the grip span. The EMG based efficiency coefficients indicate TCL{sub}m-2.5 as the optimum span, resulting in the least muscular activity. Based on the analysis of MVGF, EMG and SR, the ROGS is in the interval, TCL{sub}m-2.5 ≤ ROGS ≤ TCL{sub}m-2, indicating a precise location of optimum grip span as a function of one's TCL{sub}m. This result suggests that hand-powered tools with two-handles should be designed for adjustability as a function of TCL{sub}m. 8.指導老師 簽名： 20 年 月 日 8