數控車床自動回轉刀架機電系統(tǒng)設計【含11張CAD圖紙+PDF圖】
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畢業(yè)論文（設計）開題報告論文題目：數控車床自動回轉刀架機電系統(tǒng)設計 畢業(yè)論文（設計）開題報告一、結合畢業(yè)論文（設計）任務書的要求，根據所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右的課題綜述：1、 選題的目的意義數控機床是多品種小批量生產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。其中數控回轉刀架是數控車床的重要部件之一， 刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結構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控車床的技術水平，并且與加工精度和生產效率密切相關。因此，國內外都在不斷地提高數控回轉刀架的重復定位精度和換刀速度，以適應高質量、高效率生產的要求。目前具有世界先進水平的數控車床，其換刀速度已達到1s 以內，重復定位精度可保證小于0.002mm。隨著數控車床的發(fā)展，數控刀架開始向快速換刀、電液組合驅動和伺服驅動方向發(fā)展。德國Sauter（肖特）公司的產品的性能指標較高，代表數控車床用轉塔刀架的發(fā)展前景，具體表現在：（1）刀架轉位時間最短，且轉位準確。數控刀架作為數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整，因此，轉塔刀架在結構上必須有足夠的強度和剛性，以及合理的定位結構，以保證轉塔刀架在每一次轉位之后，都具有盡可能高的重復定位精度。 Sauter公司產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，雙向轉位和任意刀位就近選刀。(4）應用范圍廣，維修方便等特點。2、國內外研究綜述目前國內數控刀架以電動為主，分為立式和臥式兩種，主要用于簡易數控車床。臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉，就近選刀，用于全功能數控車床。另外臥式刀架還有液動刀架和伺服驅動刀架。電動回轉刀架是數控車床重要的傳統(tǒng)結構，合理地選配電動回轉刀架，并正確實施控制，能夠有效的提高勞動生產率，縮短生產準備時間，消除人為誤差，提高加工精度等等。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，很重要的一點是數控車床配備了易于控制的電動回轉刀架，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。國內部分刀架回轉原理為電機經彈簧理合器帶動蝸桿，再由蝸輪帶動蝸桿旋轉，當刀架轉體時，由霍爾元件不斷檢測刀架轉體是否到位，到位后霍爾元件發(fā)出信號，然后反轉鎖緊。主要采用有銷盤、內齒盤，外齒盤組成的三端齒定位機構實現準確定位。其控制部分主要選用MCS-51系列單片機以及ATMEL公司的AT89等同類產品進行控制。煙臺機床附件廠是目前我國生產刀架水平最高的廠家，特別是可以生產帶刀頭的刀架。該廠家全套引進意大利的生產線，產品屬于高檔型。國外數控機床附件產品的開發(fā)應用比較早，經驗豐富，再由于技術進步，新材料，新結構的不斷出現與應用，使得其產品的可靠性比較高。國外主要分為日本和歐美兩大流派。其產品的特點是夾緊力大，采用專用電機，體積小，轉矩大，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；蝸桿為硬質合金蝸桿；整個蝸桿副為硬齒面接觸，耐磨。既實現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，其結構緊湊，傳動方向均為同一方向，沒有像蝸桿副的降速機構的交叉軸設計，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。畢業(yè)論文（設計）開題報告二、本設計（論文）研究的內容及擬采用的研究方案和技術路線：1. 本設計（論文）的研究內容或解決的技術問題：（1） 研究臥式數控車床刀架的機械結構問題讀數控自動回轉刀架相關的論文和書籍，系統(tǒng)地了解數控自動回轉刀架相關知識和原理。減速傳動機構的設計中，查閱資料了解蝸桿及蝸輪副的優(yōu)缺點及使用場所，選擇最合適的機械結構。（2）研究臥式數控車床刀架的驅動系統(tǒng)問題掌握單片機和步進電機驅動系統(tǒng)的基本原理和常用解決方面。 掌握Auto CAD等軟件平臺的應用和操作。2. 本課題擬采用的研究解決方案和技術路線通過對數控回轉刀架的機械結構以及電氣控制進行研究，探索數控回轉刀架的組成和工作原理。通過所學專業(yè)知識，通過查閱相關資料和有關標準，查閱工具書和參考書，合理的選擇設計計算公式，正確計算，并輔以圖紙完成數控回轉刀架機械部分。 電氣控制部分的設計，通過單片機編制數控回轉刀架的控制部分。3. 本設計（論文）計劃進度：第六周組合機床總體方案初步設計。第七周修改、整理組合機床總體方案。第八周繪制零件加工工序、示意圖。 第九周繪制機床聯系尺寸圖。第十周熟悉機床刀架自動控制相關資料。第十一周結合零件加工要求初步設計組合機床刀架自動控制系統(tǒng)圖。第十二周設計電氣控制系統(tǒng)圖。第十三周編寫設計說明書提交初稿。第十四周修改圖紙和說明書并打印。第十五周論文整理、裝訂和參加答辯。4. 參考文獻：1 陳炳光，陳昆.模具數控加工及編程技術.北京：化學工業(yè)出版社，2011 2 唐利平.數控車削加工技術.北京：機械工業(yè)出版社，20113 朱勇.數控機床編程與加工.北京：中國人事出版社，2011 4 關雄飛.數控加工工藝與編程. 北京：機械工業(yè)出版社，2011 5 周虹.使用數控車床的零件加工. 北京：清華大學出版社，2011 6 劉虹.數控加工編程及操作.北京：機械工業(yè)出版社，20117 張士印，孔建.數控車床加工應用教程.北京：清華大學出版社，2011 8 葉俊.數控切削加工.北京：機械工業(yè)出版社，2011 9 顧德仁.CAD/CAM與數控機床加工實訓教程.北京：中國人事出版社，201110 李柱.數控加工工藝及實施.北京：機械工業(yè)出版社，201111 張若鋒，鄧建平.數控加工實訓.北京：機械工業(yè)出版社，2011 12 盧萬強.數控加工技術（第2版）.北京：北京理工大學出版社，2011 13 鮑海龍.數控銑削加工中級.北京：機械工業(yè)出版社，2011 14 劉昭琴.機械零件數控車削加工.北京：北京理工大學出版社，2011 15 周蕓.數控機床編程與加工實訓教程.北京：中國人事出版社，201116 江劍鋒.CAD/CAM與數控機床加工.北京:中國人事出版社，2011 17 高彬.數控加工工藝.北京:清華大學出版社，2011 畢業(yè)論文（設計）開題報告指導教師意見：指導教師： 專業(yè)教研室(專家組)審核意見： 負責人： 系主任審批意見：負責人：
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