CK6130車削中心動力轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 班 級： 姓 名 ： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 題 目： 削中心動力轉(zhuǎn)塔刀架設(shè)計與三維制作 指導(dǎo)教師： 職稱 : 職稱 : 20*年 *月 *日 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 )開題報告 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 所在院系 課題來源 自擬課題 課題性質(zhì) 工程設(shè)計 課題名稱 削中心動力轉(zhuǎn)塔刀架設(shè)計及三維制作 畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容和意義 畢業(yè)設(shè)計的具體內(nèi)容： 1、 動力轉(zhuǎn)塔刀架的整體結(jié)構(gòu)，換刀的步驟，刀具的傳動方式 2、 間隙分度機(jī)構(gòu)中圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)的設(shè)計和計算 (八個工位 ) 3、 單作用液壓缸的計算及設(shè)計 (刀架的軸向力夾緊 力 ) 4、 減速電機(jī)的選擇，變頻電機(jī)的選擇用于刀具的旋轉(zhuǎn) (500 極 ) 5、 端齒盤的設(shè)計及刀位的檢測裝置選用并掌握其工作原理 6、三維制作及裝配 7、撰寫畢業(yè)論文 本課題研究的意義： 在機(jī)械領(lǐng)域中，數(shù)控機(jī)床解決了很多普通機(jī)床所不能加工的復(fù)雜、精密的各種零件，有效的提高了生產(chǎn)效率。隨著我國綜合國力的進(jìn)一步加強(qiáng)和加入世貿(mào)組織，我國經(jīng)濟(jì)全面與國際接軌，并逐步成為全球制造中心，從數(shù)控技術(shù)這行業(yè)體現(xiàn)出了我國的“效率”和“創(chuàng)新”兩大特點(diǎn)，注重科學(xué)實(shí)驗，理論與實(shí)際相結(jié)合 。 數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架是加工中心、數(shù)控車床必備的機(jī)床附件，尤其適用全功能數(shù)控車床。當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床發(fā)展迅猛，一方面向高速、高效、高精度方面發(fā)展，同時，在制造行業(yè)中廣泛存在原有設(shè)備的數(shù)控改造和系統(tǒng)升級問題。作為關(guān)鍵附件，高性能的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架對于提高機(jī)床整體運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和效率有著重要意義，數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架是由數(shù)控系統(tǒng)來控制的，因此，在轉(zhuǎn)塔刀架本身性能提高的情況下，如何實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)就顯得十分重要了。國內(nèi)數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計和生產(chǎn)都是依賴先進(jìn)國家的，而且產(chǎn)品的性能方面跟國外還有一定的差距，期待開發(fā)設(shè)計一種性能最優(yōu)，最有 實(shí)用價值的轉(zhuǎn)塔刀架，來適應(yīng)市場，替代進(jìn)口產(chǎn)品低價位的數(shù)控車床用轉(zhuǎn)塔刀架，占領(lǐng)國內(nèi)市場， 并達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為國產(chǎn)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。 本次設(shè)計的動力轉(zhuǎn)塔刀架的刀架抬起和夾緊是通過氣液增壓缸來實(shí)現(xiàn)的，成本比較低，而且自鎖可靠、密封性好、安全。刀架轉(zhuǎn)位采用圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)，用單作用液壓缸抬起刀架，同時通過碟形彈簧復(fù)位壓緊；采用端齒盤來進(jìn)行精確定位；用變頻電機(jī)通過齒輪傳動帶動刀具旋轉(zhuǎn) 。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 文 獻(xiàn) 綜 述 隨著科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的性能 、 質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本提出了越來越高的要求，并隨著汽車、飛機(jī)和導(dǎo)彈制造業(yè)的迅速發(fā)展，原來的加工設(shè)備已無法承擔(dān)加工航空工業(yè)需要的復(fù)雜型面零件。數(shù)控技術(shù)是為了解決復(fù)雜型面零件加工的自動化而生產(chǎn)的。為了滿足市場和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，為了達(dá)到現(xiàn)代制造技術(shù)對數(shù)控技術(shù)提出的更高的要求，當(dāng)前的數(shù)控技術(shù)及其裝備正朝著高速、高效和高精度、高可靠性、模塊化、智能化、柔性化和集成化、開放性、出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備這幾個方向發(fā)展 1。 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要目標(biāo)是為了進(jìn)一步降低價格，增加可靠性，拓寬功能，提高操作舒適性，提高集 成性，提高系統(tǒng)的柔性和開放性，減小體積，提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)能力 2。最終研制開發(fā)出軟、硬件都具有開放式機(jī)構(gòu)的智能化全功能通用數(shù)控裝置。我國目前還沒有制定出開放式數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但從“八五”開始也對此作了一些有益的探索工作，并開發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，特別是提出開發(fā)中華 型和航天 型兩個基本系統(tǒng)及系列產(chǎn)品，并利用基本系統(tǒng)發(fā)揮我國的軟件優(yōu)勢，實(shí)施平臺戰(zhàn)略，發(fā)展我國的數(shù)控軟件的指導(dǎo)思想。多軸車床中心在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中是很重要的，機(jī)床的復(fù)雜結(jié)構(gòu)會引起刀具位移不精密，從而導(dǎo)致運(yùn)動參數(shù)誤差，產(chǎn)生制造誤差 、裝配誤差、或準(zhǔn)靜力誤差。機(jī)床的正確數(shù)理分析對發(fā)現(xiàn)這些源頭誤差是很有必要的 3。 車削中心是以車削加工中心模式為主，添加動力刀頭后又可進(jìn)行銑削加工模式的“車、銑合一”的切削加工類型的機(jī)床 4。一般數(shù)控車床的轉(zhuǎn)塔刀架只是純粹的進(jìn)行車，鉆等加工項目。在熟悉車削中心的基礎(chǔ)上，掌握各工作原理，區(qū)別于其他一般的數(shù)控車床，普通刀架一般的只是用于工序較少，精度要求不高，而且只能車削回轉(zhuǎn)零件的場合，但是車削中心在一次裝夾中能夠完成多道工序的加工任務(wù)，結(jié)合了“車銑合一”的原則，這就要求轉(zhuǎn)塔刀頭能在各個工位提供多個軸線的 回轉(zhuǎn)運(yùn)動，使加工范圍進(jìn)一步的擴(kuò)大，從而大大提高了加工精度和生產(chǎn)效率。 這種多工序的加工中心，必然需要使用多種刀具，因此對自動換刀裝置有較高的要求， 以 實(shí)現(xiàn)換刀時間短 、 刀具重復(fù)定位精度高 、 足夠的刀具儲備量 、 占地面積小 、 安全可靠等特性 5。對于一般的數(shù)控車床刀架設(shè)計的基本要求是轉(zhuǎn)位準(zhǔn)確可靠，工作平穩(wěn)安全；轉(zhuǎn)位時間短；轉(zhuǎn)位以后重復(fù)定位精度高；防水防屑，密封性能優(yōu)良；夾緊剛性高，適宜重負(fù)荷切削?，F(xiàn)有的數(shù)控刀架有數(shù)控轉(zhuǎn)塔式（立式和臥式）和直排式刀架。刀架換刀可分為排刀式刀架，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床方刀架，一般轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)刀架，電動 機(jī)傳動的轉(zhuǎn)塔刀架，液壓驅(qū)動的轉(zhuǎn)塔刀架，車削中心的動力刀具。立式數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架是回轉(zhuǎn)軸線與安裝基面垂直，可裝夾多把刀具或工具，采用數(shù)字信息指令控制轉(zhuǎn)位的刀架，它常采用 4和 6兩種工位，按性能可分為驅(qū)動，通過減速機(jī)構(gòu)，行星機(jī)構(gòu)，馬氏機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)來完成刀架的松開 、 抬起 、 轉(zhuǎn)位和夾緊等動作；它可按主機(jī)的編程要求完成刀架的自動換刀動作，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床加工程序的自動化和高效化。而臥式數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架為一種回轉(zhuǎn)軸線與安裝基面平行的，可裝夾多把刀具 或 工具，采用數(shù)字信息指令控制的刀架。它利用裝夾于刀盤上的非動力刀夾和動力刀夾來夾持各 種不同用途的刀具或工具，刀盤根據(jù)機(jī)床編程的指令轉(zhuǎn)過若干個工位，來實(shí)現(xiàn)主機(jī)的自動換刀動作；車削中心的動力刀架可安裝各種非動力輔助刀夾和動力刀夾進(jìn)行切削，刀架采用端 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 齒分度，轉(zhuǎn)位由三相異步電動機(jī)驅(qū)動，刀位由二進(jìn)制絕對編碼器識別，動力刀具由交流伺服電動機(jī)驅(qū)動，通過同步齒形帶等將動力傳遞到刀夾。 液壓驅(qū)動的轉(zhuǎn)塔刀架，是利用液壓缸夾緊，液壓馬達(dá)驅(qū)動分度，端齒盤副定位，當(dāng)?shù)都芙邮盏睫D(zhuǎn)位指令后，液壓油進(jìn)入液壓缸的右腔，通過活塞推動中心軸將刀盤左移，使定位副端齒盤脫離嚙合狀態(tài)，為轉(zhuǎn)位作好準(zhǔn)備。當(dāng)?shù)侗P處于完全脫開位置時，行 程開關(guān)發(fā)出轉(zhuǎn)位信號，液壓馬達(dá)帶動轉(zhuǎn)位凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪依次推動回轉(zhuǎn)盤上的柱銷，使回轉(zhuǎn)盤通過鍵帶動中心軸及刀盤做分度運(yùn)動。凸輪每轉(zhuǎn)一周撥過一個柱銷，使刀盤旋轉(zhuǎn) 1/中心軸的尾端固定著一個有 中心軸和刀盤轉(zhuǎn)過一個工位時，凸輪計數(shù)開關(guān)一次，開關(guān)將此信號送入控制系統(tǒng)。當(dāng)?shù)侗P旋轉(zhuǎn)到預(yù)定工位時，控制系統(tǒng)發(fā)出信號使液壓馬達(dá)剎車，轉(zhuǎn)位凸輪停止運(yùn)動，刀架處于預(yù)定位狀態(tài)。與此同時，液壓缸左進(jìn)油，通過活塞將中心軸拉回，端齒盤副嚙合。精確定位，刀盤便完成定位和夾緊動作。刀盤夾緊后，中心軸尾部壓下發(fā) 出轉(zhuǎn)位結(jié)束信號 6液壓缸的結(jié)構(gòu)可分為缸筒和缸蓋 、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個部分 8。其中刀架的轉(zhuǎn)位是通過圓柱凸輪間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，這種凸輪機(jī)構(gòu)可以通過調(diào)整凸輪與轉(zhuǎn)盤中心距來消除滾子與凸輪突脊接觸的間隙，傳動可靠 、平穩(wěn)，轉(zhuǎn)盤可以實(shí)現(xiàn)任何運(yùn)動規(guī)律，以適應(yīng)高轉(zhuǎn)速要求；可以改變凸輪曲線槽所對應(yīng)的 角，改變轉(zhuǎn)動與停歇時間比值；轉(zhuǎn)盤停歇時，一般就依靠凸輪棱進(jìn)行定位，不需要附加定位裝置，但凸輪加工要求精度高 9。 想要加工出精度較高的零件，不僅對于刀架的轉(zhuǎn)位精度要求高，而且對于 刀具的選擇也很有講究。車削中心動力刀架一般以車削為主的形式，再附加銑削為輔的綜合加工，車刀按加工表面一般可分為外圓車刀 、端面車刀、切斷車刀、螺紋車刀和內(nèi)孔車刀等；按結(jié)構(gòu)類型分為整體式、焊接式、機(jī)夾式、可轉(zhuǎn)位式。車削時，由于刀具幾何形狀的不同和輪廓變化將影響到加工精度，這些都可以通過電腦模擬仿真來查看一系列的誤差并加以修改 10。銑刀一般分為尖齒銑刀、可轉(zhuǎn)位面銑刀、鏟齒成形銑刀等 11。 數(shù)控編程加工也具有很大的靈活性，對同一個加工對象，將會有不同的加工方案，也就有不同的加工程序。數(shù)控加工是通過數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行 程序來控制機(jī)床的運(yùn)行的，而程序簡單地說就是在加工前用規(guī)定的指令代碼描述加工所需要的各種操作計劃信息的指令集合。從而總結(jié)出以下優(yōu)點(diǎn)：（ 1）加工精度高；（ 2）加工生產(chǎn)率高；（ 3）加工適應(yīng)性好；（ 4）加工勞動強(qiáng)度低； （ 5）良好的經(jīng)濟(jì)效益；（ 6）有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化 12。 總之，數(shù)控技術(shù)給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控技術(shù)集成了傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù) ,計算機(jī)技術(shù) ,成組技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù) ,傳感檢測技術(shù) ,信息處理技術(shù) ,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù) ,液壓氣動技術(shù) ,光機(jī)電技術(shù)于一體 ,是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。 參 考文獻(xiàn)： 1、蔡厚道數(shù)控機(jī)床構(gòu)造北京：北京理工大學(xué)出版社， 1、汪木蘭數(shù)控原理與系統(tǒng)北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 264 、 , 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 of ： 0 (2000) 1535 4、 、陳嬋娟數(shù)控車床設(shè)計北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 135、 韓鴻鸞，榮維芝數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與維修北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,179、 機(jī)械設(shè)計手冊編委會，機(jī)械設(shè)計手冊 械工業(yè)出版社， 、王積偉，章宏甲等液壓與氣動傳動北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2005:108、陳立德機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)北京：高等教育出版社， (2005 重?。?:920、 G. E. , G. 41(2001) 1551 11、陸劍中，孫家寧金屬切削原理與刀具北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 91672、張思弟 ,賀曙新數(shù)控編程加工技術(shù)北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 2研究內(nèi)容 、 對車削中心進(jìn)一步熟悉和認(rèn)識 車削中心是以車削加工中心模式為主，添加動力刀頭后又可進(jìn)行銑削加工模式的車加工范圍進(jìn)一步的擴(kuò)大。 2、 動力轉(zhuǎn)塔刀架的整體結(jié)構(gòu)，換刀的步驟，刀具的傳動方式 動力轉(zhuǎn)塔刀架的整體結(jié)構(gòu)為液壓驅(qū)動的轉(zhuǎn) 塔刀架，分為抬起 、轉(zhuǎn)位、夾緊三個步驟，其中抬起和夾緊是通過氣液增壓缸來實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)位是通過圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，而凸輪機(jī)構(gòu)是通過電機(jī)來驅(qū)動的。 3、 間隙分度機(jī)構(gòu)中圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)的設(shè)計和計算 (八個工位 ) 圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)是由凸輪、轉(zhuǎn)盤、機(jī)架組成。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過曲線槽所對應(yīng)的角度時，凸輪曲線槽推動滾子使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過相鄰兩滾子所夾的中心角，當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過其余角度時，轉(zhuǎn)盤靜止不動。這樣，就實(shí)現(xiàn)了該機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動。 4、單作用液壓缸的計算，設(shè)計 (刀架的軸向力夾緊力 ) 通過液壓來推動刀架軸運(yùn)動，自鎖性可靠，密封好。 、 減速電機(jī)的選擇 (刀架的轉(zhuǎn)動 )，變頻電機(jī)的選擇用于刀具的旋轉(zhuǎn) (500 極 ) 根據(jù)安裝條件選定，主要選擇電機(jī)類型 、結(jié)構(gòu)、容量、轉(zhuǎn)速、最后確定電機(jī)型號和規(guī)格。 6、 端齒盤的設(shè)計 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 端齒盤分為靜端齒盤和動端齒盤兩種，可以通過其整體結(jié)構(gòu)計算然后選擇外購。 7、 刀位的檢測裝置選用并掌握其工作原理 檢測刀位信號，當(dāng)上刀體轉(zhuǎn)到某一刀位時，磁鋼與發(fā)信盤相對應(yīng)，該刀位為低電平。與系統(tǒng)的輸入指令性比較，當(dāng)實(shí)際刀號與輸入指令相一致，則轉(zhuǎn)到位向系統(tǒng)發(fā)出到位信號，若不一致則繼續(xù)找刀，如果某個刀位上得霍爾 開關(guān)損壞 ， 數(shù)控裝置將檢測不到刀位信號，會造成刀架體連續(xù)旋轉(zhuǎn)。不定 位。 、 繪制三維圖形 研究計劃 研究周期與時間安排 畢業(yè)設(shè)計起止日期： 第三周第十六周 ) 第一階段 (熟悉課題，收集借閱有關(guān)資料，粗?jǐn)M開題報告； 第二階段 (完成開題報告； 第三階段 (構(gòu)思總體設(shè)計方案； 第四階段 ( 削中心動力轉(zhuǎn)塔刀架總圖設(shè)計； 第五階段 (中期檢查； 第六階段 (傳動機(jī)構(gòu)和分度機(jī)構(gòu)零件圖設(shè)計； 第七階段 (階段檢查、整改和完善； 第八階段 (翻譯有關(guān)英文資料； 第九階段 (論文定稿； 第十階段 (整理資料并進(jìn)行答辯。 特色與創(chuàng)新 本論文特色與創(chuàng)新如下： 1、 采用單作用液壓缸來實(shí)現(xiàn)刀架的抬起動作；采用碟形彈簧復(fù)位夾緊，端齒盤實(shí) 現(xiàn)刀架精確定位。 2、采用圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動，其中從動盤與刀架軸采用花鍵聯(lián)接，刀 架軸與刀架采用螺釘來固定，從而 實(shí)現(xiàn)刀架的轉(zhuǎn)位動作。 3、采用減速電機(jī)驅(qū)動動力刀具旋轉(zhuǎn)，刀具傳動機(jī)構(gòu)中采用齒輪傳動來提高效率。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室意 見 系部意見 主任簽名： 年 月 日 教學(xué)主任簽名： 年 月 日 充值后就可以下載此設(shè)計說明書（不包含 紙）。我這里還有相應(yīng)的 帶：開題報告）和 紙（共計 14 張圖紙）。 需要全套資料的朋友請 加 1： 1459919609 或 2： 1969043202， 需要其他設(shè)計題目直接聯(lián)系！ 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 目錄 前言 . 1 第一章 緒論 . 12 內(nèi)外數(shù)控車床的研究狀況與成果 . 3 控刀架的發(fā)展趨勢 . 13 控轉(zhuǎn)塔刀架的開發(fā)應(yīng)用 . 13 第 二章 數(shù)控車床自動換刀裝置 . 14 述 . 14 具自動換刀形式 . 15 控車床刀架的功能、類型和滿足的要求 . 16 控車床刀架的功能 . 16 控機(jī)床刀架的類型 . 17 控機(jī)床刀架應(yīng)滿足的要求 . 18 第三章 車削中心動力刀架總體方案設(shè)計 . 19 查研究與資料收集 . 20 課題的調(diào)查研究 . 20 料收集 . 20 力刀架的整體方案設(shè)計與選擇 . 20 力刀架的整體方案設(shè)計 . 20 壓驅(qū)動的刀架工作原理 . 21 架定位精度及重復(fù)定位精度 . 22 力刀架傳動部分方案設(shè)計 . 22 力刀架的分度機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 . 22 力刀架動力刀具方案設(shè)計 . 24 輪傳動的分類和特點(diǎn) . 24 輪 傳動類型選擇的原則 . 26 第四章 典型零件的設(shè)計和選用 . 27 力刀架傳動部分 . 27 架軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 . 27 壓缸的設(shè)計 . 28 擇液壓缸類型 . 28 壓缸內(nèi)徑 D 和活塞直徑 d 的計算 . 29 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 形彈簧的計算及選用 . 30 承的選用 . 31 齒盤的選用 . 32 齒盤的應(yīng)用 . 32 齒盤的特點(diǎn) . 33 齒盤的設(shè)計 . 33 力刀架的分度機(jī)構(gòu)部分 . 34 服電機(jī)的選用 . 35 服電機(jī)的分類 . 35 服電機(jī)的一般選擇原則 . 35 服電機(jī)的選用 . 35 輪機(jī)構(gòu)的選用及計算 . 39 輪式間 歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用 . 39 柱凸輪分度機(jī)構(gòu)參數(shù)確定 . 40 力刀架動力刀具部分 . 40 流伺服電動機(jī)的選擇 . 41 述 . 41 服電機(jī)的性能 . 41 輪設(shè)計計算及選用 . 42 承的選用 . 44 第五章 削中心動力轉(zhuǎn)塔刀架三維制作 . 44 型零部件實(shí)體制作 . 44 架軸的實(shí)體制作 . 45 盤的制作 . 45 輪制作 . 45 柱凸輪制作 . 46 配圖、剖視圖、爆炸圖 . 47 第六章 總結(jié) . 51 致謝 . 52 參考文獻(xiàn)： . 52 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 前言 制造業(yè)是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國或地區(qū)經(jīng)濟(jì)的實(shí)力，科技水平，生活水準(zhǔn)和國防實(shí)力。國際市場的競爭歸根到底是各國制造生產(chǎn)能力及機(jī)械制造裝備的競爭。 自從 20 世紀(jì) 60 年代世界上第一臺數(shù)控機(jī)床問世以來，隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信 息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)等各相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造系統(tǒng) ( )中不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。由于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜，種類繁多。現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的“使用難、維修難”問題，已經(jīng)是影響數(shù)控機(jī)床有效利用的首要問題。 工業(yè)發(fā)達(dá)國家都非常注重機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，為了用先進(jìn)技術(shù)和工藝裝備制造業(yè)，機(jī)械制造裝備工業(yè)得到先發(fā)展。對比之下，我國目前機(jī)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(jī)械制造裝備基本上是通用機(jī)床加專用工藝裝備，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造裝備中的比重還非常低，導(dǎo)致“剛性 ”強(qiáng) ,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(jī)床”，導(dǎo)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(dá)國家的差距 ,我們必須在機(jī)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(jī)床在機(jī)械制造裝備中的比重 1。 本課題為 削中心動力轉(zhuǎn)塔刀架設(shè)計及三維制作，該刀架能夠在一次裝夾中完成多道工序，使加工范圍擴(kuò)大，大大提高了加工精度和生產(chǎn)效率。本次設(shè)計的主要內(nèi)容為： 1 削中心動力轉(zhuǎn)塔刀架總體布局設(shè)計； 2動 力刀架傳動部分設(shè)計； 3動力刀架分度機(jī)構(gòu)設(shè)計； 4動力刀架刀具設(shè)計； 分度機(jī)構(gòu)和動力刀具部分設(shè)計是這次設(shè)計中的重點(diǎn)內(nèi)容，同時也是難點(diǎn)。通過廣泛查閱文獻(xiàn)資料，參觀數(shù)控車床實(shí)物樣機(jī)以及與指導(dǎo)老師相互討論等途徑，擬定了如下的研究手段： 回轉(zhuǎn)刀架的換刀分為刀盤抬起、刀架鎖緊和刀盤轉(zhuǎn)位三個動作。其中刀盤抬起和刀架鎖緊由液壓來實(shí)現(xiàn)，而刀盤轉(zhuǎn)位則由伺服電機(jī)來驅(qū)動。刀 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 盤抬起動作的實(shí)現(xiàn)須經(jīng)以下步驟：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出刀盤抬起命令 液壓系統(tǒng)啟動 壓力油進(jìn)入液壓缸右腔 活塞向左運(yùn)動 刀架主軸向左移動 端齒盤脫離嚙合 刀盤抬起。刀盤轉(zhuǎn)位動作的實(shí)現(xiàn)順經(jīng)以下步驟：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出刀盤轉(zhuǎn)位的命令 伺服電機(jī)啟動 圓柱凸 輪轉(zhuǎn)動 刀架主軸轉(zhuǎn)動 實(shí)現(xiàn)刀盤轉(zhuǎn)位。刀盤鎖緊動作的實(shí)現(xiàn)順經(jīng)以下的步驟： 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出刀盤鎖緊順序動作：碟形彈簧復(fù)位 活塞向右運(yùn)動 刀架主軸向右移動 端齒盤嚙合 實(shí)現(xiàn)刀盤鎖緊。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 第一章 緒論 內(nèi)外數(shù)控車床的研究狀況與成果 我國從 1958 年開始研究數(shù)控機(jī)床，一直到 20 世紀(jì) 60 年代中期還處于研制開發(fā)時期。當(dāng)時，一些高等院校，科研單位研制出試樣樣機(jī)，是從電子管起步的。 1965 年，國內(nèi)開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。 20 世紀(jì) 60 年代末至 70 年代初研制成了劈錐數(shù)控銑床，數(shù)控非圓齒輪插齒機(jī)。 18 晶體管數(shù)控系統(tǒng)及 1G 立式數(shù)控銑床。 從 20 世紀(jì) 70 年代開始 ,數(shù)控技術(shù)在車，銑 ， 鏜 ,磨，齒輪加工，電加工等領(lǐng)域全面展開，數(shù)控加工中心在上海，北京研制成功。但由于電子元器件的質(zhì)量和制造工藝水平差，致使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性 ,穩(wěn)定性末行到解決，因此末能廣泛推廣。 20 世紀(jì) 80 年代，我國從昌本發(fā)那科公司引進(jìn)了 3,5,6,7 等系列的數(shù)控系統(tǒng)和直流伺服電機(jī)，直流主軸電機(jī)等制造技術(shù)，以及引進(jìn)美國 司的 統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)，德國西門子 列可控硅調(diào)速裝置，并進(jìn)行了商品化生產(chǎn) 能齊全。與此同時，還自行開發(fā)了 3、 4、 5 軸聯(lián)動的數(shù)控系統(tǒng)以及雙電機(jī)驅(qū)動的同步數(shù)控系統(tǒng) (用于火焰切 割機(jī) )和新品種的伺服電機(jī)，推動了我國數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定發(fā)展，使我國數(shù)控機(jī)床在性能和質(zhì)量上產(chǎn)生了一個質(zhì)的飛躍。 1985 年，我國數(shù)控機(jī)床的品種有了新的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床品種不斷增多，規(guī)格齊全。許多技術(shù)復(fù)雜的大型數(shù)控機(jī)床，重型數(shù)控機(jī)床都相繼研制出來。為了跟蹤國外現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，北京機(jī)床研究所研制出了 型的柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)。這個時期，我國在引進(jìn)，消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量開發(fā)工作。一些較高檔次的數(shù)控系統(tǒng) (5 軸聯(lián)動 )，分辨率為 m 的高精度數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)字仿型數(shù)控系統(tǒng)為柔性單元配套的數(shù)控系統(tǒng)都開發(fā)出來了，并造出樣機(jī)。 我國的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過“六五”，“七五”，“八五”，到“九五”的近 20年的發(fā)展，基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，建立了數(shù)控開發(fā)，生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了一批數(shù)控人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)?！笆濉惫リP(guān)開發(fā)的成果：華中 號、中華 號、航天 號和藍(lán)天 號 4 種基本系統(tǒng)建立了具有中國自 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 主版機(jī)的數(shù)控技術(shù)平臺。具有中國特色濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過這些年來的發(fā)展，有了較大的提高。它們逐漸被用戶認(rèn)可，在市場上站住了腳 2。 目前我國數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠有 100 多家，生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床配套產(chǎn)品的企業(yè)有 300 余家，產(chǎn)品品種包括八大類 2000 種以上。目前已新開發(fā)出數(shù)控系統(tǒng) 80 余種，分為 3 種型級，即經(jīng)濟(jì)型，普及型和高級型。“九五”期間數(shù)控機(jī)床發(fā)展已進(jìn)入實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化階段，數(shù)控機(jī)床新開發(fā)品種 300 余種，已有一定的覆蓋面。新開發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品大部分達(dá)到期際上 20 世紀(jì) 80年代中期水平，部分達(dá)到 90 年代水平，為國家重點(diǎn)建設(shè)提供了一批高水平數(shù)控機(jī)床。 控刀架的發(fā)展趨勢 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。立式刀架有四、六工位兩種形式，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。 數(shù)控刀架的市場分析：國產(chǎn)數(shù)控車床今后將向中高檔發(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，近年來需要量可達(dá) 1000 1500 臺。 控轉(zhuǎn)塔刀架的開發(fā)應(yīng)用 數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架是以回轉(zhuǎn)分度實(shí)現(xiàn)刀具自動交換及回轉(zhuǎn)動力刀具的傳動。因此技術(shù)含量高，已趨向?qū)I(yè)化開發(fā)生產(chǎn)。所以 對數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的研究開發(fā)及應(yīng)用已引起數(shù)控機(jī)床行業(yè)重視。 典型數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架一般由動力源（電機(jī)或油缸、液壓馬達(dá)）、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、預(yù)分度機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、檢測裝置、接口電路、刀具安裝臺（刀盤）、動力刀座等組成。數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的動作循環(huán)為： T 指令（換刀指令） 刀盤放松 轉(zhuǎn)位 刀位檢測 預(yù)分度 精確定位 刀盤鎖緊 結(jié)束信號。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 第二章 數(shù)控車床自動換刀裝置 述 自動換刀裝置的形式是多種多樣的，有刀庫式和轉(zhuǎn)塔式，雖然換刀過程、選刀方式、刀庫結(jié)構(gòu)、機(jī)械手類型等各不相同，但都是在數(shù)控裝置及可編程序控制器控制下，有電動機(jī)或液壓或氣動機(jī)構(gòu)驅(qū)動刀庫和機(jī)械手實(shí)現(xiàn)刀具的選擇與交換。我們把這種為實(shí)現(xiàn)多工序的連續(xù)加工，在加工中心或車削中心中，可進(jìn)行刀 具的選擇與交換的裝置叫自動換刀裝置（ 稱 自動換刀裝置是數(shù)控車床最普遍的一種輔助裝置，它可使數(shù)控車床在工件一次裝夾中完成多種甚至所有的加工工序，以縮短加工的輔助時間，減少加工過程中由于多次安裝工件而引起的誤差，從而提高機(jī)床的加工效率和加工精度 3。 我國對加工中心的需求一直是有增無減，同時，加工中心自動換刀裝置的開發(fā)也有長足的發(fā)展。對于臥式加工中心來說，有從用于 獨(dú)立式自動換刀裝置到用于 京機(jī)床研究所設(shè)計并制造）的自動換刀裝置；對于立式加工中心來說，有從用于 氣液型鼓輪式自動換刀裝置到用于 多凸輪聯(lián)動型鼓輪式自動換刀裝置。特別是用于 多凸輪聯(lián)動型鼓輪式自動換刀裝置，他的研制成功，為我國自動換刀裝置設(shè)計與制造翻開了嶄新的一頁，自 1991年鑒定后批量生產(chǎn)，已累計生產(chǎn)了 50 多臺，由于其結(jié)構(gòu)簡單，迅速可靠（刀對刀 受到廣大國內(nèi)外用戶的一致好評。 加工中 心和車削中心自動換刀裝置的發(fā)展趨勢是四個方向：一是高速、可靠，追求的目標(biāo)是換刀時間盡量的短，以換取加工中心和車削中心的高效性；二是簡單實(shí)用、造價低、使用可靠，但換刀速度不快。 自動換刀裝置開發(fā)技術(shù)要全面注意下列五個方面： 1） 自動換刀裝置的可靠性與優(yōu)化設(shè)計研究。通過對自動換刀裝置進(jìn)行可靠性分析研究，找出其薄弱環(huán)節(jié)，通過改進(jìn)設(shè)計，使自動換刀裝置故障率大大減少，保證百萬次以上正常換刀的品質(zhì)。通過對自動換刀裝置進(jìn)行多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計，使其動態(tài)性能達(dá)到最優(yōu)，進(jìn)而提高自動換刀裝置的性 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 能，降低其制造成本，使刀 對刀換刀時間對 40 刀柄不大于 1s，達(dá)到世界先進(jìn)水平。 2）自動換刀裝置的系列化與 計。使自動換刀裝置適用國內(nèi)廠家的各種產(chǎn)品，以便得到推廣和使用。即達(dá)到廠家一旦提出的參數(shù)：不同刀柄型號，刀庫容量等的自動換刀裝置，使廠家立即投入生產(chǎn)，并且是處于國內(nèi)先進(jìn)水平的。 3）自動換刀裝置制造技術(shù)研究。針對自動換刀裝置中關(guān)鍵零件的制造技術(shù)進(jìn)行研究，以提高其制造質(zhì)量和降低制造成本。 4）自動換刀裝置新技術(shù)的研究。跟蹤國際加工中心和車削中心自動換刀裝置的發(fā)展主流，研究自動換刀裝置的新工作原理及新技術(shù)。 5）自動換刀裝置產(chǎn)業(yè)化研究。自動換刀裝置由專業(yè)廠生產(chǎn)比現(xiàn)有各廠家自行生產(chǎn)可降低成本，也能保證質(zhì)量，同時在我國有巨大的市場，因此，在技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)研究使我國的自動換刀裝置生產(chǎn)走上產(chǎn)業(yè)化的道路，建立生產(chǎn)自動換刀裝置的基地。 自動換刀裝置的設(shè)計應(yīng)滿足以下基本要求： 1）換刀時間短，以減少非加工時間。 2）減少換刀動作對加工范圍的干擾。 3）刀具重復(fù)定位精度高。 4）識刀、選刀可靠，換刀動作簡單可靠。 5）刀庫刀具存儲量合理。 6）刀庫 占地面積小，并能與主機(jī)配合，使機(jī)床外觀協(xié)調(diào)美觀。 7）刀具裝卸、調(diào)整、維修方便，并能得到清潔的維護(hù) 4。 具自動換刀形式 為進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的加工效率，數(shù)控機(jī)床正向著工件在一臺機(jī)床一次裝夾即可完成多道工序或全部工序加工的方向發(fā)展，因此出現(xiàn)了各種類型的加工中心機(jī)床，如車削中心 、鏜銑加工中心、鉆削中心等等。這類多工序加工的數(shù)控機(jī)床在加工過程中要使用多種刀具，因此必須有自動換到裝置，以便選用不同刀具，完成不同工序的加工工藝。自動換到裝置應(yīng)當(dāng)具備換刀時間短、刀具重復(fù)定位精度高、 足夠的刀具儲備量、占地面積小、安全可靠等特性 5。 各類數(shù)控機(jī)床的自動換到裝置的結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床的類型、工藝范圍、 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 使用刀具種類和數(shù)量。數(shù)控機(jī)床常用的自動換刀裝置的類型、特點(diǎn)、適用范圍見表 1 表 1自動換刀裝置類型 類別型式 特點(diǎn) 適用范圍 轉(zhuǎn)塔式 回轉(zhuǎn)刀架 多為順序換刀，換刀時間短 、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、容納刀具較少 各種數(shù)控車床，數(shù)控車削加工中心 轉(zhuǎn)塔頭 順序換刀，換刀時間短，刀具主 軸都集中在轉(zhuǎn)塔頭上，結(jié)構(gòu)緊湊。但剛性較差，刀具主軸數(shù)受限制 數(shù)控鉆 、鏜、銑床 刀庫式 刀具與主軸之間直接換刀 換刀運(yùn)動集中，運(yùn)動不見少。但刀庫容量受限 各種類型的自動換刀數(shù)控機(jī)床。尤其是對使用回轉(zhuǎn)類刀具的數(shù)控鏜 、銑床類立式、臥式加工中心機(jī)床 要根據(jù)工藝范圍和機(jī)床特點(diǎn)，確定刀庫容量和自動換刀裝置類型 用機(jī)械手配合刀庫進(jìn)行換刀 刀庫只有選刀運(yùn)動，機(jī)械手進(jìn)行換刀運(yùn)動，刀庫容量大 控車床刀架的功能、類型和滿足的要求 數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架是加 工中心、數(shù)控車床必備的機(jī)床附件，尤其適用全功能數(shù)控車床。當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床發(fā)展迅猛，一方面向高速、高效、高精度方面發(fā)展，同時，在制造行業(yè)中廣泛存在原有設(shè)備的數(shù)控改造和系統(tǒng)升級問題。作為關(guān)鍵附件，高性能的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架對于提高機(jī)床整體運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和效率有著重要意義，數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架是由數(shù)控系統(tǒng)來控制的，因此，在轉(zhuǎn)塔刀架本身性能提高的情況下，如何實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)就顯得十分重要了。 控車床刀架的功能 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 數(shù)控機(jī)床上的刀架是安放刀具的重要部件，許多刀架還直接參與切削工作，如臥式車床上的四方刀架，轉(zhuǎn)塔車床的轉(zhuǎn)塔刀 架，回輪式轉(zhuǎn)塔車床的回輪刀架，自動車床的轉(zhuǎn)塔刀架和天平刀架等。這些刀架既安放刀具，而且還直接參與切削，承受極大的切削力作用，所以它往往成為工藝系統(tǒng)中的較薄弱環(huán)節(jié)。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床的刀架也有了許多變化，特別是數(shù)控車床上采用電 (液 )換位的自動刀架，有的還使用兩個回轉(zhuǎn)刀盤。加工中心則進(jìn)一步采用了刀庫和換刀機(jī)械手，定現(xiàn)了大容量存儲刀具和自動交換刀具的功能，這種刀庫安放刀具的數(shù)量從幾十把到上百把，自動交換刀具的時間從十幾秒減少到幾秒甚至零點(diǎn)幾秒。這種刀庫和換刀機(jī)械手組成的自動換刀裝置，就成為加工中心的主要特 征 6。 因此，刀架的性能和結(jié)構(gòu)往往直接影響到機(jī)床的切削性能 、切削效率和體現(xiàn)了機(jī)床的設(shè)計和制造技術(shù)水平 7。 控機(jī)床刀架的類型 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 ，下面對這三種形式的刀架作簡單的介紹。 1. 排式刀架 排式刀架一般用于小規(guī)格數(shù)控車床，以加工棒料或盤類零件為主。 其 結(jié)構(gòu)形式 為： 夾持著各種不同用途刀具的刀夾沿著機(jī)床的 X 坐標(biāo)軸方向排列在橫向滑板上。刀具的典型布置方式如圖 示。這種刀架在刀具布置和 機(jī)床調(diào)整等方面都較為方便，可以根據(jù)具體工件的車削工藝要求，任意組合各種不同用途的刀具，一把刀具完成車削任務(wù)后，橫向滑板只要按程序沿 X 軸移動預(yù)先設(shè)定的距離后，第二把刀就到達(dá)加工位置，這樣就完成了機(jī)床的換刀動作。這種換刀方式迅速省時，有利于提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。寶雞機(jī)床廠生產(chǎn)的 功能數(shù)控車床配置的就是排式刀架。 2. 回轉(zhuǎn)刀架 回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床最常用的一種典型換刀刀架， 一般 通過 液壓系統(tǒng)或電氣來實(shí)現(xiàn) 機(jī)床的自動換刀動作，根據(jù)加工要求可設(shè)計成四方、六方刀架或圓盤式刀架，并相應(yīng)地安裝 4 把、 6 把或更多的刀 具 ?；剞D(zhuǎn)刀架的換刀動作可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位和刀架鎖緊等幾個步驟。它的動作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令完成的?；剞D(zhuǎn)刀架根據(jù)刀架回轉(zhuǎn)軸與安裝底面的相對位置，分為立式刀架和臥式刀架兩種。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3. 帶刀庫的自動換刀裝置 上述排刀式刀架和回轉(zhuǎn)刀架所安裝的刀具都不可能太多，即使是裝備兩個刀架，對刀具的數(shù)目也有一定限制。當(dāng)由于某種原因需要數(shù)量較多的刀具時，應(yīng)采用帶刀庫的自動換刀裝置。帶刀庫的自動換刀裝置由刀庫和刀具交換機(jī)構(gòu)組成。 (a)回轉(zhuǎn)刀架 (b) 排式刀架 圖 床刀架類型結(jié)構(gòu)圖 控機(jī)床刀架應(yīng)滿足的要求 1） 滿足工藝過程所提出的要求。機(jī)床依靠刀具和工件間相對運(yùn)動形成工件表面，而工件的表面形狀和表面位置的不同，要求刀架能夠布置足夠多的刀具，而且能夠方便而正確地加工各工件表面， 為了實(shí)現(xiàn)在工件的一次安裝中完成多工序加工，所以要求刀架可以方便地轉(zhuǎn)位。 2） 在刀架以要能牢固地安裝刀具，在刀架上安裝刀具進(jìn)還應(yīng)能精確地調(diào)整刀具的位置，采用自動交換刀具時，應(yīng)能保證刀具交換前后都能處于正確位置。以保證刀具和工件間準(zhǔn)確的相對位置。刀架的運(yùn)動精度將直接反映到加工工件的幾何形狀精度和表面粗糙度上，為此，刀架的運(yùn)動軌跡必須準(zhǔn)確，運(yùn)動應(yīng)平穩(wěn)，刀架運(yùn)轉(zhuǎn)的終點(diǎn)到位應(yīng)準(zhǔn)確。面且這種精度保持性要好，以便長期保持刀具的正確位置。 3） 刀架應(yīng)具有足夠的剛度。由于刀具的類型、尺寸各異，重量相差很大，刀具在自動轉(zhuǎn)換過程中方向變換較復(fù)雜，而且有些刀架還直接承受切削力?？紤]到采用新型刀具材料和先進(jìn)的切削用量，所以刀架必須具有足夠的剛度，以使切削過程和換刀 過程平穩(wěn)。 4） 可靠性高。由于刀架在機(jī)床工作過程中，使用次數(shù)很多，而且使用頻率也高，所以必須充分重視它的可靠性。 5） 刀架是為了提高機(jī)床自動化而出現(xiàn)的，因而它的換刀時間應(yīng)盡可能縮短，以利于提高生產(chǎn)率。目前自動換刀裝置的換刀時間在 6 秒之間不等。而且還在進(jìn)一步縮短。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 6） 操作方便和安全。刀架是工人經(jīng)常操作的機(jī)床部件之一，因此它的操作是否方便和安全，往往是評價刀架設(shè)計好壞的指標(biāo)。刀架上應(yīng)便于工人裝刀和調(diào)刀，切屑流出方向不能朝向工人，而且操作調(diào)整刀架的手柄（或手輪）要省力，應(yīng)盡量設(shè)置在便于 操作的地方 8。 第三章 車削中心動力刀架總體方案設(shè)計 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 查研究與資料收集 課題的調(diào)查研究 從國內(nèi)外市場調(diào)研結(jié)果看，國內(nèi)對數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計和生產(chǎn)都是依賴于先進(jìn)國家的，而且產(chǎn)品的性能方面跟國外還有一定的差距，期待開發(fā)設(shè)計一種性能最優(yōu)，最有實(shí)用價值的轉(zhuǎn)塔刀架，適應(yīng)市場，替代進(jìn)口產(chǎn)品低價位的數(shù)控車床用轉(zhuǎn)塔刀架，占領(lǐng)國內(nèi)市場，并達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為國產(chǎn)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。 車削加工中心是目前國際上比較前端的一種數(shù)控機(jī)床，可 以進(jìn)行多工序加工，如車削、鉆削、銑削等 。有關(guān)人士指出，數(shù)控機(jī)床附件及其配套功能附件是我國機(jī)床工具制造業(yè)“十五”計劃重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品。雖然我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品附件的研制由無到有，取得了顯著成績，但與國外先進(jìn)水平相比還是有一定差距的。為確保國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的大發(fā)展，就必須把數(shù)控機(jī)床附件盡快搞上去。為此他們建議國家有關(guān)部門，盡快制定有關(guān)鼓勵、扶持國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件發(fā)展的相關(guān)政策，加大數(shù)控機(jī)床附件行業(yè)科研和技術(shù)改進(jìn)投入，使國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件行業(yè)有一個大發(fā)展。而且動力刀架是數(shù)控機(jī)床附件中尤為重要的一個部件，把這一技術(shù)提高是我們義不容 辭的事情。 料收集 課題涉及到的有關(guān)知識包括：數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、車削加工中心、自動換刀裝置等等方面；其次還包括一些機(jī)械設(shè)計、機(jī)械傳動、液壓、間歇分度機(jī)構(gòu)等方面的知識，在校圖書館借閱了一些關(guān)于本次設(shè)計有關(guān)的資料，而且還在網(wǎng)上搜索了一些相關(guān)資料： 1）現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊； 2）實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊； 3）機(jī)械設(shè)計手冊； 4）數(shù)控車床設(shè)計； 5）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與維修等等。 力刀架的整體方案設(shè)計與選擇 力刀架的整體方案設(shè)計 刀架是車床的重要組成部分， 車削中心的動力刀架可安裝各種非動力輔助刀夾 和動力刀夾進(jìn)行切削， 用于夾持切削用的刀具 ,因此其結(jié)構(gòu)直接影響到車床的切削性能和切削效率。 刀架采用端齒分度，轉(zhuǎn)位由 交流伺服 電動機(jī)驅(qū)動，刀位由二進(jìn)制絕對編碼器識別，動力刀具由變頻電機(jī)驅(qū)動，通過同步齒形帶等將動力傳遞到刀夾 。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 根據(jù)前部分對機(jī)床刀架類型、性能及其使用場合的綜合比較，并結(jié)合現(xiàn)有數(shù)控車床的實(shí)例，本次設(shè)計的 削中心動力刀架擬采用液壓驅(qū)動的動力轉(zhuǎn)塔刀架。該刀架的換刀動作分為刀盤抬起、刀盤分度轉(zhuǎn)位和刀盤鎖緊三個步驟，其中刀盤抬起由單作用液壓缸來實(shí)現(xiàn)，刀盤鎖緊由碟形彈簧復(fù)位來實(shí)現(xiàn)，而刀盤的分 度轉(zhuǎn)位是由圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，由伺服電機(jī)驅(qū)動凸輪軸實(shí)現(xiàn)分度。 壓驅(qū)動的刀架工作原理 液壓驅(qū)動的轉(zhuǎn)塔刀架，是用液壓缸夾緊，液壓馬達(dá)驅(qū)動分度，端齒盤副定位，當(dāng)?shù)都芙邮盏睫D(zhuǎn)位指令后，液壓油進(jìn)入液壓缸的右腔，通過活塞推動中心軸將刀盤左移，使定位副端齒盤脫離嚙合狀態(tài)，為轉(zhuǎn)位作好準(zhǔn)備。當(dāng)?shù)侗P處于完全脫開位置時，行程開關(guān)發(fā)出轉(zhuǎn)位信號，液壓馬達(dá)帶動轉(zhuǎn)位凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪依次推動回轉(zhuǎn)盤上的柱銷。使回轉(zhuǎn)盤通過鍵帶動中心軸及刀盤做分度運(yùn)動。凸輪每轉(zhuǎn)一周撥過一個柱銷。使刀盤旋轉(zhuǎn) 1/n 周（ n 為刀架的工位數(shù)）。中心軸的尾 端固定著一個有 中心軸和刀盤轉(zhuǎn)過一個工位時，凸輪壓合計數(shù)開關(guān)一次，開關(guān)將此信號送入控制系統(tǒng)。當(dāng)?shù)侗P旋轉(zhuǎn)到預(yù)定工位時，控制系統(tǒng)發(fā)出信號使液壓馬達(dá)剎車，轉(zhuǎn)位凸輪停止運(yùn)動，刀架處于預(yù)定位狀態(tài)。與此同時，碟形彈簧復(fù)位，通過活塞將中心軸拉回，端齒盤副嚙合。精確定位，刀盤便完成定位和夾緊動作。刀盤夾緊后，中 心軸尾部壓下發(fā)出轉(zhuǎn)位結(jié)束信號。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 削中心動力轉(zhuǎn)塔刀架示意圖 架定位精度及重復(fù)定位精度 定位精度是指轉(zhuǎn)塔到位后，刀架指定工位把刀孔中心線與設(shè)計中心線在豎直平面內(nèi)的偏差。重復(fù)定位精度是指刀架各工位反復(fù)鎖緊多次后的偏差平均值。由于該刀架轉(zhuǎn)塔到位前，控制刀架初定位的霍爾元件發(fā)出信號使