CK6140車床刀架系統(tǒng)設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

購買設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點(diǎn)開預(yù)覽，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。具體請(qǐng)見文件預(yù)覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814 典型零件的數(shù)控編程編制如圖所示零件的加工程序材料為45鋼，棒直徑為80mm，該零件采用棒料毛坯，由于加工余量大，在外圓精車前采用粗車循環(huán)指令去除大部分毛坯余量，留有單邊0.25mm余量。1、刀具設(shè)置選擇外圓粗車刀為1號(hào)刀，外圓精車刀為2號(hào)刀，割槽刀（寬2mm）為3號(hào)刀，60度硬質(zhì)合金螺紋刀為4號(hào)刀。2、 工藝路線1） 把長軸在車床上找正位置后進(jìn)行夾緊定位；2） 用外圓粗車刀從右到左粗車工件各面，分別留0.2mm精車余量；3） 然后用外圓精車刀從右到左精車各面到尺寸要求；4） 換螺紋車刀車螺紋；5） 割退刀槽，并用割槽刀右刀尖倒出C1倒角；6） 程序結(jié)束。3、 加工程序程序號(hào)O0008；設(shè)置工件坐標(biāo)系；返回參考點(diǎn)；主軸正轉(zhuǎn)，調(diào)用01號(hào)粗車刀，打開冷卻液；快速走到粗車右端面起點(diǎn)（82.0，332.0）；粗車右端面，車削進(jìn)給速度0.3mm/r；快速走到外圓粗車循環(huán)起點(diǎn)；快速定位，靠近工件；粗車外圓面；快速退刀；粗車外圓面；快速退刀；粗車外圓面；快速退刀；粗車外圓面；快速退刀；粗車外圓面；O0008； N10 G92 X100.0 Z350.0； N15 G28 U0 W0； N20 S1000 T0101 M03 M08； N25 G00 X82.0 Z332.0； N30 G95 G01 X-1.6 W0 F0.3； N35 G50 X100.0 Z350.0； N40 G00 X42.0 Z332.0； N45 G01 Z34.0； N50 G00 X37.0 Z332.0； N55 G00 Z77.0； N60 G00 X32.0 Z332.0； N65 G00 Z100.5； N70 G00 X27.0 Z332.0； N75 G00 Z184.5； N80 G00 X22.0 Z332.0； N85 G00 Z311.5； 快速退刀；粗車外圓面；返回參考點(diǎn)；快速走到外圓粗車循環(huán)起點(diǎn)；粗車循環(huán)，每次車削深度1.0mm，退刀1.0mm；留粗車余量X向0.4mm，Z向0.2mm；快速走到車削起點(diǎn)，精車進(jìn)給0.15mm/r；刀具右偏；精車15外圓面；精車臺(tái)階端面；精車20外圓面；精車臺(tái)階端面；精車25外圓面；精車臺(tái)階端面；精車30外圓面；精車臺(tái)階端面；精車35外圓面；精車臺(tái)階端面；精車40外圓面；精車臺(tái)階端面；取消刀補(bǔ)；返回參考點(diǎn)；限制主軸最高轉(zhuǎn)速為1500r/min；調(diào)用02號(hào)精車刀，02號(hào)刀補(bǔ)；粗車后精車；回退到精車端面快速運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)；快速走到精車端面的工進(jìn)點(diǎn)；精車右端面；返回參考點(diǎn)；調(diào)用03號(hào)割槽刀，03號(hào)刀補(bǔ)；刀具快速運(yùn)動(dòng)到切槽起點(diǎn)；切槽；返回參考點(diǎn)；刀具快速運(yùn)動(dòng)到切槽起點(diǎn)；切槽；返回參考點(diǎn)；刀具快速運(yùn)動(dòng)到切槽起點(diǎn)；切槽；切槽刀退出；返回參考點(diǎn)；N90 G00 X17.0 Z332.0； N95 G00 Z330.0； N100 G28 U0 W0； N105 G00 X82.0 Z332.0； N110 G71 U1.0 R1.0； N115G71P120Q190U0.4W0.2F0.3S800 N120 G00 X82.0 Z332.0； N125 G42 G01 X15.0 Z330.0； N130 W-18.5； N135 X20.0； N140 W-127.0； N145 X25.0； N150 W-84； N155 X30.0； N160 W-23.5； N165 X35.0； N170 W-43.0； N175 X40.0； N180 W-25.0； N185 X80.0； N190 G40.0； N195 G28 U0 W0； N200 G50 S1500；N205 G96 S20 T0202； N210 G70 P120Q190； N215 G00 X82.0 Z332.0； N220 X17.0； N225 G01 X-2.0； N230 G28 U0 W0； N235 T0303； N240 G00 X16.0 Z326.5； N245 G01 X12.0 F0.15； N250 G28 U0 W0；N255 G00 X21.0 Z299.5； N260 G01 X16.0 F0.15； N265 G28 U0 W0； N270 G00 X21.0 Z189.5； N275 G01 X16.0 W-5.0 F0.15； N280 G00 X40； N285 G28 U0 W0； 取消恒定切削速度，指定主軸轉(zhuǎn)速，調(diào)用04號(hào)螺紋車刀；快速運(yùn)動(dòng)到螺紋車削起始點(diǎn)；復(fù)合螺紋加工循環(huán)；復(fù)合螺紋加工循環(huán)；返回參考點(diǎn)；快速運(yùn)動(dòng)到螺紋車削起點(diǎn)；復(fù)合螺紋加工循環(huán)；復(fù)合螺紋加工循環(huán)；螺紋刀退出；調(diào)用03號(hào)割槽刀，03號(hào)刀補(bǔ)；快速運(yùn)動(dòng)到倒角起點(diǎn)；倒角；返回參考點(diǎn)；快速運(yùn)動(dòng)到倒角起點(diǎn)；倒角；返回參考點(diǎn)；快速運(yùn)動(dòng)到倒角起點(diǎn)；倒角；返回參考點(diǎn)；快速運(yùn)動(dòng)到倒角起點(diǎn)；倒角；返回參考點(diǎn)；主軸停，關(guān)閉冷卻液；程序結(jié)束。 N290 G97 S1500 T0404；N295 G01 X21.0 Z311.5； N300 G76 P3 12 60 Q0.1 R0.1； N305G76X16.8W-14.5P1.5Q0.85F2.0； N310 G28 U0 W0； N315 G01 X26.0 Z184.5； N320 G76 P3 12 60 Q0.1 R0.1； N325G76X16.8W-14.5P2.0Q0.85F2.0；N330 G00 X42.0；N335 T0303； N340 G00 X28.0 Z100.6； N345 G01 X30.1 Z-1； N350 G28 U0 W0； N355 G00 X23.0 Z184.6； N360 G01 X25.1 Z-1； N365 G28 U0 W0； N370 G00 X18.0 Z311.6； N375 G01 X20.1 Z-1； N380 G28 U0 W0； N385 G00 X13.0 Z330.1； N390 G01 X15.1 Z-1； N395 G00 X 20.0 Z332.0； N400 G28 U0 W0 M05 M09； N405 M30； O0008； N10 G92 X100.0 Z350.0； N15 G28 U0 W0； N20 S1000 T0101 M03 M08； N25 G00 X82.0 Z332.0； N30 G95 G01 X-1.6 W0 F0.3； N35 G50 X100.0 Z350.0； N40 G00 X42.0 Z332.0； N45 G01 Z34.0； N50 G00 X37.0 Z332.0； N55 G00 Z77.0； N60 G00 X32.0 Z332.0； N65 G00 Z100.5； N70 G00 X27.0 Z332.0； N75 G00 Z184.5； N80 G00 X22.0 Z332.0； N85 G00 Z311.5； N90 G00 X17.0 Z332.0； N95 G00 Z330.0； N100 G28 U0 W0； N105 G00 X82.0 Z332.0； N110 G71 U1.0 R1.0； N115G71P120Q190U0.4W0.2F0.3S800 N120 G00 X82.0 Z332.0； N125 G42 G01 X15.0 Z330.0； N130 W-18.5； N135 X20.0； N140 W-127.0； N145 X25.0； N150 W-84； N155 X30.0； N160 W-23.5； N165 X35.0； N170 W-43.0； N175 X40.0； N180 W-25.0； N185 X80.0； N190 G40.0； N195 G28 U0 W0； N200 G50 S1500； 程序號(hào)O0008；設(shè)置工件坐標(biāo)系；返回參考點(diǎn)；主軸正轉(zhuǎn)，調(diào)用01號(hào)粗車刀，打開冷卻液；快速走到粗車右端面起點(diǎn)（82.0，332.0）；粗車右端面，車削進(jìn)給速度0.3mm/r；快速走到外圓粗車循環(huán)起點(diǎn)；快速定位，靠近工件；粗車外圓面；快速退刀；粗車外圓面；快速退刀；粗車外圓面；快速退刀；粗車外圓面；快速退刀；粗車外圓面；快速退刀；粗車外圓面；返回參考點(diǎn)；快速走到外圓粗車循環(huán)起點(diǎn)；粗車循環(huán)，每次車削深度1.0mm，退刀1.0mm；留粗車余量X向0.4mm，Z向0.2mm；快速走到車削起點(diǎn)，精車進(jìn)給0.15mm/r；刀具右偏；精車15外圓面；精車臺(tái)階端面；精車20外圓面；精車臺(tái)階端面；精車25外圓面；精車臺(tái)階端面；精車30外圓面；精車臺(tái)階端面；精車35外圓面；精車臺(tái)階端面；精車40外圓面；精車臺(tái)階端面；取消刀補(bǔ)；返回參考點(diǎn)；限制主軸最高轉(zhuǎn)速為1500r/min；N205 G96 S20 T0202； N210 G70 P120Q190； N215 G00 X82.0 Z332.0； N220 X17.0； N225 G01 X-2.0； N230 G28 U0 W0； N235 T0303； N240 G00 X16.0 Z326.5； N245 G01 X12.0 F0.15； N250 G28 U0 W0；N255 G00 X21.0 Z299.5； N260 G01 X16.0 F0.15； N265 G28 U0 W0； N270 G00 X21.0 Z189.5； N275 G01 X16.0 W-5.0 F0.15； N280 G00 X40； N285 G28 U0 W0； N290 G97 S1500 T0404；N295 G01 X21.0 Z311.5； N300 G76 P3 12 60 Q0.1 R0.1； N305 G76X16.8W-14.5P1.5Q0.85F2.0； N310 G28 U0 W0； N315 G01 X26.0 Z184.5； N320 G76 P3 12 60 Q0.1 R0.1； N325 G76X16.8W-14.5P2.0Q0.85F2.0；N330 G00 X42.0；N335 T0303； N340 G00 X28.0 Z100.6； N345 G01 X30.1 Z-1； N350 G28 U0 W0； N355 G00 X23.0 Z184.6； N360 G01 X25.1 Z-1； N365 G28 U0 W0； N370 G00 X18.0 Z311.6； N375 G01 X20.1 Z-1； N380 G28 U0 W0； N385 G00 X13.0 Z330.1； N390 G01 X15.1 Z-1； N395 G00 X 20.0 Z332.0； N400 G28 U0 W0 M05 M09； N405 M30； 調(diào)用02號(hào)精車刀，02號(hào)刀補(bǔ)；粗車后精車；回退到精車端面快速運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)；快速走到精車端面的工進(jìn)點(diǎn)；精車右端面；返回參考點(diǎn)；調(diào)用03號(hào)割槽刀，03號(hào)刀補(bǔ)；刀具快速運(yùn)動(dòng)到切槽起點(diǎn)；切槽；返回參考點(diǎn)；刀具快速運(yùn)動(dòng)到切槽起點(diǎn)；切槽；返回參考點(diǎn)；刀具快速運(yùn)動(dòng)到切槽起點(diǎn)；切槽；切槽刀退出；返回參考點(diǎn)；取消恒定切削速度，指定主軸轉(zhuǎn)速，調(diào)用04號(hào)螺紋車刀；快速運(yùn)動(dòng)到螺紋車削起始點(diǎn)；復(fù)合螺紋加工循環(huán)；復(fù)合螺紋加工循環(huán)；返回參考點(diǎn)；快速運(yùn)動(dòng)到螺紋車削起點(diǎn)；復(fù)合螺紋加工循環(huán)；復(fù)合螺紋加工循環(huán)；螺紋刀退出；調(diào)用03號(hào)割槽刀，03號(hào)刀補(bǔ)；快速運(yùn)動(dòng)到倒角起點(diǎn)；倒角；返回參考點(diǎn)；快速運(yùn)動(dòng)到倒角起點(diǎn)；倒角；返回參考點(diǎn)；快速運(yùn)動(dòng)到倒角起點(diǎn)；倒角；返回參考點(diǎn)；快速運(yùn)動(dòng)到倒角起點(diǎn)；倒角；返回參考點(diǎn)；主軸停，關(guān)閉冷卻液；程序結(jié)束。 湖 南 科 技 大 學(xué)英文文獻(xiàn)翻譯學(xué) 生 姓 名： 王金思 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)及班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化三班 學(xué) 號(hào)： 1103010324 指 導(dǎo) 教 師： 萬林林 2015年 5月28日- 7 -湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）The Automatic Tool Changers main types,characteristics, and the scope of application1、Auto Rotary ToolRotary Tool automatically on the use of CNC machine tool is a simple installation of automatic tool change, the Quartet and 47.60 Turret Tool various forms, such as rotary turret were installed on four, six or more of the Tool , NC instructions by ATC. Rotary Tool has two vertical and horizontal, relatively simple structure, applicable to economic CNC lathe. Rotary Tool in the structure must have good strength and stiffness, resistance to bear rough Cutting Tool in the cutting force and reduce the role of deformation and improve processing accuracy. Rotating Tool to choose reliable positioning project structure and reasonable position, in order to ensure that each rotary turret to a higher position after 圖1 螺旋升降式四方刀架 repeated positioning accuracy (typically 0.001 to 0.005mm). Figure 2.1 shows the spiral movements of the Quartet Turret.Auto Rotary Tool in the simplest of ATC, is 180 rotary ATC devices, as shown in Figure 2 ATC instructions received, the machine control system put ATC spindle control to the designated location at the same time, the tool movement to the appropriate location, ATC, with the rotary axis and at the same time, the knives matching tool; Draw bars from Spindle Cutting Tools rip, ATC, will be the tool from their position removed; ATC, 180 rotary tool spindle and the tool and tool away; ATC, the Rotary At the same time, the tool refocusing its position to accept Spindle removed from the cutting tool; Next, ATC, will be replaced with the cutter knives were unloaded into the spindle and tool: Finally, back to the original ATC, standby position. At this point, ATC completed procedures to continue to run. This ATC, the main advantage of simple structure, the less movement, fast tool change. The main disadvantage is that knives must be kept in parallel with the axis of the plane, and after the home side compared to the tool, chip and liquid-cutting knife into the folder, it is necessary to the tool plus protection. Cone knife folder on the chip will cause ATC error, or even damage knife folders, and the possibility of spindle. Some processing center at the transfer, and the tool side. When the ATC command is called, the transfer-cutter knives will be removed, the machine go forward, and positioning with the ATC, in line with the position. 180 Rotary ATC devices can be used horizontal machine, can also be used for vertical machining centers.圖2 180回轉(zhuǎn)式換刀裝置2 、ATC head-turret installedWith rotating CNC machine tool often used such ATC devices, with a few turret head spindle, each with a spindle on both knives, the first tower interim process can be automatic tool change-realization. The advantage is simple structure, tool change time is short, only about 2 s. However, due to spatial constraints, the number of spindle can not be too much, usually only apply to processes less, not to high precision machine tools, such as the NC drill, such as CNC milling machine. In recent years there has been a mechanical hand and the turret head with a knife for the automatic tool change ATC devices, as shown in Figure 2.3. It is in fact a turret head ATC, and the knife-ATC device combination. The principle is as follows:圖3 機(jī)械手和轉(zhuǎn)塔頭配合刀庫換刀的自動(dòng)換刀裝置5 turret on the first two tool spindle 3 and 4, when using the tool spindle 4 processing tool, the manipulator 2 will be the next step to the need for the tool does not work on the tool spindle 3 until after the completion of this process , the first rotary turret 180 , ATC completed. ATC most of their time and processing time coincidence, the only real tool change time turret transposition of the first time, this approach mainly used for ATC and NC NC drilling file bed.3、 Automatic tool changer with tool magazine Figure 4 showsthe knife and split-type machine to the appearance of CNC machine tool plans. Figure 5 shows the knife and the whole machine tool CNC machine tools for the appearance of Fig. At this point, knife storage capacity, a heavier tool can, and often additional transport unit to complete the knife between the spindle and cutting tool transport. The ATC with tool magazine , the election knives, automatic loading and unloading machine tool and tool exchange institutions (manipulator), composed of four parts, used widely. Tool Automatic Tool Change the manipulator system, the whole process more complicated ATC. We must first used in the processing of all installed in the standard tool on the knife handle in the machine outside the pre-size, according to a certain way Add to the knife. ATC, selected first in the knife knife, and then from ATC, from the knife from the knife or spindle, exchange, the new knife into the spindle, the old knife back into the knife. ATC, as the former two knives to accommodate a limited number can not be too many, can not meet the needs of complex parts machining, CNC machine tool Automatic Tool Changer with tool magazine the use of the automatic tool change devices. The knife has more capacity, both installed in the spindle box side or above. As for the automatic tool change with tool magazine device CNC machine tool spindle box only a spindle, spindle components to high stiffness to meet the machining requirements. The number of establishments in larger knife, which can meet the more complex parts of the machining processes, significantly improving productivity. the automatic tool changer with tool magazine applied to drilling centers and CNC machining centers. The comparison drawn automatic tool changer with tool magazine system is the most promising. 圖4 刀庫與機(jī)床為分體式數(shù)控機(jī)床 圖5 刀庫與機(jī)床為整體式數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀裝置的主要類型、特點(diǎn)和適用范圍1、自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控機(jī)床上使用的一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，有四方刀架和六角刀架等多種形式，回轉(zhuǎn)刀架上分別安裝有四把、六把或更多的刀具，并按數(shù)控指令進(jìn)行換刀。回轉(zhuǎn)刀架又有立式和臥式兩種，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，適用于經(jīng)濟(jì)數(shù)控車床。回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)切削抗力和減少刀架在切削力作用下的變形，提高加工精度?；剞D(zhuǎn)刀架還要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后具有較高的重復(fù)定位精度(一般為0.001 0.005mm )。圖1所示為螺旋升降式四方刀架。 圖1 螺旋升降式四方刀架在自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架中最簡(jiǎn)單的換刀裝置是180回轉(zhuǎn)式換刀裝置，如圖2.2所示。接到換刀指令后，機(jī)床控制系統(tǒng)便將主軸控制到指定換刀位置;與此同時(shí)，刀具庫運(yùn)動(dòng)到適當(dāng)位置，換刀裝置回轉(zhuǎn)并同時(shí)與主軸、刀具庫的刀具相配合;拉桿從主軸刀具上卸掉，換刀裝置將刀具從各自的位置上取下;換刀裝置回轉(zhuǎn)180并將主軸刀具與刀具庫刀具帶走;換刀裝置回轉(zhuǎn)的同時(shí)，刀具庫重新調(diào)整其位置，以接受從主軸取下的刀具;接下來，換刀裝置將要換上的刀具與卸下的刀具分別裝入主軸和刀具庫:最后，換刀裝置轉(zhuǎn)回原“待命”位置。至此，換刀完成，程序繼續(xù)運(yùn)行。這種換刀裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、涉及的運(yùn)動(dòng)少、換刀快。主要缺點(diǎn)是刀具必須存放在與主軸平行的平面內(nèi)，與側(cè)置后置刀具庫相比，切屑及切削液易進(jìn)入刀夾，因此必須對(duì)刀具另加防護(hù)。刀夾錐面上有切屑會(huì)造成換刀誤差，甚至有損壞刀夾與主軸的可能。有些加工中心使用了傳遞桿，并將刀具庫側(cè)置。當(dāng)換刀指令被調(diào)用時(shí)，傳遞桿將刀具庫的刀具取下，轉(zhuǎn)到機(jī)床前方，并定位于與換刀裝置配合的位置。180“回轉(zhuǎn)式換刀裝置既可用于臥式機(jī)床，也可用于立式機(jī)床。 圖2 180回轉(zhuǎn)式換刀裝置2、轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝帶有旋轉(zhuǎn)刀具的數(shù)控機(jī)床常采用此種換刀裝置，轉(zhuǎn)塔頭上裝有幾個(gè)主軸，每個(gè)主軸上均裝一把刀具，加工過程中轉(zhuǎn)塔頭可自動(dòng)轉(zhuǎn)位實(shí)現(xiàn)換刀。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換刀時(shí)間短，僅為2s左右。但由于受空間位置的限制，主軸數(shù)目不能太多，通常只適用于工序較少、精度要就不高的機(jī)床，如數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床等。近年來出現(xiàn)了一種用機(jī)械手和轉(zhuǎn)塔頭配合刀庫進(jìn)行換刀的自動(dòng)換刀裝置，如圖3所示。它實(shí)際上是轉(zhuǎn)塔頭換刀裝置和刀庫式換刀裝置的結(jié)合。其原理如下:圖3 機(jī)械手和轉(zhuǎn)塔頭配合刀客換刀的自動(dòng)換刀裝置轉(zhuǎn)塔頭5上有兩個(gè)刀具主軸3和4，當(dāng)用刀具主軸4上的刀具進(jìn)行加工時(shí)，可由機(jī)械手2將下一步需要的刀具換至不工作的刀具主軸3上，待本工序完成后，轉(zhuǎn)塔頭回轉(zhuǎn)180，完成換刀。因其換刀時(shí)間大部分和加工時(shí)間重合，真正換刀時(shí)間只需轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位的時(shí)間，這種換刀方式主要用于數(shù)控鉆床和數(shù)控銼床等。3、帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)圖4所示為刀庫與機(jī)床為分體式數(shù)控機(jī)床的外觀圖。圖5所示為刀庫與機(jī)床為整體式數(shù)控機(jī)床的外觀圖。此時(shí)，刀庫容量大，刀具可以較重，常常附加運(yùn)輸裝置來完成刀庫與主軸之間刀具的運(yùn)輸。帶刀庫的換刀裝置由刀庫、選刀機(jī)構(gòu)、刀具自動(dòng)裝卸機(jī)械及刀具交換機(jī)構(gòu)(機(jī)械手)等四部分組成，應(yīng)用廣泛。刀庫機(jī)械手自動(dòng)換刀系統(tǒng)，整個(gè)換刀過程比較復(fù)雜。首先要把加工過程中使用的全部刀具安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)后，按一定的方式放入刀庫。換刀時(shí)，先在刀庫中選刀，再由換刀裝置從刀庫或主軸上取刀，進(jìn)行交換，將新刀裝入主軸，舊刀放回刀庫。 由于前兩種換刀裝置容納的刀具數(shù)量有限不能太多，不能滿足復(fù)雜零件的加工需要，所以自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床多采用帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置。刀庫具有較大容量，既可安裝在主軸箱的側(cè)面或上方。由于帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床的主軸箱內(nèi)只有一根主軸，主軸部件的剛度要高，以滿足精密加工要求。刀庫內(nèi)數(shù)量較大，因而能滿足復(fù)雜零件的多工序加工，大大提高生產(chǎn)率。帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)適用于數(shù)控鉆削中心和加工中心。進(jìn)行比較得出帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)是最有發(fā)展前景的。圖4 刀庫與機(jī)床為分體式數(shù)控機(jī)床 圖5 刀庫與機(jī)床為整體式數(shù)控機(jī)床湖 南 科 技 大 學(xué)開題報(bào)告學(xué) 生 姓 名： 王金思 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)及班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化三班 學(xué) 號(hào)： 1103010324 指 導(dǎo) 教 師：萬林林 2015年03月15日湖南科技大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題 目CK6140車床刀架系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者姓名王金思學(xué)號(hào)1103010324所學(xué)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻(xiàn)）、研究的意義：數(shù)控機(jī)床（Numerical Control Machine）是電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它集機(jī)械制造技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)等多學(xué)科為一體，具有高效率、高精度、高自動(dòng)化和高柔性的特點(diǎn)，是當(dāng)代制造業(yè)的重要裝備。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題就是數(shù)控車床CK6140車床刀架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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(shí)，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(jí)問題。作為關(guān)鍵附件，高性能的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架對(duì)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，數(shù)控車床的刀架設(shè)計(jì)的好與壞、效率高與低將直接影響到產(chǎn)品的加工時(shí)間和質(zhì)量，進(jìn)而影響到制造業(yè)的飛速發(fā)展。參考文獻(xiàn):1、黃國權(quán)、數(shù)控技術(shù)、哈爾濱、哈爾濱工程大學(xué)出版社、2013年，P1、國內(nèi)外現(xiàn)狀： 國外數(shù)控車床的發(fā)展目的在于提高加工精度和縮短制造周期。實(shí)現(xiàn)上述目的之手段是實(shí)現(xiàn)機(jī)床多功能化和工序工種集成，開發(fā)多種多樣復(fù)合化加工的機(jī)種，如增添銑削功能的復(fù)合加工車削中心、雙主軸多刀塔(雙刀塔或四刀塔)數(shù)控車床和車削中心、雙主軸同步驅(qū)動(dòng)，雙刀塔同時(shí)進(jìn)行加工車削中心、五軸聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合中心、車磨復(fù)合加工機(jī)床、具有車、銑、鏜、磨和激光熱處理多種功能的高度復(fù)合化的復(fù)合加工中心等等。我國數(shù)控車床經(jīng)過多年的發(fā)展，特別是近幾年迅速的發(fā)展，與國際先進(jìn)水平的差距在逐年縮小。對(duì)于某些依賴于進(jìn)口的高檔數(shù)控車床，如高精度數(shù)控車床和車削中心(主軸徑跳軸跳0.001mm)、適用耐熱合金和鈦合金零件加工的大功率、高扭矩?cái)?shù)控車床和車削中心等等要加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)研究攻關(guān)，突破其核心技術(shù)。、存在問題：近年來，我國從日、德、美、西班牙等國家先后引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了機(jī)床的可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、多軸聯(lián)動(dòng)加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國內(nèi)市場(chǎng)的需求，但對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動(dòng)化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與世界先進(jìn)技術(shù)仍存在很大的差距。2、研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化）、研究目標(biāo)：CK6140車床刀架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研究?jī)?nèi)容：分析確定CK6140車床刀架系統(tǒng)的整體傳動(dòng)方案；刀架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)；零部件的校核與設(shè)計(jì)相關(guān)的計(jì)算；裝配圖的設(shè)計(jì)、零件工作圖的設(shè)計(jì)；本設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)分析；典型零件加工工藝及圖形交互式（CAD/CAM）或手工數(shù)控程序編制；外文資料的翻譯。、擬解決的關(guān)鍵問題：（1） 刀盤抬起；（2） 刀架鎖緊；（3） 刀盤轉(zhuǎn)位；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(dòng)。2、 特色與創(chuàng)新之處 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(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)創(chuàng)新店在于：1、采用單作用液壓缸來實(shí)現(xiàn)刀架的抬起動(dòng)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(dòng)，其中從動(dòng)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(dòng)作。3、采用減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力刀具旋轉(zhuǎn)，刀具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用齒輪傳動(dòng)來提高效率。3、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線 首先，在1月到3月之間進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，想出總體方案,擬定開題報(bào)告。并利用寒假時(shí)間進(jìn)行知識(shí)儲(chǔ)備，技術(shù)儲(chǔ)備。 其次，在3月到4月之間進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，通過查閱資料，掌握數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)，在老師的協(xié)助下完成全部刀架設(shè)計(jì)，并利用Auto-CAD畫出重要零件圖和裝配圖，寫出設(shè)計(jì)說明書。最后，在5月份，查漏補(bǔ)缺，完善畢業(yè)設(shè)計(jì)。 4、 擬使用的主要設(shè)計(jì)、分析軟件及儀器設(shè)備 Auto-CAD計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件6、參考文獻(xiàn)1、黃國權(quán)、數(shù)控技術(shù)、哈爾濱、哈爾濱工程大學(xué)出版社、2013年，P1；2、關(guān)慧貞、馮辛安、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第3版、北京、機(jī)械工業(yè)出版社、2009年；3、陳嬋娟、數(shù)控車床設(shè)計(jì)、北京、化學(xué)工業(yè)出版社、2006年4、王愛玲、白恩遠(yuǎn)等、現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床、北京、國防工業(yè)出版社、2003年5、盛曉敏、鄧朝暉、先進(jìn)制造技術(shù)、北京、機(jī)械工業(yè)出版社、2002年注：1、開題報(bào)告是本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，在開始撰寫論文之前寫出開題報(bào)告。2、參考文獻(xiàn)按下列格式（A為期刊，B為專著）A：序號(hào)、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點(diǎn)，3人以上作者只寫前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫，不加縮寫點(diǎn)）年份、卷號(hào)（期號(hào)）：起止頁碼。B：序號(hào)、作者、書名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時(shí)間、頁碼。3、表中各項(xiàng)可加附頁。湖 南 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ）題 目CK6140車床刀架系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者王金思學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)1103010324指導(dǎo)教師萬林林 二五年五月二十六日湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 機(jī)電工程學(xué) 院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系（教研室）系（教研室）主任: （簽名） 2015 年 1 月 30 日學(xué)生姓名: 王金思 學(xué)號(hào): 1103010324專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題：CK6140車床刀架系統(tǒng)設(shè)計(jì)2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自 2015年 1月30 日開始至 2015 年5月 25 日止3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：上一學(xué)期所搜集的相關(guān)文獻(xiàn)資料；相關(guān)教材及機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝手冊(cè)；要求熟練使用AutoCAD、PRO/E繪圖軟件。4 設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容： 分析確定CK6140車床刀架系統(tǒng)的整體傳動(dòng)方案；刀架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)；零部件的校核與設(shè)計(jì)相關(guān)的計(jì)算 ；裝配圖的設(shè)計(jì)、零件工作圖的設(shè)計(jì)；本設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)分析 ；典型零件加工工藝及圖形交互式（CAD/CAM）或手工數(shù)控程序編制 ；編寫設(shè)計(jì)說明書；5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說明與圖紙或論文等）及要求：零件圖、裝配圖（Pro/E或AutoCAD完成），折合0號(hào)圖2.5張；編寫的設(shè)計(jì)說明書不少于40頁 ；課題相關(guān)論文的翻譯（英譯中，不少于2000字）一篇 ；典型零件的數(shù)控加工程序；6 發(fā)題時(shí)間： 2014 年 1 月 30 日指導(dǎo)教師： （簽名）學(xué) 生： （簽名）湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究?jī)?nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性，實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)指導(dǎo)人： （簽名）年 月 日 指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)： 湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究?jī)?nèi)容與方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)評(píng)閱人： （簽名）年 月 日 評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)： 湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄日期： 學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 題目： 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)下列材料：1 設(shè)計(jì)（論文）說明書共頁2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙共頁3 指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語共頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語：主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的研究思路，設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）的介紹，回答問題情況等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)答辯委員會(huì)主任： （簽名）委員： （簽名）（簽名）（簽名）（簽名） 答辯成績(jī)： 總評(píng)成績(jī)： 摘 要數(shù)控車床的刀架是機(jī)床的重要組成部分，刀架用于夾持切削用的刀具，其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率。因此數(shù)控車床的刀架設(shè)計(jì)的好與壞、效率的高與低將直接影響到產(chǎn)品的加工時(shí)間和質(zhì)量，進(jìn)而影響到制造業(yè)的飛速發(fā)展。CK6140型數(shù)控車床是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，進(jìn)給系統(tǒng)為交流伺服驅(qū)動(dòng)，適用于軸類及盤類零件的加工，能自動(dòng)完成對(duì)零件的內(nèi)外圓柱面、端面。任意錐面及螺紋切削等工序的連續(xù)加工，尤其對(duì)臺(tái)階軸或帶有錐面、圓弧面等表面復(fù)雜的零件的加工更能顯示其優(yōu)越性，對(duì)多品種批量零件的輪番加工具有較高的生產(chǎn)效率。本課題為CK6140六工位回轉(zhuǎn)刀架系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；零件加工；刀架設(shè)計(jì)ABSTRACTCNC lathes tool carrier is an important part of machine.Knife used for cutting tool clamping,its structure directly affect the efficiency of machine tools,cutting and cutting.therefore ,CNC lathe turret design is good or bad,high efficiency or low will have a direct impact on processing time and quantity of the product,thereby affecting the rapid development of manufacturering sector.CNC lathe CK6140is a type of economical lathe.Its feed system is intercourse servo-system.Its suit to machine some parts like axis and plate and it can machines inside and outside surfaces of cylinder side surface、arbitrarily of cone anf whorl cutting consistently ,especially its more suit to machine step axis 、roundness、cambered surface and more parts with complicate surface .Like this can show its superiority .It has a high efficiency to machine various batch of parts repetitively.The subject is CK6140 tool turret six heads system design.It can complete several processes in a single clamping to expand the range of processing anf greatly improve the machining accuracy and pruductive efficiency. Keywords:CNC lathe ;parts machining ;turret design 目 錄第一章 前言1 1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的背景及目的1 1.1.1 設(shè)計(jì)背景1 1.1.2 設(shè)計(jì)目的11.2 國內(nèi)外數(shù)控車床的研究狀況和成果11.3 研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)構(gòu)成3 1.3.1 研究?jī)?nèi)容3 1.3.2 技術(shù)參數(shù)4 1.3.3 設(shè)計(jì)過程4第二章 車床總體布局設(shè)計(jì)6 2.1 床身的結(jié)構(gòu)布局6 2.2 床身結(jié)構(gòu)的選擇72.3 導(dǎo)軌的選擇72.4 刀架的選擇82.5 主軸變速系統(tǒng)92.6 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)9第三章 車床刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算11 3.1 車床刀架的功能類型和應(yīng)滿足的要求11 3.1.1 車床刀架的功能11 3.1.2 機(jī)床刀架和自動(dòng)換刀裝置的類型11 3.1.3 機(jī)床刀架應(yīng)滿足的要求123.2 車床刀架總體方案設(shè)計(jì)與選擇13 3.2.1 刀架的整體方案設(shè)計(jì)13 3.2.2 刀架的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)13 3.2.3 刀架定位機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)143.3 車床刀架的工作原理15 3.4 刀架的設(shè)計(jì)計(jì)算16 3.4.1 驅(qū)動(dòng)刀架的伺服電機(jī)的選擇計(jì)算16 3.4.2 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算19I 3.4.3 刀架主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算23第四章 車床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算254.1 刀架液壓控制系統(tǒng)液壓泵及油泵電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算25 4.1.1 液壓油泵的選擇25 4.1.2 油泵電動(dòng)機(jī)功率的選擇計(jì)算25 4.2 液壓缸的設(shè)計(jì)27 4.2.1 選擇液壓缸類型27 4.2.2 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的計(jì)算27 4.3 車床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)28 4.3.1 液壓回路的選擇28 4.3.2 擬定液壓系統(tǒng)圖28 4.3.3 液壓系統(tǒng)的控制原理29第五章 微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)31 5.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求315.2 硬件電路方案的確定31 5.2.1 中央處理器CPU的簡(jiǎn)介及選擇32 5.2.2 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展與CPU的連接33 5.2.3 譯碼電路34 5.2.4 I/O擴(kuò)展電路 34 5.2.5 鍵盤、顯示器接口電路35 5.2.6 時(shí)鐘、復(fù)位電路35 5.2.7 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路35第五章 結(jié)論39參考文獻(xiàn)40致謝41I湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 前言1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的背景及目的1.1.1 設(shè)計(jì)背景制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的載體及使其轉(zhuǎn)化為規(guī)模生產(chǎn)力的工具與橋梁。裝備制造業(yè)是一個(gè)國家綜合制造力的集中體現(xiàn)，重大裝備研制能力是衡量一個(gè)國家工業(yè)化水平和綜合國力的重要標(biāo)準(zhǔn)。我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績(jī)。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，19982004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。1.1.2 設(shè)計(jì)目的通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以達(dá)到以下目的:1、培養(yǎng)綜合運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能來解決工程實(shí)際問題的能力；2、強(qiáng)化工程實(shí)踐能力和意識(shí)，提高本人綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力；3、使本人受到從事本專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練，提高工程繪圖、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、外文資料文獻(xiàn)閱讀、使用計(jì)算機(jī)、使用文獻(xiàn)資和手冊(cè)、文字表達(dá)等各方面的能力；4、培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和工程經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)、理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度以及積極向上的團(tuán)隊(duì)合作精神。 1.2 國內(nèi)外數(shù)控車床的研究狀況和成果 1949年帕森公司正式接受美國空軍委托，在麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)試驗(yàn)室的協(xié)助下，開始從事數(shù)控機(jī)床的研制工作。經(jīng)過三年時(shí)間的研究，于1952年試制成功世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床試驗(yàn)性樣機(jī)，這是一臺(tái)采用脈沖乘法器原理的直線插補(bǔ)三坐標(biāo)連續(xù)控制銑- 1 -床，這便是數(shù)控機(jī)床的第一代。 1953年，美國空軍與麻省理工學(xué)院協(xié)作，開始從事計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程的研究，這就是創(chuàng)制APT(Automatically Programmed Tools )自動(dòng)編程系統(tǒng)的開始。 1955年，美國空軍花費(fèi)巨額經(jīng)費(fèi)訂購了大約100臺(tái)數(shù)控機(jī)床，此后兩年，數(shù)控機(jī)床在美國進(jìn)入迅速發(fā)展階段,市場(chǎng)上出現(xiàn)了商品化數(shù)控機(jī)床。1958年，美國克耐杜列克公司(Keaney & Trecker Co.)在世界上首先研制成功帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為“加工中心”。 1959年，計(jì)算機(jī)行業(yè)研制出晶體管元器件，因而數(shù)控裝置中廣泛采用晶體管和印制電路板，從而跨入第二代數(shù)控時(shí)代。同時(shí)美國航空工業(yè)協(xié)會(huì)(AIA)和麻省理工學(xué)院發(fā)展了APT程序語言。 1960年以后，點(diǎn)位控制機(jī)床在美國得到迅速發(fā)展,數(shù)控技術(shù)不僅在機(jī)床上得到實(shí)際應(yīng)用，而且逐步推廣到?jīng)_壓機(jī)、繞線機(jī)、焊接機(jī)、火焰切割機(jī)、包裝機(jī)和坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等，在程序編制方面，已由手工編程逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程。除了APT數(shù)控語言外，又發(fā)展了許多自動(dòng)騙程語言。 從1960年開始，德國、日本等先進(jìn)工業(yè)國家都陸續(xù)開發(fā)，生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。至1965年，出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路。由于它體積小、功耗低、使用數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步提高，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。 1967年，英國首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床聯(lián)接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是最初的FMS(Flexible Manufacturing System，柔性制造系統(tǒng))。之后，美、歐、日也相繼進(jìn)行開發(fā)與應(yīng)用。 1970年前后，美國英特爾公司開發(fā)和使用了微處理器。1974年美、日等國首先研制出以微處理器為核心的數(shù)控系統(tǒng)。近20年來，微處理機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的摟控機(jī)床得到飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，這就是第五代數(shù)控系統(tǒng)(MNC)。20世紀(jì)80年代初，國際上又出現(xiàn)了柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell) 。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(shí)期。當(dāng)時(shí)，一些高等院校、科研單位研制出試驗(yàn)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)。CIL18晶體管數(shù)控系統(tǒng)及Z53K1G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GE公司的MCI系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)、德國西門子VS系列可控硅調(diào)速裝置，并進(jìn)行了商品化生產(chǎn)。這些系統(tǒng)可靠性高，功能齊全。與此同時(shí)，還自行開發(fā)了3、4、5軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)以及雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(gè)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JCS-FMS-1型和2型的柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)。這個(gè)時(shí)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(dòng))，分辨率為0.02um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(hào)、中華號(hào)、航天號(hào)和藍(lán)天號(hào)，這4種基本系統(tǒng)建立了具有中國自主版機(jī)的數(shù)控技術(shù)平臺(tái)。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(chǎng)上站住了腳。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(jí)，即經(jīng)濟(jì)型、普及型和高級(jí)型?！熬盼濉逼陂g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。1.3 研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)構(gòu)成1.3.1 研究?jī)?nèi)容本課題設(shè)計(jì)數(shù)控車床CK6140車床回轉(zhuǎn)式刀架系統(tǒng)，用于對(duì)回轉(zhuǎn)零件的圓柱面、圓弧面、圓錐面、端面、切槽、及各種公、英制螺紋等進(jìn)行批量、高效、高精度的自動(dòng)加工。該數(shù)控車床可以用于機(jī)械、汽車、航空航天等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：1、分析確定CK6140車床刀架系統(tǒng)的整體傳動(dòng)方案；2、刀架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)；3、零部件的校核與設(shè)計(jì)相關(guān)的計(jì)算；4、裝配圖的設(shè)計(jì)、零件工作圖的設(shè)計(jì)；5、本設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)分析；6、典型零件加工工藝及圖形交互式（CAD/CAM）或手工數(shù)控程序編制；7、外文資料的翻譯。1.3.2 技術(shù)參數(shù)CK6140數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)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)以及組內(nèi)學(xué)習(xí)相互討論等途徑，確定其主要技術(shù)參數(shù)如表1.1所示：表1.1 CK6140數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)主要參數(shù)CK6140中心高（mm)205最大回轉(zhuǎn)直徑（mm）400刀架最大回轉(zhuǎn)直徑210刀架最大回轉(zhuǎn)行程280轉(zhuǎn)速50HZ25-1600 12級(jí)刀桿截面尺寸（mm）縱向進(jìn)給量（mm）0.04-2.16mm頂尖套內(nèi)孔錐度Mt4頂尖套最大移動(dòng)量130mm橫向最大移動(dòng)量電機(jī)kw4.5中心距750主機(jī)外形重量16001.3.3 設(shè)計(jì)過程本次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分是CK6140數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)，通過查閱資料和親臨現(xiàn)場(chǎng)的觀察和總結(jié)，再加上幾個(gè)月的努力，終于可以擬定并最終做好設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)途徑：1、參數(shù)修正，查閱資料和觀察實(shí)物，然后最終確定參數(shù)； 2、設(shè)計(jì)刀架結(jié)構(gòu)，擬用液壓控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)刀盤抬起和刀盤鎖緊定位， 而刀盤的分度轉(zhuǎn)位由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)； 3、熟悉液壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加深對(duì)數(shù)控編程的學(xué)習(xí)。研究?jī)?nèi)容：使用液壓缸驅(qū)動(dòng)刀架的抬起和鎖緊，重點(diǎn)是對(duì)結(jié)構(gòu)的理解和多齒盤進(jìn)行定位的把握，還有對(duì)控制的掌握，進(jìn)行必要的計(jì)算，通過大量的查閱資料，進(jìn)行對(duì)比挑選，爭(zhēng)取選出比較理想的方案，還要加重對(duì)刀架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第二章 車床總體布局設(shè)計(jì)2.1 床身的結(jié)構(gòu)布局床身的結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的布局有很大影響。床身是機(jī)床的主要承載部件，是機(jī)床的主體，若采用不同布局，就會(huì)導(dǎo)致車床床身構(gòu)造和形狀不同。本次研究的數(shù)控車床床身采用臥式斜床身結(jié)構(gòu)。因?yàn)檐嚧驳拇采硎钦麄€(gè)車床的基礎(chǔ)支承件，是車床的主體，一般用來放置導(dǎo)軌、主軸箱等重要部件。床身的結(jié)構(gòu)對(duì)車床的布局有很大的影響。按照床身導(dǎo)軌面與水平面的相對(duì)位置，床身的結(jié)構(gòu)有后斜床身-斜滑板、直立床身-直立滑板、平床身、-平滑板、前斜床身-平滑板和平床身-斜滑板等五種，它們各自有自己的優(yōu)點(diǎn)和局限性，采用什么樣的床身要根據(jù)實(shí)際情況定。一般來說，中、小規(guī)格的數(shù)控車床采用斜床身和平床身斜滑板的居多。只有大型數(shù)控車床或小型精密數(shù)控車床才采用平床身平滑板結(jié)構(gòu)，而立床身結(jié)構(gòu)采用得較少。平床身工藝性好，易于加工制造，由于車床刀架水平放置，對(duì)提高刀架的運(yùn)動(dòng)精度有好處,，但床身下部空間小，排屑回難。平床身斜滑板結(jié)構(gòu)，再配置向上傾斜導(dǎo)軌防護(hù)罩，這樣既保持了平床身工藝性好的優(yōu)點(diǎn)，而且床身寬度也不會(huì)太大。斜床身和平床身斜滑板結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代數(shù)控車床中被廣泛采用，是因?yàn)檫@種布局有以下的優(yōu)點(diǎn)：1） 易實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化；2） 機(jī)床外觀整齊,美觀,占地面積?。?） 容易設(shè)置封閉式防護(hù)裝置；4） 容易排屑和安裝自支排屑器；5） 從工件上切下的熾熱切屑不至于堆積在導(dǎo)軌上影響導(dǎo)軌精度；6） 宜人性好,便于操作；7） 便于安裝機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化。機(jī)床床身的五種結(jié)構(gòu)形式圖2.1所示： (a) 斜床身斜滑板 (b) 直立床身直立滑板 (c) 平床身平滑板 (d) 前斜床身平滑板 (e)平床身斜滑板圖2.1 床身結(jié)構(gòu)示意圖2.2 床身結(jié)構(gòu)的選擇鑒于斜床身有前述優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)擬選用此種床身形式。而目前的斜床身按與地面相交角度，一般分為30、45、60、75等，其中30、45形式多為小型數(shù)控車床采用，75形式經(jīng)常為大型數(shù)控車床采用，而60形式則為大多數(shù)中等規(guī)格數(shù)控車床所采用。CK6140，從規(guī)格上講，應(yīng)屬于中等常用規(guī)格，故初步選擇60斜床身形式。采用60斜床身與35、45相比，占地面積小，便于排屑；與75斜床身相比，當(dāng)采用同樣的材料、相同的筋板布置形式時(shí)，60斜床身比75斜床身剛度可提高25%30%，另外，機(jī)床整體布局合理，長寬高比例適宜，因此選擇60床身結(jié)構(gòu)是合適的。按設(shè)計(jì)要求選擇導(dǎo)軌跨距后，因下導(dǎo)軌靠近主軸軸線，故選用下導(dǎo)軌作為導(dǎo)向和主要支承導(dǎo)軌。為降低扭轉(zhuǎn)力矩，保證加工精度，使縱向滾珠絲杠位置在上下導(dǎo)軌之間。由于本設(shè)計(jì)要求加工工件較長，故采用鑲鋼導(dǎo)軌，材料40Cr，淬火后用螺栓固定在床身上進(jìn)行精密磨削加工。總之，床身向后傾斜與地面成60角，集合了斜床身和平床身的優(yōu)點(diǎn)，為機(jī)床實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的合理布局創(chuàng)造了條件，形成外形美觀、結(jié)構(gòu)合理，別具一格的形式。所謂機(jī)床布局是根據(jù)工件的工藝分類所需運(yùn)動(dòng)和主要技術(shù)參數(shù)而確定各部件的相對(duì)位置，并完成工件和刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，保證加工精度，方便操作、調(diào)整和維修。無論采用哪種布局形式，都要求外型美觀，并滿足上述要求，由于現(xiàn)代數(shù)控車床一般均采用全封閉式防護(hù)裝置。因此，機(jī)床外型的美觀性，顯得特別重要。而機(jī)床的結(jié)構(gòu)，各部件的布局形式，將直接影響外型的美觀性，可以說，機(jī)床的布局確定了，外觀造型也就基本確定了，布局必須使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，以節(jié)省占地面積和空間。2.3 導(dǎo)軌的選擇車床的導(dǎo)軌可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌兩種。 滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦阻力大、磨損快、動(dòng)靜摩擦系數(shù)差別大、低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。目前，數(shù)控車床已不采用傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌，而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動(dòng)導(dǎo)軌和新型塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長等特點(diǎn)。 導(dǎo)軌剛度的大小、制造是否簡(jiǎn)單、能否調(diào)整、摩擦損耗是否最小以及能否保持導(dǎo)軌的初始精度，在很大程度上取決于導(dǎo)軌的橫截面形狀。車床滑動(dòng)導(dǎo)軌的橫截面形狀常采用山形截面和矩形截面。山形截面，如圖2.3(a)所示。這種截面導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，導(dǎo)軌磨損后靠自重下沉自動(dòng)補(bǔ)償。下導(dǎo)軌用凸形有利于排污物，但不易保存油液。矩形截面，如圖2.3(b)所示。這種截面導(dǎo)軌制造維修方便，承載能力大，新導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，需用鑲條調(diào)節(jié)，影響導(dǎo)向精度。 a) 山形截面 b) 矩形截面圖2.3 導(dǎo)軌截面滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近，不會(huì)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，可以使用油脂潤滑。數(shù)控車床導(dǎo)軌的行程一般較長，因此滾動(dòng)體必須循環(huán)。根據(jù)滾動(dòng)體的不同，滾動(dòng)導(dǎo)軌可分為滾珠直線導(dǎo)軌和滾柱直線導(dǎo)軌，如圖2.4所示。后者的承載能力和剛度都比前者高，但摩擦系數(shù)略大。a) 滾珠直線導(dǎo)軌 b) 滾柱直線導(dǎo)軌圖2.4 滾動(dòng)導(dǎo)軌2.4 刀架的選擇數(shù)控車床的刀架采用回轉(zhuǎn)刀架，如圖2.5所示?；剞D(zhuǎn)刀架的換刀分為刀盤抬起、刀架鎖緊和刀盤轉(zhuǎn)位三個(gè)動(dòng)作。其中刀盤抬起和刀架鎖緊由液壓控制來實(shí)現(xiàn)，而刀盤轉(zhuǎn)位則由伺服電機(jī)來驅(qū)動(dòng)。刀盤抬起動(dòng)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(dòng)壓力油進(jìn)入液壓缸右腔活塞向左運(yùn)動(dòng)刀架主軸向左移動(dòng)端齒盤脫離嚙合刀盤抬起。刀盤轉(zhuǎn)位動(dòng)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(dòng)蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)刀架主軸轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀盤轉(zhuǎn)位。刀盤鎖緊動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)順經(jīng)以下的步驟： 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出刀盤鎖緊命令液壓系統(tǒng)啟動(dòng)壓力油進(jìn)入液壓缸左腔活塞向右運(yùn)動(dòng)刀架主軸向右移動(dòng)端齒盤嚙合實(shí)現(xiàn)刀盤鎖緊。圖2.5 回轉(zhuǎn)刀架示意圖2.5 主軸變速系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動(dòng)變速的，需要變速時(shí)，只能把機(jī)床停止，然后手動(dòng)變速。而全功能數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用無級(jí)變速。目前，無級(jí)變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種，一般采用直流或交流主軸電機(jī)，通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪(以獲得更大的轉(zhuǎn)矩)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。主軸電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)可輸出全部功率和最大轉(zhuǎn)矩。2.6 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控車床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)一般均采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)。這也是數(shù)控車床區(qū)別于普通車床的一個(gè)特殊部分。 數(shù)控車床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行件和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行元件組成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。檢測(cè)元件與反饋電路組成檢測(cè)系統(tǒng)。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)按其控制方式不同可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)控制方式通常是具有位置反饋的伺服系統(tǒng)。根據(jù)位置檢測(cè)裝置所在位置的不同，閉環(huán)系統(tǒng)又分為半閉環(huán)系統(tǒng)和全閉環(huán)系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)具有將位置檢測(cè)裝置裝在絲杠端頭和裝在電機(jī)軸端兩種類型。前者把絲杠包括在位置環(huán)內(nèi)，后者則完全置機(jī)械傳動(dòng)部件于位置環(huán)之外。全閉環(huán)系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置安裝在工作臺(tái)上，機(jī)械傳動(dòng)部件整個(gè)被包括在位置環(huán)之內(nèi)。 開環(huán)系統(tǒng)的定位精度比閉環(huán)系統(tǒng)低，但它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉。由于影響定位精度的機(jī)械傳動(dòng)裝置的磨損、慣性及間隙的存在，故開環(huán)系統(tǒng)的精度和快速性較差。 全閉環(huán)系統(tǒng)控制精度高、快速性能好，但由于機(jī)械傳動(dòng)部件在控制環(huán)內(nèi)，所以系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不僅取決于驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而且還與機(jī)械傳動(dòng)部件的剛度、阻尼特性、慣性、間隙和磨損等因素有很大關(guān)系，故必須對(duì)機(jī)電部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮才能滿足系統(tǒng)的要求。因此全閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的要求比較高，且造價(jià)也較昂貴。閉環(huán)系統(tǒng)中采用的位置檢測(cè)裝置有：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、磁尺、光柵尺和激光干涉儀等。數(shù)控車床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)中常用的驅(qū)動(dòng)裝置是伺服電機(jī)。伺服電機(jī)有直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)之分。交流伺服電機(jī)由于具有可靠性高、基本上不需要維護(hù)和造價(jià)低等特點(diǎn)而被廣泛采用。第三章 車床刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算3.1 車床刀架的功能、類型和應(yīng)滿足的要求3.1.1 車床刀架的功能機(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(dòng)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(dòng)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(dòng)刀架，有的還使用兩個(gè)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(chǔ)刀具和自動(dòng)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(dòng)交換刀具的時(shí)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(dòng)換刀裝置，就成為加工中心的主要特征。3.1.2 機(jī)床刀架和自動(dòng)換刀裝置的類型機(jī)床刀架的類型，按照安裝刀具的數(shù)目，可分為單刀架和多刀架，例如自動(dòng)車床上的前、后刀架和天平刀架；按結(jié)構(gòu)形式可分為方刀架、轉(zhuǎn)塔刀架、回輪式刀架等；按驅(qū)動(dòng)刀架轉(zhuǎn)位的動(dòng)力可分為手動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架和自動(dòng)（電動(dòng)和液動(dòng)）轉(zhuǎn)位刀架。自動(dòng)換刀裝置的刀庫和換刀機(jī)械手，驅(qū)動(dòng)都是采用電氣或液壓自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。目前自動(dòng)換刀裝置主要用在加工中心和車削中心上，但在數(shù)控磨床上自動(dòng)更換砂輪，電加工機(jī)床上自動(dòng)更換電極，以及數(shù)控沖床上自動(dòng)更換模具等的應(yīng)用也日漸增多。數(shù)控車床的自動(dòng)換刀裝置主要采用回轉(zhuǎn)刀盤，刀盤上安裝812把刀。有的數(shù)控車床采用兩個(gè)刀盤，實(shí)行四坐標(biāo)控制，少數(shù)數(shù)控車床也具有刀庫形式的自動(dòng)換刀裝置。圖3.1a是一個(gè)刀架上的回轉(zhuǎn)盤，刀具與主軸中心平行安裝，回轉(zhuǎn)刀盤既有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又有縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（S縱）和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（S橫）。圖3.1b為刀盤中心線相對(duì)于主軸中心線傾斜的回轉(zhuǎn)刀盤，刀盤上有68個(gè)刀位可安裝兩把刀具，分別加工外圓和內(nèi)孔。圖3.1c所示為裝有兩個(gè)刀盤的數(shù)控車床，刀盤1的回轉(zhuǎn)中心與主軸中心線平行，用于加工外圓；刀盤2的回轉(zhuǎn)中心線與主軸中心線垂直，用以加工內(nèi)表面。圖3.1d是帶刀庫的數(shù)控車床，刀庫可以式回轉(zhuǎn)式或鏈?zhǔn)?，通過機(jī)械手交換刀具。圖3.1e是帶鼓輪式刀庫的車削中心，圖中3為回轉(zhuǎn)刀盤，上面裝有多把刀具，4是鼓輪式刀庫，其上可裝68把刀，5是機(jī)械手交換刀具，可將刀庫中的刀具換刀刀具轉(zhuǎn)軸6上去，6可由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削加工，7為回轉(zhuǎn)頭，可交換采用回轉(zhuǎn)刀盤3和刀具轉(zhuǎn)軸6，輪翻進(jìn)行加工。圖3.1 數(shù)控車床上的自動(dòng)換刀裝置3.1.3 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(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)交換刀具時(shí)，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(duì)位置。刀架的運(yùn)動(dòng)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(dòng)軌跡必須準(zhǔn)確，運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)化而出現(xiàn)的，因而它的換刀時(shí)間應(yīng)盡可能縮短，以利于提高生產(chǎn)率。目前自動(dòng)換刀裝置的換刀時(shí)間在0.86秒之間不等。而且還在進(jìn)一步縮短。 (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(píng)價(jià)刀架設(shè)計(jì)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。3.2 車床刀架總體方案設(shè)計(jì)與選擇3.2.1 刀架的整體方案設(shè)計(jì) 刀架是車床的重要組成部分，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。根據(jù)前部分對(duì)機(jī)床刀架類型、性能及其使用場(chǎng)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(jì)的數(shù)控車床CK6140擬采用回轉(zhuǎn)刀架中的六工位六方刀架。該刀架的換刀動(dòng)作分為刀盤抬起、刀盤分度轉(zhuǎn)位和刀盤鎖緊三個(gè)步驟，其中刀盤抬起和刀盤鎖緊定位由液壓控制來實(shí)現(xiàn)，而刀盤的分度轉(zhuǎn)位由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。3.2.2 刀架的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)一般來說，機(jī)床刀架的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)主要有以下幾種： (1) 液壓（或氣動(dòng)）驅(qū)動(dòng)的活塞齒條齒輪轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu) 這種由液動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)調(diào)速范圍大、緩沖制動(dòng)容易，轉(zhuǎn)位速度可調(diào)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)尺寸較小，制造容易，因而應(yīng)用較廣泛。而轉(zhuǎn)位角度大小可由活塞桿上的限位檔塊來調(diào)整。也有采用氣動(dòng)的，氣動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度可調(diào)，但運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，有沖擊，結(jié)構(gòu)尺寸大，驅(qū)動(dòng)力小。故一般多用于非金屬切削的自動(dòng)化機(jī)械和自動(dòng)線的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)中。 (2) 圓柱凸輪步進(jìn)式轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu) 這種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)依靠凸輪輪廓強(qiáng)制刀架作轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全取決于凸輪輪廓形狀。圓柱凸輪是在圓周面上加工出一條兩端有頭的凸起輪廓，從動(dòng)回轉(zhuǎn)盤（相當(dāng)于刀架體）端面有多個(gè)柱銷，銷子數(shù)量與工位數(shù)相等。當(dāng)圓柱凸輪按固定的旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，有的柱銷會(huì)進(jìn)入凸輪輪廓的曲線段，使凸輪開始驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)位，與此同時(shí)有的圓柱銷會(huì)與凸輪輪廓脫離，當(dāng)柱銷接觸的凸輪輪廓由曲線段過渡到直線段時(shí)，即使凸輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)盤也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，即完成了一次刀盤分度轉(zhuǎn)位動(dòng)作。如此反復(fù)下去，就能實(shí)現(xiàn)多次的刀架換刀操作。由于凸輪是一個(gè)兩端開口的非閉合曲線輪廓，所以當(dāng)凸輪正反轉(zhuǎn)進(jìn)均可帶動(dòng)刀盤正反兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)。這種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位速度高、精度較低，運(yùn)動(dòng)特性可以自由設(shè)計(jì)選取但制造較困難、成本較高、結(jié)構(gòu)尺寸較大。這種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)可以通過控制系統(tǒng)中的邏輯電路或PC程序來自動(dòng)選擇回轉(zhuǎn)方向，以縮短轉(zhuǎn)位輔助時(shí)間。 (3) 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的刀架轉(zhuǎn)位 隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，可以采用直流（或交流）伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿、蝸輪（消除間隙）實(shí)現(xiàn)刀架轉(zhuǎn)位，轉(zhuǎn)位的速度和角位移均可通過半閉環(huán)反饋進(jìn)行精確控制加以實(shí)現(xiàn)。因而這種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位速度可以進(jìn)行精確控制、精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易。所以在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中被廣泛采用。 結(jié)合上述三種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)位機(jī)理和特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)的數(shù)控車床CK6140決定采用第三種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)-伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的刀架轉(zhuǎn)位。3.2.3 刀架定位機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)目前在刀架的定位機(jī)構(gòu)中多采用錐銷定位和端面齒盤定位。因?yàn)閳A柱銷和斜面銷定位時(shí)容易出現(xiàn)間隙，而圓錐銷定位精度較高，它進(jìn)入定位孔時(shí)一般靠彈簧力或液壓、氣動(dòng)，即使磨損后仍可以消除間隙，以獲得較高的定位精度。端齒盤定位由兩個(gè)齒形相同的端面齒盤相嚙合而成，由于嚙合時(shí)各個(gè)齒的誤差相互抵消，起著誤差均化的作用，定位精度高。端齒盤定位的特點(diǎn)：（1）定位精度高。由于端齒盤定位齒數(shù)多，且沿圓周均布，向心多齒結(jié)構(gòu)，經(jīng)過研齒的齒盤其分度精度一般可達(dá)左右，最高可達(dá)以內(nèi)。一對(duì)齒盤嚙合時(shí)具有自動(dòng)定心作用，所以中心軸的回轉(zhuǎn)精度、間隙及磨損對(duì)定心精度幾乎沒有影響，對(duì)中心軸的精度要求低，裝配容易。（2）重復(fù)定位精度好。由于多齒嚙合相當(dāng)于上下齒盤齒的反復(fù)磨合對(duì)研，越磨合精度越高，重復(fù)定位精度也越好。（3）定位剛性好，承載能力大。兩齒盤多齒嚙合。由于齒盤齒部強(qiáng)度高，并且一般齒數(shù)嚙合率不少于90%，齒面嚙合長度不少于60%，故定位剛性好，承載能力大?？紤]到端面齒盤具有以上的各種優(yōu)點(diǎn)，因而本次設(shè)計(jì)的刀架采用端面齒盤定位。3.3 車床刀架的工作原理下圖所示為回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)圖，刀架的松開和夾緊以及刀盤的分度轉(zhuǎn)位分別由液壓系統(tǒng)和直流伺服電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。7為安裝刀具的刀盤，它與主軸3固定連接，當(dāng)?shù)都苤鬏S3帶動(dòng)刀盤7旋轉(zhuǎn)時(shí)，其上的端齒盤5和固定在刀盤上的端齒盤6脫開，旋轉(zhuǎn)指定刀位后，刀盤的定位由端齒盤的嚙合來完成?；钊?支承在一對(duì)推力球軸承上，它們可以通過推力球軸承帶動(dòng)刀架主軸來移動(dòng)。當(dāng)車床數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后，刀架上的液壓缸右腔通入壓力油，活塞1及軸3在壓力油推動(dòng)下向左移動(dòng)，通過刀架主軸使端齒盤5和6脫開嚙合，實(shí)現(xiàn)刀盤抬起動(dòng)作。隨后伺服電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)蝸桿4和蝸輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)刀架主軸3帶動(dòng)刀架的刀盤旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)刀架換刀動(dòng)作，轉(zhuǎn)位的速度和角位移均通過半閉環(huán)反饋系統(tǒng)進(jìn)行精確控制。當(dāng)?shù)侗P旋轉(zhuǎn)到指定的刀位后，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，指令伺服電機(jī)停轉(zhuǎn)，這時(shí)，壓力油進(jìn)入液壓缸的左腔，推動(dòng)活塞1和刀架主軸3向右移動(dòng)，使端齒盤5和6重新嚙合，實(shí)現(xiàn)刀盤鎖動(dòng)作。刀盤被定位夾緊并向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，于是刀架的轉(zhuǎn)位、換刀循環(huán)完成。在車床自動(dòng)工作狀態(tài)下，當(dāng)指定換刀的刀號(hào)后，數(shù)控系統(tǒng)可以通過內(nèi)部的運(yùn)算判斷，實(shí)行刀盤就近轉(zhuǎn)位換刀，即刀盤既可正轉(zhuǎn)也可以反轉(zhuǎn)。但當(dāng)手動(dòng)操作車床時(shí)，從刀盤方向觀察，只允許刀盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)換刀。1-活塞 2-蝸輪 3-主軸 4-蝸桿 5-右端齒盤 6-左端齒盤 7-刀盤圖3.2 數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)圖3.4 刀架的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1 驅(qū)動(dòng)刀架的伺服電機(jī)的選擇計(jì)算刀架驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇應(yīng)同時(shí)滿足刀架運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)載扭矩和起動(dòng)時(shí)的加速扭矩的要求。(1) 刀架負(fù)載扭矩的計(jì)算回轉(zhuǎn)刀架負(fù)載扭矩估算方法如下：由于這種刀架的負(fù)載扭矩主要用來克服刀具質(zhì)量的不平衡，估算按如下的情況進(jìn)行：用平均重力的刀具插滿刀盤的半個(gè)圓，根據(jù)工藝要求所需的各種刀具，確定每個(gè)刀具的（包括刀柄）平均重力，而其重心則設(shè)定為離刀架回轉(zhuǎn)中心2/3半徑處。由以上的方法可知，由于該數(shù)控車床采用的是伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為的六工位回轉(zhuǎn)刀架，因而插滿刀盤的半個(gè)圓需要3把刀具。設(shè)工藝要求所需的每個(gè)刀具的平均重力；刀盤的回轉(zhuǎn)中心直徑。則有 （3.1）(2) 刀架加速扭矩的計(jì)算 （3.2） 式中 刀架換刀時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)； 加速時(shí)間，通常取150； 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子慣量()，可查樣本； 負(fù)載慣量折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()。則有 (3) 負(fù)載慣量折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 （3.3） 式中 -各旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()； -各旋轉(zhuǎn)件的角速度()； -各直線運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量()； -各直線運(yùn)動(dòng)件的速度()； -伺服電機(jī)的角速度()。(4) 各旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的估算由刀架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可知，刀架在完成換刀動(dòng)作時(shí)，伺服電機(jī)帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的部件共3個(gè),它們分別是蝸輪蝸桿副、刀架主軸和刀盤。因而只需估算這三者的傳動(dòng)慣量即可。1) 刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算刀盤采用煙臺(tái)環(huán)球公司生產(chǎn)的AK31系列數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的配套產(chǎn)品，其主要尺寸如下：刀盤外徑；刀盤刀架主軸相連的孔徑；刀盤寬。則刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (3.4) =2) 刀架主軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算刀架主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量按如下的方法估算：刀架主軸的最大直徑；最小直徑；刀架主軸長度取。則刀架主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (3.5) =3) 蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 蝸輪蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的估算方法如下：設(shè)蝸輪的分度圓直徑；其與刀架主軸相連的孔徑；蝸輪齒寬。則蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (3.6) =設(shè)蝸桿的分度圓直徑；蝸桿長。則蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (3.7) =4) 連軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算由于連軸器已標(biāo)準(zhǔn)化，查表取連軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 5) 對(duì)各旋轉(zhuǎn)件的角速度作如下設(shè)定：伺服電機(jī)的角速度 ；蝸桿的角速度 ；蝸輪的角速度 ；刀架主軸的角速 ；刀盤轉(zhuǎn)位時(shí)的角速度 。則將以上計(jì)算所得的數(shù)據(jù)代入下式： 得負(fù)載慣量折算到電動(dòng)機(jī)軸上的慣量 (3.8) =??；刀架換刀時(shí)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速；伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。則刀架加速扭矩 (3.9) =0.326) 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的計(jì)算驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩應(yīng)同時(shí)滿足刀架負(fù)載扭矩和加速扭矩之和，將以上計(jì)算的刀架負(fù)載扭矩和加速扭矩?fù)Q為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸上的輸出扭矩的公式為： （3.10）式中 -傳動(dòng)效率 取0.75。則有 （3.11）考慮到實(shí)際情況比計(jì)算時(shí)所設(shè)定條件復(fù)雜，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)為的倍。所以取 （3.12）經(jīng)查閱西門子電機(jī)手冊(cè)，擬選用西門子1FT6交流伺服電動(dòng)機(jī)。該電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，額定輸出轉(zhuǎn)矩為5N.m，額定功率為0.4kW。3.4.2 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算1、各參數(shù)的取定本刀架的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)是采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿、蝸輪（消除間隙）實(shí)現(xiàn)刀架的轉(zhuǎn)位，其中蝸輪蝸桿副的傳動(dòng)比取60，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速取1400；刀架的轉(zhuǎn)位速度設(shè)計(jì)為，由于刀盤為六工位刀盤，則該刀架換一次刀的最大耗時(shí)不到。2、 蝸輪蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)的普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的功率為，蝸桿的轉(zhuǎn)速為，傳