0003-數(shù)控刀架的設(shè)計(jì)
0003-數(shù)控刀架的設(shè)計(jì),數(shù)控,刀架,設(shè)計(jì)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題目：CK6130車削中心動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架設(shè)計(jì)與三維制作
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
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學(xué) 號(hào)
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
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職 稱
所在院系
課題來(lái)源
自擬課題
課題性質(zhì)
課題名稱
CK6130車削中心動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架設(shè)計(jì)及三維制作
畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義?
畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容：
1、動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架的整體結(jié)構(gòu)，換刀的步驟，刀具的傳動(dòng)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(jì)和計(jì)算(八個(gè)工位)
3、單作用液壓缸的計(jì)算及設(shè)計(jì)(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)(500-750W,2極)
5、端齒盤(pán)的設(shè)計(jì)及刀位的檢測(cè)裝置選用并掌握其工作原理
6、三維制作及裝配
7、撰寫(xiě)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(guó)綜合國(guó)力的進(jìn)一步加強(qiáng)和加入世貿(mào)組織，我國(guó)經(jīng)濟(jì)全面與國(guó)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(guó)的“效率”和“創(chuàng)新”兩大特點(diǎn)，注重科學(xué)實(shí)驗(yàn)，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(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(wèn)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(lái)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(guó)內(nèi)數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)都是依賴先進(jìn)國(guó)家的，而且產(chǎn)品的性能方面跟國(guó)外還有一定的差距，期待開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種性能最優(yōu)，最有實(shí)用價(jià)值的轉(zhuǎn)塔刀架，來(lái)適應(yīng)市場(chǎng)，替代進(jìn)口產(chǎn)品低價(jià)位的數(shù)控車床用轉(zhuǎn)塔刀架，占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，為國(guó)產(chǎn)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
本次設(shè)計(jì)的動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架的刀架抬起和夾緊是通過(guò)氣液增壓缸來(lái)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(shí)通過(guò)碟形彈簧復(fù)位壓緊；采用端齒盤(pán)來(lái)進(jìn)行精確定位；用變頻電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)。
英文期刊文章引用：作者. 題名. 期刊名, 出版年份，期號(hào)：起止頁(yè)碼
文
獻(xiàn)
綜
述
隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本提出了越來(lái)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(lái)的加工設(shè)備已無(wú)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(dòng)化而生產(chǎn)的。為了滿足市場(chǎng)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(duì)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(kāi)放性、出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備這幾個(gè)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(jià)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(kāi)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(kāi)發(fā)出軟、硬件都具有開(kāi)放式機(jī)構(gòu)的智能化全功能通用數(shù)控裝置。我國(guó)目前還沒(méi)有制定出開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但從“八五”開(kāi)始也對(duì)此作了一些有益的探索工作，并開(kāi)發(fā)出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，特別是提出開(kāi)發(fā)中華Ι型和航天Ⅰ型兩個(gè)基本系統(tǒng)及系列產(chǎn)品，并利用基本系統(tǒng)發(fā)揮我國(guó)的軟件優(yōu)勢(shì)，實(shí)施平臺(tái)戰(zhàn)略，發(fā)展我國(guó)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(huì)引起刀具位移不精密，從而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)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(duì)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(dòng)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(xiàng)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(chǎng)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(gè)工位提供多個(gè)軸線的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(duì)自動(dòng)換刀裝置有較高的要求，以實(shí)現(xiàn)換刀時(shí)間短、刀具重復(fù)定位精度高、足夠的刀具儲(chǔ)備量、占地面積小、安全可靠等特性[5]。對(duì)于一般的數(shù)控車床刀架設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng)機(jī)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架，液壓驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架，車削中心的動(dòng)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(dòng)，通過(guò)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(lái)完成刀架的松開(kāi)、抬起、轉(zhuǎn)位和夾緊等動(dòng)作；它可按主機(jī)的編程要求完成刀架的自動(dòng)換刀動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床加工程序的自動(dòng)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(pán)上的非動(dòng)力刀夾和動(dòng)力刀夾來(lái)夾持各種不同用途的刀具或工具，刀盤(pán)根據(jù)機(jī)床編程的指令轉(zhuǎn)過(guò)若干個(gè)工位，來(lái)實(shí)現(xiàn)主機(jī)的自動(dòng)換刀動(dòng)作；車削中心的動(dòng)力刀架可安裝各種非動(dòng)力輔助刀夾和動(dòng)力刀夾進(jìn)行切削，刀架采用端齒分度，轉(zhuǎn)位由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，刀位由二進(jìn)制絕對(duì)編碼器識(shí)別，動(dòng)力刀具由交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)同步齒形帶等將動(dòng)力傳遞到刀夾。
液壓驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架，是利用液壓缸夾緊，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)分度，端齒盤(pán)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(guò)活塞推動(dòng)中心軸將刀盤(pán)左移，使定位副端齒盤(pán)脫離嚙合狀態(tài)，為轉(zhuǎn)位作好準(zhǔn)備。當(dāng)?shù)侗P(pán)處于完全脫開(kāi)位置時(shí)，行程開(kāi)關(guān)發(fā)出轉(zhuǎn)位信號(hào)，液壓馬達(dá)帶動(dòng)轉(zhuǎn)位凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪依次推動(dòng)回轉(zhuǎn)盤(pán)上的柱銷，使回轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)鍵帶動(dòng)中心軸及刀盤(pán)做分度運(yùn)動(dòng)。凸輪每轉(zhuǎn)一周撥過(guò)一個(gè)柱銷，使刀盤(pán)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(gè)有n個(gè)齒的凸輪，當(dāng)中心軸和刀盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)工位時(shí)，凸輪計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)一次，開(kāi)關(guān)將此信號(hào)送入控制系統(tǒng)。當(dāng)?shù)侗P(pán)旋轉(zhuǎn)到預(yù)定工位時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)使液壓馬達(dá)剎車，轉(zhuǎn)位凸輪停止運(yùn)動(dòng)，刀架處于預(yù)定位狀態(tài)。與此同時(shí)，液壓缸左進(jìn)油，通過(guò)活塞將中心軸拉回，端齒盤(pán)副嚙合。精確定位，刀盤(pán)便完成定位和夾緊動(dòng)作。刀盤(pán)夾緊后，中心軸尾部壓下發(fā)出轉(zhuǎn)位結(jié)束信號(hào)[6-7]。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(gè)部分[8]。其中刀架的轉(zhuǎn)位是通過(guò)圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種凸輪機(jī)構(gòu)可以通過(guò)調(diào)整凸輪與轉(zhuǎn)盤(pán)中心距來(lái)消除滾子與凸輪突脊接觸的間隙，傳動(dòng)可靠、平穩(wěn)，轉(zhuǎn)盤(pán)可以實(shí)現(xiàn)任何運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以適應(yīng)高轉(zhuǎn)速要求；可以改變凸輪曲線槽所對(duì)應(yīng)的β角，改變轉(zhuǎn)動(dòng)與停歇時(shí)間比值；轉(zhuǎn)盤(pán)停歇時(shí)，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(duì)于刀架的轉(zhuǎn)位精度要求高，而且對(duì)于刀具的選擇也很有講究。車削中心動(dòng)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(shí)，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(guò)電腦模擬仿真來(lái)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(duì)同一個(gè)加工對(duì)象，將會(huì)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(guò)數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行程序來(lái)控制機(jī)床的運(yùn)行的，而程序簡(jiǎn)單地說(shuō)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(jì)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(dòng)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(lái)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(jì)算機(jī)技術(shù),成組技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù),傳感檢測(cè)技術(shù) ,信息處理技術(shù),網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),液壓氣動(dòng)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。
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研究?jī)?nèi)容
１、對(duì)車削中心進(jìn)一步熟悉和認(rèn)識(shí)
車削中心是以車削加工中心模式為主，添加動(dòng)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，使加工范圍進(jìn)一步的擴(kuò)大。
2、動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架的整體結(jié)構(gòu)，換刀的步驟，刀具的傳動(dòng)方式
動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架的整體結(jié)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架，分為抬起、轉(zhuǎn)位、夾緊三個(gè)步驟，其中抬起和夾緊是通過(guò)氣液增壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)位是通過(guò)圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而凸輪機(jī)構(gòu)是通過(guò)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)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(jì)和計(jì)算(八個(gè)工位)
圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)是由凸輪、轉(zhuǎn)盤(pán)、機(jī)架組成。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)曲線槽所對(duì)應(yīng)的角度時(shí)，凸輪曲線槽推動(dòng)滾子使轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)相鄰兩滾子所夾的中心角，當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)其余角度時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)靜止不動(dòng)。這樣，就實(shí)現(xiàn)了該機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動(dòng)。
4、單作用液壓缸的計(jì)算，設(shè)計(jì)(刀架的軸向力夾緊力)
通過(guò)液壓來(lái)推動(dòng)刀架軸運(yùn)動(dòng)，自鎖性可靠，密封好。
５、減速電機(jī)的選擇(刀架的轉(zhuǎn)動(dòng))，變頻電機(jī)的選擇用于刀具的旋轉(zhuǎn)(500-750W,2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(hào)和規(guī)格。
6、端齒盤(pán)的設(shè)計(jì)
端齒盤(pán)分為靜端齒盤(pán)和動(dòng)端齒盤(pán)兩種，可以通過(guò)其整體結(jié)構(gòu)計(jì)算然后選擇外購(gòu)。
7、刀位的檢測(cè)裝置選用并掌握其工作原理
檢測(cè)刀位信號(hào)，當(dāng)上刀體轉(zhuǎn)到某一刀位時(shí)，磁鋼與發(fā)信盤(pán)相對(duì)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(hào)與輸入指令相一致，則轉(zhuǎn)到位向系統(tǒng)發(fā)出到位信號(hào)，若不一致則繼續(xù)找刀，如果某個(gè)刀位上得霍爾開(kāi)關(guān)損壞，數(shù)控裝置將檢測(cè)不到刀位信號(hào)，會(huì)造成刀架體連續(xù)旋轉(zhuǎn)。不定位。
８、繪制三維圖形
研究計(jì)劃
研究周期與時(shí)間安排
畢業(yè)設(shè)計(jì)起止日期：3.10─6.13 (第三周─第十六周)
第一階段 (3.10-3.21)：熟悉課題，收集借閱有關(guān)資料，粗?jǐn)M開(kāi)題報(bào)告；
第二階段 (3.24-3.28)：完成開(kāi)題報(bào)告；
第三階段 (3.31-4.4)：構(gòu)思總體設(shè)計(jì)方案；
第四階段 (4.7-4.18)：CK6130車削中心動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架總圖設(shè)計(jì)；
第五階段 (4.21-4.25)：中期檢查；
第六階段 (4.28-5.9)：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和分度機(jī)構(gòu)零件圖設(shè)計(jì)；
第七階段 (5.12-5.16)：階段檢查、整改和完善；
第八階段 (5.19-5.23)：翻譯有關(guān)英文資料；
第九階段 (5.26-5.30)：論文定稿；
第十階段 (6.2-6.13)：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(lái)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(pán)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(pán)與刀架軸采用花鍵聯(lián)接，刀
架軸與刀架采用螺釘來(lái)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(lái)提高效率。
指導(dǎo)教師
意 見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見(jiàn)
系部意見(jiàn)
主任簽名：
年 月 日
教學(xué)主任簽名：
年 月 日
數(shù)控車床四工位電動(dòng)刀架設(shè)計(jì)
摘要：數(shù)控車床今后將向中高當(dāng)發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預(yù)計(jì)近年來(lái)對(duì)數(shù)控刀架需求量將大大增加。數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢(shì)是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開(kāi)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。根據(jù)加工對(duì)象不同，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圓盤(pán)式軸向裝刀刀架等多種形式?；剞D(zhuǎn)刀架上分別安裝四把、六把或更多刀具，并按數(shù)控裝置的指令換刀。本部分主要對(duì)四工位立式電動(dòng)刀架的機(jī)械設(shè)計(jì)和應(yīng)用繼電-接觸控制系統(tǒng)控制部分的設(shè)計(jì)。并對(duì)以上部分運(yùn)用CAD做圖，對(duì)電動(dòng)刀架有更直觀的了解。最后的提出了對(duì)電動(dòng)刀架提出了意見(jiàn)和措施。
關(guān)鍵詞：數(shù)控刀架 ， 電動(dòng)刀架 ， 四工位
Abstract: numerical control lathe, will in future development, the middle-grade high when to by supporting, high-grade nc cutter revised by both cutting, dynamic type hydraulic cutter, servo cutter, vertical cutter etc varieties, expected in recent years on the nc cutter demand will increase greatly. Nc cutter is the development trend of the development of numerical control lathe, along with, nc cutter began to change cutters quickly and electrohydraulic servo driver combined driving and direction. According to different targets, have four processing cutting, hexagonal cutter and eight (or more) can dise-type axial outfit knife knife, and other forms. Turn the tool carrier separately installs four, six or more tools, and press CNC equipment instructions change knife. This part of 4 Labour vertical electric mainly the mechanical design and application of cutting the relay - contact control system of control part of the design. And the above part of CAD do diagram, a more intuitive electric knife understanding. The final proposed to the electric cutter puts forward opinions and measures.
Keywords: nc cutter, electric cutter, four locations
引 言
數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品。是機(jī)械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動(dòng)化和高柔性化等優(yōu)點(diǎn)的工作母機(jī)。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床的主要品種之一，它在數(shù)控機(jī)床中占有非常重要的位置，幾十年來(lái)一直受到世界各國(guó)的普遍重視并得到了迅速的發(fā)展。 我國(guó)數(shù)控車床從20世紀(jì)70年代初進(jìn)入市場(chǎng)，至今通過(guò)各大機(jī)床廠家的不懈努力，通過(guò)采取與國(guó)外著名機(jī)床廠家的合作、合資、技術(shù)引進(jìn)、樣機(jī)消化吸收等措施，使得我國(guó)的機(jī)床制造水平有了很大的提高，其產(chǎn)量在金屬切削機(jī)床中占有較大的比例。目前，國(guó)產(chǎn)數(shù)控車床的品種、規(guī)格較為齊全，質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠，已進(jìn)入實(shí)用和全面發(fā)展階段。
盡管近幾年我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，但在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外機(jī)床市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)極其激烈的形勢(shì)下，我國(guó)的機(jī)床工具行業(yè)則顯得競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，主要表現(xiàn)在我國(guó)是機(jī)床消費(fèi)大國(guó)還不是機(jī)床強(qiáng)國(guó)、機(jī)床擁有量大但水平低、產(chǎn)品構(gòu)成依然落后、產(chǎn)品創(chuàng)新能力差、機(jī)床可靠性還有待提高等方面。
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。
1.2 刀架的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
我們的設(shè)計(jì)過(guò)程中，本著以下幾條設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
1） 創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能和控制不
2）
2） 需要的物理性能
3） 判別功能載荷及其意義
4） 預(yù)測(cè)意外載荷
5） 創(chuàng)造有利的載荷條件
6） 提高合理的應(yīng)力分布和剛度而
7） 重量達(dá)到最輕
8） 應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸
9） 根據(jù)性能組合選擇材料
10）在儲(chǔ)備零件與整體零件之間精心的進(jìn)行選擇
11）進(jìn)行功能設(shè)計(jì)以適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求
1.3主要技術(shù)參數(shù)
（1）最大許用力矩（Nm）Mq 100 Mx 200 Ms 100
（2）重復(fù)定位精度：（mm）<0.005
（3）電機(jī)功率(w) 20
（4）電機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm）125
數(shù)控車床四工位電動(dòng)刀架設(shè)計(jì)
2.1刀架的工作原理
電動(dòng)刀架的工作原理為機(jī)械螺母升降轉(zhuǎn)位式。工作過(guò)程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個(gè)步驟。圖2.1為螺旋升降式四方刀架，其工作過(guò)程如下：
① 刀架抬起 當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后, 通過(guò)接口電路使電機(jī)正轉(zhuǎn), 經(jīng)傳動(dòng)裝置2、驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)1、蝸輪帶動(dòng)絲桿螺母機(jī)構(gòu)8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) ,此時(shí)由于齒盤(pán)4、5處于嚙合狀態(tài)，在絲桿螺母機(jī)構(gòu)8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使上刀架體產(chǎn)生向上的軸向力將齒盤(pán)松開(kāi)并抬起,直至兩定位齒盤(pán)4、5 脫離嚙合狀態(tài),從而帶動(dòng)上刀架和齒盤(pán)產(chǎn)生“上臺(tái)”動(dòng)作。
② 刀架轉(zhuǎn)位 當(dāng)圓套9逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)150°時(shí)，齒盤(pán)4、5完全脫開(kāi)，此時(shí)銷釘準(zhǔn)確進(jìn)入圓套9中的凹槽中，帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。
③ 刀架定位 當(dāng)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(kāi)關(guān)10 中的某一個(gè)選通,當(dāng)磁性板11 與被選通的霍爾開(kāi)關(guān)對(duì)齊后,霍爾開(kāi)關(guān)反饋信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn),插銷7在彈簧力作用下進(jìn)入反靠盤(pán) 6地槽中進(jìn)行粗定位，上刀架體停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，使其在該位置落下，通過(guò)螺母絲桿機(jī)構(gòu)8使上刀架移到齒盤(pán)4、5 重新嚙合, 實(shí)現(xiàn)精確定位。
④ 刀架壓緊 刀架精確定位后，電機(jī)及許反轉(zhuǎn)，夾緊刀架，當(dāng)兩齒盤(pán)增加到一定夾緊力時(shí)， 電機(jī)由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn)，防止電機(jī)不停反轉(zhuǎn)而過(guò)載毀壞，從而完成一次換刀過(guò)程。
圖2.1 螺旋升降式四方刀架
2.2 步進(jìn)電機(jī)的選用
許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。要實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給，步進(jìn)電機(jī)、直流伺服交流伺服電機(jī)都可作為驅(qū)動(dòng)元件。對(duì)于后兩者，必須使用精密的傳感器并構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，廣泛采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行單元。這是因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
●直接采用數(shù)字量進(jìn)行控制;
●轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，啟動(dòng)、停止方便；
●成本低；
●無(wú)誤差積累；
●定位準(zhǔn)確；
●低頻率特性比較好；
●調(diào)速范圍較寬；
采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單元，其機(jī)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，主要是變速齒輪副、滾珠絲杠副，以克服爬行和間隙等不足。通常步進(jìn)電機(jī)每加一個(gè)脈沖轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)脈沖當(dāng)量；但由于其脈沖當(dāng)量一般較大，如0.01mm，在數(shù)控系統(tǒng)中為了保證加工精度，廣泛采用步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
因?yàn)榈都苌仙?、下降各轉(zhuǎn)150°，刀架轉(zhuǎn)位至少需90°，所以蝸輪轉(zhuǎn)的角度ａ=390°由課題要求的刀架選位少于3S
n≈0.36r/s=21.6r/min,為便于計(jì)算n取24r/min
蝸輪蝸桿傳動(dòng)比為45
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n′=i*z1=45
考慮刀架只需小功率驅(qū)動(dòng)，為減少生產(chǎn)成本，選用JD60電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速為1400r/min,額定功率為60W。
2.3 蝸桿及蝸輪的選用與校核
2.3.1 選擇傳動(dòng)的類型
考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用2A蝸桿，精度8級(jí)，GB10089-88
2.3.2 選擇材料和確定許用應(yīng)力
由《機(jī)械基礎(chǔ)》表17-4查得蝸桿選用45鋼，表面淬火，硬度為45～55HRC，蝸輪齒圈用ZCuSn10P1 砂模鑄造，為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT150制造。
由表17-6查得 ［e］h=200MPa，［e］f=51MPa
2.3.3按接觸強(qiáng)度確定主要參數(shù)
根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距：
(2-1)
（1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2
按Z1=2，估取效率η=0.8，則
T2=T*η*i=3.5382N.M (2-2)
（2）確定載荷系數(shù)K
因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)Kβ=1；由使用系數(shù)KA表從而選取KA=1.15；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)KV=1.1；則
K=KA*Kβ*KV=1*1.15*1.1=1.265≈1.27(2-3)
（3）確定彈性影響系數(shù)ZE
因選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故
（4）確定接觸系數(shù)Zρ
先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值=0.30，從而可查出Zρ=3.12。
（5）確定許用應(yīng)力[σH]
根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞45HRC，從而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力[σH]‘=268MPA。
因?yàn)殡妱?dòng)刀架中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為KHN=0.92，則
[σH]= KHN[σH]‘=0.92×268=246.56≈247MPA(2-4)
（6）計(jì)算中心距
(2-5)
取中心距a=50mm，m=1.25mm，蝸桿分度圓直徑d1=22.4mm，這時(shí)=0.448，從而可查得接觸系數(shù)=2.72，因?yàn)椋糧ρ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。
蝸桿和蝸輪主要幾何尺寸計(jì)算
⑴蝸桿
分度圓直徑：d1=8mm
直徑系數(shù)：q=17.92，
蝸桿頭數(shù)：Z1=1
分度圓導(dǎo)程角：γ=3°11′38″
蝸桿軸向齒距：PA==3.94mm；(2-6)
蝸桿齒頂圓直徑：(2-7)
蝸桿齒根圓直徑：（2-8）
蝸桿軸向齒厚：=2.512mm(2-9)
蝸桿軸向齒距：（2-10）
⑵蝸輪
蝸輪齒數(shù)：Z2 =45
變位系數(shù)Χ=0
驗(yàn)算傳動(dòng)比：i=/=45/1=45(2-11)
蝸輪分度圓直徑：d2=mz2=72mm (2-12)
蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2ha2=93.5(2-13)
蝸輪喉母圓直徑：rg2=a-1/2 da2 =50-1/293.5=3.25(2-14)
蝸輪齒頂圓直徑：（2-15）
蝸輪齒根圓直徑：（2-16）
蝸輪外圓直徑：當(dāng)在z=1時(shí)，（2-17）
2.4 蝸桿軸的設(shè)計(jì)
2.4.1 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力
考慮軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動(dòng)裝置。
選用45號(hào)鋼，正火處理，
2.4.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑
（2-18）
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6
抗彎截面系數(shù)W=0.1d3
取dmin=15.14mm
2.4.3 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度
根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度。
d1=d5 同一軸上的軸承選用同一型號(hào)，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。
d5軸上有一個(gè)鍵槽，故槽徑增大5%
d1=d5=d1′×(1+5%)=15.89mm ,圓整d1=d5=17mm
所選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6203，B=12mm，D=40mm，
d2起固定作用，定位載荷高度可在（0.07～0.1）d1范圍內(nèi)，
d2=d1+2a=19.38～20.04mm，故d2取20mm
d3為蝸桿與蝸輪嚙合部分，故d3=24mm
d4=d2=20mm,便于加工和安裝
L1為與軸承配合的軸段，查軸承寬度為12mm，端蓋寬度為10mm，
則L1=22mm
L2尺寸長(zhǎng)度與刀架體的設(shè)計(jì)有關(guān)，蝸桿端面到刀架端面距離為65mm，
故L2=43mm
L3為蝸桿部分長(zhǎng)度L3≥（11+0.06z2）m=21.92mm
圓整L3取30mm
L4取55mm，L5在刀架體部分長(zhǎng)度為（12+8）mm，伸出刀架部分通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連長(zhǎng)度為50mm，故L5=70mm
兩軸承的中心跨度為128mm，軸的總長(zhǎng)為220mm
2.4.4蝸桿軸的校核
作用在蝸桿軸上的圓周力
(2-19)
其中d1=28mm
則
徑向力 (2-20)
切向力 (2-21)
圖2.1 軸向受力分析
(2-22)
(2-23) 求水平方向上的支承反力
圖2.2 水平方向支承力
(2-25)
求水平彎矩,并繪制彎矩圖
圖2.3 水平彎矩圖
求垂直方向的支承反力
(2-26)
查文獻(xiàn)[9]表2.2—4，，，，
其中，，
(2-27)
圖2.4 垂直方向支承反力
求垂直方向彎矩，繪制彎矩圖
圖2.5 垂直彎矩圖
求合成彎矩圖，按最不利的情況考慮
(2-28)
圖2.6 合成彎矩圖
計(jì)算危險(xiǎn)軸的直徑
(2-29)
查文獻(xiàn)[9]表15—1，材料為調(diào)質(zhì)的許用彎曲應(yīng)力，則
所以該軸符合要求。
2.4.5 鍵的選取與校核
考慮到d5=105%×15.14=15.89mm, 實(shí)際直徑為17mm，所以強(qiáng)度足夠
由GB1095-79查得，尺寸b×h=5×5，l=20mm的A型普通平鍵。
按公式進(jìn)行校核
，，，。查文獻(xiàn)[9]表6—2，取則
(2-30)
該鍵符合要求。
由普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)查得軸槽深t=30mm,轂槽深t1=2.3mm
2.5 蝸輪軸的設(shè)計(jì)
2.5.1 蝸輪軸材料的選擇，確定需用應(yīng)力
考慮到軸主要傳遞蝸輪轉(zhuǎn)矩，為普通中小功率減速傳動(dòng)裝置
選用45號(hào)鋼，正火處理，， ［eь］-1=55MPa
2.5.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑
查文獻(xiàn)[9]表15—1，取45號(hào)調(diào)質(zhì)剛的許用彎曲應(yīng)力，則
由于軸的平均直徑為34mm，因此該軸安全。
2.5.3 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度
根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度
d1即蝸輪輪芯為68mm
d2為蝸輪軸軸徑最小部分取34mm
d3軸段與上刀架體有螺紋聯(lián)接，牙形選梯形螺紋，根據(jù)文獻(xiàn)表8-45
取公稱直徑為d3=44mm，螺距P=12mm，H=6.5mm
查表8-46得，外螺紋小徑為31mm
內(nèi)、外螺紋中徑為38mm
內(nèi)螺紋大徑為45mm
內(nèi)螺紋小徑為32mm
旋合長(zhǎng)度取55mm
L2尺寸長(zhǎng)度為34mm，蝸輪齒寬b2 當(dāng)z1≤3時(shí)，b2≤0.75da1=15.6mm
取b2=15mm
2.6 中心軸的設(shè)計(jì)
2.6.1 中軸的材料選擇,確定許用應(yīng)力
考慮到軸主要起定位作用，只承受部分彎矩，為空心軸，因此只需校核軸的剛度即可。
選用45號(hào)鋼，正火處理，， ［eь］-1=55MPa
2.6.2 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度
根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度
d1=15mm,
d2與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號(hào)為51203，d=17mm,d1=19,T=12mm,D=35mm
所以d2=17mm
d3與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號(hào)為51204，
d=25mm,d1=27mm,T=15mm,D=47mm
分配各軸段的長(zhǎng)度L1=80mm,L2=93mm,L3=20mm
2.6.3 軸的校核
軸橫截面的慣性矩
車床切削力F=2KN,E=210GPa
(2-31)
(2-32)
因此
＜［］
y＜［y］
中心軸滿足剛度條件
2.7 齒盤(pán)的設(shè)計(jì)
2.7.1 齒盤(pán)的材料選擇和精度等級(jí)
上下齒盤(pán)均選用45號(hào)鋼，淬火，180HBS
初選7級(jí)精度等級(jí)
2.7.2 確定齒盤(pán)參數(shù)
考慮齒盤(pán)主要用于精確定位和夾緊，齒形選用三角齒形，上下齒盤(pán)由于需相互嚙合，參數(shù)可相同
當(dāng)蝸輪軸旋轉(zhuǎn)150°時(shí)，上刀架上升5mm，齒盤(pán)的齒高取4mm
由
(2-33)
得算式 4=（2×1+0.25）m
標(biāo)準(zhǔn)值ha*=1.0, c*=0.25
求出m=1.78mm,取標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm
故齒盤(pán)齒全高h(yuǎn)=（2ha*+c*）m=(2×1+0.25)×2=4.5mm
取齒盤(pán)內(nèi)圓直徑d為120mm，
外圓直徑為140mm
齒頂高 ha=ha*m=1×2=2m
齒根高 hf=(ha*+c*)m=2.5mm
齒數(shù)z=38
齒寬b=10mm
齒厚
齒盤(pán)高為5mm
2.7.3 按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算
⑴確定有關(guān)計(jì)算參數(shù)和許用應(yīng)力
(2-35)
⑵取載荷系數(shù)kt=1.5
⑶由文獻(xiàn)表9-12取齒寬系數(shù)Фd=1.0
⑷由表9-10查得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189.8，
取ａ=20°，故ZH=2.5
⑸查圖9-34取бHlim1=380
取бHlim2=380
⑹Lh=60×24×1×(8×300×15)
N2=5.18×107
⑺由圖9-35查得接觸疲勞壽命系數(shù)ZN1=1.1 ，ZN2=1.1
⑻計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力
取安全系數(shù)SH=1，由式（9-44）得
(2-36)
按齒根抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由式（9-46）得抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為
(2_37)
確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值
⑴由文獻(xiàn)圖9-37查得，抗彎疲勞強(qiáng)度極限
⑵由文獻(xiàn)圖9-38查得，抗彎疲勞壽命系數(shù)YN1=1.0，YN2=1.0
⑶查圖取
⑷計(jì)算抗彎疲勞許用應(yīng)力，取抗彎疲勞安全系數(shù)SF=1.4
由式（9-47）得
(2-38)
⑸彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
(2-39)
故滿足彎曲疲勞強(qiáng)度要求
2.8 軸承的選用
滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動(dòng)接觸來(lái)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此使用滾動(dòng)軸承時(shí)，只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸。驗(yàn)算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑、密封等有關(guān)的“軸承裝置設(shè)計(jì)”問(wèn)題。
2.8.1 軸承的類型
考慮到軸各個(gè)方面的誤差會(huì)直接傳遞給加工工件時(shí)的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的深溝球軸承。此類軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙。然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號(hào)為：6203
2.8.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配
軸承的游隙和欲緊時(shí)靠端蓋下的墊片來(lái)調(diào)整的，這樣比較方便。
2.8.3 滾動(dòng)軸承的配合
滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn)；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)
2.8.4 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑
考慮到電動(dòng)刀架工作時(shí)轉(zhuǎn)速很高，并且是不間斷工作，溫度也很高。故采用油潤(rùn)滑，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)采用粘度越低的潤(rùn)滑油；載荷越大，應(yīng)選用粘度越高的。
2.8.5 滾動(dòng)軸承的密封裝置
軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類。
唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。即如果是為了油封，密封唇應(yīng)朝內(nèi)；如果主要是為了防止外物浸入，密封唇應(yīng)朝外。
第3章 刀架體設(shè)計(jì)
刀架體設(shè)計(jì)首先要考慮刀架體內(nèi)零件的布置及與刀架體外部零件的關(guān)系，應(yīng)考慮以下問(wèn)題：
(a) 滿足強(qiáng)度和剛度要求。因?yàn)榈都荏w的剛度不僅影響傳動(dòng)零件的正常工作，而且還影響部件的工作精度。
(b) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。如支點(diǎn)的安排、開(kāi)孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均要有利于提高刀架體的強(qiáng)度和剛度。
(c) 工藝性好。包括毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方面的工藝性。
(d) 造型好、質(zhì)量小。
刀架體的常用材料有：
鑄鐵，多數(shù)刀架體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動(dòng)性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體。鑄鐵的阻尼作用強(qiáng)，動(dòng)態(tài)剛性和機(jī)加工性能好，價(jià)格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。
鑄造鋁合金，用于要求減小質(zhì)量且載荷不太大的箱體。多數(shù)可通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，有足夠的強(qiáng)度和較好的塑性。
我所設(shè)計(jì)的下刀架體采用HT150鑄造，其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖。
第4章 結(jié)論
本次設(shè)計(jì)采用了四工位刀架，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，渦輪蝸桿的傳動(dòng)，有效的實(shí)現(xiàn)了縮短輔助時(shí)間,減少多次安裝零件引起的誤差。本次設(shè)計(jì)的四工位自動(dòng)刀架結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，滿足時(shí)間短,刀具重復(fù)定位精度夠,足夠的刀具存儲(chǔ)以及安全可靠等基本要求。
電動(dòng)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)的切削抗力和減少刀架在切削力作用下的位移變形，提高加工精度。由于車削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，對(duì)于數(shù)控車床來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中刀架部位要進(jìn)行人工調(diào)整，因此更有必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)位之后具有高的重復(fù)定位精度（一般為0.001～0.005mm)。
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