c616卧式车床八工位数控回转刀架设计

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1、C616卧式车床八工位数控回转刀架设计【摘要】数控加工的加工精度高，生产率高，能减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高，它的发展和运用，影响着制造业水平高低，实现生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向，所以非常值得我们去研究。本设计通过对八工位卧式电动控制刀架的工作原理的分析，确定了多种方案，综合考虑各种方案的优缺点、性价比后，采用电动回转刀架。其刀架机构的主要部件包括减速传动机构、刀架的抬起机构、锁紧与转位精定位机构等，控制系统软件包括控制系统的选择，控制系统软硬件的设计，收发信电

2、路的设计等，设计中所采用螺杆抬起机构、端齿盘定位机构和单片机控制系统都计较经济实用，适合我们我国现阶段数控机床的发展需要。【关键词】八工位，电动刀架，自动化，8051单片机目录1绪论51.1引言51.2国内外研究现状51.3存在的问题61.4解决的方法72方案设计82.1自动刀架的基本要求和类型82.1.1自动刀架的基本要求82.1.2自动刀架的类型82.2方案的拟定和确定93总体结构设计113.1减速传动机构方案设计113.2刀架抬起机构设计123.3上刀体锁紧与精定位机构设计134主要部件的设计计算154.1减速传动机构的

3、设计计算154.1.1蜗杆的选型154.1.2蜗杆副的材料选择154.1.3按齿面接触疲劳强度进行设计154.1.4蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸194.1.5校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度194.2螺杆的设计计算214.2.1螺距的确定214.2.2其他参数的确定214.2.3自锁性能校核214.3端齿盘设计224.3.1端齿盘的特点224.3.2端齿盘主要参数的设计计算225电气控制部分设计265.1控制系统的选择265.2控制方式的选择275.3硬件电路设计275.3.1收信电路设计275.3.2发信电路设计295.4控制软件

4、设计316致谢377参考文献381绪论1.1引言电动刀架是数控车床重要的传统结构，应用了自动控制、微电子、传感测量等方面的最新成就，是典型的机电一体化产品。合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效地提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。另外，加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高；尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制算祛对执行机构(如步进电机等)发出相应的控制指令补，很重要的一点是数控车床需配备易于控制的电动刀架，以便一次装夹所需各种刀具，灵活

5、、方便地完成各种几何形状的加工。因此它的发展和运用，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，为普通机床演变为数控机床创造了条件，使世界制造业的格局发生了巨大的变化。数控水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平高低的标志，实现生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。当前，数控车床的发展很快，特别是适合中国国情的经济型简易数控车床的迅猛发展，与之相适应的电动刀架的研究与生产也日趋活跃。1.2国内外研究现状数控机床是先进制造业的基础机械，是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过25

6、万台，品种超过1500种。由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势。目前我国数控机床技术发展的现状是：①产品成熟度差，可靠性不高　　②产品品种少，不能满足市场需求　　③创新能力低，市场竞争力不强　　④数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全，大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。第33页共37页近期我国在数控机床的发展方面，主要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型，以普及型为主的策略，重点发展。目前我国机床主机厂刀架资源有以下五个来源：①主机厂自制；②来自意大利和德国；③来自

7、烟台环球机床附件集团有限公司；④来自江苏常州地区若干企业；⑤来自台湾地区。⑥其中常州地区的刀架生产企业占据经济性刀架的主流市场。据专家分析预测：①数控机床推广应用逐步由经济型为主向普及型为主转变。到2005年我国机床的数控化率为9.5%-10.36%，到2010年将达到16.5%-19.27%。在2001-2010年，经济型所占比重继续减少，普及型所占比重继续增长，高级型的需求缓慢增长。②出口前景良好。1998年及前几年我国机床工具的出口额徘徊在5亿美元左右，2000年上升到7.85亿美元，随着东南亚经济复苏和我国出口多极化市

8、场的形成和巩固，以及我国加入WTO，今后几年我国机床出口将实现平稳、持续增长。预计到2010年出口创汇可达到13亿美元。本系统利用单片机的特性，在刀架与CNC（数控系统）之间架起一座桥梁，以提高刀架的运行性能。而单片机指令丰富,运行速度高,软件组态灵活,可以方便地实现多模式控