自动回转刀架课程设计

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1、徐州X租學洗机电工程学院《综合训练课程设计》课题名称:学生姓名:专业:成绩::控车床自动回转刀架机械装置设计说明书周华东学号：20110611112机械电子工程班级:11机电指导教师签字：1弓11.1醒11.2数控车床回转刀架的发展趋势11.3设计要求22自动回转刀架总体设计32.1总体方案的确定32.2减速机传动机构的确定42.3刀体锁紧与精定位机构的确定52.4抬起机构的确定53自动冋转刀架的工作原理54自动回转刀架传动装置的总体设计及计算84.1刀架的设计参数84.2电动机的参数计算及选取84.2.1电动机的选型8

2、4.2.2电动机容量的计算84.3传动装置运动和动力参数95传动机构的具体设计及计算95.1蜗杆传动的设计计算105.1.1选择蜗杆传动类型105.1.2选择材料105.1.3按齿面接触疲劳强度设计105.1.4蜗轮蜗杆的主要参数及尺T115.1.5校核齿根弯曲疲劳强度125.2丝杆螺母传动的设计计算125.2.1丝杆材料的选择125.2.2螺母材料的选择135.2.3丝杆螺母几何尺、J•的计算135.3蜗杆轴的校核156控制系统设计176.1控制系统电路硬件接线阁186.2PLC控制流程图187201引言1.1概述数

3、控车床的刀架是机床的重要组成部分。刀架用于夹持切削用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。在一定程度上，刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。随着数控车床的不断发展，刀架结构形式也在不断翻新。苏中按换刀方式的不同，数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。其中，带刀库的数控加工中心自动换刀装置自1958年研制成功以来，其机械结构和控制方式不断得到改进和完善，形式多种多样，0前常见的有更换主轴头换刀以及带刀库的自动换刀系统。1.2数控车床回转刀架的发展趋势数控刀架的

4、发展趋势是：随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方内发展。目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种（如图1-2）。立式主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外，卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。电动刀架是数控午.床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，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

5、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指令外，很重要的一点是数控车床需配备易于控制的电动刀架，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活方便地完成各种几何形状的加工。数控刀架的市场分析：国产数控车床将向中高档发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种。（a）立式回转刀架（b）卧式回转刀架图1-21.3设计要求1）设计数控车床自动回转刀架，实现：2）刀架采用电机带动实现4把刀具自动冋转换刀3）带卡位装置，换刀后位置自动卡死，刀具切削过程中不会摆动4）可以实现倾斜切削5）

6、机械传动系统装配一张（A1幅画）2自动回转刀架总体设计2.1总体方案的确定在自动换刀数控机床上，自动换刀装置应满足换刀时间短，刀具重复定位精度高，足够的刀具储存量，换刀安全可靠等要求。目前为止应用最广的刀架为回转刀架。回转刀架是一种最简单的自动换刀装置，常用于数控车床。可以设计成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。回转刀架上分别安装着四把、六把或更多的刀具，并按数控装置的指令换刀。回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，对于数控车床来说

7、，力口工过程中刀具位置不进行人工调整，因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转位之后，具有尽可能高的重复定位精度（一般为0.001〜0.005mm）。下击盘刀架端齿盘定位电动＜弹簧安全离合器刀架(b蜗轮副图2回转刀架的类型及原理一般情况下，回转刀架的换刀动作包括刀架抬起、刀架转位及刀架压紧等。回转刀架按其工作原理分为若干类型，如阁2所示。图2.a所示为螺母升降转位刀架，电动机经弹簧安全离合器到蜗轮副带动螺母旋转，螺母举起刀架使上齿盘与下齿盘分离，随即带动刀架旋转到位，然后给系统发信号螺母反转

8、锁紧。使刀架换位，进行切削加工。螺母升降式零件多，但加力可靠，精度较高，许多刀架都利用这种原理设计。图2.b所示为利用十字槽轮来转位及锁紧刀架（还要加定位销），销钉每转一周，刀架便转1/4转（也可设计成六工位等）。十字槽轮式体积大，零件多，目前使用较少。图2.c所示为h台棘爪式刀架，蜗轮带动下凸轮台相对于上A轮台转动