基于单片机和PLC控制的自动回转刀架设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com务l匐似基于单片机和PLC控制的自动回转刀架设计BasedonSCMandPLCautomaticcontroldesignofrevolvingtool胀晓芳ZHANG)(iao-fang(武汉民政职业学院。武汉430079)摘要：自动回转刀架可以减少加工误差，缩短辅助时间，是当前经济型数控车床的关键部件。本文研究四工位立式自动回转刀架，从其整体结构、工作原理、主要部件计算、电路控制的硬件设计和软件设计等方面展开。该刀架非常适合市场的需求，对数控车床影响深远，可提高其在制造业的地位。关键词：机械制造；回转刀架；数控机床中图分

2、类号：TG659文献标识码：B文章编号：1009—0194(2012)10(下)一0124-04Doi：1O．3969／J．issn．1009-0134．2012．10(下)．380引言可以承受切削抗力。它还需要有可靠的定位和合机械制造业是制造业中最主要的组成，为用理的结构，保证定位的精度。刀架的自动换刀功户设计和提供机械产品。机械制造业在整个制造能由驱动电路和控制系统完成。业中占有极为重要的地位，它利用机器设备供应本文采用立式转位刀架结构，因此选择蜗杆和装备国民经济的各个部门，并促进它们不断发副减速。蜗杆副传动能够改变运动方向，获得传展。国民经济的发展在很大程

3、度上取决于机械制动比大，确保传动的平稳性和高精度，整个装置造业水平的高低和发展速度。机械制造业属于传小巧灵活。统行业，经过多年发展积累了丰富的经验。我国其上刀体的锁进玉定位机构选择端面齿盘，的机械制造业起步较晚，底子薄，其技术还受到使上下刀体的配合面变成梯形端面齿。当刀架锁别国的封锁。但是发展速度迅速，目前我国的机紧时，上下端面齿啮合，此时上刀体无法绕刀架械工业规模已经相当大，已经成为一个制造大国，轴旋转；进行换刀时电动机正转，上刀体抬起，其规模仅次于美国、日本和德国。但是，我国的等到上下端面齿脱开，上刀体围绕中心轴转动，制造业还存在产品质量不高、技术水平不够，

4、自实现转位。主产品少，结构不够合理等缺点。本文选择螺杆一螺母副使上刀体抬起，上刀体数控机床是制造工业中最有前途、最具活力有内螺纹，电动机带动蜗杆绕中心轴转动时，上的技术产品。它利用数字电子技术，用计算机控制刀体当作螺母转动或者上下移动。当刀架锁紧时，高速、精密的伺服系统智能化加工工件。它还能上下刀体的端面齿啮合，此时上刀体不和螺杆一联网，实现从CAD到CAM到CNC。在数控车床起转动，上刀体是向上移动的。当端面齿脱离时，中用到的自动回转刀架能够在一次装夹中完成多上刀体才和螺杆一起转动。个工序，从而缩短时间，减少加工误差。数控回1．2工作原理转刀架是数控车床的一个

5、关键部件，其精度和可靠本文的自动立式回转刀架如图l所示。性对数控车床的影响深远。我们选好刀架后固定1)刀架抬起：数控装置发出换刀指令，电机在车床的横滑板上，紧固好底座上的螺栓，再连接开始正转，蜗杆轴由联轴器带动进行转动，并带好其他的就能马上投入使用。动蜗轮旋转，键带动轴进行旋转，轴上有轴套26，它在套筒24内孔中的槽内进行滑动，举起上刀架1刀架整体结构和工作原理21和上端齿盘2O，分开上端和下端齿盘18，完成1．1结构设计刀架抬起。自动回转刀架必须有很好的强度和刚性结构，2)刀架转位：刀架抬起完成后，轴套26继续收稿日期：2012-08-15作者简介：张晓芳(1

6、966一)，女，副教授，硕士，研究方向为高等职业教育和计算机应用。【124】第34卷第1O期2012—10(下)学兔兔www.xuetutu.com1注匐似转动，同时带动上刀架21转过90。，当转过一定1)蜗轮上的转矩：角度后，由微动开关3给数控装置发出信号。z，=1，效率r／=0．73)刀架压紧：微动开关发出使电机反转的信：9．55×10墨：955×10：兰：兰!：：2．．84×10N．mm号，压缩弹簧15推动定位销17伸出，上刀架2121400／50不随轴套26回转，在重力作用下刀架向下移动，2)计算载荷系数K上下端齿盘合拢。蜗杆转动轴向位移，压缩开关3载荷

7、比较稳定，齿向载荷分布系数=1选择使得电机停止旋转，一次转位完成。使用系数=1．15转速和冲击力不够，动载荷系数=1．05。××Kv=1．213)弹性影响系数：配合铸锡磷青铜涡轮和钢蜗杆：=160,,／MP~4)确定接触系数：蜗杆分度圆直径和中心距a的比值：a,／a=0．32=2．755)许用接触应力：[蜗杆硬度大于45HRC，查得涡轮】=268MPa。应力循环次数N=60jnzLn寿命为12000h，_∈每次涡轮转动一次，轮齿啮合次数：N：60×1×—1400—×12000：1．98×lO虿43—、丫寿命系数：‰==0．9l8l2一—一[k=lⅣⅣ[=0．91

8、8×268=246．1M