45#-16+T型立式加工中心盘式刀库的设计

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1、设计与制造２０１３年第６期（第２６卷，总第１２８期）·机械研究与应用·倡45＃－16T型立式加工中心盘式刀库的设计１２１１聂小春，韩利红，孙晓辉，汪菊英（１．广州工程技术职业学院，广东广州　５１０９２５；２．洛阳北方企业集团有限公司，河南洛阳　４７１００３）摘要：刀库是加工中心上最重要的部分之一，也是数控机床性能评价的关键之一。笔者对４５＃－１６Ｔ型盘式刀库进行了传动设计、结构设计以及传动部分的运动和动力设计。本刀库减速传动部分分两级减速，一级传动部分采用同步带轮，二级传动部分采用蜗轮蜗杆减速装置。此种设计方案可提高输出轴的传动

2、平稳性能，保证刀盘的运转平稳性。关键词：盘式刀库；加工中心；蜗杆中图分类号：ＴＨ１２２　　　　　　文献标志码：Ａ文章编号：１００７－４４１４（２０１３）０６－０１３４－０３Designof45＃－16TDisc－TypedToolMagazineinVerticalMachingCenter１２１１ＮＩＥＸｉａｏ－ｃｈｕｎ，ＨＡＮＬｉ－ｈｏｎｇ，ＳＵＮＸｉａｏ－ｈｕｉ，ＷＡＮＧＪｕ－ｙｉｎｇ（1．GuangzhouInstituteofTechnology，GuangzhouGuangdong510925，China；2．Luo

3、yangNorthEnterpriseGroupLimitedCompany，LuoyangHenan471003，China）Abstract：Ｔｏｏｌｍａｇａｚｉｎｅｉｓｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｐａｒｔｏｆａｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒ，ｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｋｅｙｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＮＣｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｄｅｓｉｇｎｏｎ４５＃－１６Ｔｄｉｓｃ－ｔｙｐｅｄｔｏｏｌｍａｇａｚｉｎｅｉｎｖｏｌｖｉｎｇｉｔｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｓｔ

4、ｒｕｃ-ｔｕｒｅ，ｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｄｒｉｖｅｄｅｓｉｇｎｗｉｔｈｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐａｒｔ．Ｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｅｎｓｕｒｅａｈｉｇｈｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｈｅｔｒａｎｓ-ｍｉｓｓｉｏｎｏｆｏｕｔｐｕｔｓｈａｆｔａｎｄｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｏｏｌｄｉｓｃ．Keywords：ｄｉｓｃ－ｔｙｐｅｄｔｏｏｌｍａｇａｚｉｎｅ；ｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒｓ；ｗｏｒｍ1引言由于伺服电动机具有：①智能化自动调整；②高加工中心是一种带有自动换刀装置，对工件能够速高响应；③超低振动。这

5、些条件都有利于数控机床［３］在一定的范围内进行多种加工操作的数控机床。自的要求。所以选择的伺服电机规格如表１所列。动换刀装中的盘形刀库为最常用的一种形式，每一刀座均可存放一把刀具。盘形刀库的储量一般为１５～４０把刀。盘形刀库种类很多，单盘式刀库、９０°翻转的圆盘刀库、鼓轮弹仓式（又称刺猬式）刀库、多层盘［１］形刀库等。由于单盘式刀库的结构简单，取刀也较方便，因此应用最为广泛。笔者针对４５＃－１６Ｔ型盘式刀库设计进行论述。图１　刀库的系统传动简图2刀库主要参数其刀库的主要参数为：载刀量：１６把；刀具规格：4蜗杆组件设计与校核ＢＴ４

6、５；刀具最大外径：矱８５；刀具最大重量：１０ｋｇ；初选4．1蜗杆传动的特点及其材料的选用刀库直径：矱７００；刀库回转速度：１００ｒ／ｍｉｎ。蜗杆传动是在空间交错的两轴间传动运动和动由于需要较快的换刀速度，考虑到刀库执行时的力的一种传动机构。蜗杆传动的主要优点是能得到响应速度，故初选刀库回速度为１００ｒ／ｍｉｎ，线速度为很大的传动比、结构紧凑、传动平稳和噪声小等。所３．６６ｍ／ｓ，其速度在允许范围内。［2］以本设计优先选用蜗轮蜗杆传动。3传动方案确定蜗杆材料选用４５钢，表面淬火，硬度为４５～由于刀具形式为ＢＴ４５，其刀具直径为矱８

7、５，按初５５ＨＲＣ。由于蜗轮属于易损件工作时磨损严重故齿选的刀库直径矱７００来排列可知每把刀的间隔约为圈材料选用铸锡磷青铜（ＺｃｕＳｎ１０Ｐ１），齿芯材料选用５２ｍｍ，符合安装要求。基本传动方式如图１所示。灰铸铁ＨＴ１００制造。倡收稿日期：２０１３－１０－１４基金项目：广东省高职高专校长联席会议课题（项目编号ＧＤＸＬＹＢ０１６）作者简介：聂小春（１９７５－），女，江西高安人，硕士，讲师，主要从事机械设计制造及其自动化方面的教学工作。·１３·４·机械研究与应用·２０１３年第６期（第２６卷，总第１２８期）设计与制造表1电机规格额定输

8、出功率额定转矩电机惯量型号－４（Ｗ）（Ｎ·ｍ）（×１０ｋｇ·ｍ）ＭＳＭＤ４００１．３０．２８额定转速质量变压器容量适配驱动器型号（ｒ／ｍｉｎ）（ｋｇ）（ｋＡＶ）３０００１．２ＭＢＤＤＴ２２１００．９4．2蜗杆轴弯矩的校核F＝Tｅ·ｃｏｓ１１．４３°＝９０．７５×