基于单片机与plc控制自动回转刀架设计

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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

2、造；回转刀架；数控机床中图分类号：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

3、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

4、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，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

5、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

6、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(1966一)，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，

7、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=

8、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[=0．918×268=246．1M