数控铣床换刀装置毕业设计

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1、数控铣床换刀装置毕业设计目录1绪论11.1数控机床概述11.1.1国内数控铣床换到装置的设计现状11.1.2国外数控铣床换到装置的设计现状11.1.3数控铣床换刀装置的意义11.2数控机床的产生与发展21.3加工中心的组成与工作原理31.3.1加工中心的定义31.3.2加工中心的组成31.4加工中心的换刀装置41.4.1ATC刀具自动换刀装置的基本要求41.4.2刀具的选择方式41.4.3选择选刀方式及其理由51.5整体方案的初步设计52换刀机械手的设计62.1换刀机械手的类型62.2换刀机械手类型的选择72.3机械

2、手与手爪的设计72.3.1手爪计算72.3.2手爪锁的设计102.4弹簧的选择与计算122.5机械手尺寸的设计143液压传动的设计153.1液压传动简介153.2液压缸的设计163.2.1液压缸的计算载荷163.2.2升降液压缸的设计173.2.3油缸壁厚的计算203.2.4油缸长度的计算203.2.5油口直径的计算213.2.6有孔缸底厚度计算223.3液压马达的设计计算233.3.1摆动缸体的设计计算233.3.2摆动液压缸壁厚及螺钉的计算253.3.3叶片连接螺钉的计算264轴的设计274.1轴设计计算274.

3、1.1轴材料的选择274.1.2轴直径的计算284.1.3轴的校核305刀库的设计315.1确定刀库设计容量315.2刀库结构315.3刀库的计算设计335.3.1刀库的驱动335.3.2蜗杆的设计计算335.3.3刀库相关参数的计算386典型零件的选用396.1轴承的选用校核396.2联轴器的选用与校核406.3法兰连接416.4机械手液压缸密封元件426.5整体托架的设计426.6关键零件的制造工艺427换刀装置控制447.1液压控制原理图447.2电气控制457.3PLC控制468结论49谢辞50参考文献511

4、绪论1.1数控机床概述工业作为国家发展的基础，随着科学技术和社会生产的不断发展，其对机械产品的质量、性能、成产率和制造成本提出来更高的要求。实现上述要求的重要举措之一就是实现机械加工工艺过程的自动化。单件、小批量占机械加工的80%左右，由于其产品更新换代快，品种多、质量和生产率高、成本低的自动化生产设备的应用已经成为目前主要趋势。而数控机床则可以满足目前的生产需求。1.1.1国内数控铣床换到装置的设计现状我国在信息技术改造传统产业方面比发达国家落后约20年。如在我国机床拥有量中，数控机床的比重到1995年只有1.9%

5、，而日本在1994年已达到20.8%，而拥有刀库的机床更少，大部分企业及工厂都采用人工换刀及在机床间人工搬运工件与定位。其降低了加工精度，及多消耗工时，降低了生产率并且增加了劳动成本。随着我国制造业技术的发展。我国也在大力倡导支持对包括数控铣床在内的机床进行数控化改造，提高机床的柔性。1.1.2国外数控铣床换到装置的设计现状今年来，美国、日本、德国、英国等发达国家，在制造大量数控机床的同时，也非常重视对现有机床的改造。大量采用了加工中心，实现了多工序的集中。其机床包含了数控控制、刀库。可以一次性加工完成零件。大大提高

6、了生产率。尤其是德国的德玛吉集团制造的DMG加工中心，其加工精度与主轴转速都达到了高速加工的地步。1.1.3数控铣床换刀装置的意义1）.制造业是国民经济的基础产业和支柱产业，是推动国家技术进步的主要力量。我国机电行业拥有的机床结构比较陈旧，操作系统复杂，控制系统落后，生产效率低下，如果仅仅靠购置新的数控机床取而代之，显然耗资巨大，不符合我国国情。因此采用数控技术对现有机床进行改造，符合国家的产业政策。同时，机床数控化改造都蕴藏着无限商机。2）.数控铣床的运用大幅度提高了机电行业的生产效率。能够提供能高质量的加工环境，

7、达到更高的精度水准。对于数控机床换刀装置的结构设计，为其增加刀库，可以进一步的提高其运用范围。3）.通过对现在有的数控铣床换刀装置的调研，再进行优化设计。进一步提高数控铣床的换刀效率。提高其准确性和可靠性。同时进一步提高其刀库容量。实现其多工序集中，减少零件在机床间的频繁搬运，降低工件的定位误差。同时降低了工人的劳动强度。减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，并可对市场需求做出快速反应。4）.为达到节省成本，结构紧凑，及提高准确性和可靠性，在满足需要的同时，选择最合适的刀库及换刀形式。1.2数控机床的产生与发展

8、从1946年诞生石阶上第一台电子计算机，奠定了人类进入信息社会的基础。更在1952年，计算机技术被应用到了机床上，并且因此产生了第一台数控机床。数控机床的发展经历了两个阶段和六代的发展，如图1-1所示。图1-1数控机床发展史随着科学技术的发展，数控机床不断采用计算机，控制理论等领域的最新技术成就，它的性能也日益完善，应用领域不断扩大。当前世界数