毕业设计（论文）-xk5025型数控立铣床自动换刀装置设计

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1、浙江广播电视大学机电类本科毕业论文论文题目XK5025型数控立铣床自动换刀装置设计第26页共26页浙江广播电视大学机电类本科毕业论文［摘要］从换刀系统发展的历史来看，1956年日本富士通研究成功数控转塔式冲床，美国IBM公司同时也研制成功了“APT”（刀具程序控制中心）。1958年美国K&T公司研制出带ATC（自动刀具交换装置）的加工中心。1967年出现了FMS（柔性制造系统）。1978年以后，加工中心迅速发展，带有ATC装置，可实现多种工序加工的机床，步入了机床发展的黄金时代。本论文介绍的是XKA5025型数控立式升降台铣床自动换刀装置的设计.该自动换刀装置由刀库和换刀机械手组成.刀库采用盘

2、形结构,安装在机床的左侧立柱上.刀库容量为六把,采用顺序选刀方式.机械手选用回转式双臂机械手.根据给定的课题设计要求，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成主要部件的装配及关键机构的运动仿真，并绘制了必要的零部件图，完成了关键零部件的三维建模。其中包括自动换刀装置的总体设计、原理方案的实现、主要部件的分析、传动零件的设计计算，并给出了关键部件的装配图和必要的零件图。［关键词］:数控铣床自动换刀装置刀库换刀机械手第26页共26页浙江广播电视大学机电类本科毕业论文第26页共26页浙江广播电视大学机电类本科毕业论文目录1绪论11.1数控机床自动换刀装置概述11.2数控铣床的主

3、要功能及加工对象31.3自动换刀装置（ATC）的形式及设计要求51.4本设计要完成的工作及要求62总体方案的设计72.1引言72.2XK5025数控立式升降台铣床及其主要参数72.3自动换刀装置总的设计方案82.4自动换刀装置的基本形式92.5自动换刀装置整体方案构思93刀库的设计113.1确定刀库容量113.2刀库形式的选择123.3刀库结构设计143.4初估刀库驱动转矩及选定电机153.5刀库转位机构的设计163.6刀具选择方式的确定164刀具交换装置的设计174.1换刀机械手结构形式概述174.2本课题机械手结构形式及工作原理184.3自动换刀过程的动作顺序194.4自动换刀装置的相关技

4、术要求205结论与展望215.1总结215.2展望21参考文献22第26页共26页浙江广播电视大学机电类本科毕业论文1绪论1.1数控机床自动换刀装置概述1.1.1引言自动换刀装置(AutomaticToolChanger)简称ATC,作为加工中心的重要组成部分,其主要作用在于减少加工过程中的非切削时间,以提高生产率、降低生产成本,进而提升机床乃至整个生产线的生产力。所以ATC在加工中心中扮演着极重要的角色。自动换刀装置（ATC）是加工中心的重要组成单元，其设计质量的好坏，直接影响加工中心的质量。ATC由刀库和机械手组成，它的机构和运动复杂、性能要求高。刀库的功能是储存刀具，并且按程序指令，把即

5、将要用的刀具迅速、准确地送到换刀位置，因此刀库的位置、体积大小能否适合加工中心的整体设计，刀库的运动机构能否使刀库平稳运转并准确地停在换刀位置，运动过程有无干涉、卡死等现象，都是设计人员非常关心的问题。机械手的功能是把刀库上的刀具送到主轴上，再把主轴上已用过的刀具送回刀库。它的动作要求迅速而准确，所以对机构的结构、定位、运动、夹持力的大小等都有很高的要求，一旦有运动故障或定位、运动误差过大，都会造成换刀动作失败，掉刀。应用虚拟制造技术进行ATC的虚拟样机设计和虚拟样机仿真分析实验，可以在计算机的虚拟世界中发现和解决ATC设计过程中可能出现的问题。本文介绍了XK5025型数控立铣床自动换刀装置A

6、TC设计的过程。虚拟制造技术是基于计算机建模和仿真的设计、制造技术，它强调在实际投入原材料实现产品之前，将产品的设计、分析、测试、制造等过程在计算机构造的虚拟开发环境中进行数字化模拟。以设计为主的虚拟制造，是在产品开发设计中虚拟设计出产品，并完成产品在设计研制阶段要解决的问题，即完成产品的概念设计、实体造型，并在虚拟出的产品上进行功能和产品工作性能的仿真，其结果用于修改设计。虚拟制造的优越性在于可在开发设计阶段解决产品的各个问题；不需要制造出实体机器，节约大量投资；在计算机上解决问题，制造过程变成信息的流动和处理，是网络制造的基础；可以在网络上试销售等。1.1.2ATC的概念设计第26页共26

7、页浙江广播电视大学机电类本科毕业论文概念设计是指在方案设计的初始阶段，根据市场需求及可利用资源，对产品作宏观上的轮廓设计，这一过程包括明确功能和对原理、技术、材料、工艺等进行设想和创新，以及对方案进行技术上和经济上可行性的测试。当有成熟软件时，概念设计的周期和耗费会极大减少。本设计为XK5025型数控立铣床的自动换刀装置，基于用户要求、统计调查和设计经验，进行ATC的概念设计。确定ATC的设计参数