圆盘式换刀器的结构设计毕业设计开题报告

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1、毕业设计开题报告设计题目:圆盘式换刀器的结构设计院系名称:机电工程学院 专业班级:机械设计制造及其自动化08-13学生姓名:张萌 导师姓名:任忠先开题时间:2012年3月24日指导委员会审查意见：签字：年月日1课题研究目的和意义随着数控机床功能、结构的发展，数控机床上所使用的数控刀具已经不是普通机床“一机一刀”的模式，而是多种不同类型的刀具同时在数控机床上轮换使用，来达到自动换刀和快速换刀的目的。为了进一步减少非切削时间，数控机床正朝着在一台数控机床的一次装夹中完成多工序加工的方向发展。通常各工序所用的刀具是不同的，因

2、此要完成多工序一次完成的任务，自动换刀装置是必须的。当今时代，高速加工中心已成为加工行业未来的发展趋势。高速功能部件如电主轴、高速丝杠和直线电动机的发展应用极大地提高了切削效率。为了配合机床的高效率，作为加工中心的重要部件之一的自动换刀装置的高速化也相应成为高速加工中心的重要技术内容。未来机床产业的发展，均以追求高速、高精度、高效率为目标。随着切削速度的提高，切削时间不断缩短，对换刀时间的要求也在逐步提高；换刀的速度已成为高等机床的一项重要指标。因此，对数控机床的倒库机器自动换刀装置的研究和发展有着重要的意义。2文献综

3、述（课题研究现状及分析）2.1国内外自动换刀装置的发展情况自动换刀系统数控机床的重要组成部分。刀具夹持元件的结构特性及它与机床主轴的联结方式，将直接影响机床的加工性能。刀库结构形式及刀具交换装置的工作方式，则会影响机床的换刀效率。自动换刀系统本身及相关结构的复杂程度，又会对整体的成本造价产生直接影响。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公司同期也研制成功了“APT”(刀具程序控制装置)。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FM

4、S(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。1983年国际标准化组织制定了数控刀具锥柄的国际标准，自动换刀系统便形成了统一的结构模式。随着机械加工业的发展，制造行业对于带有自动换刀系统的高效性能加工中心的需求量越来越大，在现有的各种类类型的加工中心中，传统结构的自动换刀系统的造价在机床整机造价中总是占有很大的比重，这是加工中心价格居高不下、应用不普遍的重要原因。目前国内外数控机床自动换刀系统中，刀具、辅具多采用锥柄结构，刀柄与机床主轴的联结、

5、刀具的夹紧放松机构及驱动方式几乎都采用同一种结构模式。在现代数控机床上亦有采用弹簧夹作为刀具的夹持元件，但机床的主轴结构、驱动方式仍采用与上述锥柄刀具完全相同的结构形式。采用这种结构模式，在实际数控加工中，尤其是在需要超高速主轴、主轴径向、轴向尺寸都很小、没有足够的换刀空间的细微加工场合中实现自动换刀将会是很困难的，如果实施自动换刀将使机床成本大幅度提高。金属切削机床的高速化已成为机床发展的重要方向之一，因此，快速换刀技术已经成为高速加工中心技术的重要组成部分。新技术和新方法在不断的出现和改进，其目的只有一个，即在准确

6、可靠的基础上，缩短换刀时间，全面提高高速加中心的切削效率。我国数控机床制造业起步较晚，而如今，各机床厂家正力图寻求走具有自主知识产权的发展道路，在引进与国外机床厂商合资合作的形式中，消化吸收，逐步掌握国外的先进技术，并把它融入到自己设计开发的思维中。经过多年的努力，我国机床制造业通过与国外合作，技术引进以及国家组织公关等方式，解决了一大批关键性技术，掌握了许多先进的设计手段与制造工艺，机床整体水平进步很大，与国外先进制造水平的差距正在缩小。数控机床是主导性的机床产品，其发展受到国内外有关政府和工业企业界的高度重视，从而

7、得以迅速发展。本设计的主要设计内容是完成圆盘式换刀器设计的整体设计，使其能够实现自动换刀功能，从而提高机床生产效率。该设备的结构由以下几部分构成：盘式刀库，刀库移动装置（包括刀库电机、气动装置），刀库转动装置(电动机、槽轮分度机构)和刀具交换装置等。如图2、1、2、21-支撑架2-直线导轨3-刀库电机4-气动装置5-刀库图2、1换刀器总体结构简图1-电动机2-支撑架3-联轴器4-槽轮分度机构5-刀柄6-刀盘7-轴承图2、2刀库结构简图通过刀库移动装置将刀库移动到主轴的换刀位置；通过刀库转动装置进行选刀；通过刀具交换装置

8、实现换刀；经过这几部分最终完成换刀工作。气动装置在接受到控制信号后推动支撑架及固定在支撑架上的刀库电机和刀库沿着两直线导轨运动，从而实现刀库的前进和退回动作既刀库的移动。电机在接受到控制信号以后转动，通过联轴器带动槽轮分度机构的锁止盘转动，锁止盘拨动槽轮间歇转动，而槽轮与刀盘通过螺钉联结，从而实现刀盘的间歇转动既刀库转动，来实现刀