数控车床自动回转刀架的设计.doc
- 文档编号:251347
- 上传时间:2022-10-07
- 格式:DOC
- 页数:47
- 大小:2.07MB
数控车床自动回转刀架的设计.doc
《数控车床自动回转刀架的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数控车床自动回转刀架的设计.doc(47页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
图书分类号:
密级:
毕业设计(论文)
数控车床回转刀架的设计
THEDESIGNOFCNCLATHEROTARYCUTTER
学生姓名
学院名称
专业名称
指导教师
2011年
05月
27日
--------------------------------------------
摘要
传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高,生产效率低,不能适应现代化生产的需要。
因此,本文对数控车床回转刀架的机电系统的相关内容进行研究,探索数控车床刀架的组成和工作原理,对普通机床的换刀装置进行改进,使一台四工位的立式自动回转刀架数控化,使该装置具有自动松开、转位、精密定位等功能。
本文主要完成数控车床回转刀架的机械部分和电气部分的设计。
机械部分为其组成的各个机械部件进行计算与选用,电气部分为编制刀架自动转位控制软件。
设计的数控換刀装置功能更强,换刀装置通过刀具快速自动定位,可以提高数控车床的效率,缩短加工时间;同时其可靠性更稳定,结抅简单。
关键词自动回转刀架;换刀装置;机电系统;电气控制
Abstract
Conventionallathetoolchangeisslow,theaccuracyisnothigh,lowproductivity,cannotmeettheneedsofmodernproduction.Therefore,thisrotarytoolholderforCNClatheelectricalandmechanicalsystemsrelatedcontentstudy,CNClatheturrettoexplorethecompositionandworkingprincipleofthegeneralimprovementofthemachinetoolchangedevice,sothatthedevicehasanautomaticrelease,transfer,precisionpositioningandotherfunctions.
Inthispaper,rotatingturretlathetocompletethemechanicaldesignofpartsandelectricalparts.Mechanicalpartiscomposedofvariousmechanicalcalculationandselectionofparts,electricalpartsforthepreparationofthecontrolsoftware,automaticindexingturret.DesignofmorepowerfulCNCtoolchanger,toolchangerquicklythroughtheautomaticpositioningtoolcanimprovetheefficiencyofCNClathesandshortentheprocessingtime;whileitsreliabilityismorestable,ResultsJusimple.
KeywordsAutomaticrotarytoolholderToolchangerElectro-MechanicalSystemsElectricalcontrol
--------------------------------------------
目录
摘要 I
Abstract II
1绪论 1
1.1数控车床的背景意义 1
1.2数控车床自动回转刀架的概述 1
1.3研究实际社会意义及应用效果 2
2自动回转刀架的工作原理 3
3总体结构设计 6
3.1减速机构的设计 6
3.2上刀体锁紧与精定位机构的设计 6
3.3刀架抬起机构的设计 6
4主要传动部件的设计计算 8
4.1蜗杆副的设计计算 8
4.1.1蜗杆的选型 8
4.1.2蜗杆的材料 8
4.1.3按齿面接触疲劳强度进行设计 8
4.1.4蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸 10
4.2蜗杆轴的设计 11
4.2.1蜗杆轴的材料选择,确定许用应力 11
4.2.2按扭转强度初步估算轴的最小直径 11
4.2.3确定各轴段的直径和长度 12
4.2.4蜗杆轴的校核 12
4.2.5键的选取与校核 16
4.3蜗轮轴的设计 16
4.3.1蜗轮轴材料的选择,确定需用应力 16
4.3.2按扭转强度,初步估计轴的最小直径 16
4.3.3确定各轴段的直径和长度 17
4.4中心轴的设计 17
4.4.1中心轴的材料选择,确定许用应力 17
4.4.2确定各轴段的直径和长度 17
4.4.3轴的校核 18
4.5齿盘的设计 18
4.5.1齿盘的材料选择和精度等级 18
4.5.2确定齿盘参数 18
4.6轴承的选用 20
4.6.1轴承的类型 20
4.6.2轴承的游隙及轴上零件的调配 20
4.6.3滚动轴承的配合 21
4.6.4滚动轴承的润滑 21
4.6.5滚动轴承的密封装置 21
5电气控制部分设计 22
5.1硬件电路设计 22
5.1.1收信电路 23
5.1.2发信号电路 24
5.2控制软件的设计 24
结论 27
致谢 28
参考文献 29
附录 30
附录1 30
附录2 30
附录3 31
附录4 31
附录5 31
附录6 32
--------------------------------------------
1绪论
1.1数控车床的背景意义
经济型数控是我国80年代科技发展的产物。
这种数控系统由于功能适宜.价格便宜.用它来改造车床,投资少、见效快、成为我国“七五”、“八五”重点推广的新技术之一。
十几年来,随着科学技术的发展,经济型数控技术也在不断进步,数控系统产品不断改进完善.并且有了阶段性的突破,使新的经济型数控系统功能更强,可靠性更稳定,功率增大,结构简单,维修方便。
由于这项技术的发展增强了经济型数控的活力,根据我国国情,该技术在今后一段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。
对于原有老的经济型数控车床,特别是80年代末期改造的设备,由于种种原因闲置的很多,浪费很大;在用的设备使用至今也十几年了,同样面临进一步改造的问题。
通过改造可以提高原有装备的技术水平,大大提高了生产效率,创造更大的经济效益。
数控车床主要由主轴箱、床鞍、尾架、刀架、对刀仪、液压系统、润滑系统、气动系统及数控装置组成。
数控车床的出现对提高生产率改将产品质量以及改善劳动条件和提高效率上发挥了重要的作用。
在提高效率上主要表现在两个方面:
1)通过刀具的快速自动定位,提高了空程速度和划线工艺的时间。
2)批量加工一致性好,可以减少工件检验和时间。
特别是经济型老车床对刀等还需要手动完成,以及在加工一个零件过程中,更换刀具,装卸零件,测量和搬运零件用于大部分时间占辅助时间长的刀具交换和刀具尺寸调整。
加工时间相对较短,为缩短加工辅助时间,充分发挥数控机床的功能,进一步压缩非切削时间,数控机床正朝着一台机床在一次装夹中完成多工序加工的发展方向。
在这类多工序的数控机床中必须带有自动换刀装置,在多工序数控机床出现之后.又逐步发展和完善了各类回转刀具的自动更换装置,扩大了换刀数量,以便有可能实现更复杂的换刀操作,在自动换刀数控机床上,自动换刀装置应满足换刀时间短,刀具重复定位精度高,足够的刀具储存量,换刀安全可靠等要求。
1.2数控车床自动回转刀架的概述
数控车床主要由主轴箱、床鞍、尾架、刀架、对刀仪、液压系统、润滑系统、气动系统及数控装置组成。
数控车床的出现对提高生产率改善产品质量以及改善劳动条件等发挥了重要的作用。
传统的车床例如CA6140的刀架上只能装一把刀,换刀的速度慢,换刀后还须重新对刀,并且精度不高,生产效率低,不能适应现代化生产的需要,因此有必要对机床的换刀装置进行改进,为了能在工件的一次装夹中完成多个工序加工,缩短加工辅助时间,减少多次安装所引起的加工误差,充分发挥数控机床的效率,釆用“工序集中”的原则,釆用自动回转刀架。
数控车床上使用的自动回转刀架是一种最简单的换刀装置,自动回转刀架是在一定的空间范围内,能执行自动松开、转位、精密定位等一系列动作的一种机构。
对于自动回转刀架,根据装刀数量的不同,自动回转刀架分有四工位、六工位和八工位等形式。
根据安装的不同方式,自动回转刀架可分为立式和卧式。
而根据机械定位方式不同,自动回转刀架又可分为端齿盘定位型和三齿盘定位型等。
其中端齿盘定位型换刀时要将刀架抬起,换刀速度较慢且密封性差,但其结构简单。
三齿盘定位叫免抬型,其特点时换刀时刀架不拾起,因此换刀速度快且密封性好,但其结构复杂。
自动回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚性,以承受粗加工时的切削抗力,为了保证转位之后具有髙的重复定位精度,自动回转刀架还需要选择可靠的定位方案和合理的定位结构。
自动回转刀架的自动换刀是由控制系统和驱动电路来实现的。
1.3研究实际社会意义及应用效果
传统的车床的刀架上只能装一把刀,换刀的速度慢,换刀后还须重新对刀,并且精度不高,生产效率低,不能适应现代化生产的需要,因此有必要对机床的换刀装置进行改进,数控车床上使用的自动回转刀架是一种简单的换刀装置。
自动回转刀架是在一定的空间范围内能执行自动松开、转位以及精密定位等一系列动作的一种机构。
使用这种新的经济型数控系统功能更强,可靠性更稳定,功率增大,结构简单,维修方便。
为了能在工件的一次装夹中完成多个工序加工,缩短加工辅助时间,减少多次安装所引起的加工误差,充分发挥数控机床的效率,采用“工序集中”的原则,采用自动回转刀架。
并针对生产过程中出现的一些常规问题进行了探讨,归纳总结检查修理方法。
2自动回转刀架的工作原理
自动回转刀架的换刀流程如图2.1所示。
图2.1自动回转刀架的换刀流程
图2.2表示自动回转刀架在换刀过程中有关的销的位置。
其中上部的圆柱销2和下部的反靠销6起着重要作用。
当刀架处于锁紧状态时,两销的情况如图a所示,此时反靠销6落在反靠圆盘7的十字槽内,上刀体4的端面齿和下刀的端面齿处于啮合状态(上下端面齿在图a中未画出)。
需要换刀时,控制系统发出刀架的转位信号,三相异步电动机正向旋转,通过蜗杆副带动螺杆正向转动,与螺杆配合的上刀体4逐渐抬起,上刀体4与下刀体之间的端面齿慢慢脱开;与此同时,上盖圆盘1也随着螺杆正向转动(上盖圆盘1通过圆柱销与螺杆联接),当转过约150度时,上盖圆盘1直槽的另一端转到圆柱销2的正上方,由于弹簧3的作用,圆柱销2落入直槽内,于是上盖圆盘1就通过圆柱销2使得上刀体4转动起来(此时端面齿已完全脱开),如图b所示。
上盖圆盘1、圆柱销2以及上刀体4在正转的过程中,反靠销6能够从反靠圆盘7中十字槽的左侧斜坡滑出,而不影响上刀体4寻找刀位时的正向转动,如图c所示。
上刀体4带动磁铁转到需要的刀位时,发信盘上对应的霍尔元件输出低电平信号,控制系统收到后,立即控制刀架电动机反转,上盖圆盘1通过圆柱销2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数控车床 自动 回转 刀架 设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)