數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì)
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引言 1
第1章.數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2
1.1數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計(jì)要求 2
1.2數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的上升裝置 2
1.3數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的定位方式 2
1.4數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的工作方案 2
第2章．總體方案的確定 7
2.1減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7
2.2上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7
2.3刀架抬起機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7
第3章自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的工作原理 8
3.1圓柱銷的運(yùn)動(dòng)位置 8
第4章．主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 11
4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 11
4.2蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算 12
4.2.1蝸桿的選型 12
4.2.2蝸桿副的材料 12
4.2.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12
4.2.4蝸桿和蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 17
4.2.5校核蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 18
4.3螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算 21
4.3.1螺距的設(shè)計(jì) 21
4.3.2螺桿其他各種參數(shù)的計(jì)算與確定 21
4.3.3自鎖性能校核 21
第5章電器控制部分設(shè)計(jì) 23
5.1硬件電路設(shè)計(jì) 23
5.1.1收信裝置 23
5.1.2發(fā)信電路 23
5.2 PLC控制軟件設(shè)計(jì) 24
5.2.2 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架PLC控制的梯形圖 25
5.2.3自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架程序 26
設(shè)計(jì)總結(jié) 27
致謝 30
參考文獻(xiàn) 31
引言
隨著現(xiàn)代數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)展，普通車床的”一床一刀”的結(jié)構(gòu)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代零件加工的需求。過(guò)去生產(chǎn)的零件精度要求不高，生產(chǎn)的數(shù)量不大，而且人力資源豐富，成本低，可以滿足生產(chǎn)的進(jìn)度，但隨著現(xiàn)代化機(jī)械產(chǎn)生，在滿足生產(chǎn)要求的前提下，提高機(jī)械的生產(chǎn)效率成為各個(gè)工廠的第一要?jiǎng)?wù)，高效率就代表著高收益，高度自能化是現(xiàn)代生產(chǎn)的趨勢(shì)，是節(jié)約人力和物力的最簡(jiǎn)單的方式。現(xiàn)代數(shù)控車床采用多種不同的刀具同時(shí)在數(shù)控車床的刀盤(pán)上使用，達(dá)到自動(dòng)換刀的目的。數(shù)控車床的刀具比普通的車床有一下幾種優(yōu)勢(shì)：
1.數(shù)控刀具具有很高的可靠性，可靠性高能減少換刀的時(shí)間，防止廢品的產(chǎn)生和損壞機(jī)器設(shè)備，數(shù)控刀具的可靠性也是自動(dòng)化加工系統(tǒng)的基本要求之一。
2. 切削性能好 良好的切削性能能滿足高速度，高剛度，大功率的生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)更具有競(jìng)爭(zhēng)力。
3.生產(chǎn)效率高 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的高效率的特點(diǎn)，采用“工序集中”的原則，最大化的減少換刀時(shí)人工參與的時(shí)間。
普通的車床在加工的過(guò)程中，對(duì)于復(fù)雜的零件加工，要多次換刀，換刀后還要對(duì)刀，速度慢而且精度不高，大量的時(shí)間浪費(fèi)在輔助步驟上，真實(shí)的加工時(shí)間很少，效率低。數(shù)控車床的發(fā)展正朝著一次裝夾中完成多工序的加工，自動(dòng)換刀裝置是滿足這一需求的必須裝置，自動(dòng)換刀裝置縮短了換刀的時(shí)間，刀具的重復(fù)定位精度高，換刀的安全性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，特別是對(duì)于大批量的零件生產(chǎn)，可以節(jié)約大量的時(shí)間。
第1章.數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1.1數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計(jì)要求
1.設(shè)計(jì)的自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀的目的；
2.能滿足生產(chǎn)的精度；
3.生產(chǎn)的成本低；
4.操作簡(jiǎn)單，安全性好；
5.維修方便；
1.2數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的上升裝置
自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的上升裝置有以下幾種：
1.螺旋上升式 螺旋上升式可靠性高，穩(wěn)定性好，操作簡(jiǎn)單。
2.凸臺(tái)式 上升的速度快，節(jié)省時(shí)間。
3.電磁式 實(shí)用性一般，費(fèi)用高。
4.液壓式 力度大，但是工作的環(huán)境差。
1.3數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的定位方式
定位的方式一般有齒盤(pán)式、定位銷式、電磁式。現(xiàn)在用的最多的是齒盤(pán)式。
1.4數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的工作方案
車床設(shè)計(jì)的是四工位立式自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，主要是對(duì)外圓軸的加工，其設(shè)計(jì)的方案有一下幾種：
1）螺旋轉(zhuǎn)位刀架
圖1 螺旋轉(zhuǎn)位刀架
結(jié)構(gòu)：主要有三相異步電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、蝸桿副、螺桿螺母副、發(fā)信盤(pán)、推力軸承、端面齒盤(pán)、反靠齒盤(pán)、圓柱銷、上蓋圓盤(pán)、上刀體
優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)定位銷定位，定位精確，零件的制造簡(jiǎn)單，成本低，維修方便。
2) 十字槽輪轉(zhuǎn)位刀架圖2 槽輪轉(zhuǎn)位刀架
結(jié)構(gòu)：主要有三相異步電動(dòng)機(jī)、十字槽輪、上刀架、銷釘、蝸輪副、發(fā)信盤(pán)、聯(lián)軸器。
工作原理：控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)蝸輪副帶動(dòng)撥盤(pán)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)撥盤(pán)上的銷釘未進(jìn)入十字槽的徑向槽時(shí)，十字槽輪的內(nèi)凹弧被撥盤(pán)上的外圓弧鎖住，十字槽輪靜止不動(dòng)，當(dāng)撥盤(pán)上的銷釘進(jìn)入十字槽輪的徑向槽內(nèi)時(shí)，十字槽輪的鎖止弧松開(kāi)，撥盤(pán)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，撥盤(pán)上的銷釘帶動(dòng)十字槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)銷釘從十字槽輪中脫出時(shí)，十字槽輪上的另一內(nèi)凹鎖止弧又被撥盤(pán)上的外凸圓弧鎖緊，十字槽輪有靜止不動(dòng)，直到銷釘再次進(jìn)入十字槽輪的徑向槽內(nèi)，隨著撥盤(pán)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，十字槽輪作周期性的間隙運(yùn)動(dòng)，銷釘每旋轉(zhuǎn)一周 ，十字槽輪旋轉(zhuǎn)90°，十字槽輪帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)90°。
優(yōu)缺點(diǎn)：十字槽輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠性高、轉(zhuǎn)位快、銷釘進(jìn)入和脫出徑向槽時(shí)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但是十字槽輪機(jī)構(gòu)制造和裝配精度要求很高，而且槽輪轉(zhuǎn)角大小不能調(diào)節(jié)，存在一定的柔性沖擊。
3) 凸臺(tái)棘爪式轉(zhuǎn)位刀架
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