XKA5032AC数控立式升降台铣床自动换刀装置的设计毕业论文.doc

XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀装置的设计摘要1前言.2第1章绪论.31.1数控机床的知识31.2数控铣床的分类31.2.1数控立式铣床31.2.2数控卧式铣床41.3数控铣床的结构特征41.3.1数控铣床的主轴特征51.3.2控制机床的坐标特征51.4数控铣床的主要功能及加工对象51.4.1数控铣床的功能51.4.2自动换刀装置及其形式51.4.3自动装置应当满足的基本要求6第2章总方案的确定62.1XKA5032A/C数控立式升降台及其主要参数62.1.1主要结构特点72.1.2主要规格及技术参数82.2初定其自动换刀装置的设计参数92.3确定其自动换刀装置的形式10第3章刀库的设计103.1确定刀库容量113.2确定刀库形式113.3刀库结构设计113.4初估刀库驱动转距及选定电机133.4.1初选电动机与降速传动装置133.4.2初估刀库驱动转距133.5刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计133.6刀库驱动转矩的校核173.7花键联接的强度计算183.8夹紧机构插销剪切强度的校核183.9确定刀具的选择方式193.10刀库的定位与刀具的松夹20第4章刀具交换装置的设计204.1确定换刀机械手形式204.2换刀机械手的工作原理224.3机械手的自动换刀过程的动作顺序224.4机械手回转轴4上的齿轮齿条设计234.5自动换刀装置的相关技术要求244.5.1主轴准停装置244.5.2换刀机械手的安装与调试244.6自动换刀程序的编制26第5章自动换刀装置的控制原理265.1自动换刀装置的液压系统原理图265.2自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程26致谢词27参考文献28摘要本论文介绍的是XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀装置（刀库式）的设计。刀库式的自动换刀装置是由刀库和刀具交换装置（换刀机械手）组成。它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀装置，其整过换刀过程比较复杂。首先把加工过程中需要使用的全部刀具安装在标准的刀柄上，在机床外进行尺寸预调后，按一定的方式装入刀库。换刀时，先在刀库中进行选刀，由机械手从刀库和主轴上取出刀具，然后交换位置，把新刀插入主轴，旧刀放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量，其容量为六把刀具,采用盘形结构,安装在机床的左侧立柱上。因为XKA5032A/C数控立式升降台铣床外形及其他性能参数等均与THK6363型自动换刀数控镗铣床相似，所以本机床的自动换刀装置的设计将仿效THK6363型自动换刀数控镗铣床换刀装置，设计成采用轴向放置的鼓盘式刀库形式和回转式双臂机械手组成。刀具按预定工序的先后顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺序转到取刀位置。用过的刀具放回原来的刀座内，也可以按加工顺序放入下一个刀座内。该法不需要刀具识别装置，驱动控制也比较简单，工作可靠。但刀库中每一把刀具在不同工序中不能重复使用，为了满足加工需要只有增加刀具的数量和刀库的容量，这就降低了刀具和刀库的利用率。此外，装刀时必须十分谨慎，如果刀具不按顺序装在刀库中，将会产生严重的后果。顺序选刀是在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求依次插入刀库的刀套中，顺序不能有差错。加工时按顺序调刀。适合加工批量较大、工件品种数量较少的中、小型自动换刀装置。可知数控铣床用4把刀就可完成大多数的铣削加工。所以这个容量为6把刀的刀库，几乎不存在加工过程中需要重复利用刀具的情况，所以刀具的选择方式确定为顺序选择刀具。两手互相垂直的回转式单臂双手机械手的优点是换刀动作可靠，换好时间短，缺点是刀柄精度要求高，结构复杂，联机调整的相关精度要求高，机械手离加工区较近。一般来说，这种机械手用于刀库刀座轴线与机床主轴轴线垂直，刀库为径向存取刀具形式的自动换刀装置，因此，在XKA5032A/C数控立式升降铣床的自动换刀装置中可采用这种机械手形式。关键词：数控铣床；自动换刀装置；刀库；换刀机械手前言数字控制机床是用数字代码形式的信息(程序指令)，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等。数控机床主要由数控装置、伺服机构和机床主体组成。输入数控装置的程序指令记录在信息载体上，由程序读入装置接收，或由数控装置的键盘直接手动输入。随着微电子技术、计算机技术和软件技术的迅速发展，数控机床的控制系统日益趋向于小型化和多功能化，具备完善的自诊断功能；可靠性也大大提高；数控系统本身将普遍实现自动编程。未来数控机床的类型将更加多样化，多工序集中加工的数控机床品种越来越多；激光加工等技术将应用在切削加工机床上，从而扩大多工序集中的工艺范围；数控机床的自动化程度更加提高，并具有多种监控功能，从而形成一个柔性制造单元，更加便于纳入高度自动化的柔性制造系统中。