组合铣床的总体设计和主轴箱设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 第一章 零件的分析 2 件的结构工艺性分析 2 件的形状分析 2 件的形位公差分析 2 2 件的材料分析 3 第二章 毛坯的设计 4 定零 件的生产类型和生产纲领 4 坯的种类 4 坯种类的选择 4 4 第三章 零件工艺规程的设计 6 位基准的的选择 6 基准的选择 6 基准的 选择 6 件表面加工方法的选择 7 工顺序的安排 7 工阶段的划分 7 序的合理组合 7 工顺序的安排 8 艺的制定 9 序 基准的制定 9 定工序尺寸的方法 9 工余量的确定 10 床的选择 11 艺装备的选择 11 削用量的选择 11 第四章 刀具交换装置的设计 20 机械手形式 20 22 22 上的齿轮齿条设计 23 24 24 24 制 26 第 5章 自动换刀装置的控制原理 26 26 26 致谢词 27 参考文献 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前 言 毕业设计是培养我们实际工作能力的最后一个重要实践性学习环节，它不但是对我们三 年来的学习与实践是一个很好的总结和考验，也是为以后从事专业技术工作做个强而有力的铺垫。 本次我的设计题目是组合件，在设计之前对此类零件没有太多了解，经过多次调查研究和指导老师的细心指导下 ,使我能够很好的完成这次设计。此次设计不但培养了我们综合运用所学知识分析和解决本专业一般技术问题的能力，而且也进一步巩固扩大和深化了我们所学的基本理论、基本知识和基本操作技能，同时也培养了我们树立正确的设计思想和生产观念、经济观念、全局观念，养成了理论联系实际和严谨的工作作风，培养我们掌握机械加工的一般工艺规程和方法，独 立正确的使用技术文献资料和正确的表达自己设计思想的能力。 首先，我积极地查阅相关资料，对零件图进行了仔细的研究，了解了现场工作情况，然后，向老师认真的请教了加工工艺过程及方法等技术性问题，为自己进行毕业设计做好准备。通过以上学习，使我了解了本组零件的结构，生产纲领和生产条件，并确定其重要加工表面。老师的辅导与分析，让我能综合运用所学过的理论知识和方法，正确地制定一个零件的机械加工工艺规程，从而保证零件的加工质量、生产率和经济性；能较熟练地使用有关的手册，图表资料及技术参考书，也能够较熟练应用工艺计算的方法，正确地进行工艺计算，熟练掌握一般零件的数控编程方法，机床的操作以及零件的数控加工。最后说明书来阐述了关于零件的有关内容及加工工艺过程等几个重要方面，认真地完成了整个设计的过程。 在此，对给予我大力支持和热情帮助的老师们表示忠心的感谢。由于个人能力有限，经验欠缺，因此，文中错误，不妥之处在所难免，恳请各位领导及老师批评指正。 附录：装配图、零件图、液压缸图、毛坯图、运动简图、导向套图、活塞杆图 另附：工序过程卡片和中英文翻译 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 :零件的分析 零件的结构工艺性分析 件 1 件 2 零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面广，因此有必要对零件进行结构工艺性分析，找出技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的工作措施加以保证。 件的形状分析 轴系组合件较为复杂，从外形上看件一左端是不完整的球端面 40 度的槽及椭圆左端的槽 ,内孔螺纹等的加工难度较大内边面质量 端外部椭圆留双边 1 二是椭圆 ,外螺纹加工精度都很高。 大体加工过程：加工件加工件二：首先在车床上用外圆 车刀粗加工，倒角 ,车外螺纹 ,用外圆车刀车椭圆 ,然后用手工切断 在车床用外圆粗车加工球面，车40 度槽 ,倒角 ,内孔镗刀加工内孔 ,切内孔 31 的槽 ,然后车 内螺纹 ,最后外圆车刀加工椭圆 . 零件的技术要求分析 零件图纸上标注的技术要求： 1. 3圆弧过渡光滑 B/ 零件的加工表面的分析 从零件图可以看出轴系零件的主要加工表面是： 1. 31的槽：它的表面粗糙度是 且其轴心线是设计基准。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6螺纹是一个标准螺纹，虽然没有特殊要求， 但它在配合时起传递扭矩的作用，故其配合精度要求高。 表面粗糙度 轴心线是设计基准。 尺寸以确定 ,表面粗糙度 心是设计基准 . 通过以上的分析可知，零件的结构较为简单，易于加工，具有一定的可 行性。 零件的材料分析 零件材料的选用是非常重要的，选材不当制成的零件不能满足使用要求，过早损伤和破坏产生不良影响或经济效益差等。机械零件选材的一般原则是：首先满足使用性能的要求，同时兼顾工艺性、经济性和环保性。对于轴类零件的选材应具有以下几点要求： 要求有高的强度和韧性，以防止由于过载和冲击而引起的变形和断裂。 止疲劳断裂。 应有特殊要求。 本零件的材料是 45 号钢，它属于低淬透性合金调质钢，其力学性能是 ：785s 685b 95 ,%45,47化学成分是：碳含量 铬含量 锰含量 硫含量 ，其中碳含量过高、过低均不能满足经调质后获得良好综合力学性能的要求，主加元素为铬，在配以硫 、锰等合金元素，其作用是提高淬透性，强化铁素体和细化晶粒，因此，此钢的热处理变形小，废品率低，因而降低了工艺成本。其热处理特点是：当原始组织为珠光体时，预先热处理可采用正火或退火处理 ;该类钢最终热处理均采用淬火后在 500高温回火工艺，即调质处理工艺，调质处理可使材料具有良好的综合力学性能。 材料长度的选择：件一取 50*100，件二取 50*80的棒料 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二章：毛坯的设计 确定零件的生产类型和生产纲领 生产类型是指企业（或车间，工段，班组，工作地）生产专业 化程度的分类，一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。它可根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序数来具体划分。 生产纲领是指在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为一年，所以生产纲领也称年产量。 零件的生产纲领要计入备品和废品的数量，其计算式为： N=+ )(1+ ) N 零件的年产量 (件 /年 ) Q 产品的年产量 (台 /年 ) n 每台产品中，该零件的数量 (件 /台 ) 备品的百分率 废品的百分率 其中 Q 500 n 1 5% 2% 所以 N=500(1+5%)(1+2%)= 536(件 /年 ) 由上所述，查机械制造工艺学中表 1该零件为中批生产。 确定零件毛坯的制造形式 毛坯是根据零件所要求的形状 ,工艺尺寸等方面而制成的供进一步加工使用的生产对象。毛坯种类的选择不仅影响着毛坯制造的工艺装备及制造费用，对零件的机械加工工艺装备及工具的消耗，工时定额计算有很大影响。 毛坯的种类 常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冷压件等。 适用于形 状复杂的毛坯。 适用与零件强度较高 ,形状较简单的零件。尺寸大的零件因受设备限制，故一般用自由锻；中、小型零件可选模锻；形状复杂的刚质零件不宜用自由锻。 轧型材的尺寸较大、精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧型材尺寸较小、精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中小零件，适用于自动机床加工。 对于大件来说 ,焊接件简单方便 ,特别是单件小批生产可大大缩短生产周期 ,但焊接后变形大 ,需经时效处理。 用于形状复杂的板料零件 ,大多用于中小零件的大批量生产。 毛坯种类的 选择 选择毛坯种类需考虑的因素有以下几点： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毛坯的形状和尺寸的选择 确定毛坯的形状与尺寸的步骤是：首先选取毛坯加工余量和毛坯公差，其次将毛坯加工余量叠加在零件的相应加工表面上，从而计算出毛坯尺寸，最后标注毛坯尺寸与公差。其总的要求是：减少“肥头大耳”，实现少屑或无屑加工。因此，毛坯形状要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。 本零件的大部分加工表面是回转体表 面， 根据本零件的生产纲领，年生产数量，经济价值及复杂程度，另外本零件为轴类零件，考虑其复杂程度，所以本零件毛坯为棒料。因为棒料的经济性好，加工余量小，而且成本较低。根据本零件的结构特征和尺寸要求及考虑到经济性，所以毛坯一件圆棒料的尺寸为 50100件圆棒料的尺寸为 5080买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第三章：零件工艺规程的设计 机械加工工艺规程是规定产品或零部件工艺过程和操作方法等的工艺文件 ,它是指导 生产的主要技术文献，是组织和管理生产的基本依据，是新建 和扩建工厂或车间的基本资料，是进行技术交流的重要手段。 定位基准的选择 在制订零件的加工工艺规程时，正确地选择工件的基准有着很重要的意义。基准选择的好坏不仅影响零件的加工位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。基准有粗基准与精基准之分。 选择定位基准时是从保证工件精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序就应从精基准到粗基准。 精基准的选择 就是尽可能选用设计基准作为定位基准，这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起定位误差。 位置精度 要求较高的某些表面加工时尽可能选用同一定位基准，这样有利于保证各加工表面的位置精度。 3 自为基准原则：当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准，用于提高加工面本身的精度。 4 互为基准原则：为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀采取此原则。 紧可靠、操作方便的原则。 粗基准的选择 粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配加工表面的余量，同时，要为后续工序提供精基准。 的位置要求，应选非加工面作为粗基准。 同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。 避开锻造飞边和铸造浇冒口，分型面，毛刺等缺陷，以保证定位准确、夹紧可靠。 由于本工件毛坯为棒料，所以采用 50 棒料的外圆柱面为粗基准，车削零件一的左端，再以粗车后的圆柱面为粗基准，车削零件的右端，然后再以粗车后零件的回转轴心分别对零件的沟槽、椭圆的左端槽及内孔 ,内孔槽 ,螺纹右端外部椭圆进行加工，保证各个部位的尺寸精度及位置精度，然后以 48 的右椭圆的端面为基准，加工零件的螺纹 ,阶梯圆柱 ,内孔槽 ,最后以件一为基准 ,精加工件一的左端球面 ,阶梯圆柱 ,车槽 ,倒角及右端内孔 ,车槽 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由以上分析可知本零件采用两种基准原则，一是基准重合原则，它是以零件的轴心线为定位基准也是设计基准，对零件的外圆、内孔、槽以及螺纹等表面进行切削加工；另一种是基准统一原则，它是多个加工表面都以一个基准作基准面加工定位的。 零件表面加工方法的选择 零件表面的加工应根据这些表面的加工要求和零件的结构特点及材料性质等因素，而选用相应的加工方法。在选择某一表面的加工方法 时，一般总是首先选定它的最终加工方法，然后再逐一选定各有关前道工序的加工方法。加工方法选择的原则如下： 表面相互位置精度的要求。 通过以上原则，本零件各主要表面加工方法为： 球面 ,椭圆及槽 ,倒角 ：车削加工 螺纹：车削加工 加工顺序的安排 加工阶段的划分 工件的加工质量要求较高时，应划分阶段。一般分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。 粗加工阶段是从坯料上切除较多余量，所能达到的精度和表面质量都比较低的加工过程。半精加工阶段是在粗加工和精加工之间进行的切削加工过程。精加工是从工件上切除较少余量，所能达到的精度和表面质量都比较高的加工过程。划分加工阶段的作用是： 切削力所引起的弹性变形和热变形对精加工的影响。 可较及时地发现毛坯的缺陷 ,避免不必要的损失。 使精密机床能较长期地保持其精度。 工序的合理组合 确定加工方法后，就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件，确定工艺过程的工序数目。确定工序数目有两种基本原则可供选择： 所谓工序集中 ,就是零件的加工集中在少数工序内完成 ,而每一工序的加工内容却较多。其特点 : 1)高效专用设备及工艺装备 ,生产率高。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2)易于保证表面间位置精度 ,还能减少工序间运输量 ,缩短生产周期。 3)可减少机床数量 ,操作工人数和生产面积 ,还可简化生产计划和生产组织工作。 4)构复杂的专用设备及工艺装备 ,便投资大 ,调数和维修复杂 ,生产准备工作量大 ,转换新产品比较费时。 所谓工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行 ,每道工序的加工内容很少 ,最少时即每道工序仅一个简单工步。其特点 : 1)调整和维修方便 ,工人容易掌 握 ,生产准备工作量少 ,又易于平衡工序时间 ,易适应产品更换。 2)减少基本时间。 3)操作工人多 ,占用生产面积大。 从生产批量或设备等方面考虑，本零件属于中批生产，虽然工序越集中，加工周期越短，加工的精度也高，但是，本零件部分加工在普通机床上无法加工，所以粗精加工必须在数控机床上一起完成，这样虽提高了生产率，但同时也提高了成本，也没有合理的使用机床，因此，此零件采用工序集中原则。 加工顺序的安排 1机械加工工序的安排原则 1)寸较大的 毛坯或尺寸偏差较大的毛坯 ,应首先安排划线工序 ,为精基准加工提供找正基准。 2)基面后其它”的顺序 ,先加工精基准面。 3)应对精基准进行修正。 4)主后次，先粗后精”的顺序，对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、半精加工和精加工。 5)应安排在主要表面加工之后加工。 6)精加工和光整加工可适当提前 ,一般情况主要表面的精加工和光整加工应放在最后阶段进行。 调质的目的是为了提高工件的综合 力学性能，减少工件的变形或为以后的表面热处理做好组织准备。因此，一般安排在粗加工后、精加工前进行，可以保证淬透性差的钢种表面调质层（回火索氏体）的组织不被切削掉。 1)加工之前，送往外车间加工的前后，花费工时较多和重要工序的前后。 2)力探伤等特种检验，主要用于表面质量的检验，通常安排在精加工买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 阶段。荧光检验如用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前。 3)层、发蓝、氧化等表面处理工序，一般安排在工艺过程的最后进行。 通过前 面对定位基准的选择，零件表面加工方法的选择及加工顺序的安排的分析说明，再结合本零件的结构特点及制定工艺路线的出发点：保证加工质量、提高生产率、降低成本，从而获得最好的经济性。所以，此零件制定的工艺路线是： 轮廓 左端轮廓 右端轮廓 右端内轮廓 工艺的制定 工序基准的选择： 工序基准是在工艺图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准，所标定的位置尺寸 和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求。工序尺寸和工序技术要求的内容，在加工后应进行测量，测量所用的基准称为测量基准，通常工序基准与测量基准重合。 对于设计基准尚未最后加工完毕的中间工序，应选各工序的定位基准作为工序基准和测量基准。 在各表面的最后精加工时，当定位基准与设计基准重合时，虽然工序基准和测量基准就应选用这个重合的基准；当所选定位基准未与设计基准重合时，在这两种基准都能作为测量基准的情况下，工序基准的选择应注意以下几点： 工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利于 减少检验工作量。 使工序基准与设计基准重合。 加工面之间的工序尺寸应选与设计尺寸一致。 本零件在加工时，其轴向尺寸是以零件的两端作为工序基准，径向尺寸是以零件的轴心线作为工序基准。它的工序基准与设计基准重合，为加工和检测提供了方便。 确定工序尺寸的方法： 被包容面）或减去（对包容面）公称工序余量而求得，工序公差按所加工方法的经 济精度选定。 间接保证时，需通过尺寸链计算，来确定有关工序尺寸，公差及技术要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工时定位基准又需多次转换加工的工件，由于工序尺寸相互联系的关系较复杂，就需要从整个工艺过程的角度用工艺尺寸链作综合计算，以求出各工序尺寸、公差及技术要求。 根据本零件的加工工艺路线和技术要求，其工序尺寸确定如下： 工序 1：粗车件 2轮廓 工步一：平端面 此端面经过两次车削，粗车和精车。查表知，其轧制件端面加工余量为 1m,粗车余量为 削后达到的表面粗糙度为 工步二：粗车左端外 轮廓 本工序采用粗车 精车的加工方式，经查表知，其切削余量为 2该工序车削后基本尺寸应为 48+2=50该尺寸对应的公差值分别是 入体原则标注，工序尺寸为 工步三：粗加工右端椭圆 留双边 1工序 2： 加工件 1轮廓 工步一：平端面 此工步同工序 10 中工步一，但其加工余量是 工步二：粗车 加工左端 轮廓 此工 步同工序 10 中工步二，其基本尺寸是 30+2=32入体原则标注，工序尺寸为 工步 三 ： 车外槽 槽宽 5，切削余量为 0 工步 四 ： 椭圆左端 槽 槽宽 2，切削余量为 0 工步 五 ： 粗加工右端内孔 每次背吃刀量 1刀量 步六：精加工右端内孔 切削余量为 步七：车内槽 此槽是作为加工螺纹时的退刀槽，其工序尺寸应为 31 工步八：车削内螺纹 查表知， I=0，中径公差是 径公差是 加工余量的确定： 加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。其 余量的大小对工艺过程有一定影响，余量不足不能保证零件的加工质量，不但增加了机械加工的劳动量，而且增加了刀具，能源及材料的消耗，从而增加了成本，降低了生产率，所以必需合理的安排加工余买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 量。 确定加工余量的方法有查表法、经验仿计法和分析计算法。 本零件采用查表法，参照数控加工技术第二篇第四章加工余量表 对本零件的加工余量所查结果如下： 表 工表面 加工方案 余量（ 25外圆 粗车 车 槽 车 螺纹 车 圆 车 钻 机床的选择 : 零件的加工精度很大程度上取决于所用机床，因此必须合理的选择机床，对于单件小批量生产一般选择通用机床；对于中批量则广泛采用专用机床、数控机床和组合机床。 在选择机床时应注意以下几点： 1. 机床的加工尺寸范围与零件外形尺寸相适应。 2. 机床精度与工件精度相适应。 3. 与现有加工条件相适应。 4. 机床的生产率应与工件的生产类型相适应。 本零件尺寸小、重量轻、 属中批生产，其毛坯是棒料，加工余量较大，为了合理的利用机床，故此零件在粗加工时选用普通机床，另外工件的某些部分在普通机床上很难加工出来，又因此次设计着重练习的是对数控机床的熟练程度，故精加工时选择数控机床 ,根据现有的生产条件，选择的机床型号是： 通车床 学型数控车床 艺装备的选择： 工艺装备选择的合理与否，将直接影响工件的加工精度、生产效率和经济性。应根据生产类型、具体加工条件、工件结构特点和技术要求等选择工艺装备。 本零件是小批量生产，技术要 求不太高，故采用通用夹具即可完成，因专用夹具的专用性能强、成本高、不易转变，不可长时间地使用，选用夹具时要保证夹具的坐标系方向相对固定，要协调零件和机床坐标系的尺寸关系：夹具上各零件应不妨碍机床对零件各表面的加工。 根据以上所述和现有生产条件 ,本零件车削与铣削时均采用三爪卡盘进行装夹。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在选择刀具方面 ,通常优先用通用夹具 ,对于不同材料的零件 ,一般都有适合将其切削的刀具。刀具的选择不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量，与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚性 好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装方便，这就要采用新型优质材料制造数控教工刀具，并优选刀具参数。在选用刀具时应考虑工序种类，生产率，经济性，工件材料，生产批量，加工精度及表面粗糙度与所用机床的性能选用了标准刀具。刀具材料应当选择高硬度、高耐磨性、高耐热性的材料，并有足够的强度和韧性，较好的工艺。 根据以上所述和现场加工条件，本零件选用 数控加工刀具卡片 产品名称或代号 件名称 组合件 零件图号 号 刀具号 刀具名称规格 数量 加工表面 刀尖半径/注 1 3菱形外圆车刀 1 车外圆 2 0外螺纹刀 1 车外螺纹 3 切槽刀 1 切外槽 4 孔镗刀 1 镗内孔 5 0内螺纹刀 1 车内螺纹 6 切槽刀 1 切内槽 编制 汪世洋 审核 批准 共 1 页 第 1页 3量具的选择 量具的选择主要是根据生产类型和检测的精度来选择，一般选用通用量具，对于尺寸精度要求较高，检测不方便的选用专用量具，为了在机械加工过 程中保证零件的加工尺寸精度和提高测量效率的要求，需要恰当合理地选择相应的各种通用及专用量具。此零件需选用的专用量具有： 椭圆 专用样板 纹塞 环 规 椭圆弧 专用样板 其它尺寸选用 0径千分尺、 0径千分尺、 0 削用量的确定 切削用量的合理选择 ,是指在保证加工质量的前提下 ,充分利用刀具和机床的性能 ,获得高生产效率和低加工成本的切削用量三要素的最佳组合。 粗加工时精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量 较大，因此选择粗加工用量时，要尽可能保证较高的单位时间、金属切除量和必要的刀具耐用度，以提高生产率和降低成买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本。先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量次选择一个较大的进给量 f；最后确定一个适合的切削速度 v。根据上述原则，选择粗加工切削用量，对于提高生产率、减少刀具消耗、降低加工成本是比较有利的。 1）切削深度根据零件的加工余量和由夹具、机床、刀具和工件所组成的工艺系统的刚性来确定。 2） 进给量 f 的选择：限制进给量，提高的因素主要是切削力。 3）切削速度 v 的选择：主要受刀具耐用度和机床功率的限制。 精加工时的加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀，因此选择精加工切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。精加工时应选择较小的背吃刀量f，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。 1）切削深度根据精加 工留下的余量来确定。 2）进给量 f 的选择：限制进给量，提高的主要因素是表面粗糙度。 3）切削速度 v 的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力也有所减小，也不易产生积屑瘤和毛刺。 数控加工工艺卡片 卡 1 单位名称 品名称或代号 零件名称 零件图号 使用设备 车间 件 1 1 序号 程序编号 夹具名称 1 爪卡盘 工步号 工 步 作 业 内 容 刀具 号 刀具规 格 主轴转速 进给速度 背吃刀 量 备注 1 加工 93菱形外圆 251000 100 1 自动 2 粗加工外轮廓 25 1000 150 1 自动 3 倒角 16 1000 100 1 自动 4 精加工外轮廓 251500 80 自动 5 车 60外螺纹 16 1000 100 自动 6 车断件 1 61000 50 手动 编制 汪世 审 批 08 年 3 月 10 共 5 页 第 1 页 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 洋 核 准 日 卡 2 单位名称 品名称或代号 零件名称 零件图号 使用设备 车间 件 2 2 序号 程序编号 夹具名称 2 爪卡盘 工步号 工 步 作 业 内 容 刀具 号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀 量 备注 1 加工 93菱形外圆 25800 150 1 自动 2 粗加工外轮廓 25 1000 100 1 自动 3 精加工外轮廓 25 1000 100 1 自动 编制 汪世 洋 审核 批准 08 年 3 月 10日 共 5 页 第 2 页 卡 3 单位名称 品名称或代号 零件名称 零件图号 使用设备 车间 件 1 1 序号 程序编号 夹具名称 3 爪 卡盘 工步号 工 步 作 业 内 容 刀具 号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀 量 备注 1 加工 93菱形外圆 25 1000 100 1 自动 2 粗加工外轮廓 25 1000 150 1 自动 3 粗加工球面 5000 100 2 自动 4 精加工外轮廓 5500 80 1 自动 5 车外槽 600 25 自 动 6 精车槽底 6000 80 自动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 倒角 6000 100 1 自动 编制 汪世 洋 审核 批准 08 年 3 月 10日 共 5 页 第 3 页 卡 4 单位名称 品名称或代号 零件名称 零件图号 使用设备 车间 件 3 1 序号 程序编号 夹具名称 4 爪卡盘 工步号 工 步 作 业 内 容 刀具 号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀 量 备注 1 加工内镗孔 25800 150 1 自动 2 粗加工内镗孔 25 800 150 1 自动 3 精加工内镗孔 25 1200 80 1 自动 4 车内槽 6600 25 自动 5 加工内螺纹 61000 100 手动 6 加工 93菱形外圆 25800 150 1 自动 编制 汪世 洋 审核 批准 08 年 3 月 10日 共 5 页 第 4 页 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第四章 刀具交换装置的设计 数控机床的自动换刀装置中 ,实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。刀具的交换方式通常分为两种 : 一种是采用机械手交换刀具 , 另一种是由刀库与机床主轴的相对运动来实现刀具交换即无机械手交换刀具。无机械手交换刀具方式：结构简单，成本低，换刀的可靠性较高；刀库因结构所限容量不多。这种换刀系统多为中、小型加工中心采用。刀具的交换方式及 它们的具体结构对机床的工作效率和工作可靠性有直接的影响。由 数控立式升降台铣床的结构特性决定难以实现由刀库与机床主轴的相对运动来实现刀具交换，故采用机械手交换刀具的方式。 机械手是当主轴上的刀具完成一个工步后，把这一工步的刀具送回刀库，并把下一道工步的所需要的刀具从刀库中取出并装入主轴继续进行加工的功能部件。对机械手的具体要求是迅速可靠，准确协调。 定换刀机械手形式 在自动换刀数控机床中，换刀机械手的形式是多种多样的，常见的有以下几种。 1)两手呈 180的回转式单臂双手机械手； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 4械 手臂和手爪 2)两手互相垂直的回转式单臂双手机械手 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3)两手平行的回转式单臂双手机械手； 4)双手交叉式机械手； 由于不同的数控机床（加工中心）的刀库与主轴的相对位置不同。所以各种数控机床所使用的换刀机械手也不尽相同。 上图是两手互相垂直的回转式单臂双手机械手的结构示意图。 这种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 数控立式升降铣床的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 自动换刀装置中可采用这种机械手形式。 刀机械手的工作原理 下面是以在 数控立式升降台铣床的自动换刀装置中采用这种上机械手换刀的工作原理。 该机械手安装在主轴的左侧面，随同主轴箱一起运动。机械手由机械手臂与45的斜壳体组成。机械手臂 1形状对称。固定在回转轴 4上，回转轴与主轴成 45角，安 装在壳体 3上， 5为手臂托，可由液压缸带动（图中未标出），机械手有伸缩、回转、抓刀、松刀等动作。 伸缩动作：液压缸（图中未标出）带动手臂托架 5沿主轴轴向移动。 回转动作：液压缸 2中的齿条轮通过齿轮带动回转轴 4转动。从而实现手臂正向和反向 180的旋转运动。 抓刀、松刀动作：机械手对刀具的夹紧和松开是通过液压缸 6。碟形弹簧 7及拉杆 8、杠杆 9、活动爪 10来实现。碟形弹簧实现夹紧，液压缸实现松开。在活动爪中有两个销子 11，当夹紧刀具时，插入刀柄凸缘的孔内，确保安全、可靠。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 械手的 自动换刀过程的动作顺序 （ a） （ b） （ c） （ d） 图 4 换刀机械手的换刀过程 自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成。 选刀即刀库按照选刀命令（或信息）自动将要用的刀具移动到换刀位置，完成选刀过程，为下面换刀做好准备，换刀即是机械手把主轴上用过的刀具取下，将选好的刀具安装在主轴之上。 换刀动作的大致过程为： 1)主轴箱回到最高处（ z 坐标零点），同时实现“主轴准停”。即主轴停止回转并准确停止在一个固定不变的角度方位上，保证主轴端面的键也在 一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。 2)机械手抓住主轴和刀库上的刀具。如图 4a）所示。 3)把卡紧在主轴和发库上的刀具松开 4)活塞杆推动机械手下行，从主轴和刀库上取出刀具 5)机械手回转 180，交换刀具位置， 6)将更换后的刀具装入主轴和刀库 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7)分别夹紧主轴和刀库上的刀具 8)机械手松开主轴和刀库上的刀具 9)当机械手松开具后，限位开关发出“换刀完毕”的信号，主轴自由，可以开始加工或其他程序动作。 在自动换刀的整个过程中，各项运动均由限位开关控制，只有前一个动作完成后，才能进行下一 个动作，从而保证了运动的可靠性。 上的齿轮齿条设计 1)回转轴上齿轮采用渐开线标准直齿圆柱齿轮形式 2)取模数 M=1。 5。初取齿数 z=30 3)下表为齿轮几何尺寸设计的基本参数： 名称 代号 计算公式 模数 m 压力角 20o 分度圆直径 d D=30=45 齿顶高 h 1 1 . 5 1 . 5m 齿根高 h ) (1 0 . 2 5 ) 1 . 5 1 . 8 7 5 齿全高 h h h 1 . 5 1 . 8 7 5 3 . 3 7 5 齿顶圆直径 z 2 ) ( 3 0 2 1 ) 1 . 5 4 8 齿根圆直径 2 h 2 ) 4 1 . 2 5z c m 齿距 p 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿厚 s / 2 2 顶隙 c 0 . 2 5 1 . 5 0 . 3 7 5c c m 4)齿条的基本尺寸，按外齿轮几何尺寸的计算公式进行计算 为了传递扭矩，在主轴的前端装有端键，当刀具刀柄装入锥孔时，刀柄上的键槽位置必须与该键对准才能装入。当机械手从刀库取刀时，为了确保刀具其后能顺利地装入主轴锥孔中，必须使主轴准确地停在刀具交换位 置上。同时，由于工艺上的需要，也必须使主轴准停在固定位置上。这种使主轴端在定位键停在固定位置的技术要求称为主轴准停。 数控立式升降台铣床的自动换刀装置，在每次自动装卸刀具时，都必须要求主轴准确地停止在固定的周向位置上。因此，可在主轴上安装电气控制的主轴准停装置以实现主轴准停功能。 1)换刀机械手安装在主轴箱的左侧面，加工零件时，换刀机械手随主轴箱一起上下运动。 2)当初装上换刀机械手后，必须进行调试：用手动操纵主式调整换刀机械手相对于主轴的位置，使用调整 心棒，有误差时可调整机械手行程、刀库位置、机械手支座、修正主轴坐标原点等。安装最大重量刀具时，要进行多次刀库到主轴位置的自动交换，使机械手换刀时做到准确无误，无撞击。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1)换刀动作（指令）：选刀（ T）；换刀（ 2)选刀和换刀通常分开进