【温馨提示】 购买原稿文件请充值后自助下载。
以下预览截图到的都有源文件,图纸是CAD，文档是WORD，下载后即可获得。
预览截图请勿抄袭，原稿文件完整清晰，无水印，可编辑。
有疑问可以咨询QQ：414951605或1304139763
摘 要
课题是加工中心刀具库结构设计。刀库容量—40把刀，最大刀具直径160mm，寻刀速度1秒/刀位。刀具库由电机传动。这种刀库在数控加工中心上应用非常广泛,其换刀过程简单，换刀时间短；总体结构简单、紧凑，动作准确可靠；维护方便，成本低。本课题的目的就是要通过对加工中心刀库的优化设计以提高换刀速度，减少助助时间。
关键词：加工中心，刀具库，电机，数控
Abstract
Topic is the design tool library structure of machining center. The capacity of the tool storage - 40 knife, the maximum tool diameter 160mm, find the knife speed 1 / cutter. Cutter is driven by the motor. The cutter in NC machining center is widely used, the tool change is simple, tool change time is short; the structure is simple, compact, accurate and reliable operation; easy maintenance, low cost. The purpose of this paper is to the optimal design for the machining center to improve the tool change speed, reduce the auxiliary time.
Key Words: machining centers, CNC machine tool library
目 录
摘 要 II
Abstract III
目 录 IV
第1章 绪 言 1
1.1课题的目的 1
1.2课题设计方案的选择和设计手段 1
1.3刀库系统的发展趋势 2
1.4刀库系统的发展方向 2
第2章 加工中心刀具库总体结构设计 5
2.1设计参数或原始数据 5
2.2刀套线速度 5
2.3链参数确定 5
2.4负载转矩选电机 5
第3章 链参数计算 9
3.1传送链的设计 9
3.2轴承的选型及校核 11
3.3链强度计算 13
3.3.1链传动的运动特性 13
3.3.2链传动的动载荷 15
3.3.3链传动的受力分析 16
3.3.4滚轮接触强度的计算 17
第4章 二级齿轮传动零件的设计计算 18
4.1高速级齿轮的设计计算 18
4.2低速级齿轮的设计计算 21
4.3轴的计算 25
4.3.1高速轴的计算 25
4.3.2中间轴 32
4.3.3输出轴 34
4.3.4低速轴的计算 38
4.4键连接的选择和计算 38
4.4.1 高速轴（I轴）上键的选择及校核 38
4.4.2 中间轴（II轴）上键的选择及校核 39
4.4.3 高速轴（III轴）上键的选择及校核 39
4.5滚动轴承的选择和计算 40
4.6联轴器的选择和计算 43
4.7主要尺寸及数据 43
4.8润滑与密封 44
总 结 45
参考文献 46
致 谢 47
第1章 绪 言
1.1课题的目的
未来工具机产业的发展，均以追求高速、高精度、高效率为目标。随着切削速度的提高，切削时间的不断缩短，对换刀时间的要求也在逐步提高；换刀的速度已成为高等级工具机的一项重要指标。本课题的目的就是要通过对刀库的设计以提高换刀速度，减少助助时间。
（1）提高换刀速度的基本原则
工具机的换刀装置，通常由刀库和换刀机构组成，有些应用机械手臂换刀，有些换刀方式并不需要机械手臂，刀库的形式和摆放位置也不一样。为了适合高速运动的需要，高速工具机在结构上已和传统的工具机不同。以刀具运动进给为主，减小运动工件的质量，已成为高速工具机设计的主流。因此，设计换刀装置时，要充分考虑到高速工具机的结构特征[9]。
（2）提高换刀速度的主要技术方法
适合于工具机的快速自动换刀技术主要有以下几个方面：在传统自动换刀装置的基础上提高动作速度，或采用动作速度更快的机构和驱动元件。例如，机械凸轮结构的换刀速度高于液压和气动结构。根据高速工具机的结构特点设计刀库和换刀装置的形式和位置。例如，传统工具机的刀库和换刀装置多装在立柱一侧，在高速工具机则多为立柱移动的进给方式，为减轻运动件质量，刀库和换刀装置不宜再装在立柱上。采用新方法进行刀具快速交换，不用刀库和机械手方式，而改用其它方式换刀。例如不用换刀，用换主轴的方法。使用适合于高速工具机的刀柄。如HSK刀柄质量轻，装卸刀具的行程短，可以使自动换刀装置的速度提高。快速自动换刀装置采用HSK空心短锥柄刀是发展的趋势。
1.2课题设计方案的选择和设计手段
I设计方案选择
刀库是刀具交换系统的一部分，加工中心的刀具交换系统也称为自动换刀装置（ATC）,它通常是由刀库和机械手组成。自动换刀装置是加工中心不可缺少的组成部分，也是加工中心的象征，又是加工中心成败的关键。
加工中心有立式、卧式、龙门式几种，所以这些机床的刀库和自动换刀装置也是各种各样。加工中心上的刀库类型有鼓轮式刀库，链式刀库，格子箱式刀库和直线刀库等。
（1）鼓轮式刀库：
应用较广，这种刀库的结构紧凑，但因刀具单环排列、定向利用率低，大容量刀库的外径较大，转动惯量大，选刀时运动时间长。因此这种刀库的容量较小，一般不超过32把刀具。
（2）链式刀具
容量较大，当采用多环链式刀库时，刀库的外形较紧凑，占用空间小，适合用于做大容量刀库。在增加存储刀具数目时，可增加链条的长度，而不增加链轮直径，因此，链轮的圆周速度不会增加，且刀库的运动惯量不像鼓轮式刀库增加的那么多。
（3）格子箱式刀库
刀库容量大，结构紧凑，空间利用率高，但布局不灵活，通常将刀库安放于工作台上。有时甚至在使用一侧的刀具时，必须更换另一侧的刀座板。
（4）直线式刀库
结构简单，刀库容量较小，一般用于数控车床，数控钻床，个别加工中心也有采用。
结合所给题目，初步决定采用链式刀库换刀方案。
1.3刀库系统的发展趋势
近年来刀库的发展俨然已超越其为装备的角色，在特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多任务复合等概念产品，多样化产品，左右工具机在生产效能及产品精度的表现。刀库的容量、布局，针对不同的工具机，形式也有所不同。根据刀库的容量、外型和取刀的方式可大概分为斗笠式刀库、圆盘式刀库、链条式刀库[7]。其发展趋势为：
（1）高效能的产品
发展符合高荷重、高容量、高速化概念的刀库产品。
（2）轻量化、低成本的产品
发展符合重量轻、成本低概念的刀库产品。
1.4刀库系统的发展方向
刀库系统作为自动化加工过程中所需的储刀及换刀需求的一种装置，为数控机床缩短机床非切削时间，降低劳动强度提供了必要条件，是数控机床的重要的功能部件，必将向以下几个方向发展。一方面随着主机的“单机多任务复合化”发展，刀库也必将向容量大、结构精、速度快、效率高的方向发展，以适应主机的高转速、高精度和强力切削的机械特性。此类刀库大部分为卧式刀库，有下面几个特点：
（1）可远距离传输。
（2）换刀时可同步打刀，缩短换刀时间。
（3）大容量且可扩充。
（4）高效且精准的驱动和选刀系统。
（5）控制系统复杂
刀具重量大。比如适合五轴联动的立卧转换伺服刀库。而另一方面，刀
川公网安备: 51019002004831号