毕业设计（论文）-XKA5032AC数控立式铣床自动换刀装置设计.doc

洛阳理工学院毕业设计IXKA5032A/C数控立式铣床自动换刀装置设计摘要本设计介绍的是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。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。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。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，换刀机械手洛阳理工学院毕业设计IITheXKA5032A/CNumberControlsTheSignTypeWorkingPanelMillerToChangeTheKnifeDeviceABSTRACTtheintroductionisthedesignthattheXKA5032A/Cnumbercontrolsthesigntypeworkingpanelliftermillertochangetheknifedevice(theknifedatabasetype)automatically.Theknifedatabasetypeautomaticallychangetheknifedeviceishavebytheknifedatabaseandtheknifetoexchangedevice(changetheknifethemachinehand)toconstitute.Itismanyworkordinalnumberstocontrolthetopofthetoolmachinetoapplytochangetheknifedevicemostextensively,itiswholetoleadtochangetheknifeprocessmorecomplicated.Firstprocessprocessinneedtobeuseofallknifeshavetoinstallonthehaftofthestandard,pressingcertainwaytopackintotheknifedatabaseafterthetoolmachinecarryonsizetopreparetoadjustoutside.Beintheknifedatabasecarryonchoosingknifefirstwhilechangetheknife,thedesignbecomesestheadoptionstalktowardthedrumdishtypeknifedatabaseformandtheturn-overtypedoublethearmmachinehandforplacetoconstitute.Theknifehastopresstoscheduletotheworkprefaceinserttheknifeoftheknifedatabaseorderofsequence,usageturntotakeknifepositioninorder.Theknifeforusingputsbacktheoriginalknifeinside,canalsopresstoprocesssequencetoputintothenextknife.Thatmethoddoesntneedtheknifetoidentifydevice,drivingacontrolalsomoresimple,workcredibility.scaledtheautochangetheknifedevice.Canknowthenumbercontrolsmillertouse4maketheknifecompletemostmillingandcanparetoprocess.Sothiscapacityis6knifedatabasesofknifes,almostthenonentityprocesstoneedtomakeuseofthecircumstancethattheknifehaveagainintheprocess,sothe洛阳理工学院毕业设计IIIknifehaveofthechoicemethodassuranceforinproperorderchoicetheknifehave.Twohandsaremutualperpendicularoftheadvantageoftheturn-overtypesinglearmhandsmachinehandchangetheknifeactioncredibility,changinggoodtimeshort,theweaknessisthehaftaccuracytohavehighrequest,structurecomplications,thelinkingmachineadjustoftherelatedaccuracyhavehighrequest,themachinehandleavestoprocessareanearer.Generallyspeaking,thiskindofmachinehandusedsfortheknifedatabaseknifethestalklineandthetoolmachineprincipalaxisstalklineperpendicular,theknifedatabasehasaformtochangetheknifedeviceautomaticallytowardtheaccessknifeforthepath,thereforecanadoptthiskindofmachinehandformintheXKA5032A/Cnumbercontrolthesigntyperiseandfallmillertheautochangetheknifethedevice.KEYWORDS:numericalcontrolmillingmachines,Automatictoolchanger,Toolstorage,toolchanging-manipulator洛阳理工学院毕业设计IV目录前言.1第1章数控机床概述.21.1数控机床知识.21.1.1数控铣床的分类.21.1.2数控铣床的结构特征.41.1.3数控铣床的主要功能及加工对象.51.1.4自动换刀装置（ATC）及其形式.51.1.5自动换刀装置应当满足的基本要求.7第2章总体方案的确定.82.1刀库系统的设计.82.1.1确定刀库容量.82.1.2确定刀库形式.92.1.3刀库结构设计.92.1.4初选电动机与降速传动装置.112.1.5初估刀库驱动转矩.112.1.5刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计.122.1.6刀库驱动转矩的校核.172.1.7花键联接的强度计算.172.1.8夹紧机构插销剪切强度的校核.182.1.9确定刀具的选择方式.182.10刀库的定位与刀具的松夹.19第3章刀具交换装置的设计.213.1换刀机械手的设计.213.1.1确定换刀机械手形式.213.1.2换刀机械手的工作原理.233.1.3机械手的自动换刀过程的动作顺序.233.1.4自动换刀装置的相关技术要求.253.1.5换刀机械手的安装与调试.25洛阳理工学院毕业设计V第4章自动换刀装置的控制原理.264.1自动换刀装置的液压系统原理图.264.2自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程.26第五章典型零件的设计.285.1联轴器的设计.285.1.1联轴器.285.1.2联轴器的选用.285.1.3联轴器的校核.295.1.4蜗杆蜗轮传动设计的一些相关技术要求.295.1.5托架的设计.29结论.30谢辞.31参考文献.32外文资料翻译.34洛阳理工学院毕业设计1前言数字控制是20世纪中期发展起来的一种自动控制技术，是用数字信号进行控制的一种方法。采用数控技术进行控制的机床称为数控机床。加工中心（简称MC）是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。它是适应省力省时和节能的时代要求而发展起来的，它综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、气动技术、拖动技术、现在控制理论、测量及传感技术以及通讯诊断、刀具和应用编程技术的高技术产品，将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能聚集在一台加工设备上，且增设有自动换刀装置和刀库，可以在一次安装工件后，数控系统控制机床按不同工序自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能：依次完成多面和多工序的端平面、孔系内外倒角、环形槽及攻螺纹等加工。随着电子技术的迅速发展，以及各种性能良好的传感器的出现和运用，加工中心的功能日趋完善，这些功能包括：刀具寿命的监视功能、刀具磨损和损伤的监视功能、切削状态的监视功能、切削异常的监视、报警和自动停机功能、自动检测和自我诊断功能及自适应控制功能等。加工中心还与载有随行夹具的自动托板进行有机连接并能进行切屑自动处理，使得加工中心成为柔性制造系统，计算机集成制造系统是自动化工厂的关键设备和基本单元。洛阳理工学院毕业设计2第1章数控机床概述1.1数控机床知识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