数控车床电动刀架设计【4张CAD图纸和说明书】

摘要
数控车床今后将向中高当发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。数控刀架的发展趋势是：随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。 本部分主要对四工位立式电动刀架的机械设计和应用继电-接触控制系统控制部分的设计。并对以上部分运用AUTOCAD做图，对电动刀架有更直观的了解。最后的提出了对电动刀架提出了意见和措施。

关键词 ：数控刀架 ； 电动刀架 ； 四工位 

Abstract

Numerical control there is in the future lathe to in will develop,the middle-grade to adopt popular numerical control knife rest form a complete set, adopt the motive force type knife rest top-gradly, have such varieties as knife rest of hydraulic pressure , servo knife rest , vertical knife rest ,etc. concurrently, it is estimated that will increase to numerical control knife rest demand greatly in recent years. The development trend of the numerical control knife rest is: With the development of numerical control lathe, numerical control knife rest begin to change one hundred sheets , electric liquid is it urge and urge direction develop while being servo to make up fast. Some originally design and is it continue electricity to use to four worker location vertical electronic machinery of knife rest mainly- exposed to control system control some designs. And use AUTOCAD to pursue to the above part , have an more ocular knowledge of electronic knife rest. The last proposition has put forward the suggestion and measure to the electronic knife rest.

Keyword： Numerical control knife rest  ； Electronic knife rest ；Four engineering location

目录
绪 论 1
第1章  数控自动刀架总体介绍 2
1.1  数控自动刀架的设计背景 2
1.2  设计准则 2
1.3  主要技术参数 2
1.4  本章小结 3
第2章  自动刀架电气说明书 4
2.1   电动刀架系统 4
2.1.1  电动刀架及其工作原理 4
2. 1. 2   电动刀架动作过程 4
2.1.3  技术说明 5
2.1.4  接口注意事项 6
2.1.5  在装调中，可能出选的异常现象及原因 6
2.1.6  PLC控制说明 11
2.2   本章小结 14
第3章  电动刀架机械说明书 15
3.1  工作原理 15
3.2  刀架动作顺序 15
3.3  步进电机的选用 15
3.4  蜗轮及蜗杆的选用与校核 16
3.4.1  选择蜗杆传动类型 16
3. 4. 2  选择材料 16
3.4.3  按齿面接触疲劳强度设计 16
3.5  蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 18
3. 5. 1  蜗杆 18
3. 5. 2  蜗轮 18
3. 5. 3  校核齿根弯曲疲劳强度 18
3.6  轴的校核与计算 19
3.6.1  画出受力简图 19
3. 6. 2  画出扭矩图 19
3. 6. 3  弯矩图 20
3.7  弯矩组合图 20
3.8  根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 20
3.9  连轴器的选择 21
3.9.1  类型选择 21
3.9.2  载荷计算 21
3.9.3  型号选择 21
3.10 键联接的类型和尺寸 21
3.11 蜗杆上键的选取与校核 22
3.12 轴承的选用 22
3. 12. 1  轴承的类型 22
3. 12. 2  轴承的游隙及轴上零件的调配 23
3. 12. 3  滚动轴承的配合 23
3.12.4 滚动轴承的润滑 23
3. 12. 5  滚动轴承的密封装置 23
3.13 本章小结 23
第4章   总结 24
致谢 26
参考文献 27

绪 论

数控刀架的发展趋势是：随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。?
　　目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。电动刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。另外，加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高：尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制指令外，很重要的一点是数控车床需配备易于控制的电动刀架，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活 方便地完成各种几何形状的加工。
数控刀架的市场分析：国产数控车床今后将向中高档发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，近年来需要量可达1000～1500台。?
数控刀架的高、中、低档产品市场数控刀架作为数控机床必需的功能部件，直接影响机床的性能和可靠性，是机床的故障高发点。
这就要求设计的刀架具有具有转位快，定位精度高，切向扭矩大的特点。它的原理采用蜗杆传动，上下齿盘啮合，螺杆夹紧的工作原理。

第1章  数控自动刀架总体介绍
1.1  数控自动刀架的设计背景
电动刀架是数控车床重要的传统结构数控刀架的高、中、低档产品市场数控刀架作为数控机床必需的功能部件，直接影响机床的性能和可靠性，是机床的故障高发点。
随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
????目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
在本次设计中我主要负责设计一只四工位立式电动刀架的机械设计和应用继电-接触控制系统控制部分的设计。
1.2  设计准则
我们的设计过程中，本着以下几条设计准则
1）创造性的利用所需要的物理性能和控制不需要的物理性能
2）判别功能载荷及其意义
3）预测意外载荷
4）创造有利的载荷条件
5）提高合理的应力分布和刚度而重量达到最轻
6）应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸
7）根据性能组合选择材料
8）在储备零件与整体零件之间精心的进行选择
9）进行功能设计以适应制造工艺和降低成本的要求

1.3  主要技术参数
（1）最大许用力矩（Nm）Mq  100 Mx 200 Ms 100
（2）重复定位精度：（mm）<0.005
（3）电机功率(w) 20
（4）电机转速（rpm）1250
1.4  本章小结
初步了解了设计题目（电动刀架）及发展概况，设计背景，对刀架有了一些印象，对整理设计思路 安排设计时间有很好的辅助作用。对一些参数的进行了解
同时按准则要求来完成设计。