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数控车床自动回转刀架设计【优秀机械电气全套课程毕业设计含7张CAD图纸+带任务书+开题报告+中期检查表+工作总结+外文翻译+49页@正文1.11万字】

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数控车床 自动 回转刀架 刀架设计 机械电气课程毕业设计 数控车床自动回转刀架设计 机械电气全套课程毕业设计
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数控车床自动回转刀架设计【优秀机械电气全套课程毕业设计含7张CAD图纸+带任务书+开题报告+中期检查表+工作总结+外文翻译+49页@正文1.11万字】

【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】.bat

中期检查报告.doc

任务书.doc

工作总结.doc

开题报告.doc

档案袋封面.doc

液压系统原理图.dwg

液压缸部装图.dwg

电气控制原理图.dwg

程序流程图.dwg

端齿盘零件.dwg

自动回转刀架装配图.dwg

说明书.rtf

轴.dwg

任务书

题目           数控车床自动回转刀架设计             

1、本毕业设计（论文）课题应达到的目的：

设计过程中所涉及的内容有机械制造、液压传动和电气控制三个方面的知识，通过本次毕业设计提高学生对机电液一体化产品开发和设计能力，能够使其将所学的知识与实际应用结合起来，从而提高学生的知识运用能力和解决工程实际问题的能力。

2、本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求：

题目内容：通过编程实现对刀架精确回转的控制，使下道工序所需的工具快速准确地到达预定位置，满足数控自动加工系统的要求。

这次设计中将进行对数控车床的自动换刀系统的研究设计，包括的内容有：设计最多能够安装8把车刀的刀盘及其上的卡紧装置；刀架主轴的设计；液压缸的设计；刀架自动回转的单片机控制等。

主要参数：最大切削力 F= 120 KN，刀架转45所用时间 T= 1s，

          刀柄直径d = 35mm，刀柄长度 l = 100mm。

         主要设计内容：（1）机械结构设计  主要分为动力部分、传动部分、刀架三部分。

（2）控制系统设计  控制系统采用单片机控制系统。

（3）液压系统设计  

工作量：

1)数控车床自动回转刀架总成图             1张 0#

2)液压缸部装图                           1张 1#

3)零件图                                 2张 2#

4)液压系统原理图                         1张 1#

5)电气控制原理图                         1张 1#

6)程序流程图及程序                       1张 1#

7)撰写15000字毕业设计（论文）一份

8)完成不少于2000个单词的外文资料译文一份

3、主要参考文献：

[1] 张建民.机电一体化系统设计.高等教育出版社.2000.07

[2] 尹志强.机电一体化系统设计课程设计指导书.机械工业出版社.2007.05

[3] 毛谦德，李振清.袖珍机械设计师手册.机械工业出版社.2006.9

[4] 孙志礼，冷兴聚，魏延刚，曾海泉.机械设计.东北大学出版社.2000.9

[5] 贾伯年，俞朴，宋爱国.传感器技术.东南大学出版社2007.2

[6] 王伯平.互换性与测量技术基础. 机械工业出版社.2004.4

[7] 贾民平，张洪亭，周剑英.测试技术. 高等教育出版社.2001.12

[8] 邓广敏.加工中心操作工.化学工业出版社.2004.8

[9] 范真.加工中心. 化学工业出版社.2004.7

[10] 高德文.数控加工中心. 化学工业出版社.2003.8

[11] 韩鸿鸾，张秀玲.数控机床维修技师手册. 机械工业出版社.2006.1

[12] 王积伟，章宏甲.液压传动.机械工业出版社.2006.12

4、毕业设计（论文）的实习（调研）基本要求：

1)辽宁石化职业技术学院培训基地实习

?了解加工中心自动换刀系统的换刀过程；

?了解加工中心自动换刀系统的结构组成、传动以及控制方式；

2）辽宁工业大学机械学院机电控制实验室

?了解单片机程序的使用

?运行所编写的程序

3）辽宁工业大学机械学实验室

?进行机械传动试验

摘 要

本次毕业设计的题目是数控车床自动回转刀架设计。通过编程实现对刀架精确回转的控制，使下道工序所需的工具快速准确地到达预定位置，满足数控自动加工系统的要求。

该系统结构紧凑，动作灵敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，压力和行程可在规定的范围内任意调节，操作简单。本次设计的内容有由机械、控制、液压三部分组成，机械部分包括能够安装8把车刀的刀盘及其上的卡紧装置；刀架主轴的设计；蜗轮的设计；蜗杆的设计；齿轮的设计等；液压部分包括液压缸的设计等；控制部分的设计主要是用实现刀架自动回转的单片机控制等。

关键词：自动控制；刀架；精确度

Abstract

The graduation design topic is the design of automatic revolving tool-post of CNC lathe. The system will realize the precise control of cutter through programming until the cutter arrives at the right point and the process is quick and accurate.

The design of machinery includes two parts, one is mechanical, the other is electronical control. The moving of cutter is driving by hydraulic system. Its working process is: when a cutter is needed, hydraulic oil will be pulled into the hydraulic cylinder to promote cam.

The structure is compact, sensitive, clipping, low energy consumption, low noise, both pressure and travel can be controlled precisely.

The system includes the design of a cutter on which 8cutters can be installed; and the design of fixtures; the design of spindle, the design of hydraulic cylinders, the  control by SCM of automatic rotary cutter .

Keywords:  automatic control;  cutter;  precision

目 录

第1章  绪论 1

1.1  题目的意义和来源 1

1.2  总体方案设计 2

1.3  数控技术的发展展望 2

第2章  机械部分设计 6

2.1  轴的设计计算 6

2.1.1  轴尺寸的计算 6

2.1.2  轴的校核 7

2.2  蜗轮和蜗杆的设计计算 10

2.3  联轴器的设计计算 11

2.4  端齿盘的设计计算 11

2.5  轴承的选择 12

2.6  轴上花键的设计 12

2.7  刀架的设计计算 13

2.8  导轨的设计计算 13

第3章  动力部分 14

3.1  步进电动机的选择 14

3.1.1  选择电机的种类 14

3.1.2  选择电机的功率 14

第4章  液压系统的设计计算 17

4.1  液压系统工作原理 17

4.2  液压缸的设计计算 18

4.2.1  选择液压缸的种类 18

4.2.2  液压缸的参数计算 18

第5章  电路设计 29

5.1  芯片的选择及连接 29

5.1.1  芯片的选择 29

5.2  控制电路的软件设计 32

5.3  复位程序设计 33

5.4  动态显示设计 34

第七章  结 论 35

参考文献 36

致 谢 37

附 录Ⅰ 38

附录Ⅱ 45


内容简介：
辽宁工业大学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 中 期 检 查 报 告 题目 数控车床自动回转刀架设计 机械工程与自动化学院 院 机械设计 制造 及其自动化 专业 机 电 064班 学生姓名 袁辉 学 号 060101137 指导教师 潘静 2010 年 5 月 10日 1 自 检 报 告 (要点 :论文 )工作任务的进展情况 : 论文 )工作任务的进展情况 我的毕业设计 题目是 数控车床自动回转刀架设计 ， 现在 毕业设计已经进行了 10 周 左右 ，在 老师的精心的指导 下 ，我已经完成 对刀架 传动系统 、 液压缸 的选择计算； 液压传动系统原理图 、零件图、液压缸部装图 和 部分机械总成图的绘制 ； 虽然在有些地方还达不到老师的要求，但是在剩下的 时间里 我会加快进度，争取早日完成任务 。 4 3 7 . 1 21 0 8 . 0 3 1 0 7 . 21 . 03 . 2设 计标 记设 计处 数 分 区 更 改 文 件 号 签 名 年 、 月 、 日阶 段 标 记 重 量 比 例共 张 第 张标 准 化批 准审 核工 艺1 : 18 2 0 2 5 . 0 1108102 0 2 5 A 1 . 5 7 2 在机械图这部分，我还没有达到老师所要求的进度。原因有几个方面：关于数控车床的基础知识还存在一些问题，液压传动系统的知识掌握的还不是很牢固；在查阅书籍这方面还有些不足， 导致这一部分没有达到进度。 在毕业设计的几周 中，在自己的实际设计过程中，发现了许多问题：首先对轴上零件的固定方法掌握的不很全面，在卡具的设计过程中 ， 对 关于夹紧力大小的计算时，对于取安全系数不是很清楚， 这些问题在老师的帮助下，我自己又查阅了一些资料 ， 最后这些问题都得到了很好地解决 ；其次，在画液压传动系统原理图时， 对液压缸的内部结构不是十分了解；通过老师的进一步讲解，我圆满地解决了这一问题并加以应用。通过这一段时间的毕业设计，我感到自己所学的知识还有很大的不足。因此，我要在以后更加努力地学习，有不明白的时候，要把它彻底弄懂。 第十周 绘制控制系统程序流程图 第十一周 控制系统硬件电路设计 第十二周 控制系统软件编程 第十三周 程序调试 第十四周 撰写 15000 字毕业设计论文 第十五周 打印输出毕业设计资料，准备毕业答辩 学生签字： 2010 年 5 月 10 日 3 指导教师意见： 指导教师签字 ： 年 月 日 教研室意见： 教研室主任签字 : 年 月 日 备注 4 辽宁工业大学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 任务 书 题目 数控车床自动回转刀架 设计 机械工程与自动化学院 院 机械设计制造及 其 自动化 专业 064 班 学生姓 名 袁 辉 学 号 060101137 指 导 教 师 设计 (论文 )工作 自 2010 年 3 月 2 日至 2010 年 6 月 25 日 发任务书日期： 2010 年 3 月 2 日 任务书填写要求 1 毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经教研室负责人审查、院（系）领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及院（系）分管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“院（系）”、“专业”等名称的填写，应写中文全称 ，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号，不能只写最后 2 位或1 位数字； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 87文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2004 年 4 月 2 日”或“ 2004 1 1、本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 设计过程中所涉及的 内容有机械制造、 液压传动和电气 控制三个方面的知识，通过本次毕业设计 提高 学生 对 机电液一体化产品开发和设计能力 ，能够使其将所学的知识与实际应用结合起来，从而 提高学生的知识运用能力和解决工程实际问题的能力。 2、本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求： 题目内容： 通过编程实现对刀架精确回转的控制，使下道工序所需的工具快速准确地到达预定位置，满足数控自动加工系统的要求。 这次设计中将进行对数控车床的自动换刀系统的研究设计，包括的内容有：设计 最多能够安装 8 把车刀的刀盘及其上的卡紧装置；刀架主轴的设计；液压缸的设计；刀架自动回转的单片机控制等。 主要参数： 最大 切削力 F= 120 架转 45o 所用时间 T= 1s， 刀柄直径 d = 35刀柄长度 l = 100 主要设计内容 ：（ 1）机械结构设计 主要分为动力部分、传动部分、刀架三部分。 （ 2） 控制系统设计 控制系统采用单片机控制系统。 （ 3） 液压 系统设计 工作量： 1) 数控车床自动回转刀架 总成图 1 张 0# 2) 液压缸部装图 1 张 1# 3) 零件图 2 张 2# 4) 液压系统原理图 1 张 1# 5) 电气控制原理图 1 张 1# 6) 程序流程图及程序 1 张 1# 7) 撰写 15000 字毕业设计（论文）一份 8) 完成不少于 2000 个单词的外文资料译文一份 2 3、主要参考文献： 1 张建民 高等教育出版社 7 2 尹志强 统设计课程设计指导书 3 毛谦德，李振清 机械工业出版社 4 孙志礼，冷兴聚，魏延刚，曾海泉 东北大学出版社 5 贾伯年，俞朴，宋爱国 东南大学出版社 6 王伯平 机械工业出版社 7 贾民平，张洪亭，周剑英 高等教育出版社 2 8 邓广敏 化学工业出版社 9 范真 化学工业出版社 10 高德文 化学工业出版社 11 韩鸿鸾，张秀玲 机械工业出版社 12 王积伟，章宏甲 机械工业出版社 2 4、毕业设计（论文）的实习（调研）基本要求： 1) 辽宁石化职业技术学院培训基地实习 了解 加工中心自动换刀系统的换刀 过程； 了解 加工中心自动换刀系统的结构组成、传动以及 控制方式； 2）辽宁工业大学机械学院机电控制实验室 了解 单片机程序的 使用 运行所编写的程序 3）辽宁工业 大学机械学 实验室 进行机械传动试验 3 5、毕业设计（论文）课题进度计划： 起讫日期 工 作 内 容 第 1 周 第 2 周 第 3 周 第 4、 5 周 第 6、 7、 8 周 第 9 周 第 10 周 第 11 周 第 12、 13 周 第 14 周 第 15、 16 周 第 17 周 校内实习，并借阅收集各种资料 到辽宁石化学院实习基地进行实习 整理毕业 实习手册、论证和确定总体方案、撰写开题报告 绘制机械结构草图并进行设计计算 绘制正式机械结构图及零件图 绘制液压系统原理图 绘制控制系统程序流程图 控制系统硬件电路设计 控制系统软件编程 程序 调试 撰写 15000 字毕业设计论文 打印输出毕业设计材料，准备答辩 教研室审查意见： 教研室主任签字： 年 月 日 院（系）意见： 院 (系 )负责人签字： 年 月 日 辽宁工业大学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 学 生 工 作 总 结 题目 数控车床自动回转刀架的设计 机 械工程与自动化 学 院（系） 机械设计制造及自动化 专业 机电 064班 学生姓名 袁 辉 学 号 060101137 指导教师 潘 静 2010 年 6 月 15 日 1 个 人 总 结 通过这次毕业设计，让我的独立思考能力，自主研究能力，有了极大的提高，也增加了我对工业的兴趣，为我以后在工业领域发展奠定了基础。完成课题的过程是对课题不断完善和改进的过程，同时也是一个不断学习和创新的过程 ，总结如下 ： 首先，在机械系统设计方面，我深入了解了 步进 电动机的 选择，从相关书的数据中来选择电动机，这样可以合理选择电动机， 轴 的校核是比较麻烦的，它要计算出许用弯曲应力 等等， 这样的锻炼使得我在毕设过程中进步很大 。 由于论文上已有一 定的结构模型，故我凭着模型以及老师对我的讲解，我慢慢的认清了数 控车床自动回转刀架 的全部结构，故我对我自己的一些想法与应用思想都 添加到设计 中去，把原有的模型做适当的改进。使结构更合乎生产安装以及多样化使用的要求。每一个设计都是一个创新、完善的过程 ， 这个过程也是一个学习的过程。 其次，认识到实践的重要性。这次设计我做了很多重复工作、无用功，但是这些重复工作和无用功积累了设计经验。同时也认识到设计不能只在脑子里想其结构、原理，必须进行实际操作。 通过 本次的毕业设计，我从中收获了很多很多，不仅学到了许多新的知识，同时也能更好地将之前所学的理论知识和实际相结合来解决所遇到的问题，使得自己能够独自进行设计和研究。 但 这次毕业设计的顺利完成，与大家的热心帮助是分不开的。 首先，要感谢我的指导老师，辽宁 工业大学 机械工程与自动化学院的 潘静 老师。 她的热心指导一直贯穿于我的整个毕业设计阶段，设计的顺利进行与老师的热心帮助是分不开的。也要感谢其它的指导老师，每当遇到问题请教他们的时候，他们都耐心指导，帮助我攻克一个个难题。其次，要感谢我的同学，我的进步来源于我们的共同讨论 ，共同研究；也感谢图书馆的各个老师的热心帮助，每次我借书，他们都会帮助我找到我想要的书。 在本次毕业设计中，阅读了大量的相关资料，从中汲取了丰富的知识，也了解了相关的内容，借此向这些作者们深表敬意。同时也感谢网上的博客 主 们，为我这次毕业设计提供了很多的相关资料。 2 我希望 通过这次毕业设计为我的人生奠定一个良好的基础，为我的发展指明一个方向，为我前进的道路开辟一道光明。 学 生本人签字： 年 月 日 指导教师意见： 指导教师签字 ： 年 月 日 辽宁工业大学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告 题目 数控车床自动回转刀架设计 机械工程与自动化 学院 院 机械设计制造及其自动化 专业 机电 064 班 学生姓名 袁 辉 学 号 060101137 指导教师 潘 静 开题日期： 2010 年 3 月 18 日 开 题 报 告 1、 毕业设计（论文）题目的来源及实际应用 意义 本次设计的题目 是数控车床 自动回转 刀架设计 ，该系统的回转精度高，动作准确迅速。 题目 来源于辽宁石化职业技术学院培训基地。 2006 年国务院 8 号文件国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见首次将数控机床列入重大技术装备，提出明确要求：发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件，改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的现状，满足机械、航空航天等工业发展的需要。由于我国工业基础相对薄弱、以企业为主体的创新体系尚未建立、数控机床产业化时间短等原因，技术上和产业上与西方发达国家相比还存在一定差距，当前的发 展还需要注意几方面的问题。 首先是新产品开发能力不足。从行业总体看，基础技术和关键技术研究还很薄弱，基础开发理论研究、基础工艺研究和应用软件开发还不能适应数控技术快速发展的要求，全行业科技人才不足，缺乏高级技术人员，科技投入和科研设施尚不适应等。同时，扩大产能与未来实际需求错位也需引起重视。当前行业企业技术改造项目的产能目标过于庞大，技改项目产品的大型化、重型化趋势明显，高档数控机床制造能力和功能部件的投入显得不足。 据了解，大多数中高档数控机床主要配套设备还是发那科和西门子等国外数控系统，刀库机械手、 数控刀架、滚珠丝杠和导轨、电主轴等主要还是日本、德国或中国台湾地区的产品，用户选购国产机床时普遍提出选用境外功能部件的要求。功能部件发展的滞后性，将制约国产中高档数控机床的发展。 从这个意义上来说，研究我国现阶段的数控机床设备，并加以改进和创新，就是为我国的数控车床的发展增砖添瓦，贡献绵薄之力 。 2、 题目主要内容及预期达到的目标 这次设计 的 内容有：能 安装 8 把 车刀的刀架及卡紧装置 的设计 ；刀架主轴的 设计； （注）开题报告要点： 1、毕业设计（论文）题目的来源，理论或实际应用意义。 2、题目主要内容及预期达到的目标。3、拟采用哪些方法及手段。 4、完成题目所需要的实验或实习条件。 5、完成题目的工作计划等。 （开题报告不够用时可另附同格式 ） 1 开 题 报 告 液压缸的设计； 刀架自动回转的单片机控制等。 最后预期达到的目标是：通过编程 实现 对刀架 精确回转 的控制 ， 使下道工序所需的工具快速准确地到达预定位置， 满足 数控自动加工系统的 要求。 3、 拟采用哪些方法及手段 （ 1）机械结构设计 本次设计的刀架是满足 8 个刀位的回转刀盘。其结构图如下： 图 1 回转刀盘 图 2 车刀位 开 题 报 告 下图为液压驱动回转刀架图： 图 3 液压驱动回转刀架图 （ 2） 控制部分及液压系统 设计 其工作过程是：当数控装置发出换刀指令以后，液压油进入液压油缸的右腔，通过活塞推动主轴使刀盘左移，使 定位端齿盘脱离啮合状态，为转位做好准备。 当齿盘处于完全脱开位置时，啮合状态行程开关发出转位信号，电机开始带着蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转使刀盘旋转任意个工位。当刀盘旋转到预定位置时，控制系统发出信号时电机停止运动，蜗轮停止运动，刀架处于预定位置。于此同时液压缸左腔进油，通过活塞将主轴和刀盘拉回，端齿盘啮合，刀盘完成精定位和夹紧动作。 （ 3） 系统工作程序流程图 3 开 题 报 告 图 4 系统工作程 图 4 1 ：1啮合状态行程开关活塞推动刀盘左移油进入液压缸右腔换刀指令开始刀架到达预定位置延迟3电机转动延迟工件的加工时间结束啮合状态行程开关活塞停止运动电机转动主轴和刀架旋转延迟3油进入液压缸左腔活塞推动刀盘右移 开 题 报 告 4、完成题目所需要的实验和实习条件 1. 在 机械学院 机电实验室进行单片机编程实验。 2. 在机械学院 机械学实验室进行机械传动实验。 3在 图书馆查阅相关资料。 4 在互联网上找相关的资料 。 5. 在辽宁石化职业技术学院实习基地实习。 6. 在机械学院液压传动控制实验室进行液压控制实验。 5 开 题 报 告 毕业设计（论文）课题进度计划： 起讫日期 工 作 内 容 第一周第三周 实习、调研、收集资料、整理资料 原理方案设计，整理开题报告，开题 第四周第九周 机械结构计算与设计 第十周第十三周 控制部分设计、绘制液压传动系统原理图、控制硬件电路 第十四周、十五周 写论文等文字材料 第十六周、第十七周 准备答辩 6 查阅资料、文献目录 1沙杰 .加工中心 试与维护 1998,(04). 2严盈富 .西门子 门 2007,(06). 3张建民等 .机电一体化系统设计（第二版） 2001,(03). 4周斌 .机电一体化使用技术手册 1994,(03). 5编写组 .机床设计手册 第二册零件设计机床设计手册 01). 6文怀兴 . 数控机床系统设计 03) . 7周希章 .如何正确选用电动机 2006,(01) . 8 王积伟，章宏甲 .液压传动 （第 2 版 ） 指导教师意见： (对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测 ) 指导教师签字： 年 月 日 教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日 8 开 题 须 知 一、学生要认真填写开题报告。在毕业设计（论文）答辩时学生须向答辩委员会（或答辩小 组）提交开题报告，作为答辩评分的参考材料，没有开题报告不能参加答辩。如果丢失要及时办理补交手续。学生毕业后，开题报告与学生毕业设计（论文）一并存档备案。 二、毕业设计（论文）题目一经确定，指导教师要给学生下达毕业设计（论文）任务书，学生根据任务书的要求进行开题，一般安排在毕业设计（论文）正式开始的第二周至第三周进行。 三、开题报告的审查由各专业教研室主持，每个学生的报告时间为 10 15 分钟。开题通过后学生才能正式获得毕业设计（论文）的资格。 四、学生要充分理解毕业设计（论文）题目的内容和要求 ，在指导教师的指导下制定切实可行的工作计划，并且要具备进行毕业设计（论文）所要求的实验或实习（调研）条件。 五、学生要按照指导教师所下达的毕业设计（论文）任务书的要求，认真进行文献资料的检索、搜集和查阅，并做好记录。 六、开题审查不合格的学生，必须在一周内重新进行开题。 1 附 录 A 数控车床作为普通车床的替代品，已经开始普及，但是对于数控车加工的工艺装备和参数设定往往还有依靠经验给出的情况，这对于发挥数控高效率工作并无益处。 数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成所有车削工序，因而应注意以下几个方面。 1、合理选择切削用量 对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然 是合理的选择了切削条件。切削条件的三要素：切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高 20%，刀具寿命会减少 1/2。进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大，切削温度上升，后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命。 用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。最适合的加 工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。 然而，在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时，需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说，可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。 2、合理选择刀具 (1)粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。 (2)精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。 (3) 为减少换刀时 间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。 3、合理选择夹具 (1) 尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具； (2) 零件定位基准重合，以减少定位误差。 4、确定加工路线 加工路线是指 数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。 (1) 应能保证加工精度和表面粗糙要求； 2 (2) 应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。 5、加工路线与加工余量的联系 目前，在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必 须用数控车床加工时，则需注意程序的灵活安排。 3 附 录 B as a to C to on C is is a NC to to 1 A of or it is be a of of of by 20% in be / 2. in of a of a of by on of of of in of by it s is to of so to on of A of to in of is so In to to it be a of or 2 A 1) to to to a of 4 (2) to to (3) To on be in 3. of (1) to to of (2) to 4. is of of to of (1) be to (2) be as as to of 5. of At NC be on on If NC 机械工程与自动化学院 毕业设计（论文） 题 目 数控车床自动回转刀架设计 专 业 班 级 机电 064班 学 生 姓 名 袁辉 学 号 060101137 指 导 教 师 潘静 讲师 序号 内 容 幅面 数量 1 装配图 2 部装图 3 流程图 4 电路图 5 毕业设计（论文）开题报告 6 毕业设计（论文）中期检查报告 7 总结报告、实习手册、说明书 A 4 各 1 8 毕业设计（论文）进度考核表 9 指导教师、评阅人答辩意见表 10 毕业设计（论文）任务书 A 4 1 本科生毕业设计（论文）摘 要本次毕业设计的题目是数控车床自动回转刀架设计。通过编程实现对刀架精确回转的控制，使下道工序所需的工具快速准确地到达预定位置，满足数控自动加工系统的要求。该系统结构紧凑，动作灵敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，压力和行程可在规定的范围内任意调节，操作简单。本次设计的内容有由机械、控制、液压三部分组成，机械部分包括能够安装8把车刀的刀盘及其上的卡紧装置；刀架主轴的设计；蜗轮的设计；蜗杆的设计；齿轮的设计等；液压部分包括液压 的设计等；控制部分的设计主要是 实现刀架自动回转的单 机控制等。关键词：自动控制；刀架；精确度1is of NC of at is is of is by a is be to is be of a on be of of of CM of 文）目 录第 1 章 绪论 . 题目的意 和 . 设计 . 数控 的 . 2 章 机械部分设计 . 轴的设计计 . 轴 的计 . 轴的 . 蜗轮和蜗杆的设计计 . 轴 的设计计 . 齿盘的设计计 . 轴 的 . 轴上 的设计 . 刀架的设计计 . 的设计计 . 3 章 动力部分 . 动机的 . 机的 . 机的 . 4 章 液压系统的设计计算 . 液压系统工作 . 液压 的设计计 . 液压 的 . 液压 的数计 . 5 章 电路设计 . 及“ . . 控制 的设计 . . 动设计 .结 论 . . . . .文）第1章 题目的意义和来源本次设计的题目是数控车床自动回转刀架设计，该系统的回转精度，动作准确速。2006 8文 ”加快装 制业的 意次数控机床 装 ， 确要求 、精、速数控装 和数控系统及能部， 、精度数控机床 部分 的现 ，满足机械、 等工业 的需要。由 工业 对 、 业主 的 系 、数控机床业 等 ， 上和业上 达 在 定 ， 的 需要意 的 题。 是 开 能力不足。从行业 看， 和” 研究 很 ， 开 论研究、 工艺研究和应 开 不能适应数控 快速 的要求，全行业科 人才不足，缺乏级 人员，科 投和科研设施 不适应等。同，扩 能 实际需求错位也需引起视。 行业 业 项目的能目标过庞 ， 项目 的 、趋势 ，档数控机床制能力和能部的投 得不足。 据了解， 多数中档数控机床主要配套设 是 那科和 门子等 外数控系统，刀库机械手、数控刀架、滚珠丝杠和 、 主轴等主要 是日本、德 或中 台湾地区的 ， 户 购 机床普遍 境外能部的要求。能部 的滞后性，制约 中档数控机床的 。从这个意 上 说，研究 现阶段的数控机床设 ，并加 和 ，就是 的数控车床的 增砖添瓦，贡献绵 之力。总体方案设计设计 如下图所5本科生毕业设计（论文） 图其工作过程是 数控装置 换刀指令 后，液压油 液压油 的右腔，通过活塞推动主轴使刀盘左移，使定位 齿盘脱离啮合 转位做好准 。齿盘处完全脱开位置，啮合 转位信， 机开始带着蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转使刀盘旋转任意个工位。 刀盘旋转到预定位置，控制系统 信 机停止运动，蜗轮停止运动，刀架处预定位置。此同液压 左腔 油，通过活塞主轴和刀盘拉回， 齿盘啮合，刀盘完成精定位和夹紧动作。数控技术的发展展望从目世界上数控 及其装 的趋势 看，数控系统正在向 气、 子、速、精等 速 ，其主要研究热点有 下个 (1) 性能 1. 精速效速度本科生毕业设计（论文）效、质量是 制 ” 的性能指标，是 制 的主 。 采 速多分辨检测 、 数 系统、配套 主轴、 机等 可 地效， 的质量和档次，生 和 能力。在 后的， 精数控机床正在向精、速、 能和 ， 合 成的 数控机床。2. 性数控系统采 设计，能 ，可靠性 ，可满足不同户的需求。同 控系统能据不同生 程，自动 行信 动 控系统的能。3. 多轴多轴 动加工，在 台数控机床上 次装夹后，可 行自动换刀、旋转主轴、旋转工作台等操作，完成多工序、多的度， 效也 度。4. 开自数控系统 行 次开 ， 户的使 范围不生的制约。5. 实 能在数控 ，实 能控制的研究和应 正着自适应控制、 控制、”控制、 控制、 控制、控制等 。如编程 系统 系统， 系统了 ，、等实现 能。(2) 能 1. 户界图户界是数控系统 使 之的对“ ，图 户界要适合 户包括业 户的使 ，通过 和 单 行操作，可实现图 、图动、 和快速编程等能。2. 科计 可视信 不 文 和 达，可 “使 图、图 、动 等可视信。可视 可 数自动设定、刀具 、 及加工过程的可视 等。如 门 有 开 的数控机床 实现 ，可视3D 了对数控机床的 等能。3 多 7本科生毕业设计（论文） 有 、 、 、 、 、标 、多项 等。 能有 度 、 、 过 的 、 和测量系统 、刀具 、 度 等。4. 性能的内置能的 “ 图或级 编程，可在 调 和在 编 ， 自序。5. 多 应 计 机具有合处音、文 、图 和视信的能力。在数控系统，应 多 对 信可 行合， 能处。(3) 系结构的 1 成采 度 成 规 可编程 成 ，及 成 数控系统的 成 度和运行速度及系统的可靠性。2. 实现数控系统的 成和标准， 、位置 、 “ 、通讯等 ，作成标准的系 ，构成不同档次的数控系统。(4) 能、开 数控系统1 能自动编程、加工过程 能监控、在 检测等。 后的数控系统计 机 能 ，” 、多 、 控制、自适应控制、动、动等 融 ，成严的制过程，即称 能闭环控制 系，这 是利 传感 获得适的信， 增 制取得 佳 的能力； 能数控系统通过对影响加工精度和效的物量 行检测、 、取特征、自动感知加工系统的内部 速做实现 佳目标的 能决策，对 给速度、切削深度、 标移动、主轴转速等工艺数 行实控制，使机床的加工过程处 佳 . 开系结构使数控系统有 好的 性、适应性、通 性、扩 性，并向”、 能 向 。 景构是 加工系统的 ， +的 加工系统框架的设计 研究 加完善逼 的 加工系统打下了 定的 。本人只是对 加工系统框架上做了初 的研究。由系统中的本科生毕业设计（论文）机床 外观 实际机床外观 有 定的； 设 没有和实际机床 行”通讯；搬运小车 等 加工 中的 些必要设 等，同只是对加工 的动做了较深的研究，对设 的加工过程中的物 研究较少。 此该系统 有不足之处，要 能完善的 加工系统 需要 的研究。第2章 处 正火处初 估 1d ,10038,238,294,588 11 = 。由转速 n= 60/16=r/60的 P =f S = 120000 2 0= P = 本科生毕业设计（论文）主轴 转矩（暂不考虑效）M n =9550 9550 037N m取系数A=103则 A 31030 削 ，取轴 增 4%5%，则取轴 75 轴的校核轴的 图如下本科生毕业设计（论文） 轴的 图1. 按弯扭合成 度条 轴1） 力系图，。压轴力F=120000轴的弯矩M，并 弯矩图，11本科生毕业设计（论文） 力系图20006380000 2001193000 轴的弯矩图3） 轴的扭矩图，如图2.2 c)所。知T=5556000 轴的扭矩图4)求计 弯矩 计 弯矩图如图2.2 d)所。据 2( )M 并取=得) +=33336 )63800 +=333360 文） 2119300 (5560 )+=33337 轴的弯矩图在此对传动轴 行 度的 ，具 过程如下按扭矩 度条计 该传动轴只 转矩作 ，其 度条39550 10 T W = =中 轴的扭剪应力，轴传递的转矩，N 轴传递的，n轴的转速，r/ 轴材料的许 扭剪应力，取 = 200 W 轴的抗扭截 量， 3该轴实心轴，则有2按弯扭合成 度计 ，由第三 度论计 2 24 b = + （2 危险截上弯矩 转矩 3,b T T TW d W d = 计 转矩2 2( ) +=5556000 N文）中 据转矩所生应力的性质 定的应力 正系数，这里脉动 的转矩，取 = 上数据带 中得d 70 虑 槽削 ，取轴 增 4%5%，则取轴 75 上所述，取轴 小 d = 75要求。轮和蜗杆的设计计算蜗杆数 1 涡轮齿数Z 2 =45数 m= 4 轴向齿 p x = 12.5 系数q =14 程角= 4 0508轴向齿角= 20 蜗杆和涡轮的 4 14=56 = m Z 2 = 4 45= 180 h a = h f =4.8 h= 8.8 d 1a = m(q+2) =64 a =m(Z 2 +2)= 188 d 1f = m(=f =m( 170。4 a = m(q+ （论文）轴器的设计计算性销 轴 ，其转矩M = 160 Nm，许 转速 n = 7100 r/ 动惯量 I = g齿盘的设计计算齿盘 D=280 齿盘齿数 n = 72齿盘内 d = 200 8 = 40 n =8 , 分布 230 = 11 承的选择深沟球轴 的 轴 6218 的深沟球轴 ，其外 内 d=90 外 D=160 度B=30滚子轴 的 30218的 锥滚子轴 ，成对使 ，其外 内 d=90 外D=160 度B=30上花键的设计 15本科生毕业设计（论文） 1144 ， 副的规格10 76 7780 111016 1011 10 11161080776 外 10 10161180776 其中10指 的 数，16指 或 槽 76指 小 ，80指 的 长度l=L=70 的的的d、 的 同采 滑动 。架的设计计算据车刀长度l= 100 柄 d=35 刀架 D= 400 架度 a = 90 轨的设计计算 燕尾 ，采 平镶条调 侧 的结构。平镶条横截积矩或平行四 ， 镶条的横向位移 调 。平镶条 小的侧， 钉调节， 紧。 钉单 紧， 紧力不 ，使镶条在钉的着力点有 度，使“ 不 ， 性， 性，调较 ， 力较小，或 的 。本科生毕业设计（论文）第3章 择电机的种类按工作要求及工作条 。应 应 动机。选择电机的功率按 动机的 定 ， 应 0 0 动机的 定，K ；r 工作机所需 动机，K ；所需 动机由下 计 r = 工作机所需有效，由工作机的工作 力及运动数确定； 动机到工作机的 效。1）工作 据实际工作需要 120000N。 2）等效转动惯量的计 17本科生毕业设计（论文）则齿轮的转动惯量分 （齿轮45钢，并齿轮 的看成 ）2523255113 =同， 行机构也可 看成 ， 6= 20 = ，则转动惯量2222441 =设 = 等效到 动机轴上的 转动惯量 动机转动惯量 个数量级，所 不计）21212 )()(41=+= =+=+=3）等效 转矩 6=21动惯性转矩（ 惯T ）的计 这里 不利动的快 动速度 行计 ，设动加速（或制动速） t= 在 之 取 ) ， 由 动 机 转 02 = 加（）速 等加（）速 角加速度22 = = 惯5） 动机 轴上的 转矩 T 的计 本科生毕业设计（论文）+=+= 6） 动机的 上述计 考虑机械系统的传动效， 机械传动 效= 在工作，由材料的不 等 的影响，引起 转矩增 ，了的 及 转矩增 ，引起 动机 ，生加工，可 适 考虑安全系数，安全系数 可在 之 取。这里取安全系数K= 动机可按 下 转矩 取= 动机28 “转矩 = 在三 动， 带 正动机的起动转矩 T，则 = 转速n=1440 r/P = 合适。19本科生毕业设计（论文）4 图。序动作。1、三 位四通 换 向 2、 液压3、 4、 液压压系 统原理 图本科生毕业设计（论文）轴左右移动的电磁阀顺序动作表动作序 1 2 液压 液压1 初始 中2 + 左移 左3 + 右移 右1和 2 ，液压 处初始 1 ， 2通 ，液压 的活塞向左移动，活塞带动 轴 、轴、刀架 起向左移动。1通 ， 2 ，液压 的活塞向右移动，活塞带动 轴 、轴、刀架 起向右移动。择液压缸的种类液压 作 单活塞杆液压 ，活塞在行程了。 工作过程中需要” 液压缸的参数计算钢筒的连接结构在设计中 “ 。这结构简单， 加工， 装。缸口部分结构部分采 了 、 向套、 和 紧装置等组成， 和引 活塞杆。由在设计中 和活塞杆 的 不同， 部分的结构也有所不同。油缸放气装置通装配后或系统内有 气 ，使油 内部 部分 气， 油液带。这 ，在油 工作过程中由 气
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本文标题：数控车床自动回转刀架设计【优秀机械电气全套课程毕业设计含7张CAD图纸+带任务书+开题报告+中期检查表+工作总结+外文翻译+49页@正文1.11万字】
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